JP6585401B2 - Control device for work machine - Google Patents

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本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられ、複数の油圧ポンプから油圧アクチュエータへ作動油を吐出して作業機械を駆動するのに好適な作業機械の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a work machine that is provided in a work machine such as a hydraulic excavator and is suitable for driving a work machine by discharging hydraulic oil from a plurality of hydraulic pumps to a hydraulic actuator.

従来より、油圧ショベル等の作業機械の低燃費化やアーム等の作業機の駆動に用いられる油圧システムの高効率化を実現するために、ブリードオフ制御による油圧ポンプの吐出量の絞り捨ての損失を低減して、エネルギー効率を向上させると共に、油圧ポンプの吐出圧を操作装置の操作量に応じて制御可能とし、操作性能も向上させるようにした従来技術の1つとして、例えば、下記の特許文献1に記載の作業機械の制御装置が知られている。   Conventionally, loss of throttling of hydraulic pump discharge by bleed-off control in order to achieve lower fuel consumption of work machines such as excavators and higher efficiency of hydraulic systems used to drive work machines such as arms As one of the prior arts that improve the operating performance by improving the energy efficiency and controlling the discharge pressure of the hydraulic pump according to the operation amount of the operating device, for example, the following patent A control device for a work machine described in Document 1 is known.

この従来技術の作業機械の制御装置では、コントローラは、操作量検出器からの操作量信号に基づいて、操作量信号が増加するに従って増加する目標ポンプ吐出圧力を算出する目標ポンプ圧力設定部と、操作量信号に基づいて、操作量信号が増加するに従って増加するポンプ流量上限値を算出するポンプ流量上限設定部とを有し、目標ポンプ圧力設定部で算出した目標ポンプ吐出圧力と、ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と、圧力検出器で検出した油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて油圧ポンプの傾転量が制御されるようになっている。   In this prior art work machine control device, the controller calculates a target pump discharge pressure that increases as the operation amount signal increases, based on the operation amount signal from the operation amount detector; A pump flow rate upper limit setting unit that calculates a pump flow rate upper limit value that increases as the operation amount signal increases based on the operation amount signal, and the target pump discharge pressure calculated by the target pump pressure setting unit and the pump flow rate upper limit value The tilt amount of the hydraulic pump is controlled based on the pump flow rate upper limit value calculated by the setting unit and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure detector.

国際公開第2014/073541号International Publication No. 2014/073541

上述した特許文献1に開示された従来技術の作業機械の制御装置では、1つの油圧ポンプに対して複数の油圧アクチュエータを備えた作業機械においても、他の油圧アクチュエータとの動作干渉等がない独立した制御性能が得られると共に、油圧ポンプからの余剰油の損失等がなく、油圧システムにおいて優れた流量効率が得られる。しかしながら、油圧アクチュエータの動作速度を高めるために、2つの油圧ポンプや3つの油圧ポンプ等の複数の油圧ポンプから吐出された作動油(圧油)の流量を合流して油圧アクチュエータに作用させるようにした油圧ショベル等の作業機械に対して、上述の従来技術の作業機械の制御装置を適用すると、不具合が生じる可能性がある。   In the prior art work machine control device disclosed in Patent Literature 1 described above, even in a work machine having a plurality of hydraulic actuators for one hydraulic pump, there is no independent operation interference with other hydraulic actuators. As a result, there is no loss of excess oil from the hydraulic pump, and excellent flow efficiency can be obtained in the hydraulic system. However, in order to increase the operating speed of the hydraulic actuator, the flow rates of hydraulic oil (pressure oil) discharged from a plurality of hydraulic pumps such as two hydraulic pumps and three hydraulic pumps are combined to act on the hydraulic actuator. When the above-described prior art work machine control device is applied to a work machine such as a hydraulic excavator, there is a possibility that a problem may occur.

例えば、油圧ショベルのアームの動作は、ブームやバケット等と比較して高い速度が要求されるので、複数の油圧ポンプを含む作業機械においてアームを高速で動作させる場合には、複数の油圧ポンプのうち第1の油圧ポンプと第2の油圧ポンプから吐出された作動油をそれぞれ方向制御弁へ流通させた後、これらの作動油をアームシリンダへ接続される手前の油路・配管で合流してアームシリンダに供給することが一般に行われる。   For example, since the operation of an arm of a hydraulic excavator requires a higher speed than that of a boom or bucket, when operating the arm at a high speed in a work machine including a plurality of hydraulic pumps, Among them, after the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump and the second hydraulic pump is circulated to the directional control valves, these hydraulic oils are joined by the oil passages / pipings connected to the arm cylinder. Supplying to an arm cylinder is generally performed.

一方、従来技術の作業機械の制御装置では、コントローラが目標ポンプ圧力設定部で算出した目標ポンプ吐出圧力と圧力検出器で検出した油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて、油圧ポンプの傾転量を制御するようにしているが、上述の作業機械におけるアームシリンダへの作動油の流通過程を考慮すると、各油圧ポンプの圧力制御の精度の相違、あるいは油圧回路を接続する配管や方向制御弁等の構成上の異なりから生じる油路・配管の抵抗等の機器類のバラツキにより、第1の油圧ポンプと第2の油圧ポンプの吐出量の配分が予定していたものに対してずれが生じる可能性がある。この場合には、第1の油圧ポンプと第2の油圧ポンプに対して吐出圧力の制御がそれぞれ行われるので、これらの油圧ポンプのうち流れ易い側からの作動油の供給量が多くなり、流れ難い側からの作動油の供給量が少なくなる。このように、機器類のバラツキによって第1の油圧ポンプ及び第2の油圧ポンプからの作動油の流量が想定通りに定まらず、油圧アクチュエータの制御性能が低下することが懸念されている。   On the other hand, in the control device for a work machine of the prior art, the amount of tilt of the hydraulic pump is determined based on the target pump discharge pressure calculated by the controller at the target pump pressure setting unit and the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the pressure detector. In consideration of the flow of hydraulic oil to the arm cylinder in the above-mentioned work machine, there is a difference in the accuracy of pressure control of each hydraulic pump, or a pipe or directional control valve connected to the hydraulic circuit, etc. Due to variations in equipment such as the resistance of oil passages and piping resulting from differences in configuration, there is a possibility of deviation from what was planned to be the distribution of the discharge amount of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump There is. In this case, since the discharge pressure is controlled for each of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, the amount of hydraulic oil supplied from the flowable side of these hydraulic pumps increases, The amount of hydraulic oil supplied from the difficult side is reduced. As described above, there is a concern that the flow rate of the hydraulic oil from the first hydraulic pump and the second hydraulic pump is not determined as expected due to variations in devices, and the control performance of the hydraulic actuator is degraded.

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、複数の油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータが動作する作業機械であっても、機器類のバラツキ等による不具合を解消して油圧アクチュエータの良好な制御性能を得ることができる作業機械の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art as described above, and the object thereof is due to variations in equipment even in a working machine in which a hydraulic actuator is operated by hydraulic oil discharged from a plurality of hydraulic pumps. An object of the present invention is to provide a control device for a work machine that can solve the problem and obtain good control performance of a hydraulic actuator.

上記の目的を達成するために、本発明の作業機械の制御装置は、原動機により駆動され流量を制御するための制御部を有する複数の油圧ポンプと、前記複数の油圧ポンプから吐出された作動油によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータの動作を指示する操作装置と、前記複数の油圧ポンプのうち第1と第2の油圧ポンプから吐出された作動油の流れをそれぞれ制御する第1と第2の方向制御弁と、前記第1と第2の方向制御弁を流通した作動油を合流して前記油圧アクチュエータに作用させる合流回路とを備えた作業機械に設けられ、前記操作装置からの指示を受けて前記複数の油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ吐出される作動油の流量を制御する油圧制御部を備えた作業機械の制御装置において、前記複数の油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出装置と、前記油圧アクチュエータの速度を検出する速度検出装置前記第1と第2の油圧ポンプと前記第1と第2の方向制御弁との間にそれぞれ設けられ、前記第1と第2の油圧ポンプから前記第1と第2の方向制御弁へ吐出された作動油の圧力をそれぞれ制御する第1と第2の圧力制御弁とを備え、前記油圧制御部は、前記操作装置の操作量に基づいて、前記油圧アクチュエータを動作させる目標速度を演算する目標速度演算部と、前記第1及び第2の油圧ポンプと前記第1及び第2の方向制御弁との接続関係が前記操作装置の操作量に応じて設定された接続情報を記憶する記憶部と、前記目標速度演算部によって演算された目標速度及び前記記憶部に記憶された接続情報に基づいて、前記第1と第2の方向制御弁から前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の各目標流量を演算する目標流量演算部と、前記速度検出装置によって検出された速度と前記目標流量演算部によって演算された各目標流量とに基づいて、前記油圧アクチュエータの目標駆動圧を演算すると共に、当該目標駆動圧を、前記目標流量演算部にて演算された前記各目標流量及び所定の圧力制御特性に応じて補正して、前記第1と第2の方向制御弁から前記油圧アクチュエータに作用させる作動油の第1及び第2の目標駆動圧を演算する目標駆動圧演算部と、前記吐出圧検出装置によって検出された前記第1と第2の油圧ポンプからの各吐出圧、及び前記目標駆動圧演算部によって演算された第1及び第2の目標駆動圧に基づき、前記第1と第2の油圧ポンプの各目標吐出量を演算し、その結果を前記第1と第2の油圧ポンプの制御部へ出力する目標吐出量演算部とを備え、前記所定の圧力制御特性は、前記第1と第2の圧力制御弁の作動油の通過流量の増加に伴って当該第1と第2の圧力制御弁の二次側の圧力が減少する特性であり、前記第1の圧力制御弁が、前記目標駆動圧演算部によって演算された第1の目標駆動圧に応じた制御信号によって、前記第2の圧力制御弁が、前記目標駆動圧演算部によって演算された第2の目標駆動圧に応じた制御信号によって、それぞれ駆動することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control device for a work machine according to the present invention includes a plurality of hydraulic pumps that are driven by a prime mover and have a control unit for controlling a flow rate, and hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps. A hydraulic actuator that operates according to the above, an operating device that instructs the operation of the hydraulic actuator, and a first and a second that respectively control the flow of hydraulic oil discharged from the first and second hydraulic pumps of the plurality of hydraulic pumps Provided in a work machine having a directional control valve 2 and a merging circuit that causes the hydraulic oil flowing through the first and second directional control valves to merge and act on the hydraulic actuator. In response to the above, in the control device for a work machine including a hydraulic control unit that controls a flow rate of hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps to the hydraulic actuator, Between the discharge pressure detector for detecting a delivery pressure of the hydraulic pump, a speed detecting device for detecting the speed of the hydraulic actuator, and the first and second hydraulic pumps and said first and second directional control valve Provided with first and second pressure control valves that respectively control the pressure of hydraulic fluid discharged from the first and second hydraulic pumps to the first and second directional control valves, The hydraulic control unit is configured to calculate a target speed for operating the hydraulic actuator based on an operation amount of the operating device, the first and second hydraulic pumps, and the first and second hydraulic pumps. A storage unit that stores connection information in which a connection relationship with the directional control valve is set according to an operation amount of the operation device, a target speed calculated by the target speed calculation unit, and connection information stored in the storage unit Based on the above And a target flow rate calculation unit for calculating each target flow rate of hydraulic fluid supplied from the second directional control valve to the hydraulic actuator, a speed detected by the speed detection device, and each target calculated by the target flow rate calculation unit Based on the flow rate, the target drive pressure of the hydraulic actuator is calculated, and the target drive pressure is corrected according to the target flow rate calculated by the target flow rate calculation unit and a predetermined pressure control characteristic. the a first target driving pressure calculating section for calculating a first and second target driving pressure of the hydraulic fluid to act on the hydraulic actuator in the second direction control valve, which is detected by the discharge pressure detecting device wherein Based on the discharge pressures from the first and second hydraulic pumps and the first and second target drive pressures calculated by the target drive pressure calculation unit, each of the first and second hydraulic pumps A target discharge amount calculation unit that calculates a target discharge amount and outputs the result to the control units of the first and second hydraulic pumps, wherein the predetermined pressure control characteristic is the first and second pressures. The secondary pressure of the first and second pressure control valves decreases as the flow rate of hydraulic fluid passing through the control valve increases, and the first pressure control valve calculates the target drive pressure. By the control signal according to the first target drive pressure calculated by the unit, the second pressure control valve is controlled by the control signal according to the second target drive pressure calculated by the target drive pressure calculator. Each is characterized by being driven .

