KR20160045128A - 건설기계의 유압 구동 장치 - Google Patents

건설기계의 유압 구동 장치 Download PDF

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기와무 다카하시
야스타카 츠루가
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요시후미 다케바야시
나츠키 나카무라
야스하루 오카자키
겐지 야마다
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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

타방의 유압 펌프의 흡수 토크를 순유압적인 구성에서 양호한 정밀도로 검출하여 일방의 유압 펌프측에 피드백함으로써, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행하고, 원동기의 정격 출력 토크를 유효 이용할 수 있도록 한다. 이 목적을 위해, 메인 펌프(202)의 토출압과 로드 센싱 구동 압력이 유도되고, 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 메인 펌프(202)의 토출압을 보정하여 출력하는 토크 피드백 회로(112v)와, 이 토크 피드백 회로의 출력압이 유도되고, 이 출력압이 높아짐에 따라 메인 펌프(102)의 용량을 감소시켜 최대 토크(T12max)가 감소하도록 메인 펌프(102)의 용량을 제어하는 토크 피드백 피스톤(112f)을 설치한다. 토크 피드백 회로(112v)는 제 1 및 제 2 가변 감압 밸브(112g, 112q)를 가지고 있다.

Description

건설기계의 유압 구동 장치{HYDRAULIC DRIVE DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은, 유압 셔블 등의 건설기계의 유압 구동 장치에 관련되며, 특히, 적어도 2개의 가변 용량형의 유압 펌프를 구비하고, 그 중의 일방의 유압 펌프가 적어도 토크 제어를 행하는 펌프 제어 장치(레귤레이터)를 가지고, 타방이 로드 센싱 제어와 토크 제어를 행하는 펌프 제어 장치(레귤레이터)를 갖는 건설기계의 유압 구동 장치에 관한 것이다.
유압 셔블 등의 건설기계의 유압 구동 장치에 있어서는, 유압 펌프의 토출압이 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 유압 펌프의 용량(유량)을 제어하는 레귤레이터를 구비한 것이 널리 이용되고 있고, 이 제어는 로드 센싱 제어라고 불리고 있다. 특허문헌 1에는, 그와 같은 로드 센싱 제어를 행하는 레귤레이터를 구비한 건설기계의 유압 구동 장치에 있어서, 2개의 유압 펌프를 설치하고, 2개의 유압 펌프의 각각에서 로드 센싱 제어를 행하도록 한 2 펌프 로드 센싱 시스템이 기재되어 있다.
또한, 건설기계의 유압 구동 장치의 레귤레이터에서는, 통상, 유압 펌프의 토출압이 높아짐에 따라 유압 펌프의 용량을 감소시킴으로써 유압 펌프의 흡수 토크가 원동기의 정격 출력 토크를 초과하지 않도록, 토크 제어를 행하여, 원동기가 오버 토크가 되어 정지하는 것(엔진 스톨)을 방지하고 있다. 유압 구동 장치가 2개의 유압 펌프를 구비하는 경우에는, 일방의 유압 펌프의 레귤레이터는 자신의 토출압뿐만 아니라, 타방의 유압 펌프의 흡수 토크에 관련되는 파라미터를 받아들여 토크 제어를 행하여(전체 토크 제어), 원동기의 정지 방지와 원동기의 정격 출력 토크의 유효 이용을 도모하고 있다.
예를 들면, 특허문헌 2에서는, 일방의 유압 펌프의 토출압을 감압 밸브를 통해 타방의 유압 펌프의 레귤레이터로 유도하여, 전체 토크 제어를 행하고 있다. 감압 밸브의 설정압은 일정하고, 또한 이 설정압은 타방의 유압 펌프의 레귤레이터의 토크 제어의 최대 토크를 모의한 값으로 설정되어 있다. 이로 인해 일방의 유압 펌프에 관련되는 액추에이터만을 구동하는 작업에서는, 일방의 유압 펌프가 원동기의 정격 출력 토크의 거의 전부를 유효하게 사용할 수 있고, 또한 타방의 유압 펌프에 관련되는 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작의 작업에서는, 펌프 전체의 흡수 토크가 원동기의 정격 출력 토크를 초과하지 않아, 원동기의 정지를 방지할 수 있다.
특허문헌 3에서는, 2개의 가변 용량형의 유압 펌프에 대해 전체 토크 제어를 행하기 위해, 타방의 유압 펌프의 틸팅각을 감압 밸브의 출력압으로서 검출하고, 그 출력압을, 일방의 유압 펌프의 레귤레이터로 유도하고 있다. 특허문헌 4에서는, 타방의 유압 펌프의 틸팅각을 요동 아암의 아암 길이로 치환하여 검출함으로써, 전체 토크 제어의 제어 정밀도를 향상시키고 있다.
일본 공개특허 특개2011-196438호 공보 일본 특허 제3865590호 공보 일본 공고특허 특공평3-7030호 공보 일본 공개특허 특개평7-189916호 공보
특허문헌 1에 기재된 2 펌프 로드 센싱 시스템에 특허문헌 2에 기재된 전체 토크 제어의 기술을 적용함으로써, 특허문헌 1에 기재된 2 펌프 로드 센싱 시스템에 있어서도 전체 토크 제어를 행할 수 있게 된다. 그러나, 특허문헌 2의 전체 토크 제어에 있어서는, 상술한 바와 같이, 감압 밸브의 설정압은 타방의 유압 펌프의 토크 제어의 최대 토크를 모의한 일정한 값으로 설정되어 있다. 이 때문에, 2개의 유압 펌프에 관련되는 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작의 작업에서, 타방의 유압 펌프가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 최대 토크로 동작하는 운전 상태에 있을 때는, 원동기의 정격 출력 토크의 유효 이용을 도모할 수 있다. 그러나, 타방의 유압 펌프가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행하는 운전 상태에 있을 때는, 타방의 유압 펌프의 흡수 토크가 토크 제어의 최대 토크보다 작음에도 불구하고, 최대 토크를 모의한 감압 밸브의 출력압이 일방의 유압 펌프의 레귤레이터로 유도되고, 일방의 유압 펌프의 흡수 토크를 필요 이상으로 감소시키도록 제어해버린다. 이 때문에, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행할 수 없었다.
특허문헌 3에서는, 타방의 유압 펌프의 틸팅각을 감압 밸브의 출력압으로서 검출하고, 그 출력압을 일방의 유압 펌프의 레귤레이터로 유도함으로써, 전체 토크 제어의 정밀도를 높이려고 하고 있다. 그러나, 일반적으로 펌프의 토크는 토출압과 용량의 곱, 즉 (토출압×펌프 용량)/2π로 구할 수 있는 것에 비해, 특허문헌 3에서는, 일방의 유압 펌프의 토출압을 단차를 갖는 피스톤의 2개의 파일럿실의 일방으로 유도하고, 감압 밸브의 출력압(타방의 유압 펌프의 토출량 비례 압력)을 단차를 갖는 피스톤의 타방의 파일럿실로 유도하여, 토출압과 토출량 비례 압력의 합을 출력 토크의 파라미터로 하여 일방의 유압 펌프의 용량을 제어하고 있으므로, 실제로 사용되고 있는 토크와의 사이에 상당한 오차가 생겨버린다는 문제가 있었다.
특허문헌 4에서는, 타방의 유압 펌프의 틸팅각을 요동 아암의 아암 길이로 치환하여 검출함으로써, 전체 토크 제어의 제어 정밀도를 향상시키고 있다. 그러나, 특허문헌 4의 레귤레이터는, 요동 아암과 레귤레이터 피스톤 내에 설치된 피스톤이 힘을 전하면서 상대적으로 슬라이딩한다는, 매우 복잡한 구조로 되어 있고, 충분한 내구성을 갖는 구조를 가지게 하려면, 요동 아암과 레귤레이터 피스톤 등의 부품을 강고하게 하지 않을 수 없어, 레귤레이터의 소형화가 곤란하다는 문제가 있었다. 특히, 소형의 유압 셔블이고 또한 후단 반경이 작은, 소위 후방 소선회형(小旋回型)의 경우, 유압 펌프를 격납하는 스페이스가 작아, 탑재가 곤란한 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 일방의 유압 펌프가 적어도 토크 제어를 행하는 펌프 제어 장치를 가지고, 타방의 유압 펌프가 로드 센싱 제어와 토크 제어를 행하는 적어도 2개의 가변 용량형의 유압 펌프를 갖는 건설기계의 유압 구동 장치에 있어서, 타방의 유압 펌프의 흡수 토크를 순유압적(純油壓的)인 구성에서 양호한 정밀도로 검출하여 일방의 유압 펌프측에 피드백함으로써, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행하여, 원동기의 정격 출력 토크를 유효 이용할 수 있는 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 원동기와, 상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 제 1 유압 펌프와, 상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 제 2 유압 펌프와, 상기 제 1 및 제 2 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와, 상기 제 1 및 제 2 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브와, 상기 복수의 유량 제어 밸브의 전후 차압을 각각 제어하는 복수의 압력 보상 밸브와, 상기 제 1 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 제 1 펌프 제어 장치와, 상기 제 2 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 제 2 펌프 제어 장치를 구비하고, 상기 제 1 펌프 제어 장치는, 상기 제 1 유압 펌프의 토출압과 용량의 적어도 일방이 증대하여, 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 증대할 때, 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 제 1 최대 토크를 초과하지 않도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 1 토크 제어부를 가지고, 상기 제 2 펌프 제어 장치는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 용량의 적어도 일방이 증대하여, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 증대할 때, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 제 2 최대 토크를 초과하지 않도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 2 토크 제어부와, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 상기 제 2 최대 토크보다 작을 때, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 상기 제 2 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 로드 센싱 제어부를 갖는 건설기계의 유압 구동 장치에 있어서, 상기 제 1 토크 제어부는, 상기 제 1 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 토출압이 상승함에 따라 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 감소하도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 1 토크 제어 액추에이터와, 상기 제 1 최대 토크를 설정하는 제 1 가압 수단을 가지고, 상기 제 2 토크 제어부는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 토출압이 상승함에 따라 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 감소하도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 2 토크 제어 액추에이터와, 상기 제 2 최대 토크를 설정하는 제 2 가압 수단을 가지고, 상기 로드 센싱 제어부는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 최고 부하압과의 차압이 상기 목표 차압보다 작아짐에 따라 낮아지도록 로드 센싱 구동 압력을 변화시키는 제어 밸브와, 상기 로드 센싱 구동 압력이 낮아짐에 따라 토출 유량이 증가하도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 로드 센싱 제어 액추에이터를 가지고, 상기 제 1 펌프 제어 장치는, 또한, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 로드 센싱 구동 압력이 유도되고, 상기 제 2 유압 펌프가 상기 제 2 토크 제어부의 제어에 의해, 상기 제 2 최대 토크로 동작할 때와, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 상기 제 2 최대 토크보다 작아, 상기 로드 센싱 제어부가 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어할 때의 어느 경우에도 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 로드 센싱 구동 압력에 의거하여 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 보정하여 출력하는 토크 피드백 회로와, 상기 토크 피드백 회로의 출력압이 유도되고, 상기 토크 피드백 회로의 출력압이 높아짐에 따라 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 감소시켜 상기 제 1 최대 토크가 감소하도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 3 토크 제어 액추에이터를 가지고, 상기 토크 피드백 회로는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 이 제 2 유압 펌프의 토출압이 제 1 설정압 이하일 때는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 그대로 출력하고, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 상기 제 1 설정압보다 높을 때는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 상기 제 1 설정압으로 감압하여 출력하는 제 1 가변 감압 밸브와, 상기 로드 센싱 구동 압력과 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 로드 센싱 구동 압력이 제 2 설정압 이하일 때는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 그대로 출력하고, 상기 로드 센싱 구동 압력이 상기 제 2 설정 압보다 높을 때는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 상기 제 2 설정압으로 감압하여 출력함과 함께, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 높아짐에 따라 작아지도록 상기 제 2 설정압을 변화시키는 제 2 가변 감압 밸브를 가지고, 상기 제 1 가변 감압 밸브는, 상기 제 2 가변 감압 밸브의 출력압이 유도되고, 상기 제 2 가변 감압 밸브의 출력압이 높아짐에 따라 작아지도록 상기 제 1 설정압을 변화시키는 수압부(受壓部)를 갖는 것으로 한다.
유압 펌프가 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행할 때, 유압 펌프의 용량변경 부재(경사판)의 위치, 즉 용량(틸팅각)은, 로드 센싱 구동 압력이 작용하는 로드 센싱 제어 액추에이터(LS 제어 피스톤)와 유압 펌프의 토출압이 작용하는 토크 제어 액추에이터(토크 제어 피스톤)의 각각이 용량 변경 부재를 누르는 힘의 합력과, 최대 토크를 설정하는 가압 수단(스프링)이 용량 변경 부재를 반대방향으로 누르는 힘과의 균형에 의해 결정된다. 이 때문에 로드 센싱 제어시의 유압 펌프의 용량은 로드 센싱 구동 압력에 의해 변화할 뿐만 아니라, 유압 펌프의 토출압의 영향도 받아 변화하고, 유압 펌프의 토출압의 상승시에 있어서의 유압 펌프의 흡수 토크의 최대값은, 로드 센싱 구동 압력이 높아짐에 따라 작아진다(도 6a 및 도 6b 참조).
본 발명에서는, 토크 피드백 회로에 제 1 가변 감압 밸브를 설치하고 또한 제 1 가변 감압 밸브의 설정압을 로드 센싱 구동 압력이 높아짐에 따라 낮아지도록 하였기 때문에, 제 2 유압 펌프의 토출압의 상승시에 있어서의 토크 피드백 회로의 출력압의 최대값은, 로드 센싱 구동 압력이 높아짐에 따라 작아지도록 변화한다(도 5 및 도 9). 이 토크 피드백 회로의 출력압의 변화는, 상술한 유압 펌프의 토출압의 상승시에 있어서의 유압 펌프의 흡수 토크의 최대값의, 로드 센싱 구동 압력이 상승할 때의 변화에 대응하고 있고(도 6b), 이로 인해 토크 피드백 회로의 출력압은 로드 센싱 구동 압력이 변화할 때의 제 2 유압 펌프의 흡수 토크의 최대값의 변화를 모의할 수 있다.
이 때문에 본 발명에 있어서는, 제 2 유압 펌프(타방의 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 제 2 최대 토크로 동작하는 운전 상태에 있을 때는 물론이고, 제 2 유압 펌프가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행하는 운전 상태에 있을 경우라도, 토크 피드백 회로에 의해 제 2 유압 펌프의 토출압이 제 2 유압 펌프의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정되고, 이 보정한 토출압분(分), 제 3 토크 제어 액추에이터에 의해 제 1 최대 토크가 감소하도록 보정된다. 이로 인해 제 2 유압 펌프의 흡수 토크는 순유압적인 구성(토크 피드백 회로)에서 양호한 정밀도로 검출되고, 그 흡수 토크를 제 1 유압 펌프(일방의 유압 펌프)측에 피드백함으로써, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행하여, 원동기의 정격 출력 토크를 유효 이용할 수 있다.
또한. 유압 펌프에는 구조로 결정되는 최소 용량이 있고, 유압 펌프가 최소 용량에 있을 때의 유압 펌프의 토출압의 상승시에 있어서의 유압 펌프의 흡수 토크는, 어떤 기울기(증가 비율)로 증가한다(도 5 및 도 9).
본 발명에서는 제 2 가변 감압 밸브를 더 설치하고, 제 2 유압 펌프의 토출압이 높아짐에 따라 제 2 가변 감압 밸브의 제 2 설정압이 작아지도록 구성함과 함께, 이 제 2 가변 감압 밸브의 출력압을 제 1 가변 감압 밸브로 유도하고, 제 2 가변 감압 밸브의 출력압이 높아짐에 따라 제 1 가변 감압 밸브의 제 1 설정압이 작아지도록 구성하였기 때문에, 제 2 유압 펌프가 최소 용량에 있을 때는, 제 2 가변 감압 밸브에서 감압된 압력이 제 1 가변 감압 밸브로 유도되고, 제 1 가변 감압 밸브의 출력압은 제 2 유압 펌프의 토출압이 상승함에 따라 소정의 증가 비율로 비례적으로 증가하게 된다(도 5 및 도 9의 직선 Z). 이 제 1 가변 감압 밸브의 출력압의 변화는, 상술한 제 2 유압 펌프가 최소 용량에 있을 때의 제 2 유압 펌프의 흡수 토크의 변화에 대응하고 있고(도 6b), 이로 인해 토크 피드백 회로의 출력압은 제 2 유압 펌프가 최소 용량에 있을 때의 제 2 유압 펌프의 흡수 토크의 변화를 모의한 특성이 된다.
이로 인해 제 1 유압 펌프에 관련되는 액추에이터와 제 2 유압 펌프에 관련되는 액추에이터의 복합 조작에서, 제 2 유압 펌프에 관련되는 액추에이터의 부하압이 높아지고, 요구 유량이 극히 적은 조작(예를 들면 짐 매달기 작업에서 붐 상승 미세 조작과 선회 또는 아암의 복합 동작)에 있어서, 제 1 유압 펌프와 제 2 유압 펌프의 합계의 소비 토크가 과대해지지 않아, 원동기의 정지를 방지할 수 있다.
(2) 상기 (1)의 유압 구동 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 토크 피드백 회로는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 상기 제 2 가변 감압 밸브로 유도하는 유로에 설치되고, 상기 로드 센싱 구동 압력이 진동적(振動的)일 경우에 그 진동을 흡수하여 압력을 안정시키는 스로틀을 더 가지고 있다.
이로 인해 토크 피드백 회로의 출력압이 안정되어, 전체 토크 제어를 더욱 양호한 정밀도로 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제 2 유압 펌프(타방의 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 제 2 최대 토크로 동작하는 운전 상태에 있을 때는 물론이고, 제 2 유압 펌프가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행하는 운전 상태에 있을 경우라도, 토크 피드백 회로에 의해 제 2 유압 펌프의 토출압이 제 2 유압 펌프의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정되고, 이 보정한 토출압분, 제 3 토크 제어 액추에이터에 의해 제 1 최대 토크가 감소하도록 보정된다. 이로 인해 제 2 유압 펌프의 흡수 토크는 순유압적인 구성(토크 피드백 회로)에서 양호한 정밀도로 검출되고, 그 흡수 토크를 제 1 유압 펌프(일방의 유압 펌프)측에 피드백함으로써, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행하여, 원동기의 정격 출력 토크를 유효 이용할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관련되는 유압 셔블(건설기계)의 유압 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a는, 붐 실린더 및 아암 실린더 이외의 액추에이터의 유량 제어 밸브의 각각의 미터인(meter-in) 통로의 개구 면적 특성을 나타내는 도면이다.
도 2b는, 붐 실린더의 메인 및 어시스트 유량 제어 밸브 및 아암 실린더의 메인 및 어시스트 유량 제어 밸브의 각각의 미터인 통로의 개구 면적 특성(상측)과, 붐 실린더의 메인 및 어시스트 유량 제어 밸브 및 아암 실린더의 메인 및 어시스트 유량 제어 밸브의 미터인 통로의 합성 개구 면적 특성(하측)을 나타내는 도면이다.
도 3a는, 제 1 토크 제어부에 의해 얻어지는 토크 제어 특성과 본 실시형태의 효과를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 제 2 토크 제어부에 의해 얻어지는 토크 제어 특성과 본 실시형태의 효과를 나타내는 도면이다.
도 4는, 토크 피드백 회로의 제 2 가변 감압 밸브의 출력 특성을 나타내는 도면이고,
도 5는, 토크 피드백 회로의 제 1 가변 감압 밸브의 출력 특성을 나타내는 도면이고,
도 6a는, 메인 펌프(제 2 유압 펌프)의 레귤레이터(제 2 펌프 제어 장치)에 있어서의 토크 제어와 로드 센싱 제어의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 6a의 세로축을 메인 펌프의 흡수 토크로 치환하여 토크 제어와 로드 센싱 제어의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은, 유압 구동 장치가 탑재되는 유압 셔블의 외관을 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 4에 나타낸 제 2 가변 감압 밸브의 출력 특성에 제 2 가변 감압 밸브의 동작점(검은색 동그라미)을 부기(附記)한 동작 설명도이다.
도 9는, 도 5에 나타낸 제 1 가변 감압 밸브의 출력 특성에 제 1 가변 감압 밸브의 동작점(검은색 동그라미)을 부기한 동작 설명도이다.
도 10은, 본 실시형태의 효과를 설명하기 위한 비교예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.
<제 1 실시형태>
∼구성∼
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 유압 셔블(건설기계)의 유압 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 있어서, 본 실시형태의 유압 구동 장치는, 원동기(예를 들면 디젤 엔진)(1)와, 그 원동기(1)에 의해 구동되고, 제 1 및 제 2 압유 공급로(105, 205)에 압유를 토출하는 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)를 갖는 스플릿 플로우 타입의 가변 용량형 메인 펌프(102)(제 1 유압 펌프)와, 원동기(1)에 의해 구동되고, 제 3 압유 공급로(305)에 압유를 토출하는 제 3 토출 포트(202a)를 갖는 싱글 플로우 타입의 가변 용량형 메인 펌프(202)(제 2 유압 펌프)와, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b) 및 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h)와, 제 1∼제 3 압유 공급로(105, 205, 305)에 접속되고, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b) 및 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)로부터 복수의 액추에이터(3a∼3h)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브 유닛(4)과, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 토출 유량을 제어하기 위한 레귤레이터(112)(제 1 펌프 제어 장치)와, 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)의 토출 유량을 제어하기 위한 레귤레이터(212)(제 2 펌프 제어 장치)를 구비하고 있다.