本発明の作業機械の制御装置によれば、複数の油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータが動作する作業機械であっても、機器類のバラツキ等による不具合を解消して油圧アクチュエータの良好な制御性能を得ることができる。なお、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the work machine control device of the present invention, even in a work machine in which a hydraulic actuator is operated by hydraulic oil discharged from a plurality of hydraulic pumps, it is possible to eliminate problems caused by variations in equipment and the like to improve the hydraulic actuator. Control performance can be obtained. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明に係る制御装置の第1実施形態が適用される作業機械の一例として挙げた油圧ショベルの構成を示す外観図である。1 is an external view showing a configuration of a hydraulic excavator cited as an example of a work machine to which a first embodiment of a control device according to the present invention is applied. 本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hydraulic circuit of the hydraulic shovel which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る方向制御弁の構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of the direction control valve concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るコントローラの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the controller which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図4に示すブーム用の目標駆動圧演算部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the target drive pressure calculating part for booms shown in FIG. 図4に示すアーム用の目標駆動圧演算部の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of a target drive pressure calculation unit for an arm shown in FIG. 4. 図4に示すバケット用の目標駆動圧演算部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the target drive pressure calculating part for buckets shown in FIG. 本発明の第1実施形態に係る圧力制御機構のうち油圧ポンプの制御に関する構成を説明する図であり、(a)図はその圧力制御特性を示す図、(b)図はその具体的な構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the structure regarding control of a hydraulic pump among the pressure control mechanisms concerning 1st Embodiment of this invention, (a) A figure shows the pressure control characteristic, (b) The figure is the specific structure. It is a figure which shows an example. 本発明の第1実施形態に係る圧力制御機構のうち圧力制御弁の制御に関する構成を説明する図であり、(a)図はその圧力制御特性を示す図、(b)図はその具体的な構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the structure regarding control of a pressure control valve among the pressure control mechanisms which concern on 1st Embodiment of this invention, (a) A figure shows the pressure control characteristic, (b) The figure is the specific. It is a figure which shows an example of a structure. 本発明の第1実施形態に係るアーム用の各方向制御弁を流通する作動油の流量と圧力との関係を示す図であり、(a)図は油圧ポンプ及び圧力制御弁に機器類のバラツキが生じていない図、(b)図は油圧ポンプ及び圧力制御弁に機器類のバラツキが生じている図である。It is a figure which shows the relationship between the flow volume of the hydraulic fluid which distribute | circulates each directional control valve for arms which concerns on 1st Embodiment of this invention, and a pressure, (a) The figure shows dispersion | variation in equipment in a hydraulic pump and a pressure control valve. FIG. 5B is a diagram in which variations of devices occur in the hydraulic pump and the pressure control valve. 本発明の第2実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hydraulic circuit of the hydraulic shovel which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るアーム用の目標駆動圧演算部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the target drive pressure calculating part for arms which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る油圧ポンプの制御に関する構成を説明する図であり、(a)図はその圧力制御特性を示す図、(b)図はその具体的な構成の一例を示す図である。It is a figure explaining the structure regarding control of the hydraulic pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (a) A figure shows the pressure control characteristic, (b) A figure shows an example of the specific structure. It is.

以下、本発明に係る作業機械の制御装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the control apparatus of the working machine which concerns on this invention is demonstrated based on figures.

[第1実施形態]
本発明に係る制御装置の第1実施形態は、作業機械、例えば図1に示す油圧ショベル1に適用される。この油圧ショベル1は、走行体2と、この走行体2の上側に旋回装置3Aを介して旋回可能に取付けられた旋回体3と、この旋回体3の前方に取り付けられ、上下方向に回動するフロント作業機4とから構成されている。
[First Embodiment]
1st Embodiment of the control apparatus which concerns on this invention is applied to a working machine, for example, the hydraulic shovel 1 shown in FIG. The hydraulic excavator 1 includes a traveling body 2, a revolving body 3 attached to the upper side of the traveling body 2 via a revolving device 3A, and a swiveling body 3 mounted in front of the revolving body 3 and rotated in the vertical direction. The front work machine 4 is configured.

このフロント作業機4は、基端が旋回体3に回動可能に取り付けられて上下方向に回動するブーム4Aと、このブーム4Aの先端に回動可能に取り付けられたアーム4Bと、このアーム4Bの先端に回動可能に取り付けられたバケット4Cとを有している。旋回体3は、前方に配置され、オペレータが搭乗するキャブ7と、後方に配置され、車体のバランスを保つカウンタウェイト6と、これらキャブ7とカウンタウェイト6との間に配置され、原動機としてのエンジン11(図2参照)を格納するエンジンルーム5と、このエンジンルーム5内のエンジン11に取り付けられ、エンジン11の回転数を検出する回転数センサ11A(図2参照)とを備えている。   The front work machine 4 includes a boom 4A whose base end is pivotally attached to the swing body 3 and pivots in the vertical direction, an arm 4B pivotally attached to the tip of the boom 4A, and the arm And a bucket 4C rotatably attached to the tip of 4B. The swivel body 3 is disposed in the front, the cab 7 on which the operator is boarded, the counter weight 6 that is disposed in the rear and keeps the balance of the vehicle body, and is disposed between the cab 7 and the counter weight 6, and serves as a prime mover. An engine room 5 that stores the engine 11 (see FIG. 2) and a rotation speed sensor 11A (see FIG. 2) that is attached to the engine 11 in the engine room 5 and detects the rotation speed of the engine 11 are provided.

図2に示すように、旋回体3には、エンジン11と、このエンジン11の駆動力で回転し、フロント作業機4を駆動する圧油としての作動油を吐出する複数の可変容量型斜板式油圧ポンプ(以下、便宜的に油圧ポンプと呼ぶ)12、13と、油圧ポンプ12,13の回転軸に対する斜板(図示せず)の傾転角制御するレギュレータ12a,13aと、レギュレータ12a,13aに対し傾転角の指令信号を出力する制御弁12b,13bと、作動油を貯蔵する作動油タンク14(図3参照)が設けられている。なお、油圧ポンプ12,13は、斜板式に限るものでなく、斜軸式など他の可変容量型機構を用いてもよい。   As shown in FIG. 2, the revolving structure 3 includes an engine 11 and a plurality of variable displacement swash plate types that rotate with the driving force of the engine 11 and discharge hydraulic oil as pressure oil that drives the front work machine 4. Hydraulic pumps (hereinafter referred to as hydraulic pumps for convenience) 12 and 13, regulators 12a and 13a for controlling the tilt angle of a swash plate (not shown) with respect to the rotation shafts of the hydraulic pumps 12 and 13, and regulators 12a and 13a On the other hand, control valves 12b and 13b for outputting a tilt angle command signal and a hydraulic oil tank 14 (see FIG. 3) for storing hydraulic oil are provided. The hydraulic pumps 12 and 13 are not limited to the swash plate type, and other variable displacement mechanisms such as an oblique axis type may be used.

さらに、旋回体3には、油圧ポンプ12,13から吐出された作動油によって動作する複数の油圧アクチュエータ4a〜4cと、油圧ポンプ12,13から吐出された作動油の流れを制御する方向制御弁15A,15B1,15B2,15Cと、作動油タンク14に接続され、後述の各操作装置17A〜17Cへパイロット圧油としての作動油を供給するパイロットポンプ(図示せず)等が設けられている。   Further, the swivel body 3 includes a plurality of hydraulic actuators 4a to 4c that are operated by hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 12 and 13, and a direction control valve that controls the flow of hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 12 and 13. 15A, 15B1, 15B2, and 15C, and a pilot pump (not shown) that is connected to the hydraulic oil tank 14 and supplies hydraulic oil as pilot pressure oil to the operation devices 17A to 17C, which will be described later, are provided.

油圧アクチュエータ4aは、旋回体3とブーム4Aとを接続し、伸縮することによってブーム4Aを回動させるブームシリンダである。油圧アクチュエータ4bは、ブーム4Aの上側に配置されると共にブーム4Aとアーム4Bとを接続し、伸縮することによってアーム4Bを回動させるアームシリンダである。油圧アクチュエータ4cは、アーム4Bとバケット4Cとを接続し、伸縮することによってバケット4Cを回動させるバケットシリンダである。なお、油圧ショベル1には、これらの油圧アクチュエータ4a〜4cの他、旋回装置3Aを駆動する旋回モータ、及び走行体2を駆動する走行モータ等(図示せず)の油圧アクチュエータも搭載されているが、これらの旋回モータ及び走行モータの駆動に関する説明は省略する。   The hydraulic actuator 4a is a boom cylinder that connects the swing body 3 and the boom 4A, and rotates the boom 4A by expanding and contracting. The hydraulic actuator 4b is an arm cylinder that is disposed above the boom 4A, connects the boom 4A and the arm 4B, and rotates the arm 4B by extending and contracting. The hydraulic actuator 4c is a bucket cylinder that connects the arm 4B and the bucket 4C and rotates the bucket 4C by expanding and contracting. In addition to the hydraulic actuators 4a to 4c, the hydraulic excavator 1 is also equipped with a hydraulic motor for driving a turning device 3A, a hydraulic motor for driving the traveling body 2, and the like (not shown). However, the description regarding the drive of these turning motors and travel motors is omitted.

方向制御弁15A,15B2は、油圧ポンプ12とブームシリンダ4aとの間の管路51を介して並列に接続されており、方向制御弁15B1,15Cは、油圧ポンプ13とバケットシリンダ4cとの間の管路52を介して並列に接続されている。さらに、方向制御弁15Aは、管路53Aを介してブームシリンダ4aのボトム室に接続されると共に、管路53Bを介してブームシリンダ4aのロッド室に接続されている。   The direction control valves 15A and 15B2 are connected in parallel via a conduit 51 between the hydraulic pump 12 and the boom cylinder 4a. The direction control valves 15B1 and 15C are connected between the hydraulic pump 13 and the bucket cylinder 4c. Are connected in parallel through the pipe line 52. Furthermore, the direction control valve 15A is connected to the bottom chamber of the boom cylinder 4a via the conduit 53A and is connected to the rod chamber of the boom cylinder 4a via the conduit 53B.

方向制御弁15B1,15B2は、管路54Aを介してアームシリンダ4bのボトム室に接続されると共に、管路54Bを介してアームシリンダ4bのロッド室に接続されている。方向制御弁15Cは、管路55Aを介してバケットシリンダ4cのボトム室に接続されると共に、管路55Bを介してバケットシリンダ4cのロッド室に接続されている。従って、管路54A,54Bが、方向制御弁15B1,15B2を流通した作動油を合流してアームシリンダ4bに作用させる合流回路として機能する。   The direction control valves 15B1 and 15B2 are connected to the bottom chamber of the arm cylinder 4b via a pipe line 54A and are connected to the rod chamber of the arm cylinder 4b via a pipe line 54B. The direction control valve 15C is connected to the bottom chamber of the bucket cylinder 4c via a pipeline 55A and is connected to the rod chamber of the bucket cylinder 4c via a pipeline 55B. Accordingly, the pipelines 54A and 54B function as a junction circuit that joins the hydraulic oil that has flowed through the direction control valves 15B1 and 15B2 to act on the arm cylinder 4b.

図3に示すように、方向制御弁15Aは、内部のスプールの左右の両端にそれぞれ形成され、パイロットポンプから電磁弁16A1,16A2を介して導かれたパイロット圧油が流入する受圧室15A1,15A2を有し、スプールはパイロット圧に応じた量だけ移動する。また、方向制御弁15Aは、例えば、センタバイパス油路がないクローズドセンタ型であり、ブリードオフ回路を備えていないものである。   As shown in FIG. 3, the directional control valves 15A are formed at the left and right ends of the internal spool, respectively, and pressure receiving chambers 15A1, 15A2 into which pilot pressure oil introduced from the pilot pump through the electromagnetic valves 16A1, 16A2 flows. And the spool moves by an amount corresponding to the pilot pressure. Further, the direction control valve 15A is, for example, a closed center type without a center bypass oil passage, and does not include a bleed-off circuit.

また、後述の圧力制御弁24A(図2参照)が管路51のうち方向制御弁15Aよりも作動油の流れの上流側に配置されているので、方向制御弁15Aのメータイン側の絞りが不要となる。これにより、方向制御弁15Aは、メータイン側の絞りの機能がない、又は開き勝手に設定されている。このような構成の方向制御弁15Aでは、受圧室15A1,15A2内のパイロット圧油の圧力(パイロット圧)を受けてスプールが左右方向へストロークすることにより、方向制御弁15Aの切換位置が右位置R、中立位置N、左位置Lのいずれかに切換えられる。   In addition, since a pressure control valve 24A (see FIG. 2), which will be described later, is arranged on the upstream side of the flow of hydraulic oil in the pipeline 51 relative to the direction control valve 15A, there is no need to restrict the meter-in side of the direction control valve 15A. It becomes. As a result, the direction control valve 15A has no meter-in-side throttling function or is set open. In the directional control valve 15A configured as described above, the switching position of the directional control valve 15A is set to the right position by receiving the pressure of the pilot pressure oil (pilot pressure) in the pressure receiving chambers 15A1 and 15A2 and moving the spool in the left-right direction. The position is switched to R, neutral position N, or left position L.