컨트롤 밸브 유닛(4)은, 제 1∼제 3 압유 공급로(105, 205, 305)에 접속되고, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b), 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)로부터 복수의 액추에이터(3a∼3h)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, 6i, 6j)와, 복수의 유량 제어 밸브(6a∼6j)의 전후 차압이 목표 차압과 동일해지도록 복수의 유량 제어 밸브(6a∼6j)의 전후 차압을 각각 제어하는 복수의 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j)와, 복수의 유량 제어 밸브(6a∼6j)의 스풀과 함께 스트로크하고, 각 유량 제어 밸브의 전환을 검출하기 위한 복수의 조작 검출 밸브(8a, 8b, 8c, 8d, 8f, 8g, 8i, 8j)와, 제 1 압유 공급로(105)에 접속되고, 제 1 압유 공급로(105)의 압력을 설정 압력 이상이 되지 않도록 제어하는 메인 릴리프 밸브(114)와, 제 2 압유 공급로(205)에 접속되고, 제 2 압유 공급로(105)의 압력을 설정 압력 이상이 되지 않도록 제어하는 메인 릴리프 밸브(214)와, 제 3 압유 공급로(305)에 접속되고, 제 3 압유 공급로(305)의 압력을 설정 압력 이상이 되지 않도록 제어하는 메인 릴리프 밸브(314)와, 제 1 압유 공급로(105)에 접속되고, 제 1 압유 공급로(105)의 압력이 제 1 토출 포트(102a)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압에 스프링의 설정 압력(소정 압력)을 가산한 압력(언로드 밸브 세트압)보다 높아지면 개방 상태가 되어 제 1 압유 공급로(105)의 압유를 탱크로 되돌리는 언로드 밸브(115)와, 제 2 압유 공급로(205)에 접속되고, 제 2 압유 공급로(205)의 압력이 제 2 토출 포트(102b)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압에 스프링의 설정 압력(소정 압력)을 가산한 압력(언로드 밸브 세트압)보다 높아지면 개방 상태가 되어 제 2 압유 공급로(205)의 압유를 탱크로 되돌리는 언로드 밸브(215)와, 제 3 압유 공급로(305)에 접속되고, 제 3 압유 공급로(305)의 압력이 제 3 토출 포트(202a)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압에 스프링의 설정 압력(소정 압력)을 가산한 압력(언로드 밸브 세트압)보다 높아지면 개방 상태가 되어 제 3 압유 공급로(305)의 압유를 탱크로 되돌리는 언로드 밸브(315)를 구비하고 있다.
컨트롤 밸브 유닛(4)은, 또, 제 1 압유 공급로(105)에 접속되는 유량 제어 밸브(6d, 6f, 6i, 6j)의 부하 포트에 접속되고, 액추에이터(3a, 3b, 3d, 3f)의 최고 부하압(Plmax1)을 검출하는 셔틀 밸브(9d, 9f, 9i, 9j)를 포함하는 제 1 부하압 검출 회로(131)와, 제 2 압유 공급로(205)에 접속되는 유량 제어 밸브(6b, 6c, 6g)의 부하 포트에 접속되고, 액추에이터(3b, 3c, 3g)의 최고 부하압(Plmax2)을 검출하는 셔틀 밸브(9b, 9c, 9g)를 포함하는 제 2 부하압 검출 회로(132)와, 제 3 압유 공급로(305)에 접속되는 유량 제어 밸브(6a, 6e, 6h)의 부하 포트에 접속되고, 액추에이터(3a, 3e, 3h)의 부하압(최고 부하압)(Plmax3)을 검출하는 셔틀 밸브(9e, 9h)를 포함하는 제 3 부하압 검출 회로(133)와, 제 1 압유 공급로(105)의 압력(즉 제 1 토출 포트(102a)의 압력)(P1)과 제 1 부하압 검출 회로(131)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax1)(제 1 압유 공급로(105)에 접속되는 액추에이터(3a, 3b, 3d, 3f)의 최고 부하압)과의 차(LS 차압)를 절대압(Pls1)으로서 출력하는 차압 감압 밸브(111)와, 제 2 압유 공급로(205)의 압력(즉 제 2 토출 포트(102b)의 압력)(P2)과 제 2 부하압 검출 회로(132)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax2)(제 2 압유 공급로(205)에 접속되는 액추에이터(3b, 3c, 3g)의 최고 부하압)과의 차(LS 차압)를 절대압(Pls2)으로서 출력하는 차압 감압 밸브(211)와, 제 3 압유 공급로(305)의 압력(즉 메인 펌프(202)의 토출압 또는 제 3 토출 포트(202a)의 압력)(P3)과 제 3 부하압 검출 회로(133)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax3)(제 3 압유 공급로(305)에 접속되는 액추에이터(3a, 3e, 3h)의 부하압)과의 차(LS 차압)를 절대압(Pls3)으로서 출력하는 차압 감압 밸브(311)를 구비하고 있다. 이하에 있어서, 차압 감압 밸브(111, 211, 311)가 출력하는 절대압(Pls1, Pls2, Pls3)을 적절히 LS 차압(Pls1, Pls2, Pls3)이라고 한다.
전술한 언로드 밸브(115)에는, 제 1 토출 포트(102a)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압으로서 제 1 부하압 검출 회로(131)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax1)이 유도되고, 전술한 언로드 밸브(215)에는, 제 2 토출 포트(102b)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압으로서 제 2 부하압 검출 회로(132)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax2)이 유도되고, 전술한 언로드 밸브(315)에는, 제 3 토출 포트(202a)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압으로서 제 3 부하압 검출 회로(133)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax3)이 유도된다.
또한, 차압 감압 밸브(111)가 출력하는 LS 차압(Pls1)은, 제 1 압유 공급로(105)에 접속된 압력 보상 밸브(7d, 7f, 7i, 7j)와 메인 펌프(102)의 레귤레이터(112)로 유도되고, 차압 감압 밸브(211)가 출력하는 LS 차압(Pls2)은, 제 2 압유 공급로(205)에 접속된 압력 보상 밸브(7b, 7c, 7g)와 메인 펌프(102)의 레귤레이터(112)로 유도되고, 차압 감압 밸브(311)가 출력하는 LS 차압(Pls3)은, 제 3 압유 공급로(305)에 접속된 압력 보상 밸브(7a, 7e, 7h)와 메인 펌프(202)의 레귤레이터(212)로 유도된다.
여기에서, 액추에이터(3a)는, 유량 제어 밸브(6i) 및 압력 보상 밸브(7i)와 제 1 압유 공급로(105)를 통해 제 1 토출 포트(102a)에 접속되고, 또한 유량 제어 밸브(6a) 및 압력 보상 밸브(7a)와 제 3 압유 공급로(305)를 통해 제 3 토출 포트(202a)에 접속되어 있다. 액추에이터(3a)는, 예를 들면 유압 셔블의 붐을 구동하는 붐 실린더이고, 유량 제어 밸브(6a)는 붐 실린더(3a)의 메인 구동용이고, 유량 제어 밸브(6i)는 붐 실린더(3a)의 어시스트 구동용이다. 액추에이터(3b)는, 유량 제어 밸브(6j) 및 압력 보상 밸브(7j)와 제 1 압유 공급로(105)를 통해 제 1 토출 포트(102a)에 접속되고, 또한 유량 제어 밸브(6b) 및 압력 보상 밸브(7b)와 제 2 압유 공급로(205)를 통해 제 2 토출 포트(102b)에 접속되어 있다. 액추에이터(3b)는, 예를 들면 유압 셔블의 아암을 구동하는 아암 실린더이고, 유량 제어 밸브(6b)는 아암 실린더(3b)의 메인 구동용이고, 유량 제어 밸브(6j)는 아암 실린더(3b)의 어시스트 구동용이다.
액추에이터(3d, 3f)는 각각 유량 제어 밸브(6d, 6f) 및 압력 보상 밸브(7d, 7f)와 제 1 압유 공급로(105)를 통해 제 1 토출 포트(102a)에 접속되고, 액추에이터(3c, 3g)는 각각 유량 제어 밸브(6c, 6g) 및 압력 보상 밸브(7c, 7g)와 제 2 압유 공급로(205)를 통해 제 2 토출 포트(102b)에 접속되어 있다. 액추에이터(3d, 3f)는 각각, 예를 들면 유압 셔블의 버킷을 구동하는 버킷 실린더, 하부 주행체의 좌측 크롤러를 구동하는 좌주행 모터이다. 액추에이터(3c, 3g)는 각각, 예를 들면 유압 셔블의 상부 선회체를 구동하는 선회 모터, 하부 주행체의 우측 크롤러를 구동하는 우주행 모터이다. 액추에이터(3e, 3h)는 각각 유량 제어 밸브(6e, 6h) 및 압력 보상 밸브(7e, 7h)와 제 3 압유 공급로(305)를 통해 제 3 토출 포트(102a)에 접속되어 있다. 액추에이터(3e, 3h)는 각각, 예를 들면 유압 셔블의 스윙 포스트를 구동하는 스윙 실린더, 블레이드를 구동하는 블레이드 실린더이다.
도 2a는, 붐 실린더인 액추에이터(3a)(이하 적절히 붐 실린더(3a)라고 한다) 및 아암 실린더인 액추에이터(3b)(이하 적절히 아암 실린더(3b)라고 한다) 이외의 액추에이터(3c∼3h)의 유량 제어 밸브(6c∼6h)의 각각의 미터인 통로의 개구 면적 특성을 나타내는 도면이다. 이들 유량 제어 밸브는, 스풀 스트로크가 불감대(不感帶)(0-S1)를 넘어서 증가함에 따라 개구 면적이 증가하고, 최대의 스풀 스트로크(S3)의 직전에서 최대 개구 면적(A3)이 되도록 개구 면적 특성이 설정되어 있다. 최대 개구 면적(A3)은, 액추에이터의 종류에 따라 각각 고유의 크기를 가진다.
도 2b의 상측은, 붐 실린더(3a)의 유량 제어 밸브(6a, 6i) 및 아암 실린더(3b)의 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 각각의 미터인 통로의 개구 면적 특성을 나타내는 도면이다.
붐 실린더(3a)의 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6a)는, 스풀 스트로크가 불감대(0-S1)를 넘어서 증가함에 따라 개구 면적이 증가하여, 중간 스트로크(S2)에서 최대 개구 면적(A1)이 되고, 그 후, 최대의 스풀 스트로크(S3)까지 최대 개구 면적(A1)이 유지되도록 개구 면적 특성이 설정되어 있다. 아암 실린더(3b)의 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6b)의 개구 면적 특성도 동일하다.
붐 실린더(3a)의 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6i)는, 스풀 스트로크가 중간 스트로크(S2)가 될 때까지는 개구 면적은 제로이고, 스풀 스트로크가 중간 스트로크(S2)를 넘어서 증가함에 따라 개구 면적이 증가하여, 최대의 스풀 스트로크(S3)의 직전에서 최대 개구 면적(A2)이 되도록 개구 면적 특성이 설정되어 있다. 아암 실린더(3b)의 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6j)의 개구 면적 특성도 동일하다.
도 2b의 하측은, 붐 실린더(3a)의 유량 제어 밸브(6a, 6i) 및 아암 실린더(3b)의 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 미터인 통로의 합성 개구 면적 특성을 나타내는 도면이다.
붐 실린더(3a)의 유량 제어 밸브(6a, 6i)의 미터인 통로는, 각각이 상기와 같은 개구 면적 특성을 갖는 결과, 스풀 스트로크가 불감대(0-S1)를 넘어서 증가함에 따라 개구 면적이 증가하고, 최대의 스풀 스트로크(S3)의 직전에서 최대 개구 면적(A1+A2)이 되는 합성 개구 면적 특성이 된다. 아암 실린더(3b)의 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 합성 개구 면적 특성도 동일하다.
여기에서, 도 2a에 나타내는 액추에이터(3c∼3h)의 유량 제어 밸브(6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h)의 최대 개구 면적(A3)과 붐 실린더(3a)의 유량 제어 밸브(6a, 6i) 및 아암 실린더(3b)의 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 합성한 최대 개구 면적(A1+A2)은, A1+A2>A3의 관계에 있다. 즉, 붐 실린더(3a) 및 아암 실린더(3b)는, 다른 액추에이터보다 최대의 요구 유량이 큰 액추에이터이다.
도 1로 되돌아가서, 컨트롤 밸브(4)는, 상류측이 스로틀(43)을 통해 파일럿 압유 공급로(31b)(후술)에 접속되고 하류측이 조작 검출 밸브(8a, 8b, 8c, 8d, 8f, 8g, 8i, 8j)를 통해 탱크에 접속된 주행 복합 조작 검출 유로(53)와, 이 주행 복합 조작 검출 유로(53)에 의해 생성되는 조작 검출압에 의거하여 전환되는 제 1 전환 밸브(40), 제 2 전환 밸브(146) 및 제 3 전환 밸브(246)를 더 구비하고 있다.
주행 복합 조작 검출 유로(53)는, 좌주행 모터인 액추에이터(3f)(이하 적절히 좌주행 모터(3f)라고 한다) 및/또는 우주행 모터인 액추에이터(3g)(이하 적절히 우주행 모터(3g)라고 한다)와, 제 1 압유 공급로(105)와 제 2 압유 공급로(205)에 접속되는 좌우 주행 모터 이외의 액추에이터(3a, 3b, 3c, 3d) 중 적어도 하나를 동시에 구동하는 주행 복합 조작이 아닐 때는, 적어도 조작 검출 밸브(8a, 8b, 8c, 8d, 8f, 8g, 8i, 8j) 중 어느 하나를 통해 탱크에 연통함으로써 유로(53)의 압력이 탱크압이 되고, 당해 주행 복합 조작시에는, 조작 검출 밸브(8f, 8g)와, 조작 검출 밸브(8a, 8b, 8c, 8d, 8i, 8j) 중 어느 하나가 각각 대응하는 유량 제어 밸브와 함께 스트로크하여 탱크와의 연통이 차단됨으로써, 유로(53)에 조작 검출압(조작 검출 신호)을 생성한다.
제 1 전환 밸브(40)는, 주행 복합 조작이 아닐 때는, 도시 하측의 제 1 위치(차단 위치)에 있어, 제 1 압유 공급로(105)와 제 2 압유 공급로(205)의 연통을 차단하고, 주행 복합 조작시에, 주행 복합 조작 검출 유로(53)에서 생성된 조작 검출압에 의해 도시 상측의 제 2 위치(연통 위치)로 전환되어, 제 1 압유 공급로(105)와 제 2 압유 공급로(205)를 연통시킨다.
제 2 전환 밸브(146)는, 주행 복합 조작이 아닐 때는, 도시 하측의 제 1 위치에 있어, 탱크압을 제 2 부하압 검출 회로(132)의 최하류의 셔틀 밸브(9g)로 유도하고, 주행 복합 조작시에, 주행 복합 조작 검출 유로(53)에서 생성된 조작 검출압에 의해 도시 상측의 제 2 위치로 전환되어, 제 1 부하압 검출 회로(131)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax1)(제 1 압유 공급로(105)에 접속되는 액추에이터(3a, 3b, 3d, 3f)의 최고 부하압)을 제 2 부하압 검출 회로(132)의 최하류의 셔틀 밸브(9g)로 유도한다.
제 3 전환 밸브(246)는, 주행 복합 조작이 아닐 때는, 도시 하측의 제 1 위치에 있어, 탱크압을 제 1 부하압 검출 회로(131)의 최하류의 셔틀 밸브(9f)로 유도하고, 주행 복합 조작시에, 주행 복합 조작 검출 유로(53)에서 생성된 조작 검출압에 의해 도시 상측의 제 2 위치로 전환되어, 제 2 부하압 검출 회로(132)에 의해 검출된 최고 부하압(Plmax2)(제 2 압유 공급로(205)에 접속되는 액추에이터(3b, 3c, 3g)의 최고 부하압)을 제 1 부하압 검출 회로(131)의 최하류의 셔틀 밸브(9f)로 유도한다.
여기에서, 좌주행 모터(3f) 및 우주행 모터(3g)는, 동시에 구동되고 또한 그때 공급 유량이 동등해짐으로써 소정의 기능을 다하는 액추에이터이다. 본 실시형태에 있어서, 좌주행 모터(3f)는 스플릿 플로우 타입의 메인 펌프(102)의 제 1 토출 포트(102a)로부터 토출되는 압유로 구동되고, 우주행 모터(3g)는 스플릿 플로우 타입의 메인 펌프(102)의 제 2 토출 포트(102b)로부터 토출되는 압유로 구동된다.
또한, 도 1에 있어서, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치는, 원동기(1)에 의해 구동되는 고정 용량형의 파일럿 펌프(30)와, 파일럿 펌프(30)의 압유 공급로(31a)에 접속되고, 파일럿 펌프(30)의 토출 유량을 절대압(Pgr)으로서 검출하는 원동기 회전수 검출 밸브(13)와, 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 하류측의 파일럿 압유 공급로(31b)에 접속되고, 파일럿 압유 공급로(31b)에 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)을 생성하는 파일럿 릴리프 밸브(32)와, 파일럿 압유 공급로(31b)에 접속되고, 게이트 록 레버(24)에 의해 하류측의 파일럿 압유 공급로(31c)를 파일럿 압유 공급로(31b)에 접속할지 탱크에 접속할지를 전환하는 게이트 록 밸브(100)와, 게이트 록 밸브(100)의 하류측의 파일럿 압유 공급로(31c)에 접속되고, 후술하는 복수의 유량 제어 밸브(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h)를 제어하기 위한 조작 파일럿압을 생성하는 복수의 파일럿 밸브(감압 밸브)를 갖는 복수의 조작 장치(122, 123, 124a, 124b)(도 7)를 구비하고 있다.
원동기 회전수 검출 밸브(13)는, 파일럿 펌프(30)의 압유 공급로(31a)와 파일럿 압유 공급로(31b)의 사이에 접속된 유량 검출 밸브(50)와, 그 유량 검출 밸브(50)의 전후 차압을 절대압(Pgr)으로서 출력하는 차압 감압 밸브(51)를 가지고 있다.
유량 검출 밸브(50)는 통과 유량(파일럿 펌프(30)의 토출 유량)이 증대함에 따라 개구 면적을 크게 하는 가변 스로틀부(50a)를 가지고 있다. 파일럿 펌프(30)의 토출유는 유량 검출 밸브(50)의 가변 스로틀부(50a)를 통과하여 파일럿 유로(31b)측으로 흐른다. 이때, 유량 검출 밸브(50)의 가변 스로틀부(50a)에는 통과 유량이 증가함에 따라 커지는 전후 차압이 발생하고, 차압 감압 밸브(51)는 그 전후 차압을 절대압(Pgr)으로서 출력한다. 파일럿 펌프(30)의 토출 유량은 원동기(1)의 회전수에 의해 변화하기 때문에, 가변 스로틀부(50a)의 전후 차압을 검출함으로써, 파일럿 펌프(30)의 토출 유량을 검출할 수 있고, 원동기(1)의 회전수를 검출할 수 있다. 원동기 회전수 검출 밸브(13)(차압 감압 밸브(51))가 출력하는 절대압(Pgr)은 목표 LS 차압으로서 레귤레이터(112, 212)로 유도된다. 이하에 있어서, 차압 감압 밸브(51)가 출력하는 절대압(Pgr)을 적절히 출력압(Pgr) 또는 목표 LS 차압(Pgr)이라고 한다.
레귤레이터(112)(제 1 펌프 제어 장치)는, 차압 감압 밸브(111)가 출력하는 LS 차압(Pls1)과 차압 감압 밸브(211)가 출력하는 LS 차압(Pls2)의 저압측을 선택하는 저압 선택 밸브(112a)와, 저압 선택된 LS 차압(Pls12)과 목표 LS 차압인 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 출력압(Pgr)이 유도되고, LS 차압(Pls12)이 목표 LS 차압(Pgr)보다 작아짐에 따라 낮아지도록 로드 센싱 구동 압력(이하 LS 구동 압력(Px12)이라고 한다)을 변화시키는 LS 제어 밸브(112b)와, LS 구동 압력(Px12)이 유도되고, LS 구동 압력(Px12)이 낮아짐에 따라 메인 펌프(102)의 틸팅각(용량)을 증가시켜 토출 유량이 증가하도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하는 LS 제어 피스톤(112c)과, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 각각의 압력이 유도되고, 그들 압력의 상승시에 메인 펌프(102)의 경사판의 틸팅각을 감소시켜, 흡수 토크가 감소하도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하는 토크 제어(마력 제어) 피스톤(112e, 112d)(제 1 토크 제어 액추에이터)과, 최대 토크(T12max)(도 3a 참조)를 설정하는 제 1 가압 수단인 스프링(112u)을 구비하고 있다.
저압 선택 밸브(112a), LS 제어 밸브(112b) 및 LS 제어 피스톤(112c)은, 메인 펌프(102)의 토출압(제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 고압측의 토출압)이, 메인 펌프(102)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압(최고 부하압(Plmax1)과 최고 부하압(Plmax2)의 고압측의 압력)보다 목표 차압(목표 LS 차압(Pgr))만큼 높아지도록 메인 펌프(102)의 용량을 제어하는 제 1 로드 센싱 제어부를 구성한다.
토크 제어 피스톤(112d, 112e)과 스프링(112u)은, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 각각의 토출압(메인 펌프(102)의 토출압)과 메인 펌프(102)의 용량의 적어도 일방이 증가하여, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 증가할 때, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 스프링(112u)에서 설정된 최대 토크(T12max)를 초과하지 않도록 메인 펌프(102)의 용량을 제어하는 제 1 토크 제어부를 구성한다.
도 3a 는, 제 1 토크 제어부(토크 제어 피스톤(112d, 112e)과 스프링(112u))에 의해 얻어지는 토크 제어 특성과 본 실시형태의 효과를 나타내는 도면이다. 도 3a 중, P12는, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 압력(P1, P2)의 합계(P1+P2)(메인 펌프(102)의 토출압)이고, q12는 메인 펌프(102)의 경사판의 틸팅각(용량)이며, P12max는 메인 릴리프 밸브(114, 214)의 설정 압력에 의해 얻어지는 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)의 최고 토출압의 합계이고, q12max는 메인 펌프(102)의 구조로 결정되는 최대 틸팅각이다. 또한, 메인 펌프(102)의 흡수 토크는, 메인 펌프(102)의 토출압(P12)(P1+P2)과 틸팅각(q12)의 곱으로 나타내어진다.
도 3a에 있어서, 메인 펌프(102)의 최대 흡수 토크는 스프링(112u)에 의해, 곡선 502로 나타내어지는 T12max(최대 토크)로 설정되어 있다. 메인 펌프(102)로부터 토출되는 압유에 의해 액추에이터가 구동되고, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 증가하여 최대 토크(T12max)에 도달하면, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 그 이상 증가하지 않도록 메인 펌프(102)의 틸팅각은 레귤레이터(112)의 토크 제어 피스톤(112d, 112e)에 의해 제한된다. 예를 들면, 메인 펌프(102)의 틸팅각이 곡선 502 상의 어딘가에 있는 상태에서 메인 펌프(102)의 토출압이 상승하면, 토크 제어 피스톤(112d, 112e)은 메인 펌프(102)의 틸팅각(q12)을 곡선 502를 따라 감소시킨다. 또한, 메인 펌프(102)의 틸팅각이 곡선 502 상의 어딘가에 있는 상태에서 메인 펌프(102)의 틸팅각(q12)이 증가하려고 하면, 토크 제어 피스톤(112d, 112e)은 메인 펌프(102)의 틸팅각(q12)이 곡선 502 상의 틸팅각으로 유지되도록 제한한다. 도 3a 중, 부호 TE는 원동기(1)의 정격 출력 토크(Terate)를 나타내는 곡선이고, 최대 토크(T12max)는 Terate보다 작은 값으로 설정되어 있다. 이와 같이 최대 토크(T12max)를 설정하고, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 최대 토크(T12max)를 초과하지 않도록 제한함으로써, 원동기(1)의 정격 출력 토크(Terate)를 최대한 유효하게 이용하면서, 메인 펌프(102)가 액추에이터를 구동할 때의 원동기(1)의 정지(엔진 스톨)를 방지할 수 있다.