方向制御弁15Aの切換位置が右位置Rに切換えられると、方向制御弁15Aは、管路51と管路52Aとを接続して、油圧ポンプ12から吐出された作動油をブームシリンダ4aのボトム室へ供給すると共に、管路52Bと管路53とを接続してブームシリンダ4aのロッド室内の作動油を作動油タンク14へ排出する。方向制御弁15Aの切換位置が中立位置Nに切換えられると、方向制御弁15Aはブームシリンダ4aへの作動油の供給を遮断する。方向制御弁15Aの切換位置が左位置Lに切換えられると、方向制御弁15Aは、管路51と管路52Bとを接続して油圧ポンプ12から吐出された作動油をブームシリンダ4aのロッド室へ供給すると共に、管路52Aと管路53とを接続してブームシリンダ4aのボトム室内の作動油を作動油タンク14へ排出する。なお、方向制御弁15B1,15B2,15Cの構成は、上述した方向制御弁15Aと同様であるので、重複する説明を省略する。   When the switching position of the directional control valve 15A is switched to the right position R, the directional control valve 15A connects the pipe 51 and the pipe 52A, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 is sent to the bottom of the boom cylinder 4a. The hydraulic oil in the rod chamber of the boom cylinder 4a is discharged to the hydraulic oil tank 14 while being supplied to the chamber and connecting the pipeline 52B and the pipeline 53. When the switching position of the direction control valve 15A is switched to the neutral position N, the direction control valve 15A cuts off the supply of hydraulic oil to the boom cylinder 4a. When the switching position of the directional control valve 15A is switched to the left position L, the directional control valve 15A connects the pipe 51 and the pipe 52B and discharges hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 to the rod chamber of the boom cylinder 4a. , And the pipe 52A and the pipe 53 are connected to discharge the hydraulic oil in the bottom chamber of the boom cylinder 4a to the hydraulic oil tank 14. In addition, since the structure of direction control valve 15B1, 15B2, 15C is the same as that of direction control valve 15A mentioned above, the overlapping description is abbreviate | omitted.

キャブ7は、図2に示すように、ブームシリンダ4aの動作を指示する操作装置17Aと、アームシリンダ4bの動作を指示する操作装置17Bと、バケットシリンダ4cの動作を指示する操作装置17Cとを有している。操作装置17Aの操作量に応じた信号は、図3に示す電磁弁16A1,16A2に送られ、操作量に応じてパイロットポンプから導かれたパイロット圧油の圧力を減圧する。なお、操作装置17B,17Cについても、各方向制御弁15B1,15B2,15Cに対して、上述した操作装置17Aと同様の機能を有する。   As shown in FIG. 2, the cab 7 includes an operating device 17A for instructing the operation of the boom cylinder 4a, an operating device 17B for instructing the operation of the arm cylinder 4b, and an operating device 17C for instructing the operation of the bucket cylinder 4c. Have. A signal corresponding to the operation amount of the operation device 17A is sent to the electromagnetic valves 16A1 and 16A2 shown in FIG. 3, and the pressure of the pilot pressure oil introduced from the pilot pump is reduced according to the operation amount. The operation devices 17B and 17C also have the same functions as the operation device 17A described above with respect to the directional control valves 15B1, 15B2, and 15C.

本発明の第1実施形態では、各方向制御弁15A,15B1,15B2,15Cと油圧ポンプ12,13とを接続する管路51,52に設けられ、油圧ポンプ12,13の吐出圧を検出する吐出圧検出装置としての吐出圧センサ21,22と、油圧アクチュエータ4a〜4cの速度を検出する速度検出装置としての速度センサ23A〜23Cとを有している。   In the first embodiment of the present invention, the directional control valves 15A, 15B1, 15B2, and 15C are provided in the pipelines 51 and 52 that connect the hydraulic pumps 12 and 13, and the discharge pressures of the hydraulic pumps 12 and 13 are detected. Discharge pressure sensors 21 and 22 as discharge pressure detection devices and speed sensors 23A to 23C as speed detection devices for detecting the speeds of the hydraulic actuators 4a to 4c are provided.

さらに、管路51のうち各方向制御弁15A,15B2よりも作動油の流れの上流側にそれぞれ設けられ、油圧ポンプ12から各方向制御弁15A,15B2へ吐出された作動油の圧力(駆動圧)を制御する圧力制御弁24A,24B2と、管路52のうち各方向制御弁15B1,15Cよりも作動油の流れの上流側にそれぞれ設けられ、油圧ポンプ13から各方向制御弁15B1,15Cへ吐出された作動油の圧力を制御する圧力制御弁24B1,24Cと、油圧ポンプ12,13と各圧力制御弁24A,24B1,24B2,24Cとの間に接続され、油圧ポンプ12,13から吐出される作動油が過剰となった場合に、作動油を作動油タンク14へ流出させるリリーフ弁(図示せず)とを有している。   Further, the pressure of the hydraulic oil (drive pressure) that is provided on the upstream side of the flow of the hydraulic oil from the directional control valves 15A and 15B2 in the pipeline 51 and is discharged from the hydraulic pump 12 to the directional control valves 15A and 15B2. ) And pressure control valves 24A, 24B2 for controlling the control oil) and upstream of the flow direction of the hydraulic oil relative to the directional control valves 15B1, 15C in the pipeline 52, respectively, from the hydraulic pump 13 to the directional control valves 15B1, 15C. The pressure control valves 24B1 and 24C for controlling the pressure of the discharged hydraulic oil are connected between the hydraulic pumps 12 and 13 and the pressure control valves 24A, 24B1, 24B2 and 24C, and are discharged from the hydraulic pumps 12 and 13. And a relief valve (not shown) that causes the hydraulic oil to flow out to the hydraulic oil tank 14 when the hydraulic oil becomes excessive.

そして、本発明の第1実施形態は、各操作装置17A〜17Cによる操作入力を受けて油圧ポンプ12,13から各油圧アクチュエータ4a〜4cへ吐出される作動油の流量を制御する油圧制御部としてのコントローラ100を備えている。なお、コントローラ100には、操作装置17A〜17Cが接続されており、また図示を省略しているが、吐出圧センサ21,22、速度センサ23A〜23C、レギュレータ12a,13aを制御する制御部としての制御弁12b,13b、及び圧力制御弁24A,24B1,24B2,24Cが接続されている。   The first embodiment of the present invention is a hydraulic control unit that controls the flow rate of hydraulic fluid discharged from the hydraulic pumps 12 and 13 to the hydraulic actuators 4a to 4c in response to operation inputs from the operating devices 17A to 17C. The controller 100 is provided. Note that the controller 100 is connected to the operation devices 17A to 17C and is not illustrated, but as a control unit that controls the discharge pressure sensors 21 and 22, the speed sensors 23A to 23C, and the regulators 12a and 13a. The control valves 12b and 13b and the pressure control valves 24A, 24B1, 24B2 and 24C are connected.

以下、本発明の第1実施形態に係るコントローラ100の構成について、図4を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the controller 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図4に示すように、コントローラ100は、操作装置17Aの操作量に基づいて、ブームシリンダ4aを動作させる目標速度を演算する目標速度演算部101と、操作装置17Bの操作量に基づいて、アームシリンダ4bを動作させる目標速度を演算する目標速度演算部102と、操作装置17Cの操作量に基づいて、バケットシリンダ4cを動作させる目標速度を演算する目標速度演算部103と、油圧ポンプ12,13と方向制御弁15A,15B1,15B2,15Cとの接続関係が操作装置17A〜17Cの操作量に応じて設定された接続情報を接続マップとして記憶する記憶部104とを含んでいる。   As shown in FIG. 4, the controller 100 includes a target speed calculation unit 101 that calculates a target speed for operating the boom cylinder 4a based on the operation amount of the operation device 17A, and an arm based on the operation amount of the operation device 17B. A target speed calculation unit 102 for calculating a target speed for operating the cylinder 4b, a target speed calculation unit 103 for calculating a target speed for operating the bucket cylinder 4c based on an operation amount of the operating device 17C, and the hydraulic pumps 12, 13 And a storage unit 104 that stores connection information in which connection relations between the directional control valves 15A, 15B1, 15B2, and 15C are set according to the operation amounts of the operation devices 17A to 17C as a connection map.

目標速度演算部101には、操作装置17Aの操作量とブームシリンダ4aの目標速度との関係が、パイロット圧Piとブームシリンダ4aへの作動油の供給流量との関係として予め設定されている。目標速度演算部102には、操作装置17Bの操作量とアームシリンダ4bの目標速度との関係が同様に設定されている。目標速度演算部103には、操作装置17Cの操作量とバケットシリンダ4bの目標速度との関係が同様に設定されている。そして、各目標速度演算部101〜103は、操作装置17A〜17Cの各操作信号(パイロット圧)を入力し、上述の各関係に対して、操作装置17A〜17Cの操作量を適用してブームシリンダ4a、アームシリンダ4b、及びバケットシリンダ4cの各目標速度(作動油の供給量)を算出する。   In the target speed calculation unit 101, the relationship between the operation amount of the operating device 17A and the target speed of the boom cylinder 4a is set in advance as the relationship between the pilot pressure Pi and the hydraulic oil supply flow rate to the boom cylinder 4a. In the target speed calculation unit 102, the relationship between the operation amount of the operating device 17B and the target speed of the arm cylinder 4b is similarly set. In the target speed calculation unit 103, the relationship between the operation amount of the operating device 17C and the target speed of the bucket cylinder 4b is similarly set. And each target speed calculating part 101-103 inputs each operation signal (pilot pressure) of operating device 17A-17C, applies the operation amount of operating device 17A-17C to each above-mentioned relationship, and booms Each target speed (amount of hydraulic oil supplied) of the cylinder 4a, arm cylinder 4b, and bucket cylinder 4c is calculated.

記憶部104の接続マップは、例えば、油圧ショベル1の使用方法や動作頻度等の情報を基に、油圧アクチュエータ4a〜4cの優先度を考慮して、油圧ショベル1の様々な作業に関して油圧アクチュエータ4a〜4cと方向制御弁15A,15B1,15B2,15Cとの最適な接続状態が定義付けられている。記憶部104は、操作装置17A〜17Cの各操作信号を入力し、接続マップの中から操作装置17A〜17Cの操作に適した接続関係を示す接続情報を抽出する。   The connection map of the storage unit 104 is, for example, based on information such as the usage method and operation frequency of the hydraulic excavator 1 and considering the priority of the hydraulic actuators 4a to 4c. To 4c and the directional control valves 15A, 15B1, 15B2, and 15C are defined in an optimum connection state. The storage unit 104 receives the operation signals of the operation devices 17A to 17C, and extracts connection information indicating connection relationships suitable for the operation of the operation devices 17A to 17C from the connection map.

また、コントローラ100は、速度センサ23Aによって検出された速度及び目標速度演算部101によって演算された目標速度に基づいて、ブームシリンダ4aを駆動するための目標駆動圧を演算する目標駆動圧演算部121と、速度センサ23Bによって検出された速度及び目標速度演算部102によって演算された目標速度に基づいて、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bに作用させる目標駆動圧をそれぞれ演算する目標駆動圧演算部122と、速度センサ23Cによって検出された速度及び目標速度演算部103によって演算された目標速度に基づいて、バケットシリンダ4cを駆動するための目標駆動圧を演算する目標駆動圧演算部123とを含んでいる。   Further, the controller 100 calculates a target driving pressure calculating unit 121 that calculates a target driving pressure for driving the boom cylinder 4a based on the speed detected by the speed sensor 23A and the target speed calculated by the target speed calculating unit 101. And target driving pressure calculation for calculating the target driving pressure to be applied to the arm cylinder 4b from the direction control valves 15B1 and 15B2 based on the speed detected by the speed sensor 23B and the target speed calculated by the target speed calculation unit 102. Unit 122 and a target drive pressure calculation unit 123 that calculates a target drive pressure for driving the bucket cylinder 4c based on the speed detected by the speed sensor 23C and the target speed calculated by the target speed calculation unit 103. Contains.