제 1 로드 센싱 제어부(저압 선택 밸브(112a), LS 제어 밸브(112b) 및 LS 제어 피스톤(112c))는, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 최대 토크(T12max)보다 작아, 제 1 토크 제어부에 의한 토크 제어의 제한을 받고 있지 않을 때에 기능하고, 로드 센싱 제어에 의해 메인 펌프(102)의 용량을 제어한다.
레귤레이터(212)(제 2 펌프 제어 장치)는, 차압 감압 밸브(311)가 출력하는 LS 차압(Pls3)과 목표 LS 차압인 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 출력압(Pgr)이 유도되고, LS 차압(Pls3)이 목표 LS 차압(Pgr)보다 작아짐에 따라 낮아지도록 로드 센싱 구동 압력(이하 LS 구동 압력(Px3)이라고 한다)을 변화시키는 LS 제어 밸브(212b)와, LS 구동 압력(Px3)이 유도되고, LS 구동 압력(Px3)이 낮아짐에 따라 메인 펌프(202)의 틸팅각(용량)을 증가시켜 토출 유량이 증가하도록 메인 펌프(202)의 틸팅각을 제어하는 LS 제어 피스톤(212c)(로드 센싱 제어 액추에이터)과, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 유도되고, 그 압력의 상승시에 메인 펌프(202)의 경사판의 틸팅각을 감소시켜, 흡수 토크가 감소하도록 메인 펌프(202)의 틸팅각을 제어하는 토크 제어(마력 제어) 피스톤(212d)(제 2 토크 제어 액추에이터)과, 최대 토크(T3max)(도 3b 참조)를 설정하는 제 2 가압 수단인 스프링(212e)을 구비하고 있다.
LS 제어 밸브(212b)와 LS 제어 피스톤(212c)은, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이, 메인 펌프(202)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압(Plmax3)보다 목표 차압(목표 LS 차압(Pgr))만큼 높아지도록 메인 펌프(202)의 용량을 제어하는 제 2 로드 센싱 제어부를 구성한다.
토크 제어 피스톤(212d)과 스프링(212e)은, 메인 펌프(202)의 토출압과 용량의 적어도 일방이 증가하여, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 증가할 때, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 최대 토크(T3max)를 초과하지 않도록 메인 펌프(202)의 용량을 제어하는 제 2 토크 제어부를 구성한다.
도 3b는, 제 2 토크 제어부(토크 제어 피스톤(212d)과 스프링(212e))에 의해 얻어지는 토크 제어 특성과 본 실시형태의 효과를 나타내는 도면이다. 도 3b 중, P3은 메인 펌프(202)의 토출압이고, q3은 메인 펌프(202)의 경사판의 틸팅각(용량)이며, P3max는 메인 릴리프 밸브(314)의 설정 압력에 의해 얻어지는 메인 펌프(202)의 최고 토출압이고, q3max는 메인 펌프(202)의 구조로 결정되는 최대 틸팅각이다. 또한, 메인 펌프(202)의 흡수 토크는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)과 틸팅각(q3)의 곱으로 나타내어진다.
도 3b에 있어서, 메인 펌프(202)의 최대 흡수 토크는 스프링(212e)에 의해, 곡선 602로 나타내어지는 T3max(최대 토크)로 설정되어 있다. 메인 펌프(202)로부터 토출되는 압유에 의해 액추에이터가 구동되고, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 증가하여 최대 토크(T3max)에 도달하면, 도 3a의 레귤레이터(112)의 경우와 마찬가지로, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 그 이상 증가하지 않도록 메인 펌프(202)의 틸팅각은 레귤레이터(212)의 토크 제어 피스톤(212d)에 의해 제한된다.
제 2 로드 센싱 제어부(LS 제어 밸브(212b)와 LS 제어 피스톤(212c))는, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 최대 토크(T3max)보다 작아, 제 2 토크 제어부에 의한 토크 제어의 제한을 받고 있지 않을 때에 기능하여, 로드 센싱 제어에 의해 메인 펌프(202)의 용량을 제어한다.
도 1로 되돌아가서, 레귤레이터(112)(제 1 펌프 제어 장치)는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)과 레귤레이터(212)의 LS 구동 압력(Px3)이 유도되고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을, 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정하여 출력하는 토크 피드백 회로(112v)와, 이 토크 피드백 회로(112v)의 출력압이 유도되고, 토크 피드백 회로(112v)의 출력압이 높아짐에 따라 메인 펌프(102)의 경사판의 틸팅각(용량)을 감소시키고, 스프링(112u)에 의해 설정된 최대 토크(T12max)가 감소하도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하는 토크 피드백 피스톤(112f)(제 3 토크 제어 액추에이터)을 더 구비하고 있다. 토크 피드백 회로(112v)는, 메인 펌프(202)(제 2 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 최대 토크(T3max)로 동작할 때와, 메인 펌프(202)가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행할 때의 어느 경우에도, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을, 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정하여 출력하도록 구성되어 있다(후술).
도 3a에 있어서 화살표(AR1, AR2)는, 토크 피드백 회로(112v) 및 토크 피드백 피스톤(112f)의 효과를 나타내고 있다. 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 상승할 때, 토크 피드백 회로(112v)는 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을, 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정하여 출력하고, 토크 피드백 피스톤(112f)은, 도 3a에 화살표(AR1, AR2)로 나타내는 바와 같이, 스프링(112u)에 의해 설정된 최대 토크(T12max)를 토크 피드백 회로(112v)의 출력압분, 감소시킨다. 이로 인해 메인 펌프(102)에 관련되는 액추에이터와 메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에 있어서도, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 최대 토크(T12max)를 초과하지 않도록 제어되어(전체 토크 제어), 원동기(1)의 정지(엔진 스톨)를 방지할 수 있다. 또한, 도 3a 중, 화살표 AR1은, 메인 펌프(202)(제 2 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 최대 토크(T3max)로 동작하는 경우의 것, 화살표 AR2는, 메인 펌프(202)가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행하는 경우의 것이다(후술).
∼토크 피드백 회로의 상세∼
토크 피드백 회로(112v)의 상세를 설명한다.
<회로 구성>
토크 피드백 회로(112v)는, 제 1 가변 감압 밸브(112g)와 제 2 가변 감압 밸브(112q)를 가지고 있다.
제 1 가변 감압 밸브(112g)는, 입력 포트에 유로(112j)를 통해 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 유도되고, 이 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 설정압 이하일 때는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 그대로 출력하고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 설정압보다 높을 때는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 제 1 설정압으로 감압하여 출력한다. 제 2 가변 감압 밸브(112q)는, 입력 포트에 유로(112k)를 통해 레귤레이터(212)의 LS 구동 압력(Px3)이 유도되고, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압 이하일 때는, LS 구동 압력(Px3)을 그대로 출력하고, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압보다 높을 때는, LS 구동 압력(Px3)을 제 2 설정압으로 감압하여 출력한다.
또한. 제 1 가변 감압 밸브(112g)는, 제 1 설정압의 초기값을 설정하는 개방방향 작동의 스프링(112t)과, 스프링(112t)의 반대측에 위치하는 수압부(112h)를 가지고, 수압부(112h)에는 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압이 유로(112n)를 통해 유도되고, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압이 높아짐에 따라 제 1 설정압이 작아지도록 구성되어 있다. 제 2 가변 감압 밸브(112q)는, 제 2 설정압의 초기값을 설정하는 개방방향 작동의 스프링(112s)과, 스프링(112s)의 반대측에 위치하는 수압부(112i)를 가지고, 수압부(112i)에는 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 유로(112j)를 통해 유도되고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아짐에 따라 제 2 설정압이 작아지도록 구성되어 있다.
제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압은 토크 피드백 회로(112v)의 출력압으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다.
LS 구동 압력(Px3)을 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 입력 포트로 유도하는 유로(112k)에는, LS 구동 압력(Px3)이 진동적인 경우에 그 진동을 흡수하여 압력을 안정시키기 위한 스로틀(고정 스로틀)(112r)이 배치되어 있다.
<회로의 출력 특성>
<<제 2 가변 감압 밸브(112q)>>
도 4는, 토크 피드백 회로(112v)의 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
LS 구동 압력(Px3)이 스로틀(112r)을 통해 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 입력 포트로 유도된다.
한편, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)은, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압의 초기값을 설정하는 스프링(112s)의 반대측에 위치하는 수압부(112i)로 유도된다. 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 최소 압력(P3min)일 때는, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압은 스프링(112s)에 의해 결정되는 압력(초기값)으로 설정되고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아짐에 따라 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압은 작아진다. 이 때문에 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 입력된 LS 구동 압력(Px3)은 메인 펌프(202)의 토출압(P3)에 따라 변화하고, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압은 도 4에 나타내는 바와 같은 특성이 된다.
도 4에 있어서, Q1∼Q4는 메인 펌프(202)의 토출압(P3)에 의해 변화하는 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 감압 특성을 나타내고 있다. Q1은 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 최소 압력(P3min)일 때의 특성이고, Px3'a는 그때의 제 2 설정압(스프링(112s)에 의해 설정되는 초기값)이다. Q4는 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 최대 압력(P3max)일 때의 특성이고, Px3'i는 그때의 제 2 설정압(최소의 제 2 설정압)이다. 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 P3a(P3min), P3g, P3h, P3i(P3max)로 높아짐에 따라 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압은 Px3'a, Px3'g, Px3'h, Px3'i로 작아지고, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 감압 특성은 직선 Q1, Q2, Q3, Q4와 같이 변화한다. 그 결과, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압보다 높을 때, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(Px3out)은, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아짐에 따라 Px3'a, Px3'g, Px3'h, Px3'i로 작아진다.
LS 구동 압력(Px3)이 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압 이하일 때는, LS 구동 압력(Px3)은 감압되지 않고 그대로 출력된다. 직선 Q0은 그때의 특성을 나타내고 있다.
<<제 1 가변 감압 밸브(112g)>>
도 5는, 토크 피드백 회로(112v)의 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 입력 포트로 유도된다.
한편, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)은, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압의 초기값을 설정하는 스프링(112t)의 반대측에 위치하는 수압부(112h)로 유도된다. 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)이 최소의 탱크압일 경우, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압은 스프링(112t)에 의해 결정되는 압력(초기값)으로 설정되고, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)이 높아짐에 따라 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압은 작아진다(제 1 감압 특성). 또한, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)은, 상술한 바와 같이, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)에 따라 변화하고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압도 메인 펌프(202)의 토출압(P3)에 따라 변화한다(제 2 감압 특성). 이와 같이 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압은 LS 구동 압력(Px3)과 메인 펌프(202)의 토출압(P3)에 따라 변화하고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압은 도 5에 나타내는 바와 같은 특성이 된다.
도 5에 있어서, G1∼G5는, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압 이하이고, LS 구동 압력(Px3)이 감압되지 않을 때 얻어지는 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 감압 특성을 나타내고, Z는, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압보다 높아, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압으로 감압될 때에 얻어지는 제 2 감압 특성을 나타내고 있다. G1은 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)이 최소의 탱크압일 때의 특성이고, P3'e는 이때의 제 1 설정압(스프링(112t)에 의해 설정되는 초기값)이다. G3은 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)이 Px3i(도 4 참조)일 때의 특성이고, G5는 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(P3out)이 Px3a(도 4 참조)일 때의 특성이다.
제 2 가변 감압 밸브(112q)에 있어서, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압 이하이고, LS 구동 압력(Px3)이 감압되지 않을 때, LS 구동 압력(Px3)이 높아짐에 따라 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 설정압은 P3'e, P3'j, P3'i, P3'b, P3'a로 작아지고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 감압 특성은 직선 G1, G2, G3, G4, G5와 같이 변화한다. 그 결과, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 설정압보다 높을 때의 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)은, LS 구동 압력(Px3)이 높아짐에 따라 P3'e, P3'jc, P3'i, P3'b, P3'a로 작아진다.
제 2 가변 감압 밸브(112q)에 있어서, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압보다 높아, LS 구동 압력(Px3)이 제 2 설정압으로 감압될 때, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력압(Px3out)은, 도 4에 나타내는 바와 같이 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아짐에 따라 Px3'a, Px3'g, Px3'h, Px3'i로 작아지고, 이 출력압(Px3out)의 감소에 따라 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 설정압은 커지기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 감압 특성은 직선 Z와 같이 변화한다. 그 결과, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 설정압보다 높을 때의 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)은, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아짐에 따라 직선 Z와 같이 직선 비례적으로 커진다.
메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 2 설정압 이하일 때는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)은 감압되지 않고 그대로 출력된다. 직선 G0은 그때의 특성을 나타내고 있다.
<흡수 토크의 모의>
다음에, 토크 피드백 회로(112v)가 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정하여 출력하는 것임에 대하여 설명한다.
메인 펌프(202)가 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행할 때, 메인 펌프(202)의 용량 변경 부재(경사판)의 위치, 즉 용량(틸팅각)은, LS 구동 압력이 작용하는 LS 제어 피스톤(212c)과 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 작용하는 토크 제어 피스톤(212d)의 각각이 경사판을 누르는 힘의 합력과, 최대 토크를 설정하는 가압 수단인 스프링(212e)이 경사판을 반대방향으로 누르는 힘과의 균형에 의해 결정된다. 이 때문에 로드 센싱 제어시의 메인 펌프(202)의 틸팅각은 LS 구동 압력에 의해 변화할 뿐만 아니라, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)의 영향도 받아 변화한다.
도 6a는, 메인 펌프(202)의 레귤레이터(212)에 있어서의 토크 제어와 로드 센싱 제어의 관계(메인 펌프(202)의 토출압과 틸팅각과 LS 구동 압력(Px3)의 관계)를 나타내는 도면이고, 도 6b는, 도 6a의 세로축을 메인 펌프(202)의 흡수 토크로 치환하여 토크 제어와 로드 센싱 제어의 관계(메인 펌프(202)의 토출압(P3)과 흡수 토크와 LS 구동 압력(Px3)의 관계)를 나타낸 도면이다.
메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터(3a, 3e, 3h)의 조작 레버 중 어느 하나가 풀 조작되고, 메인 펌프(202)의 토출 유량이 세츄레이션 상태가 되어, LS 구동 압력(Px3)이 탱크압과 동일해지는 경우에는(후술하는 붐 상승 풀 조작(c)), 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 상승할 때, 메인 펌프(202)의 틸팅각(q3)은, 도 6a의 특성 Hq(Hqa, Hqb)와 같이 변화하고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)과 틸팅각(q3)의 곱에 비례하는 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는 도 6b의 특성 HT(Hta, HTb)와 같이 변화한다. 특성 Hq의 직선 Hqa는 도 3b의 직선 601에 대응하고, 메인 펌프(202)의 구조로 결정되는 최대 틸팅각(q3max)의 특성이다. 특성 Hq의 곡선 Hqb는 도 3b의 곡선 602에 대응하고, 스프링(212e)에 의해 설정된 최대 토크(T3max)의 특성이다. 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)가 T3max에 도달하기 전에는 틸팅각(q3)은 직선 Hqa에 나타내는 바와 같이 q3max로 일정하다(도 6a). 이때 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는 직선 Hta로 나타내는 바와 같이 토출압(P3)이 상승함에 따라 대략 직선적으로 증가한다(도 6b). 흡수 토크(T3)가 T3max에 도달하면 곡선 Hqb에 나타내는 바와 같이 토출압(P3)이 상승함에 따라 틸팅각(q3)은 작아진다(도 6a). 이때 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는 곡선 HTb에 나타내는 바와 같이T3max로 거의 일정해진다(도 6b).
메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터(3a, 3e, 3h)의 조작 레버 중 어느 하나가 미세 조작되고, LS 구동 압력(Px3)이 탱크압과 파일럿 1차압(Ppilot)의 중간의 압력으로 상승하는 경우는(후술하는 붐 상승 미세 조작(b) 및 수평 고르기 작업(f)), LS 구동 압력(Px3)이 Px3-1, Px3-2, Px3-3으로 높아짐에 따라, 메인 펌프(202)의 틸팅각(q3)은, 도 6a의 곡선 Iq, Jq, Kq와 같이 변화하고, 이에 대응하여 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는 도 6b의 곡선 IT, JT, KT와 같이 변화한다.
즉, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 상승할 때, LS 구동 압력(Px3)이 예를 들면 Px3b로 일정하여도, 메인 펌프(202)의 틸팅각(q3)은 상술한 바와 같이 곡선 Iq와 같이 토출압(P3)의 상승의 영향을 받아 저하하기 때문에, 토출압(P3)의 고압측에서는 T3max의 곡선 Hqb 상의 틸팅각보다 작은 틸팅각이 된다(도 6a). 그 결과, 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는, 토출압(P3)이 상승함에 따라 곡선 IT와 같이 증가하고, 곧 T3max보다도 작은 T3-1에서 최대 토크에 도달하여 거의 일정해진다(도 6b). 다만, 틸팅각(q3)은 메인 펌프(202)의 구조로 결정되는 최소 틸팅각(q3min) 이하로는 되지 않고, 흡수 토크(T3)는 최소 틸팅각(q3min)에 대응한 직선 LT의 최소 토크(T3min) 이하로는 되지 않는다.
LS 구동 압력(Px3)이 Px3-2, Px3-3인 경우도 동일하여, 틸팅각(q3)은 곡선 Jq, Kq와 같이 토출압(P3)의 상승의 영향을 받아 저하하고, 토출압(P3)의 고압측에서는 곡선 Iq 상의 틸팅각보다 더 작아진다(도 6a). 이에 대응하여 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)는, 토출압(P3)이 상승함에 따라 곡선 JT, KT와 같이 증가하고, T3-1보다 더 작은 T3-2, T3-3(T3-1>T3-2>T3-3)에서 최대 토크에 도달하여 거의 일정해진다(도 6b). 다만, 이 경우도, 틸팅각(q3)은 메인 펌프(202)의 구조로 결정되는 최소 틸팅각(q3min) 이하로는 되지 않고, 흡수 토크(T3)도 최소 틸팅각(q3min)에 대응한 직선 LT의 최소 토크(T3min) 이하로는 되지 않는다.
메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터(3a, 3e, 3h)의 모든 조작 레버가 중립인 경우, 또는 그들 조작 레버 중 어느 하나가 조작된 경우라도, 그 조작량이 극히 적어, 유량 제어 밸브의 요구 유량이 메인 펌프(202)의 최소 틸팅각(q3min)에서 얻어지는 최소 유량보다 적을 경우에는(후술하는 전체 조작 레버 중립시의 동작(a) 및 짐 매달기 작업에서의 붐 상승 미세 조작(g)), 메인 펌프(202)의 틸팅각(q3)은, 도 6a에 직선 Lq로 나타내는 바와 같이 메인 펌프(202)의 구조로 결정되는 최소 틸팅각(q3min)으로 유지되고, 이에 대응하여 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3)도 최소 토크(T3min)가 되고, 이 최소 토크(T3min)는 도 6b의 직선LT와 같이 변화한다. 즉, 최소 토크(T3min)는 토출압(P3)이 상승함에 따라 직선 LT와 같이 직선 비례적으로 증가한다.
도 5로 되돌아가서, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)의 상승시에 있어서의 토크 피드백 회로(112v)의 출력압(P3out)의 최대값은, 도 5에 나타내는 제 1 감압 특성의 직선 G1∼G5로 나타내는 바와 같이, LS 구동 압력(Px3)이 높아짐에 따라 작아진다. 또한, 메인 펌프(202)가 최소 틸팅각(q3min)에 있을 때, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)의 상승시에 있어서의 토크 피드백 회로(112v)의 출력압(P3out)은, 도 5에 나타내는 제 2 감압 특성의 직선 Z와 같이 직선 비례적으로 증가한다.
도 5와 도 6b의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 5에 나타내는 제 1 감압 특성의 직선 G1∼G5의 압력(출력압(P3out)의 최대값)은, 도 6b에 나타내는 곡선 HT, IT, JT, KT의 흡수 토크의 최대값과 동일하게 LS 구동 압력(Px3)이 상승함에 따라 작아지도록 변화한다. 또한, 메인 펌프(202)가 최소 틸팅각(q3min)에 있을 때, 도 5에 나타내는 제 2 감압 특성의 직선 Z의 압력은, 도 6b에 나타내는 곡선 LT와 동일하게 토출압(P3)이 상승함에 따라 직선 비례적으로 증가한다.
이와 같이 토크 피드백 회로(112v)는, 메인 펌프(202)(제 2 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 최대 토크(T3max)로 동작할 때와, 메인 펌프(202)가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행할 때의 어느 경우에도 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 보정하여 출력한다. 또한, 메인 펌프(202)이 최소 틸팅각(q3min)에 있을 때에도, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록 보정하여 출력한다.
∼유압 셔블∼
도 7은, 상술한 유압 구동 장치가 탑재되는 유압 셔블의 외관을 나타내는 도면이다.
도 7에 있어서, 작업 기계로서 잘 알려져 있는 유압 셔블은 하부 주행체(101)와, 상부 선회체(109)와, 스윙식의 프론트 작업기(104)를 구비하고, 프론트 작업기(104)는 붐(104a), 아암(104b), 버킷(104c)으로 구성되어 있다. 상부 선회체(109)는 하부 주행체(101)에 대하여 선회 모터(3c)에 의해 선회 가능하다. 상부 선회체(109)의 전부(前部)에는 스윙 포스트(103)가 장착되고, 이 스윙 포스트(103)에 프론트 작업기(104)가 상하동 가능하게 장착되어 있다. 스윙 포스트(103)는 스윙 실린더(3e)의 신축에 의해 상부 선회체(109)에 대해 수평방향으로 회전 운동 가능하고, 프론트 작업기(104)의 붐(104a), 아암(104b), 버킷(104c)은 붐 실린더(3a), 아암 실린더(3b), 버킷 실린더(3d)의 신축에 의해 상하방향으로 회전 운동 가능하다. 하부 주행체(102)의 중앙 프레임에는, 블레이드 실린더(3h)(도 1 참조)의 신축에 의해 상하 동작을 행하는 블레이드(106)가 장착되어 있다. 하부 주행체(101)는, 주행 모터(3f, 3g)의 회전에 의해 좌우의 크롤러(101a, 101b)(도 7에서는 좌측만 도시)를 구동함으로써 주행을 행한다.