本発明の第1実施形態では、目標駆動圧演算部121〜123による油圧アクチュエータ4a〜4cの各目標駆動圧の演算は、油圧アクチュエータ4a〜4cの目標速度をこれらの油圧アクチュエータ4a〜4cへ供給する作動油の目標流量に換算し、さらに油圧アクチュエータ4a〜4cの速度(実速度)をこれらの油圧アクチュエータ4a〜4cに実際に供給された作動油の流量に換算して行われる。   In the first embodiment of the present invention, calculation of the target drive pressures of the hydraulic actuators 4a to 4c by the target drive pressure calculation units 121 to 123 supplies the target speeds of the hydraulic actuators 4a to 4c to these hydraulic actuators 4a to 4c. The hydraulic fluid is converted into a target flow rate of the hydraulic oil, and the speed (actual speed) of the hydraulic actuators 4a to 4c is converted into the flow rate of the hydraulic oil actually supplied to the hydraulic actuators 4a to 4c.

具体的には、コントローラ100は、目標速度演算部101によって演算された目標速度及び記憶部104から抽出した接続情報に基づいて、方向制御弁15Aからブームシリンダ4aへ供給される作動油の目標流量QBm_refを演算する目標流量演算部111と、目標速度演算部102によって演算された目標速度及び記憶部104から抽出した接続情報に基づいて、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ供給される作動油の各目標流量QAm1_ref,QAm2_refを演算する目標流量演算部112と、目標速度演算部103によって演算された目標速度及び記憶部104から抽出した接続情報に基づいて、方向制御弁15Cからバケットシリンダ4cへ供給される作動油の目標流量QBk_refを演算する目標流量演算部113とを含んでいる。   Specifically, the controller 100 sets the target flow rate of hydraulic oil supplied from the direction control valve 15A to the boom cylinder 4a based on the target speed calculated by the target speed calculation unit 101 and the connection information extracted from the storage unit 104. Based on the target flow rate calculation unit 111 for calculating QBm_ref, the target speed calculated by the target speed calculation unit 102 and the connection information extracted from the storage unit 104, the operation supplied from the direction control valves 15B1 and 15B2 to the arm cylinder 4b Based on the target flow rate calculation unit 112 that calculates each target flow rate QAm1_ref, QAm2_ref of oil, the target speed calculated by the target speed calculation unit 103, and the connection information extracted from the storage unit 104, the bucket cylinder 4c from the direction control valve 15C. Calculates target flow rate QBk_ref of hydraulic fluid supplied to And a target flow rate calculation unit 113 that.

図5に示すように、ブーム用の目標駆動圧演算部121は、速度センサ23Aによって検出されたブーム速度をブームシリンダ4aに実際に供給された作動油の流量に換算する流量換算部121Aと、流量換算部121Aによって換算された流量と目標流量演算部111によって演算された目標流量QBm_refとの偏差に基づいて、比例制御、微分制御、及び積分制御を組み合わせたPID制御を行うPID制御部121Bとを有している。   As shown in FIG. 5, the boom target drive pressure calculation unit 121 converts the boom speed detected by the speed sensor 23A into the flow rate of hydraulic oil actually supplied to the boom cylinder 4a, and a flow rate conversion unit 121A. A PID control unit 121B that performs PID control that combines proportional control, differential control, and integral control based on the deviation between the flow rate converted by the flow rate conversion unit 121A and the target flow rate QBm_ref calculated by the target flow rate calculation unit 111; have.

このPID制御部121Bは、流量換算部121Aによって換算された流量と目標流量演算部111によって演算された目標流量QBm_refに対してPID制御を行うことにより、上記偏差が解消する、すなわちブームシリンダ4aの速度を目標速度に一致させるのに必要とされる目標駆動圧PBm_refを演算する。なお、PID制御部121BはPID制御を用いているが、目標流量QBm_refに対して実際の流量を追従させることができる制御方式であれば良く、PIDに限るものではない。   The PID control unit 121B performs the PID control on the flow rate converted by the flow rate conversion unit 121A and the target flow rate QBm_ref calculated by the target flow rate calculation unit 111, thereby eliminating the deviation, that is, the boom cylinder 4a. A target driving pressure PBm_ref required to make the speed coincide with the target speed is calculated. In addition, although PID control part 121B uses PID control, what is necessary is just the control system which can make an actual flow volume follow target flow volume QBm_ref, and is not restricted to PID.

図6に示すように、アーム用の目標駆動圧演算部122は、速度センサ23Bによって検出されたアーム速度をアームシリンダ4bに実際に供給された作動油の流量に換算する流量換算部122Aと、流量換算部122Aによって換算された流量と目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refの合計との偏差に基づいて、比例制御、微分制御、及び積分制御を組み合わせたPID制御を行うPID制御部122Bとを有している。このPID制御部122Bは、上述したPID制御部121Bと同様にして目標駆動圧PAm_refを算出する。   As shown in FIG. 6, the arm target drive pressure calculation unit 122 includes a flow rate conversion unit 122A that converts the arm speed detected by the speed sensor 23B into the flow rate of the hydraulic oil actually supplied to the arm cylinder 4b; Based on the deviation between the flow rate converted by the flow rate conversion unit 122A and the total of the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112, PID control that combines proportional control, differential control, and integral control is performed. PID control unit 122B. The PID control unit 122B calculates the target drive pressure PAm_ref in the same manner as the PID control unit 121B described above.

さらに、本発明の第1実施形態に係る目標駆動圧演算部122は、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_ref及び後述の圧力制御特性に応じて目標駆動圧PAm_refを補正し、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bに作用させる作動油の各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを演算する目標駆動圧補正部122Cを有している。なお、この目標駆動圧補正部122Cの具体的な機能を示す構成については、後で詳細に述べる。   Furthermore, the target drive pressure calculation unit 122 according to the first embodiment of the present invention corrects the target drive pressure PAm_ref according to each target flow rate QAm1_ref, QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112 and a pressure control characteristic described later. The target drive pressure correction unit 122C that calculates the target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref of the hydraulic oil that is applied to the arm cylinder 4b from the direction control valves 15B1 and 15B2. The configuration showing the specific function of the target drive pressure correction unit 122C will be described in detail later.

図7に示すように、バケット用の目標駆動圧演算部123は、速度センサ23Cによって検出されたバケット速度をバケットシリンダ4cに実際に供給された作動油の流量に換算する流量換算部123Aと、流量換算部123Aによって換算された流量と目標流量演算部113によって演算された目標流量QBk_refとの偏差に基づいて、比例制御、微分制御、及び積分制御を組み合わせたPID制御を行うPID制御部123Bとを有している。このPID制御部123Bは、上述したPID制御部121Bと同様にして目標駆動圧PBk_refを算出する。   As shown in FIG. 7, the bucket target drive pressure calculation unit 123 includes a flow rate conversion unit 123A that converts the bucket speed detected by the speed sensor 23C into the flow rate of the hydraulic oil actually supplied to the bucket cylinder 4c, A PID control unit 123B that performs PID control that combines proportional control, differential control, and integral control based on the deviation between the flow rate converted by the flow rate conversion unit 123A and the target flow rate QBk_ref calculated by the target flow rate calculation unit 113; have. The PID control unit 123B calculates the target drive pressure PBk_ref in the same manner as the PID control unit 121B described above.

そして、図4に示すように、目標駆動圧演算部121〜123は、算出した目標駆動圧PBm_ref,PAm1_ref,PAm2_ref,PBk_refの制御信号を該当する圧力制御弁24A,24B1,24B2,24Cへそれぞれ出力する。また、目標駆動圧演算部121,122は、算出した目標駆動圧PBm_ref,PAm2_refの制御信号を後述の目標吐出圧演算部141へそれぞれ出力し、目標駆動圧演算部122,123は、算出した目標駆動圧PAm1_ref,PBk_refを後述の目標吐出圧演算部142へそれぞれ出力する。   Then, as shown in FIG. 4, the target drive pressure calculation units 121 to 123 output control signals of the calculated target drive pressures PBm_ref, PAm1_ref, PAm2_ref, and PBk_ref to the corresponding pressure control valves 24A, 24B1, 24B2, and 24C, respectively. To do. The target drive pressure calculation units 121 and 122 output control signals for the calculated target drive pressures PBm_ref and PAm2_ref to a target discharge pressure calculation unit 141, which will be described later, and the target drive pressure calculation units 122 and 123 calculate the calculated target values. The drive pressures PAm1_ref and PBk_ref are output to a target discharge pressure calculation unit 142 described later.

また、コントローラ100は、目標流量演算部111によって演算された目標流量QBm_refに基づいて、方向制御弁15Aのスプールの移動を制御するスプール制御部131と、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refに基づいて、方向制御弁15Bのスプールの移動を制御するスプール制御部132と、目標流量演算部113によって演算された目標流量QBk_refに基づいて、方向制御弁15Cのスプールの移動を制御するスプール制御部133とを含んでいる。   Further, the controller 100 controls the spool control unit 131 that controls the movement of the spool of the direction control valve 15A based on the target flow rate QBm_ref calculated by the target flow rate calculation unit 111, and each target calculated by the target flow rate calculation unit 112. Based on the flow rates QAm1_ref and QAm2_ref, the spool control unit 132 that controls the movement of the spool of the direction control valve 15B and the spool movement of the direction control valve 15C based on the target flow rate QBk_ref calculated by the target flow rate calculation unit 113. And a spool control unit 133 to be controlled.

目標流量演算部111によって演算された目標流量Qbm_refが、方向制御弁15Aへ供給する目標の流量であるので、スプール制御部131は、このときのブームシリンダ4aからの排出流量QBmmoを算出する。そして、スプール制御部131は、算出した排出流量QBmmoに設定するための方向制御弁15Aの開口量を算出し、この開口量だけ方向制御弁15Aが開口するように方向制御弁15Aのスプールを移動させる制御を行う。   Since the target flow rate Qbm_ref calculated by the target flow rate calculation unit 111 is a target flow rate supplied to the direction control valve 15A, the spool control unit 131 calculates the discharge flow rate QBmmo from the boom cylinder 4a at this time. Then, the spool controller 131 calculates the opening amount of the direction control valve 15A for setting the calculated discharge flow rate QBmmo, and moves the spool of the direction control valve 15A so that the direction control valve 15A opens by this opening amount. To control.

ところで、上述した油圧アクチュエータ4a〜4cからの排出流量は、モータ等の場合には流入作用する流量と等価であるが、片ロッドシリンダ等のように受圧面積が異なる場合にはその面積を換算する必要がある。従って、油圧アクチュエータ4a〜4cへの流入流量をQin、油圧アクチュエータ4a〜4cからの排出流量をQout、油圧アクチュエータ4a〜4cのボトム側の断面積をAb、油圧アクチュエータ4a〜4cのロッド側の断面積Arとすると、下記の数式(1)、(2)が成立する。なお、数式(1)は、油圧アクチュエータ4a〜4cが伸長するときの式であり、数式(2)は、油圧アクチュエータ4a〜4cが収縮するときの式である。
By the way, the discharge flow rate from the hydraulic actuators 4a to 4c described above is equivalent to the flow rate that flows in the case of a motor or the like, but if the pressure receiving area is different as in a single rod cylinder or the like, the area is converted. There is a need. Therefore, Qin is the flow rate of flow into the hydraulic actuators 4a to 4c, Qout is the flow rate of discharge from the hydraulic actuators 4a to 4c, Ab is the cross-sectional area of the bottom side of the hydraulic actuators 4a to 4c, and When the area is Ar, the following formulas (1) and (2) are established. In addition, Formula (1) is a formula when the hydraulic actuators 4a to 4c extend, and Formula (2) is a formula when the hydraulic actuators 4a to 4c contract.

また、方向制御弁15Aを流通する流量をQ、開口面積をA、1次側(油圧ポンプ12側)と2次側(ブームシリンダ4a側)との有効差圧をΔP、作動油の密度をρ、流量係数をCとすると、一般に以下の数式(3)が成立する。
Further, the flow rate through the direction control valve 15A is Q, the opening area is A, the effective differential pressure between the primary side (hydraulic pump 12 side) and the secondary side (boom cylinder 4a side) is ΔP, and the density of hydraulic oil is When ρ and the flow coefficient are C, the following formula (3) is generally established.

数式(3)を整理すると、数式(4)が成立する。
When formula (3) is rearranged, formula (4) is established.

従って、スプール制御部131は、この数式(4)を用いることにより、方向制御弁15Aの開口面積Aを算出し、算出した開口面積Aに対応する指令電流(パイロット指令)を電磁弁16A1,16A2へ出力することにより、方向制御弁15Aのスプールを移動させて方向制御弁15Aの開口量を調整することができる。なお、スプール制御部132,133についても、上述したスプール制御部131と同様であり、各方向制御弁15B1,15B2,15Cの開口量を調整して各方向制御弁15B1,15B2,15Cのスプールの移動を制御する。   Therefore, the spool control unit 131 calculates the opening area A of the direction control valve 15A by using the mathematical formula (4), and sends a command current (pilot command) corresponding to the calculated opening area A to the electromagnetic valves 16A1, 16A2. Output to the directional control valve 15A, the spool of the directional control valve 15A can be moved to adjust the opening amount of the directional control valve 15A. The spool controllers 132 and 133 are the same as the spool controller 131 described above, and the opening amounts of the directional control valves 15B1, 15B2, and 15C are adjusted to adjust the spools of the directional control valves 15B1, 15B2, and 15C. Control movement.