상부 선회체(109)에는 캐노피 타입의 운전실(108)이 설치되고, 운전실(108) 내에는, 운전석(121), 프론트/선회용의 좌우의 조작 장치(122, 123)(도 7에서는 좌측만 도시), 주행용의 조작 장치(124a, 124b)(도 7에서는 좌측만 도시), 도시하지 않는 스윙용의 조작 장치 및 블레이드용의 조작 장치, 게이트 록 레버(24) 등이 설치되어 있다. 조작 장치(122, 123)의 조작 레버는 중립 위치로부터 십자방향을 기준으로 한 임의의 방향으로 조작 가능하고, 좌측의 조작 장치(122)의 조작 레버를 전후방향으로 조작할 때, 조작 장치(122)는 선회용의 조작 장치로서 기능하고, 동(同) 조작 장치(122)의 조작 레버를 좌우방향으로 조작할 때, 조작 장치(122)는 아암용의 조작 장치로서 기능하며, 우측의 조작 장치(123)의 조작 레버를 전후방향으로 조작할 때, 조작 장치(123)는 붐용의 조작 장치로서 기능하고, 동(同) 조작 장치(123)의 조작 레버를 좌우방향으로 조작할 때, 조작 장치(123)는 버킷용의 조작 장치로서 기능한다.
∼동작∼
다음에, 본 실시형태의 동작을 설명한다.
먼저, 원동기(1)에 의해 구동되는 고정 용량형의 파일럿 펌프(30)로부터 토출된 압유는, 압유 공급로(31a)에 공급된다. 압유 공급로(31a)에는 원동기 회전수 검출 밸브(13)가 접속되어 있고, 원동기 회전수 검출 밸브(13)는 유량 검출 밸브(50)와 차압 감압 밸브(51)에 의해 파일럿 펌프(30)의 토출 유량에 따른 유량 검출 밸브(50)의 전후 차압을 절대압(Pgr)(목표 LS 차압)으로서 출력한다. 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 하류에는 파일럿 릴리프 밸브(32)가 접속되어 있고, 파일럿 압유 공급로(31b)에 일정한 압력(파일럿 1차압(Ppilot))을 생성하고 있다.
(a) 모든 조작 레버가 중립인 경우
모든 조작 장치의 조작 레버가 중립이므로, 모든 유량 제어 밸브(6a∼6j)가 중립 위치가 된다. 모든 유량 제어 밸브(6a∼6j)가 중립 위치이므로, 제 1 부하압 검출 회로(131), 제 2 부하압 검출 회로(132), 제 3 부하압 검출 회로(133)는 각각, 최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)으로서 탱크압을 검출한다. 이 최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)은, 각각 언로드 밸브(115, 215, 315)와 차압 감압 밸브(111, 211, 311)로 유도된다.
최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)이 언로드 밸브(115, 215, 315)로 유도됨으로써, 제 1, 제 2 및 제 3 토출 포트(102a, 102b, 202a)의 압력(P1, P2, P3)은, 최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)에 언로드 밸브(115, 215, 315)의 각각의 스프링의 설정 압력을 가산한 압력(언로드 밸브 세트압)인 최소압(P1min, P2min, P3min)으로 유지된다. 여기에서, 언로드 밸브(115, 215, 315)의 스프링의 설정 압력을 Punsp로 하면, 통상, Punsp는 목표 LS 차압인 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 출력압(Pgr)보다 약간 높게 설정된다(Punsp>Pgr).
차압 감압 밸브(111, 211, 311)는, 각각 제 1, 제 2 및 제 3 압유 공급로(105, 205, 305)의 압력(P1, P2, P3)과 최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)(탱크압)과의 차압(LS 차압)을 절대압(Pls1, Pls2, Pls3)으로서 출력한다. 최고 부하압(Plmax1, Plmax2, Plmax3)은 상술한 바와 같이 각각 탱크압이고, 이 탱크압을 Ptank라고 하면,
Pls1=P1-Plmax1=(Ptank+Punsp)-Ptank=Punsp>Pgr
Pls2=P2-Plmax2=(Ptank+Punsp)-Ptank=Punsp>Pgr
Pls3=P3-Plmax3=(Ptank+Punsp)-Ptank=Punsp>Pgr
이 된다. LS 차압(Pls1, Pls2)은 레귤레이터(112)의 저압 선택 밸브(112a)로 유도되고, Pls3은 레귤레이터(212)의 LS 제어 밸브(212b)로 유도된다.
레귤레이터(112)에 있어서, 저압 선택 밸브(112a)로 유도된 LS 차압(Pls1, Pls2)은 그들의 저압측이 선택되고, LS 차압(Pls12)으로서 LS 제어 밸브(112b)로 유도된다. 이때, Pls1, Pls2 중 어느 것이 선택되어도, Pls12>Pgr이므로, LS 제어 밸브(122b)는 도 1에서 좌방향으로 밀려 우측의 위치로 전환되고, LS 구동 압력(Px12)은 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 생성되는 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)까지 상승하고, 이 파일럿 1차압(Ppilot)이 LS 제어 피스톤(112c)으로 유도된다. LS 제어 피스톤(112c)에 파일럿 1차압(Ppilot)이 유도되므로, 메인 펌프(102)의 용량(유량)은 최소로 유지된다.
한편, 레귤레이터(212)의 LS 제어 밸브(212b)에 LS 차압(Pls3)이 유도된다. Pls3>Pgr이므로, LS 제어 밸브(212b)는 도 1에서 우방향으로 밀려 좌측의 위치로 전환되고, LS 구동 압력(Px3)은 파일럿 1차압(Ppilot)까지 상승하고, 이 파일럿 1차압(Ppilot)이 LS 제어 피스톤(212c)으로 유도된다. LS 제어 피스톤(212c)에 파일럿 1차압(Ppilot)이 유도되므로, 메인 펌프(202)의 용량(유량)은 최소로 유지된다.
(a-1) 토크 피드백 회로(112v)의 동작
도 8은 도 4에 나타낸 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 출력 특성에 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 동작점(검은색 동그라미)을 부기한 동작 설명도이고, 도 9는 도 5에 나타낸 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력 특성에 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 동작점(검은색 동그라미)을 부기한 동작 설명도이다.
모든 조작 레버가 중립인 경우, 메인 펌프(202)의 토출압(제 3 압유 공급로(305)의 압력)(P3)은, 전술한 바와 같이, 탱크압에 언로드 밸브(315)의 스프링의 설정 압력을 가산한 최소 토출압(P3min)으로 유지된다. 그 압력을 P3a로 한다.
제 2 가변 감압 밸브(112q)에서는, 이때의 메인 펌프(202)의 토출압(P3a)에 의해 제 2 설정압이 초기값으로부터 감소하고, P3a=P3min이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112q)는 도 8의 직선 Q1의 특성이 된다.
한편, 이때의 메인 펌프(202)의 LS 제어 피스톤(212c)으로 유도되는 LS 구동 압력(Px3)은 전술과 같이 파일럿 압유 공급로(31b)의 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)(최대)이 되어 있다. 이 값을 Px3max로 한다. 이 LS 구동 압력(Px3max)은 스로틀(112r)을 통해 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 입력 포트로 유도되고, LS 구동 압력(Px3max)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 점a의 압력(Px3'a)으로 감압된다.
Px3'a로 감압된 점a의 압력은 제 2 가변 스로틀(112q)의 출력압(Px3out)으로서 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 수압부(112h)로 유도된다. 여기에서, Px3'a는 감압된 압력이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 Z의 특성(제 2 감압 특성)이 된다.
제 1 가변 감압 밸브(112g)의 입력 포트로 유도된 메인 펌프(202)의 토출압(P3a)(P3min)은, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 직선 Z의 감압 특성에 의해 P3'j로 감압된다. 이 상태가 도 9에 있어서 점A로 나타내어져 있다.
P3'j로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 토크 피드백 피스톤(112f)에 있어서는, P3'j와 토크 피드백 피스톤(112f)의 수압 면적과의 곱으로 결정되는 힘이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)을 작게 하는 방향으로 작용한다. 그러나, 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(b) 붐 조작 레버를 입력한 경우(미세 조작)
예를 들면 붐용의 조작 장치의 조작 레버(붐 조작 레버)를 붐 실린더(3a)가 신장하는 방향, 즉 붐 상승방향으로 입력하면, 붐 실린더(3a) 구동용의 유량 제어 밸브(6a, 6i)가 도 1 중에서 상방향으로 전환된다. 여기에서, 붐 실린더(3a) 구동용의 유량 제어 밸브(6a, 6i)의 개구 면적 특성은, 도 2b를 이용하여 설명한 바와 같이 유량 제어 밸브(6a)가 메인 구동용이고, 유량 제어 밸브(6i)가 어시스트 구동용이다. 유량 제어 밸브(6a, 6i)는, 조작 장치의 파일럿 밸브에 의해 출력된 조작 파일럿압에 따라 스트로크한다.
붐 조작 레버가 미세 조작이고, 유량 제어 밸브(6a, 6i)의 스트로크가 도 2b의 S2 이하인 경우, 붐 조작 레버의 조작량(조작 파일럿압)이 증가해 가면, 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6a)의 미터인 통로의 개구 면적은 제로로부터 A1로 증가해 간다. 한편, 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6i)의 미터인 통로의 개구 면적은 제로로 유지된다.
이와 같이 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6i)는, 붐 상승 미세 조작에서는 도 1 중에서 상방향으로 전환되어도, 미터인 통로는 열리지 않고, 또, 부하 검출 포트도 탱크에 접속된 채이고, 제 1 부하압 검출 회로(131)는 최고 부하압(Plmax1)으로서 탱크압을 검출한다. 이 때문에, 메인 펌프(102)의 용량(유량)은 모든 조작 레버가 중립인 경우와 동일하게 최소로 유지된다.
한편, 유량 전환 밸브(6a)가 도 1 중에서 상방향으로 전환되면, 붐 실린더(3a)의 보텀측의 부하압이 유량 제어 밸브(6a)의 부하 포트를 통해 제 3 부하압 검출 회로(133)에 의해 최고 부하압(Plmax3)으로서 검출되고, 언로드 밸브(315)와 차압 감압 밸브(311)로 유도된다. 최고 부하압(Plmax3)이 언로드 밸브(315)로 유도됨으로써, 언로드 밸브(315)의 세트압은, 최고 부하압(Plmax3)(붐 실린더(3a)의 보텀측의 부하압)에 스프링의 설정 압력(Punsp)을 가산한 압력으로 상승하고, 제 3 압유 공급로(305)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax3)이 차압 감압 밸브(311)로 유도됨으로써, 차압 감압 밸브(311)는 제 3 압유 공급로(305)의 압력(P3)과 최고 부하압(Plmax3)과의 차압(LS 차압)을 절대압(Pls3)으로서 출력하고, 이 Pls3은 LS 제어 밸브(212b)로 유도된다. LS 제어 밸브(212b)는, 목표 LS 차압(Pgr)과 상기 LS 차압(Pls3)을 비교한다.