さらに、コントローラ100は、吐出圧センサ21,22によって検出された各吐出圧、目標駆動圧演算部121によって演算された目標駆動圧PBm_ref、目標駆動圧補正部122Cによって演算された各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_ref、目標駆動圧演算部123によって演算された目標駆動圧PBk_refに応じて、油圧ポンプ12,13の各目標吐出量Q1_ref,Q2_refを演算し、油圧ポンプ12,13の各吐出量を演算した各目標吐出量Q1_ref,Q2_refに制御するようにしている。   Further, the controller 100 detects the discharge pressures detected by the discharge pressure sensors 21 and 22, the target drive pressure PBm_ref calculated by the target drive pressure calculation unit 121, and the target drive pressures PAm1_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C. , PAm2_ref and the target drive pressure PBk_ref calculated by the target drive pressure calculator 123, the target discharge amounts Q1_ref and Q2_ref of the hydraulic pumps 12 and 13 are calculated, and the discharge amounts of the hydraulic pumps 12 and 13 are calculated. The target discharge amounts are controlled to Q1_ref and Q2_ref.

具体的には、コントローラ100は、目標駆動圧演算部121によって演算された目標駆動圧PBm_ref及び目標駆動圧補正部122Cによって演算された目標駆動圧PAm2_refに応じて、油圧ポンプ12の目標吐出圧P1_refを演算する目標吐出圧演算部141と、目標駆動圧補正部122Cによって演算された目標駆動圧PAm1_ref及び目標駆動圧演算部123によって演算された目標駆動圧PBk_refに応じて、油圧ポンプ13の目標吐出圧P2_refを演算する目標吐出圧演算部142とを含んでいる。   Specifically, the controller 100 determines the target discharge pressure P1_ref of the hydraulic pump 12 according to the target drive pressure PBm_ref calculated by the target drive pressure calculation unit 121 and the target drive pressure PAm2_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C. The target discharge pressure of the hydraulic pump 13 is calculated according to the target discharge pressure calculation unit 141 that calculates the target drive pressure PAm1_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C and the target drive pressure PBk_ref calculated by the target drive pressure calculation unit 123. And a target discharge pressure calculation unit 142 that calculates the pressure P2_ref.

また、コントローラ100は、吐出圧センサ22によって検出された吐出圧及び目標吐出圧演算部141によって演算された目標吐出圧P1_refに応じて、油圧ポンプ12の目標吐出量Q1_refを演算する目標吐出量演算部151と、吐出圧センサ21によって検出された吐出圧及び目標吐出圧演算部142によって演算された目標吐出圧P2_refに応じて、油圧ポンプ13の目標吐出量Q2_refを演算する目標吐出量演算部152とを含んでいる。   Further, the controller 100 calculates a target discharge amount that calculates the target discharge amount Q1_ref of the hydraulic pump 12 according to the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 22 and the target discharge pressure P1_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 141. The target discharge amount calculation unit 152 that calculates the target discharge amount Q2_ref of the hydraulic pump 13 according to the discharge pressure detected by the unit 151 and the discharge pressure sensor 21 and the target discharge pressure P2_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 142. Including.

目標吐出圧演算部141は、目標駆動圧演算部121によって演算された目標駆動圧PBm_refと目標駆動圧補正部122Cによって演算された目標駆動圧PAm2_refのうち大きい方を選択して油圧ポンプ12の目標吐出圧P1_refとして算出する。同様に、目標吐出圧演算部142は、目標駆動圧補正部122Cによって演算された目標駆動圧PAm1_refと目標駆動圧演算部123によって演算された目標駆動圧PBk_refのうち大きい方を選択して油圧ポンプ13の目標吐出圧P2_refとして算出する。   The target discharge pressure calculation unit 141 selects the larger of the target drive pressure PBm_ref calculated by the target drive pressure calculation unit 121 and the target drive pressure PAm2_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C, and selects the target of the hydraulic pump 12 Calculated as the discharge pressure P1_ref. Similarly, the target discharge pressure calculation unit 142 selects a larger one of the target drive pressure PAm1_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C and the target drive pressure PBk_ref calculated by the target drive pressure calculation unit 123, and the hydraulic pump 13 as the target discharge pressure P2_ref.

目標吐出量演算部151は、PID制御部121B〜123Bと同様に、吐出圧センサ22によって検出された吐出圧と目標吐出圧演算部141によって演算された目標吐出圧P1_refに対してPID制御を行うことにより、これらの吐出圧と目標吐出圧P1_refとの偏差が解消する、すなわち油圧ポンプ12の吐出圧を目標吐出圧P1_refに一致させるのに必要とされる目標吐出量Q1_refを算出する。   The target discharge amount calculation unit 151 performs PID control on the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 22 and the target discharge pressure P1_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 141, similarly to the PID control units 121B to 123B. Thus, the deviation between the discharge pressure and the target discharge pressure P1_ref is eliminated, that is, the target discharge amount Q1_ref required to make the discharge pressure of the hydraulic pump 12 coincide with the target discharge pressure P1_ref is calculated.

目標吐出量演算部152は、PID制御部121B〜123Bと同様に、吐出圧センサ21によって検出された吐出圧と目標吐出圧演算部142によって演算された目標吐出圧P2_refに対してPID制御を行うことにより、これらの吐出圧と目標吐出圧P2_refとの偏差が解消する、すなわち油圧ポンプ13の吐出圧を目標吐出圧P2_refに一致させるのに必要とされる目標吐出量Q2_refを算出する。そして、目標吐出量演算部151,152は、算出した目標吐出量Q1_ref,Q2_refの制御信号を制御弁12b,13bへそれぞれ出力する。   The target discharge amount calculation unit 152 performs PID control on the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 21 and the target discharge pressure P2_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 142, similarly to the PID control units 121B to 123B. Thus, the target discharge amount Q2_ref required to eliminate the deviation between these discharge pressures and the target discharge pressure P2_ref, that is, to make the discharge pressure of the hydraulic pump 13 coincide with the target discharge pressure P2_ref is calculated. Then, the target discharge amount calculation units 151 and 152 output control signals for the calculated target discharge amounts Q1_ref and Q2_ref to the control valves 12b and 13b, respectively.

ここで、本発明の第1実施形態に係る油圧ショベル1は、複数の油圧ポンプ12,13及び合流回路を利用した油圧システムに見られる機器類のバラツキ等による不具合を解消するために、負荷流量に対して油圧ポンプ12,13の吐出圧及び圧力制御弁24B1,24B2の2次側(方向制御弁15B1,15B2側)の圧力がそれぞれ変化する圧力制御特性を具備するように構成された圧力制御機構30を備えている。   Here, the hydraulic excavator 1 according to the first embodiment of the present invention is provided with a load flow rate in order to eliminate problems caused by variations in equipment and the like found in a hydraulic system using a plurality of hydraulic pumps 12 and 13 and a junction circuit. In contrast, the pressure control is configured so that the discharge pressure of the hydraulic pumps 12 and 13 and the pressure on the secondary side (direction control valves 15B1 and 15B2 side) of the pressure control valves 24B1 and 24B2 respectively change. A mechanism 30 is provided.

この圧力制御機構30の圧力制御特性は、例えば、油圧ポンプ12,13の吐出量が増加するに従って油圧ポンプ12,13の吐出圧をそれぞれ減少させるように設定されている。また、圧力制御機構30の圧力制御特性は、例えば、圧力制御弁24B1,24B2を通過した作動油の流量が増加するに従って圧力制御弁24B1,24B2を通過した作動油の圧力をそれぞれ減少させるように設定されている。   The pressure control characteristics of the pressure control mechanism 30 are set such that, for example, the discharge pressures of the hydraulic pumps 12 and 13 are decreased as the discharge amounts of the hydraulic pumps 12 and 13 increase. The pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30 is such that, for example, the pressure of the hydraulic fluid that has passed through the pressure control valves 24B1 and 24B2 decreases as the flow rate of the hydraulic fluid that has passed through the pressure control valves 24B1 and 24B2 increases. Is set.

以下、このような圧力制御機構30の構成について、図8、図9を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the pressure control mechanism 30 will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9.

図8(a)に示す圧力制御機構30の圧力制御特性では、例えば、油圧ポンプ12の吐出量Q1に対する油圧ポンプ12の吐出圧P1の傾きaが所定の負の値に設定されている(a<0)。そして、図8(b)に示すように、圧力制御機構30は、油圧ポンプ12の吐出圧P1の制御フィードバック系に対して油圧ポンプ12の傾転量qと回転数Nの積から求まる油圧ポンプ12の吐出量Q1(=q×N)に基づいて、油圧ポンプ12の吐出圧P1が減少するようにフィードバックすることにより、図8(a)に示す圧力制御特性を得ることができる。なお、圧力制御機構30の構成は、上述した図8(b)に示す構成に限らず、図8(a)に示す圧力制御特性が得られるものであれば、他の構成であっても良い。また、圧力制御機構30の油圧ポンプ13の制御に関する構成についても、上述した圧力制御機構30の油圧ポンプ12の制御に関する構成と同様であるので、重複する説明を省略する。   In the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30 shown in FIG. 8A, for example, the slope a of the discharge pressure P1 of the hydraulic pump 12 with respect to the discharge amount Q1 of the hydraulic pump 12 is set to a predetermined negative value (a <0). As shown in FIG. 8B, the pressure control mechanism 30 is a hydraulic pump obtained from the product of the tilt amount q of the hydraulic pump 12 and the rotational speed N with respect to the control feedback system of the discharge pressure P1 of the hydraulic pump 12. Based on the discharge amount Q1 of 12 (= q × N), feedback is performed so that the discharge pressure P1 of the hydraulic pump 12 decreases, whereby the pressure control characteristic shown in FIG. 8A can be obtained. The configuration of the pressure control mechanism 30 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 8B described above, and may be other configurations as long as the pressure control characteristics illustrated in FIG. . Further, the configuration related to the control of the hydraulic pump 13 of the pressure control mechanism 30 is the same as the configuration related to the control of the hydraulic pump 12 of the pressure control mechanism 30 described above, and therefore a duplicate description is omitted.

図9(a)に示す圧力制御機構30の圧力制御特性では、例えば、圧力制御弁24B2の作動油の通過流量QAm2に対する圧力制御弁24B2の2次側(方向制御弁15B2側)の圧力PAm2の傾きaが所定の負の値に設定されている(a<0)。そして、図9(b)に示すように、圧力制御機構30は、圧力制御弁24B2を通過した作動油の流量QAm2が増加するに従って、その作動油の圧力PAm2によって圧力制御弁24B2のリフト量が大きくなり、圧力制御弁24B2が閉じる方向へ押し戻される構成になっている。これにより、圧力制御弁24B2の作動油の通過流量QAm2の増加に伴って圧力制御弁24B2の2次側の圧力PAm2が減少する圧力制御特性を得ることができる。なお、圧力制御機構30の構成は、上述した図9(b)に示す構成に限らず、図9(a)に示す圧力制御特性が得られるものであれば、他の構成であっても良い。また、圧力制御機構30の圧力制御弁24B1の制御に関する構成についても、上述した圧力制御機構30の圧力制御弁24B2の制御に関する構成と同様であるので、重複する説明を省略する。   In the pressure control characteristics of the pressure control mechanism 30 shown in FIG. 9A, for example, the pressure PAm2 on the secondary side (direction control valve 15B2 side) of the pressure control valve 24B2 with respect to the flow rate QAm2 of the hydraulic oil of the pressure control valve 24B2 The slope a is set to a predetermined negative value (a <0). Then, as shown in FIG. 9 (b), the pressure control mechanism 30 increases the lift amount of the pressure control valve 24B2 by the pressure PAm2 of the hydraulic oil as the flow rate QAm2 of the hydraulic oil that has passed through the pressure control valve 24B2 increases. The pressure control valve 24B2 is configured to be increased and pushed back in the closing direction. As a result, it is possible to obtain a pressure control characteristic in which the pressure PAm2 on the secondary side of the pressure control valve 24B2 decreases as the flow rate QAm2 of the hydraulic oil flowing through the pressure control valve 24B2 increases. The configuration of the pressure control mechanism 30 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 9B described above, and may be other configurations as long as the pressure control characteristics illustrated in FIG. 9A can be obtained. . Further, the configuration related to the control of the pressure control valve 24B1 of the pressure control mechanism 30 is the same as the configuration related to the control of the pressure control valve 24B2 of the pressure control mechanism 30 described above, and thus a duplicate description is omitted.

このように、圧力制御機構30の圧力制御特性において、負荷流量に対してある程度の傾きaを持たせて油圧ポンプ12,13の吐出圧P1,P2及び圧力制御弁24B1,24B2の2次側の圧力PAm1,PAm2を制御することに特徴があり、この傾きaの大きさは、例えば、負荷流量が0〜最大値の範囲でどの程度の圧力を低下させるかで決定すれば良い。具体的には、油圧ポンプ12,13や圧力制御弁24B1,24B2の機器類のバラツキによる圧力の変動範囲や合流回路である管路54A,54Bまでの配管等の管路51,52における圧力損失の相違等が機器類のバラツキの主な要因として考慮する必要があるので、これらの要因に対して十分に大きな値となるように傾きaの大きさを設定することが望ましい。   As described above, in the pressure control characteristics of the pressure control mechanism 30, the discharge pressures P1 and P2 of the hydraulic pumps 12 and 13 and the secondary side of the pressure control valves 24B1 and 24B2 are given a certain inclination a with respect to the load flow rate. The pressure PAm1 and PAm2 are characterized by control, and the magnitude of the slope a may be determined by, for example, how much pressure is reduced in the range of the load flow rate from 0 to the maximum value. Specifically, the pressure loss in the pipelines 51 and 52 such as the pipes up to the pipelines 54A and 54B, which is a merging circuit, due to variations in the devices of the hydraulic pumps 12 and 13 and the pressure control valves 24B1 and 24B2. Therefore, it is desirable to set the magnitude of the inclination a so as to have a sufficiently large value with respect to these factors.

次に、本発明の第1実施形態に係る目標駆動圧演算部122の目標駆動圧補正部122Cの具体的な機能を示す構成について、図6を参照しながら詳細に説明する。   Next, a configuration showing a specific function of the target drive pressure correcting unit 122C of the target drive pressure calculating unit 122 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図6に示すように、目標駆動圧補正部122Cは、例えば、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refに圧力制御機構30の圧力制御特性における傾きaを乗算し、得られた各値をPID制御部122Bによって演算された目標駆動圧PAm_refに加算することにより、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bに作用させる作動油の各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを算出する。すなわち、下記の数式(5)、(6)が成立する。
As shown in FIG. 6, the target drive pressure correction unit 122C is obtained by, for example, multiplying each target flow rate QAm1_ref, QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112 by a gradient a in the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30. The respective values are added to the target drive pressure PAm_ref calculated by the PID control unit 122B, thereby calculating the target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref of the hydraulic oil to be applied to the arm cylinder 4b from the direction control valves 15B1 and 15B2. That is, the following mathematical formulas (5) and (6) are established.

一方、圧力制御弁24A,24Cは、方向制御弁15A,15Cへ供給する作動油の各圧力を、目標駆動圧演算部121,123によって演算された各目標駆動圧PBm_ref,PBk_refに制御する。また、圧力制御弁24B1,24B2は、方向制御弁15B1,15B2へ供給する作動油の各圧力を、上述のように目標駆動圧補正部122Cによって演算された各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refに制御する。   On the other hand, the pressure control valves 24A and 24C control the pressures of the hydraulic oil supplied to the direction control valves 15A and 15C to the target drive pressures PBm_ref and PBk_ref calculated by the target drive pressure calculation units 121 and 123, respectively. Further, the pressure control valves 24B1 and 24B2 control the pressures of the hydraulic oil supplied to the direction control valves 15B1 and 15B2 to the target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C as described above. .

次に、このように構成した本発明の第1実施形態に係る油圧ショベル1の動作について詳細に説明する。以下の説明において、本発明の第1実施形態の内容を分かり易くするために、油圧ショベル1の単独動作としてアーム4Bの回動動作が行われる場合を示す。   Next, the operation of the hydraulic excavator 1 according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail. In the following description, in order to make the contents of the first embodiment of the present invention easy to understand, a case where the pivoting operation of the arm 4B is performed as a single operation of the excavator 1 is shown.

図4に示すように、キャブ7内のオペレータが操作装置17Bを操作すると、目標流量演算部112が、操作装置の操作量及び記憶部104から抽出した接続情報に基づいて、各目標流量QAm1_ref,QAm2_refを演算する。次に、図6に示すように、目標駆動圧演算部122は、速度センサ23Bによって検出された速度から換算された流量と目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refの合計に対してPID制御を行うことにより、目標駆動圧PAm_refを算出する。   As shown in FIG. 4, when the operator in the cab 7 operates the operation device 17B, the target flow rate calculation unit 112 determines each target flow rate QAm1_ref, based on the operation amount of the operation device and the connection information extracted from the storage unit 104. QAm2_ref is calculated. Next, as shown in FIG. 6, the target driving pressure calculation unit 122 calculates the sum of the flow rate converted from the speed detected by the speed sensor 23 </ b> B and the target flow rates QAm <b> 1 </ b> _ref and QAm <b> 2 </ b> _ref calculated by the target flow rate calculation unit 112. On the other hand, the target drive pressure PAm_ref is calculated by performing PID control.

その後、目標駆動圧演算部122は、算出した目標駆動圧PAm_ref、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_ref、及び圧力制御機構30の圧力制御特性の傾きaから各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを算出する。   Thereafter, the target drive pressure calculation unit 122 calculates each target drive pressure from the calculated target drive pressure PAm_ref, the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112, and the inclination a of the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30. PAm1_ref and PAm2_ref are calculated.

そして、目標駆動圧演算部122は、各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refの制御信号を圧力制御弁24B1,24B2へ出力することにより、方向制御弁15B1,15B2へ供給される作動油の各圧力が圧力制御弁24B1,24B2によって目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refに制御される。一方、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refからスプール制御部132によって各方向制御弁15B1,15B2のスプールの移動が制御される。すなわち、方向制御弁15B1,15B2のメータアウト側の絞りが調整される。   Then, the target drive pressure calculation unit 122 outputs the control signals of the respective target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref to the pressure control valves 24B1 and 24B2, so that each pressure of the hydraulic oil supplied to the direction control valves 15B1 and 15B2 is a pressure. The target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref are controlled by the control valves 24B1 and 24B2. On the other hand, the spool control unit 132 controls the movement of the spools of the directional control valves 15B1 and 15B2 from the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112. That is, the throttle on the meter-out side of the direction control valves 15B1 and 15B2 is adjusted.

また、目標駆動圧演算部122は目標駆動圧PAm2_refの制御信号を目標吐出圧演算部141へ出力すると、目標吐出圧演算部141は、目標駆動圧PBm_refが0であることから、目標駆動圧PAm2_refを油圧ポンプ12の目標吐出圧P1_refとして算出する。同様に、目標駆動圧演算部122は各目標駆動圧PAm1_refの制御信号を目標吐出圧演算部142へ出力すると、目標吐出圧演算部142は、目標駆動圧PBk_refが0であることから、目標駆動圧PAm1_refを、油圧ポンプ13の目標吐出圧P2_refとして算出する。   In addition, when the target drive pressure calculation unit 122 outputs a control signal for the target drive pressure PAm2_ref to the target discharge pressure calculation unit 141, the target discharge pressure calculation unit 141 has the target drive pressure PBm_ref being 0, and thus the target drive pressure PAm2_ref. Is calculated as the target discharge pressure P1_ref of the hydraulic pump 12. Similarly, when the target drive pressure calculation unit 122 outputs a control signal of each target drive pressure PAm1_ref to the target discharge pressure calculation unit 142, the target drive pressure calculation unit 142 has a target drive pressure PBk_ref of 0, so the target drive The pressure PAm1_ref is calculated as the target discharge pressure P2_ref of the hydraulic pump 13.

次に、目標吐出量演算部151は、吐出圧センサ22によって検出された吐出圧と目標吐出圧演算部141によって演算された目標吐出圧P1_refに対してPID制御を行うことにより、目標吐出量Q1_refを算出する。同様に、目標吐出量演算部152は、吐出圧センサ21によって検出された吐出圧と目標吐出圧演算部142によって演算された目標吐出圧P2_refに対してPID制御を行うことにより、目標吐出量Q2_refを算出する。   Next, the target discharge amount calculation unit 151 performs PID control on the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 22 and the target discharge pressure P1_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 141, thereby achieving the target discharge amount Q1_ref. Is calculated. Similarly, the target discharge amount calculation unit 152 performs PID control on the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 21 and the target discharge pressure P2_ref calculated by the target discharge pressure calculation unit 142, so that the target discharge amount Q2_ref Is calculated.

そして、各目標吐出量演算部151,152は、目標吐出量Q1_ref,Q2_refの制御信号を制御弁12b,13bへ出力することにより、油圧ポンプ12,13の各吐出量が制御弁12b,13bによって各目標吐出量Q1_ref,Q2_refに制御される。これにより、図10(a)に示すように、方向制御弁15B1,15B2側にそれぞれ必要とされるアームシリンダ4bの目標駆動圧力PAm_refに対して、本来の目的の流量QAm1_ref,QAm2_ref付近で実際の作動油の流量QAm1,QAm2を制御することができる。   The target discharge amount calculation units 151 and 152 output control signals of the target discharge amounts Q1_ref and Q2_ref to the control valves 12b and 13b, so that the discharge amounts of the hydraulic pumps 12 and 13 are controlled by the control valves 12b and 13b. The target discharge amounts are controlled to Q1_ref and Q2_ref. As a result, as shown in FIG. 10 (a), the target drive pressures PAm_ref of the arm cylinders 4b required on the directional control valves 15B1 and 15B2 sides, respectively, in the vicinity of the original target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref. The flow rates QAm1 and QAm2 of the hydraulic oil can be controlled.

図10(b)は油圧ポンプ12,13や圧力制御弁24B1,24B2に機器類のバラツキが生じた場合に、各方向制御弁15B1,15B2を流通する作動油の流量と圧力との関係を示している。なお、図10(b)において、破線は想定した設計仕様のアームシリンダ4bの目標駆動圧PAm_ref、実線はある動作時に各方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ作用させる作動油の目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_ref、一点鎖線はこの目標駆動圧PAm2_ref側のみ機器類のバラツキが生じたと仮定した場合のその上下限を示している。   FIG. 10 (b) shows the relationship between the flow rate and pressure of the hydraulic oil flowing through the directional control valves 15B1 and 15B2 when there is a variation in equipment between the hydraulic pumps 12 and 13 and the pressure control valves 24B1 and 24B2. ing. In FIG. 10B, the broken line indicates the target drive pressure PAm_ref of the arm cylinder 4b with the assumed design specifications, and the solid line indicates the target drive pressure of the hydraulic oil that acts on the arm cylinder 4b from the directional control valves 15B1 and 15B2 during a certain operation. PAm1_ref, PAm2_ref, and alternate long and short dash lines indicate the upper and lower limits when it is assumed that variations in devices occur only on the target drive pressure PAm2_ref side.

図10(b)に示すように、各方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ供給される作動油の流量QAm2は、圧力制御機構30の圧力制御特性における傾きaにより定まる流量の範囲内で制御されることになるので、目標流量QAm2_refに対して実際の流量QAm2が大きく外れていないことが把握される。このように、機器類のバラツキが生じても、アームシリンダ4bの目標駆動圧PAm_refに対して、圧力制御機構30の圧力制御特性における傾きaを持たせてある程度の作動油の流量の変動を許容することにより、機器類のバラツキに伴う作動油の流量の誤差を吸収することができる。これにより、各方向制御弁15B1,15B2における目標流量QAm1_ref,QAm2_refに対して実際の流量QAm1,QAm2が大きく外れることを抑制することができる。   As shown in FIG. 10B, the flow rate QAm2 of the hydraulic oil supplied from the directional control valves 15B1 and 15B2 to the arm cylinder 4b is within the range of the flow rate determined by the slope a in the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30. Since it is controlled, it is understood that the actual flow rate QAm2 is not greatly deviated from the target flow rate QAm2_ref. As described above, even if the devices vary, the hydraulic fluid flow rate is allowed to vary to some extent by providing the inclination a in the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30 with respect to the target drive pressure PAm_ref of the arm cylinder 4b. By doing so, it is possible to absorb an error in the flow rate of the hydraulic oil due to variations in the devices. Thereby, it is possible to suppress the actual flow rates QAm1 and QAm2 from greatly deviating from the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref in the directional control valves 15B1 and 15B2.

このように構成した本発明の第1実施形態によれば、各油圧ポンプ12,13の圧力制御の精度の相違、あるいは管路51,52や方向制御弁15B1,15B2等の構成上の異なりから生じる油路・配管の抵抗等の機器類のバラツキが生じても、圧力制御機構30の圧力制御特性における傾きaを考慮して、コントローラ100によって油圧ポンプ12,13の各吐出量を制御することにより、油圧ポンプ12,13から油圧アクチュエータ4a〜4cへ供給される流量配分を想定した通りに実現することができる。これにより、油圧アクチュエータ4a〜4cの良好な制御性能を得ることができるので、油圧ショベル1の動作において優れた安定性を確保することができる。   According to the first embodiment of the present invention configured as described above, due to differences in pressure control accuracy of the hydraulic pumps 12 and 13, or differences in configuration of the pipes 51 and 52, the direction control valves 15B1 and 15B2, and the like. Even if there are variations in equipment such as oil path / pipe resistance, the controller 100 controls the discharge amounts of the hydraulic pumps 12 and 13 in consideration of the inclination a in the pressure control characteristics of the pressure control mechanism 30. Thus, it is possible to realize the flow distribution supplied from the hydraulic pumps 12 and 13 to the hydraulic actuators 4a to 4c as expected. Thereby, since favorable control performance of the hydraulic actuators 4a to 4c can be obtained, excellent stability in the operation of the hydraulic excavator 1 can be ensured.

また、本発明の第1実施形態では、圧力制御弁24B1,24B2において、方向制御弁15B1,15B2を流通する作動油の各圧力が、目標駆動圧補正部122Cによって演算された各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refに制御されることにより、各方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ作用させる作動油の流量が、それぞれ必要とされる目的の流量QAm1_ref,QAm2_refに制限されるので、各油圧ポンプ12,13から吐出された作動油によってアームシリンダ4bを適切に動作させることができる。これにより、油圧ショベル1の作業において、ブーム4Aやバケット4Cと比較して高い速度が求められ易いアーム4Bの速度特性を十分に向上させることができる。   Further, in the first embodiment of the present invention, in the pressure control valves 24B1 and 24B2, the respective pressures of the hydraulic oil flowing through the direction control valves 15B1 and 15B2 are calculated by the target drive pressures PAm1_ref calculated by the target drive pressure correction unit 122C. , PAm2_ref is controlled so that the flow rate of the hydraulic oil applied from the directional control valves 15B1 and 15B2 to the arm cylinder 4b is limited to the required target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref, respectively. , 13 can be used to appropriately operate the arm cylinder 4b. Thereby, in the work of the hydraulic excavator 1, it is possible to sufficiently improve the speed characteristics of the arm 4B in which a higher speed is easily required compared to the boom 4A and the bucket 4C.

[第2実施形態]
本発明に係る作業機械の制御装置の第2実施形態は、図11に示すように、上述した第1実施形態に係る圧力制御機構30の代わりに、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ供給される作動油の各流量QAm1,QAm2(図12参照)を検出する流量検出装置31を備えている。そして、目標駆動圧演算部122は、速度センサ23Bによって検出された速度と目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refとに基づいて、アームシリンダ4bの目標駆動圧PAm_refを算出し、さらにこの算出したアームシリンダ4bの目標駆動圧PAm_ref、上記各目標流量QAm1_ref,QAm2_ref、及び流量検出装置31によって検出された各流量QAm1,QAm2に基づいて、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bに作用させる作動油の各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを演算する。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 11, the second embodiment of the control device for a work machine according to the present invention is directed from the direction control valves 15B1 and 15B2 to the arm cylinder 4b instead of the pressure control mechanism 30 according to the first embodiment described above. A flow rate detection device 31 for detecting each flow rate QAm1, QAm2 (see FIG. 12) of the supplied hydraulic oil is provided. The target drive pressure calculation unit 122 calculates the target drive pressure PAm_ref of the arm cylinder 4b based on the speed detected by the speed sensor 23B and the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112. Further, based on the calculated target drive pressure PAm_ref of the arm cylinder 4b, the target flow rates QAm1_ref, QAm2_ref, and the flow rates QAm1, QAm2 detected by the flow rate detection device 31, the direction control valves 15B1, 15B2 to the arm cylinder 4b. The target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref of the hydraulic oil to be acted on are calculated.

具体的には、図12に示すように、本発明の第2実施形態に係る目標駆動圧補正部122Dは、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refと流量検出装置31によって検出された各流量との偏差が減少するように目標駆動圧PAm_refを補正し、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bに作用させる作動油の各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを演算する。   Specifically, as shown in FIG. 12, the target drive pressure correction unit 122D according to the second embodiment of the present invention includes the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112 and the flow rate detection device 31. The target drive pressure PAm_ref is corrected so as to reduce the deviation from each detected flow rate, and the respective target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref of the hydraulic oil that are applied to the arm cylinder 4b from the direction control valves 15B1 and 15B2 are calculated.

以下、本発明の第2実施形態に係る流量検出装置31及び目標駆動圧補正部122Dの構成の詳細を順に説明する。なお、以下の説明において、本発明の第2実施形態の内容を分かり易くするために、上述した第1実施形態と同様に、油圧ショベル1の単独動作としてアーム4Bの回動動作が行われる場合の構成を示す。   Hereinafter, details of the configuration of the flow rate detection device 31 and the target drive pressure correction unit 122D according to the second embodiment of the present invention will be described in order. In the following description, in order to make the contents of the second embodiment of the present invention easier to understand, as in the first embodiment described above, when the pivoting operation of the arm 4B is performed as a single operation of the excavator 1 The structure of is shown.

本発明の第2実施形態では、図11に示すコントローラ100は、図12に示すように、吐出圧センサ21,22によって検出された各吐出圧に応じて、油圧ポンプ12,13の各吐出量QPmp1,QPmp2(図12参照)を演算する吐出量演算部161,162を含んでいる。また、図12に示す目標駆動圧演算部122は、吐出量演算部161,162の演算結果及び流量換算部121A,123Aの換算結果を入力し、吐出量演算部161,162によって演算された各吐出量QPmp1,QPmp2及び流量換算部121A,123Aによって換算された各流量QBm,QBkに基づいて、方向制御弁15B1,15B2からアームシリンダ4bへ供給される作動油の各流量QAm1,QAm2を演算する流量演算部122Eを含んでいる。   In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, the controller 100 shown in FIG. 11 uses the discharge amounts of the hydraulic pumps 12 and 13 according to the discharge pressures detected by the discharge pressure sensors 21 and 22, respectively. Discharge amount calculation units 161 and 162 for calculating QPmp1 and QPmp2 (see FIG. 12) are included. 12 inputs the calculation results of the discharge amount calculation units 161 and 162 and the conversion results of the flow rate conversion units 121A and 123A, and each of the calculation results by the discharge amount calculation units 161 and 162. Based on the discharge amounts QPmp1 and QPmp2 and the flow rates QBm and QBk converted by the flow rate conversion units 121A and 123A, the flow rates QAm1 and QAm2 of the hydraulic oil supplied from the direction control valves 15B1 and 15B2 to the arm cylinder 4b are calculated. A flow rate calculation unit 122E is included.

ここで、油圧アクチュエータ4a〜4cへの流量と速度との関係については、本発明の各実施形態に係る油圧ショベル1のようなリリーフ弁による余剰油の損失等がほとんどない油圧回路に対して作動油の流量の収支に基づく考え方が適用可能であり、作動油の各流量QAm1,QAm2を簡易的に求めることができる。すなわち、図11に示す油圧回路の構成から下記の数式(7)、(8)が成立する。
Here, regarding the relationship between the flow rate and the speed to the hydraulic actuators 4a to 4c, it operates with respect to a hydraulic circuit in which there is almost no loss of excess oil by the relief valve such as the hydraulic excavator 1 according to each embodiment of the present invention. An idea based on the balance of the oil flow rate can be applied, and the flow rates QAm1 and QAm2 of the hydraulic oil can be easily obtained. That is, the following equations (7) and (8) are established from the configuration of the hydraulic circuit shown in FIG.

また、油圧ショベル1の単独動作としてアーム4Bの回動動作が行われる場合には、流量QBm,QBkは0になるので、これらを上記の数式(7)、(8)に代入すると、下記の数式(9)、(10)が成立する。
Further, when the pivoting operation of the arm 4B is performed as a single operation of the hydraulic excavator 1, the flow rates QBm and QBk are 0. Therefore, when these are substituted into the above formulas (7) and (8), Equations (9) and (10) are established.

従って、流量演算部122Eは、これらの数式(9)、(10)に吐出量演算部161,162によって演算された各吐出量QPmp1,QPmp2を代入するだけで良い。このように、本発明の第2実施形態では、速度センサ23A,23C、流量換算部121A,123A、吐出量演算部161,162、及び流量演算部122Eが流量検出装置31として機能する。   Therefore, the flow rate calculation unit 122E only needs to substitute the discharge amounts QPmp1 and QPmp2 calculated by the discharge amount calculation units 161 and 162 into these mathematical formulas (9) and (10). As described above, in the second embodiment of the present invention, the speed sensors 23A and 23C, the flow rate conversion units 121A and 123A, the discharge amount calculation units 161 and 162, and the flow rate calculation unit 122E function as the flow rate detection device 31.

一方、目標駆動圧補正部122Dは、例えば、目標流量演算部112によって演算された各目標流量QAm1_ref,QAm2_refから流量演算部122Eによって演算された各流量QAm1,QAm2を減算した上で所定の比例ゲインaを乗算し、得られた各値をPID制御部122Bによって演算された目標駆動圧PAm_refに加算することにより、各目標駆動圧PAm1_ref,PAm2_refを算出する。すなわち、下記の数式(11)、(12)が成立する。なお、数式(11)、(12)において、比例ゲインaは制御補償の強さの度合いを決定するものであり、第1実施形態に係る圧力制御機構30の圧力制御特性の傾きaに相当するものである。
On the other hand, the target drive pressure correction unit 122D, for example, subtracts the flow rates QAm1 and QAm2 calculated by the flow rate calculation unit 122E from the target flow rates QAm1_ref and QAm2_ref calculated by the target flow rate calculation unit 112 and then a predetermined proportional gain. The target drive pressures PAm1_ref and PAm2_ref are calculated by multiplying a and adding each obtained value to the target drive pressure PAm_ref calculated by the PID control unit 122B. That is, the following mathematical formulas (11) and (12) are established. In Equations (11) and (12), the proportional gain a determines the degree of control compensation, and corresponds to the slope a of the pressure control characteristic of the pressure control mechanism 30 according to the first embodiment. Is.

このような流量検出装置31及び目標駆動圧補正部122Dの構成により、図13(a)に示すように、負荷流量に対して油圧ポンプ12,13の吐出圧P1,P2及び圧力制御弁24B1,24B2の2次側(方向制御弁15B1,15B2側)の圧力QAm1,QAm2がそれぞれ変化しない圧力制御特性を得ることができる。そして、本発明の第2実施形態に係る油圧ショベル1は、図13(b)に示すように、一般的な制御特性である負荷流量によらずに圧力を制御できる構成で良いので、油圧ショベル1における油圧回路の構成の簡易化を図ることができる。その他の第2実施形態の構成は、上述した第1実施形態と同様であるので、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本発明の第2実施形態に係る油圧ショベル1の動作においても、目標駆動圧補正部122Dによる目標駆動圧PAm_refの補正が行われる前に、流量演算部122Eによる各流量QAm1,QAm2の演算が行われること以外は、上述した第1実施形態と同様であるので、重複する説明を省略する。   With such a configuration of the flow rate detection device 31 and the target drive pressure correction unit 122D, as shown in FIG. 13A, the discharge pressures P1, P2 of the hydraulic pumps 12, 13 and the pressure control valve 24B1, with respect to the load flow rate. A pressure control characteristic can be obtained in which the pressures QAm1 and QAm2 on the secondary side (direction control valves 15B1 and 15B2 side) of 24B2 do not change. The hydraulic excavator 1 according to the second embodiment of the present invention may be configured to control the pressure without depending on the load flow rate, which is a general control characteristic, as shown in FIG. The configuration of the hydraulic circuit in 1 can be simplified. Since the other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above, the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the operation of the hydraulic excavator 1 according to the second embodiment of the present invention, the flow rate calculation unit 122E calculates the flow rates QAm1 and QAm2 before the target drive pressure correction unit 122D corrects the target drive pressure PAm_ref. Since it is the same as that of 1st Embodiment mentioned above except that is performed, the overlapping description is abbreviate | omitted.

このように構成した本発明の第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果が得られる他、第1実施形態のように、負荷流量に対して油圧ポンプ12,13の吐出圧及び圧力制御弁24B1,24B2の2次側の圧力を意図的に変化させなくても良いので、アームシリンダ4bへ供給する作動油の流量の制御を精度良く実現することができる。これにより、油圧ポンプ12,13から吐出された作動油によって動作するアームシリンダ4bの制御性能を十分に向上させることができる。   According to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same operational effects as the first embodiment described above can be obtained, and the hydraulic pumps 12 and 13 with respect to the load flow rate as in the first embodiment. Therefore, it is not necessary to intentionally change the discharge pressure and the pressure on the secondary side of the pressure control valves 24B1 and 24B2. Therefore, it is possible to accurately control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the arm cylinder 4b. Thereby, the control performance of the arm cylinder 4b operated by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 12 and 13 can be sufficiently improved.

なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。   In addition, this embodiment mentioned above was described in detail in order to demonstrate this invention easily, and is not necessarily limited to what is provided with all the demonstrated structures. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.

また、本発明の各実施形態は、油圧ショベル1の単独動作としてアーム4Bの回動動作が行われる場合について説明したが、この場合に限らず、例えば、油圧ショベル1の複合動作としてブーム4Aの回動動作及びアーム4Bの回動動作を行う場合等についても同様に適用することができる。このような場合には、本発明の第2実施形態に係る流量演算部122Eは、上記の数式(7)、(8)に吐出量演算部161,162によって演算された各吐出量QPmp1,QPmp2及び流量換算部121A,123Aによって換算された各流量QBm,QBkを代入することにより、各流量QAm1,QAm2を演算することができる。   Moreover, although each embodiment of this invention demonstrated the case where the rotation operation | movement of the arm 4B was performed as independent operation | movement of the hydraulic shovel 1, it is not restricted to this case, For example, boom 4A of composite operation | movement of the hydraulic shovel 1 is carried out. The same can be applied to the case where the turning operation and the turning operation of the arm 4B are performed. In such a case, the flow rate calculation unit 122E according to the second embodiment of the present invention uses the discharge amounts QPmp1, QPmp2 calculated by the discharge amount calculation units 161, 162 in the above formulas (7), (8). The flow rates QAm1 and QAm2 can be calculated by substituting the flow rates QBm and QBk converted by the flow rate conversion units 121A and 123A.

また、本発明の各実施形態では、油圧ショベル1が2つの油圧ポンプ12,13と4つの方向制御弁15A,15B1,15B2,15Cを備えた場合について説明したが、油圧ポンプ及び方向制御弁の個数はこの場合に限定されるものではない。また、本発明の各実施形態は、各方向制御弁15B1,15B2から合流回路としての管路54A,54Bを介して合流した作動油をアームシリンダ4bに作用させる構成について説明したが、この場合に限らず、合流した作動油をブームシリンダ4aに作用させる構成にしてもよいし、各種の組合せを適用しても良い。   Moreover, although each embodiment of this invention demonstrated the case where the hydraulic shovel 1 was provided with the two hydraulic pumps 12 and 13 and the four direction control valves 15A, 15B1, 15B2, and 15C, a hydraulic pump and a direction control valve were demonstrated. The number is not limited to this case. Moreover, although each embodiment of this invention demonstrated the structure which act | operates on the arm cylinder 4b the hydraulic fluid merged through each of the directional control valves 15B1 and 15B2 via the pipelines 54A and 54B as a merge circuit, Not limited to this, the combined hydraulic oil may be configured to act on the boom cylinder 4a, or various combinations may be applied.

1 油圧ショベル(作業機械)
4a ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
4b アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
4c バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
11 エンジン
12,13 油圧ポンプ
12b,13b 制御弁(制御部)
15A,15B1,15B2,15C 方向制御弁
17A〜17C 操作装置
21,22 吐出圧センサ(吐出圧検出装置)
23A〜23C 速度センサ(速度検出装置)
24A,24B1,24B2,24C 圧力制御弁
30 圧力制御機構
31 流量検出装置
54A,54B 管路(合流回路)
100 コントローラ(油圧制御部)
101〜103 目標速度演算部
104 記憶部
111〜113 目標流量演算部
121〜123 目標駆動圧演算部
121A〜123A 流量換算部
121B〜123B PID制御部
122C,122D 目標駆動圧補正部
122E 流量演算部
131〜133 スプール制御部
141,142 目標吐出圧演算部
151,151 目標吐出量演算部
161,162 吐出量演算部
1 Excavator (work machine)
4a Boom cylinder (hydraulic actuator)
4b Arm cylinder (hydraulic actuator)
4c Bucket cylinder (hydraulic actuator)
11 Engine 12, 13 Hydraulic pump 12b, 13b Control valve (control unit)
15A, 15B1, 15B2, 15C Directional control valves 17A to 17C Operating device 21, 22 Discharge pressure sensor (discharge pressure detection device)
23A-23C Speed sensor (speed detector)
24A, 24B1, 24B2, 24C Pressure control valve 30 Pressure control mechanism 31 Flow rate detection device 54A, 54B Pipe line (merging circuit)
100 controller (hydraulic control part)
101-103 Target speed calculation unit 104 Storage unit 111-113 Target flow rate calculation unit 121-123 Target drive pressure calculation unit 121A-123A Flow rate conversion unit 121B-123B PID control unit 122C, 122D Target drive pressure correction unit 122E Flow rate calculation unit 131 ~ 133 Spool control unit 141, 142 Target discharge pressure calculation unit 151, 151 Target discharge amount calculation unit 161, 162 Discharge amount calculation unit

Claims (2)

原動機により駆動され流量を制御するための制御部を有する複数の油圧ポンプと、前記複数の油圧ポンプから吐出された作動油によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータの動作を指示する操作装置と、前記複数の油圧ポンプのうち第1と第2の油圧ポンプから吐出された作動油の流れをそれぞれ制御する第1と第2の方向制御弁と、前記第1と第2の方向制御弁を流通した作動油を合流して前記油圧アクチュエータに作用させる合流回路とを備えた作業機械に設けられ、
前記操作装置からの指示を受けて前記複数の油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ吐出される作動油の流量を制御する油圧制御部を備えた作業機械の制御装置において、
前記複数の油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出装置と、
前記油圧アクチュエータの速度を検出する速度検出装置
前記第1と第2の油圧ポンプと前記第1と第2の方向制御弁との間にそれぞれ設けられ、前記第1と第2の油圧ポンプから前記第1と第2の方向制御弁へ吐出された作動油の圧力をそれぞれ制御する第1と第2の圧力制御弁とを備え、
前記油圧制御部は、
前記操作装置の操作量に基づいて、前記油圧アクチュエータを動作させる目標速度を演算する目標速度演算部と、
前記第1及び第2の油圧ポンプと前記第1及び第2の方向制御弁との接続関係が前記操作装置の操作量に応じて設定された接続情報を記憶する記憶部と、
前記目標速度演算部によって演算された目標速度及び前記記憶部に記憶された接続情報に基づいて、前記第1と第2の方向制御弁から前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の各目標流量を演算する目標流量演算部と、
前記速度検出装置によって検出された速度と前記目標流量演算部によって演算された各目標流量とに基づいて、前記油圧アクチュエータの目標駆動圧を演算すると共に、当該目標駆動圧を、前記目標流量演算部にて演算された前記各目標流量及び所定の圧力制御特性に応じて補正して、前記第1と第2の方向制御弁から前記油圧アクチュエータに作用させる作動油の第1及び第2の目標駆動圧を演算する目標駆動圧演算部と、
前記吐出圧検出装置によって検出された前記第1と第2の油圧ポンプからの各吐出圧、及び前記目標駆動圧演算部によって演算された第1及び第2の目標駆動圧に基づき、前記第1と第2の油圧ポンプの各目標吐出量を演算し、その結果を前記第1と第2の油圧ポンプの制御部へ出力する目標吐出量演算部とを備え、
前記所定の圧力制御特性は、前記第1と第2の圧力制御弁の作動油の通過流量の増加に伴って当該第1と第2の圧力制御弁の二次側の圧力が減少する特性であり、
前記第1の圧力制御弁が、前記目標駆動圧演算部によって演算された第1の目標駆動圧に応じた制御信号によって、前記第2の圧力制御弁が、前記目標駆動圧演算部によって演算された第2の目標駆動圧に応じた制御信号によって、それぞれ駆動することを特徴とする作業機械の制御装置。
A plurality of hydraulic pumps driven by a prime mover and having a control unit for controlling the flow rate, a hydraulic actuator operated by hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps, and an operating device for instructing the operation of the hydraulic actuator; The first and second directional control valves for controlling the flow of hydraulic oil discharged from the first and second hydraulic pumps among the plurality of hydraulic pumps, and the first and second directional control valves are circulated. Provided in a work machine having a merging circuit for merging the hydraulic oil and acting on the hydraulic actuator,
In a control device for a work machine that includes a hydraulic control unit that controls the flow rate of hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps to the hydraulic actuator in response to an instruction from the operation device,
A discharge pressure detecting device for detecting discharge pressures of the plurality of hydraulic pumps;
A speed detecting device for detecting the speed of the hydraulic actuator,
Disposed from the first and second hydraulic pumps to the first and second directional control valves respectively provided between the first and second hydraulic pumps and the first and second directional control valves. A first pressure control valve and a second pressure control valve for controlling the pressure of the hydraulic fluid,
The hydraulic control unit
A target speed calculation unit for calculating a target speed for operating the hydraulic actuator based on an operation amount of the operation device;
A storage unit that stores connection information in which a connection relationship between the first and second hydraulic pumps and the first and second directional control valves is set according to an operation amount of the operation device;
Based on the target speed calculated by the target speed calculation unit and the connection information stored in the storage unit, each target flow rate of hydraulic fluid supplied from the first and second directional control valves to the hydraulic actuator is calculated. A target flow rate calculation unit,
Based on the speed detected by the speed detection device and each target flow rate calculated by the target flow rate calculation unit, the target drive pressure of the hydraulic actuator is calculated, and the target drive pressure is calculated as the target flow rate calculation unit. The first and second target drive of the hydraulic fluid to be applied to the hydraulic actuator from the first and second directional control valves , corrected according to each target flow rate and predetermined pressure control characteristic calculated in A target drive pressure calculation unit for calculating pressure,
Based on the discharge pressures from the first and second hydraulic pumps detected by the discharge pressure detection device and the first and second target drive pressures calculated by the target drive pressure calculator, the first And a target discharge amount calculation unit that calculates each target discharge amount of the second hydraulic pump and outputs the result to the control units of the first and second hydraulic pumps,
The predetermined pressure control characteristic is a characteristic in which the pressure on the secondary side of the first and second pressure control valves decreases as the flow rate of the hydraulic oil passing through the first and second pressure control valves increases. Yes,
The first pressure control valve is calculated by the target drive pressure calculator by the control signal corresponding to the first target drive pressure calculated by the target drive pressure calculator. A control device for a work machine that is driven by a control signal corresponding to the second target drive pressure .
請求項1に記載の作業機械の制御装置において、
前記第1と第2の方向制御弁から前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の各流量を検出する流量検出装置を備え、
前記目標駆動圧演算部は、前記速度検出装置によって検出された速度と前記目標流量演算部によって演算された各目標流量とに基づいて、前記油圧アクチュエータの目標駆動圧を算出し、さらにこの算出した油圧アクチュエータの目標駆動圧、前記各目標流量、及び前記流量検出装置によって検出された各流量に基づいて、前記第1及び第2の目標駆動圧を演算することを特徴とする作業機械の制御装置。
The work machine control device according to claim 1,
A flow rate detection device for detecting each flow rate of hydraulic oil supplied from the first and second directional control valves to the hydraulic actuator;
The target drive pressure calculation unit calculates a target drive pressure of the hydraulic actuator based on the speed detected by the speed detection device and each target flow rate calculated by the target flow rate calculation unit, and further calculates this A control device for a work machine, wherein the first and second target drive pressures are calculated based on a target drive pressure of a hydraulic actuator, each target flow rate, and each flow rate detected by the flow rate detection device. .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2628695B2 (en) * 1988-06-17 1997-07-09 東芝機械株式会社 Merging type variable displacement 2-pump hydraulic circuit
JPH0374612A (en) * 1989-08-11 1991-03-29 Komatsu Ltd Flow control device for valve
JPH07119705A (en) * 1993-10-22 1995-05-09 Komatsu Mec Corp Flow control circuit for construction vehicle
JPH1061608A (en) * 1996-08-26 1998-03-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd Hydraulic driving device
JP5984165B2 (en) * 2012-11-07 2016-09-06 日立建機株式会社 Hydraulic control device for work machine
JP5918728B2 (en) * 2013-08-22 2016-05-18 日立建機株式会社 Hydraulic control device for work machine
JP6220228B2 (en) * 2013-10-31 2017-10-25 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system for construction machinery

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