붐 상승 기동시의 조작 레버 입력 직후에는, 붐 실린더(3a)의 부하압이 제 3 압유 공급로(305)에 전해져 양자의 압력차는 거의 없어지기 때문에, LS 차압(Pls3)은 거의 제로와 동일해진다. 따라서, Pls3<Pgr의 관계가 되므로, LS 제어 밸브(212b)는 도 1 중에서 좌방향으로 전환되고, LS 제어 피스톤(212c)의 압유를 탱크에 방출한다. 이 때문에 LS 구동 압력(Px3)은 저하하고, 메인 펌프(202)의 용량(유량)은 증가한다. 이 LS 구동 압력(Px3)의 저하에 의한 유량 증가는 Pls3=Pgr이 될 때까지 계속되고, Pls3=Pgr이 된 시점에서 LS 구동 압력(Px3)은, 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 생성되는 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)과 탱크압의 중간에 있는 값으로 유지된다. 이와 같이 메인 펌프(202)는, 유량 제어 밸브(6a)의 요구 유량에 따라, 필요한 유량을 필요한 분만큼 토출하는, 소위 로드 센싱 제어를 행한다. 이로 인해 붐 조작 레버의 입력에 따른 유량의 압유가 붐 실린더(3a)의 보텀측에 공급되고, 붐 실린더(3a)는 신장방향으로 구동된다.
(b-1) 토크 피드백 회로(112v)의 동작 (1)
붐 상승 미세 조작에서 메인 펌프(202)의 용량(틸팅각)이 최대와 최소의 중간에 있을 경우에는, 메인 펌프(202)의 LS 제어 피스톤(212c)으로 유도되는 LS 구동 압력(Px3)은, 파일럿 압유 공급로(31b)의 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)(최대)과 탱크압의 중간의 어느 값으로 유지된다. 이 값을 도 8에 예를 들면 Px3b로 나타낸다.
또한, 이때의 메인 펌프(202)의 토출압이 예를 들면 도 8의 P3g라고 하면, 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 있어서는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)에 의해 제 2 설정압이 감소하고, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 도 8의 직선 Q2의 특성이 된다. 이 경우, LS 구동 압력(Px3b)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않고 그대로 출력된다. 이 상태가 도 8에 있어서 점b1로 나타내어져 있다.
한편, 도 9에 있어서, LS 구동 압력(Px3b)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않는 압력이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 G4의 특성(제 1 감압 특성)이 되고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)은 제 1 가변 감압 밸브(112g)에 의해 압력(P3'b)으로 감압된다. 이 상태가 도 9에 있어서 점B로 나타내어져 있다.
P3'b로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 토크 피드백 피스톤(112f)에 있어서는, P3'b와 토크 피드백 피스톤(112f)의 수압 면적과의 곱으로 결정되는 힘이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)을 작게 하는 방향으로 작용한다. 그러나, 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(b-2) 토크 피드백 회로(112v)의 동작 (2)
다음에, 붐 상승 미세 조작시에 있어서, 메인 펌프(202)의 토출압이 P3g인 채로 붐 조작 레버의 입력량을 점차 늘려 간 경우를 생각한다.
이 경우, 메인 펌프(202)의 LS 제어 피스톤(212c)으로 유도되는 LS 구동 압력(Px3)은 점차 감소해 간다. 이 감소한 어느 값을 예를 들어 도 8의 Px3c라고 한다.
전술과 같이, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)에 의해 도 8의 직선 Q2의 특성이 되어 있고, LS 구동 압력(Px3c)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않고 그대로 출력된다. 이 상태가 도 8에 있어서 점c로 나타내어져 있다.
한편, 도 9에 있어서, LS 구동 압력(Px3c)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않는 압력이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 G2의 특성(제 1 감압 특성)이 된다. 또한, LS 구동 압력(Px3)이 Px3b로부터 Px3c로 작아지고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압이 커짐에 따라, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)은 커져 가고, LS 구동 압력(Px3)이 Px3c가 되면, 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)과 동일해진다. 이 상태가 도 9에 있어서 점C로 나타내어져 있다.
이 상태에서는 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)은, 제 1 가변 감압 밸브(112g)에 의해 감압되지 않고 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도되나, 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(b-3) 토크 피드백 회로(112v)의 동작 (3)
다음에, 도 9의 점C의 상태로부터, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 더 상승한 경우를 생각한다.
이 경우, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 예를 들면 도 9의 P3k까지 상승하면, 압력(P3k)은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 직선 G2의 특성(제 1 감압 특성)에 의해 P3'g로 감압된다.
P3'g로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도되나, 이 경우도 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(b-4) 토크 피드백 회로(112v)의 동작 (4)
다음에, 붐 상승 미세 조작시에 있어서, 도 9의 점B의 상태로부터 LS 구동 압력이 동일한 Px3b이고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 높아진 경우를 생각한다.
도 8에 있어서, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 P3g로부터 P3h로 상승할 때, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 직선 Q3의 특성이 된다. 이 경우, 점b1의 LS 구동 압력(Px3b)은 감압되지 않고 그대로 출력된다.
한편, 도 9에 있어서, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 직선 G4의 특성(제 1 감압 특성) 그대로이고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3h)은 제 1 가변 감압 밸브(112g)에 의해 압력 P3'b로 감압된다. 이 상태가 도 9에 있어서 점H로 나타내어져 있다.
P3'b로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도되나, 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(b-5) 토크 피드백 회로(112v)의 동작 (5)
다음에, 붐 상승 미세 조작에 있어서, 도 9의 점H에 대해 LS 구동 압력이 동일한 Px3b이고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 최대의 토출압(P3max)까지 상승한 경우를 생각한다.
도 8에 있어서, 메인 펌프(202)의 토출압이 최대의 토출압(P3max)까지 상승하면, 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 제 2 설정압은 더 작아져, 도 8에서 P3=P3i(P3max)의 직선 Q4의 특성이 되고, LS 구동 압력(Px3b)은 점b2의 압력(Px3'i)으로 감압된다.
한편, 도 9에 있어서, Px3'i는 감압된 압력이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 Z의 특성(제 2 감압 특성)이 되고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 입력 포트로 유도된 메인 펌프(202)의 토출압(P3i)(P3max)은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 직선 Z의 감압 특성에 의해 점I의 압력(P3'i)으로 감압된다.
P3'i로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 그러나, 전술한 바와 같이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)은 이미 LS 제어 피스톤(112c)에 의해 최소로 유지되어 있어, 이 상태가 유지된다.
(c) 붐 조작 레버를 입력한 경우(풀 조작)
예를 들면 붐 조작 레버를 붐 실린더(3a)가 신장하는 방향, 즉 붐 상승방향으로 풀로 조작한 경우, 붐 실린더(3a) 구동용의 유량 제어 밸브(6a, 6i)가 도 1 중에서 상방향으로 전환되고, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 유량 제어 밸브(6a, 6i)의 스풀 스트로크는 S2 이상이 되고, 유량 제어 밸브(6a)의 미터인 통로의 개구 면적은 A1로 유지되고, 유량 제어 밸브(6i)의 미터인 통로의 개구 면적은 A2가 된다.
전술한 바와 같이, 붐 실린더(3a)의 부하압은 유량 제어 밸브(6a)의 부하 포트를 통해 제 3 부하압 검출 회로(133)에 의해 최고 부하압(Plmax3)으로서 검출되고, 이 최고 부하압(Plmax3)에 따라 메인 펌프(202)의 토출 유량은 Pls3이 Pgr과 동일해지도록 제어되어, 메인 펌프(202)로부터 붐 실린더(3a)의 보텀측에 압유가 공급된다.
한편, 붐 실린더(3a)의 보텀측의 부하압은, 유량 제어 밸브(6i)의 부하 포트를 통해 제 1 부하압 검출 회로(131)에 의해 최고 부하압(Plmax1)으로서 검출되고, 언로드 밸브(115)와 차압 감압 밸브(111)로 유도된다. 최고 부하압(Plmax1)이 언로드 밸브(115)로 유도됨으로써, 언로드 밸브(115)의 세트압은, 최고 부하압(Plmax1)(붐 실린더(3a)의 보텀측의 부하압)에 스프링의 설정 압력(Punsp)을 가산한 압력으로 상승하고, 제 1 압유 공급로(105)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax1)이 차압 감압 밸브(111)로 유도됨으로써, 차압 감압 밸브(111)는 제 1 압유 공급로(105)의 압력(P1)과 최고 부하압(Plmax1)과의 차압(LS 차압)을 절대압(Pls1)으로서 출력한다. 이 Pls1은 레귤레이터(112)의 저압 선택 밸브(112a)로 유도되고, 저압 선택 밸브(112a)에 의해 Pls1과 Pls2의 저압측이 선택된다.
붐 상승 기동시의 조작 레버 입력 직후에는, 붐 실린더(3a)의 부하압이 제 1 압유 공급로(105)에 전해져 양자의 압력의 차는 거의 없어지기 때문에, LS 차압(Pls1)은 거의 제로와 동일해진다. 한편, 이때, Pls2는 조작 레버의 중립시와 마찬가지로, Pgr보다 큰 값으로 유지되어 있다(Pls2=P2-Plmax2=(Ptank+Punsp)-Ptank=Punsp>Pgr). 따라서, 저압 선택 밸브(112a)에서는 Pls1이 저압측의 LS 차압(Pls12)으로서 선택되고, LS 제어 밸브(112b)로 유도된다. LS 제어 밸브(112b)는, 목표 LS 차압(Pgr)과 LS 차압(Pls1)을 비교한다. 이 경우, 상기와 같이 LS 차압(Pls1)은 거의 제로와 동일하여, Pls1<Pgr의 관계가 되므로, LS 제어 밸브(112b)는 도 1 중에서 우방향으로 전환되고, LS 제어 피스톤(112c)의 압유를 탱크에 방출한다. 이 때문에 LS 구동 압력(Px3)이 저하하고, 메인 펌프(102)의 용량(유량)은 증가하여, 메인 펌프(102)의 유량은 Pls1이 Pgr과 동일해지도록 제어된다. 이로 인해 메인 펌프(102)의 제 1 토출 포트(102a)로부터 붐 실린더(3a)의 보텀측에 압유가 공급되고, 붐 실린더(3a)는, 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)와 메인 펌프(102)의 제 1 토출 포트(102a)로부터의 합류한 압유에 의해 신장방향으로 구동된다.
이때, 제 2 압유 공급로(205)에는, 제 1 압유 공급로(105)에 공급되는 압유와 동일한 유량의 압유가 공급되나, 그 압유는 잉여 유량으로서 언로드 밸브(215)를 통해 탱크로 되돌아간다. 여기에서, 제 2 부하압 검출 회로(132)는 최고 부하압(Plmax2)으로서 탱크압을 검출하고 있기 때문에, 언로드 밸브(215)의 세트압은 스프링의 설정 압력(Punsp)과 동일해지고, 제 2 압유 공급로(205)의 압력(P2)은 Punsp의 저압으로 유지된다. 이로 인해 잉여 유량이 탱크로 되돌아갈 때의 언로드 밸브(215)의 압력 손실이 저감하여, 에너지 로스가 적은 운전이 가능해진다.
(c-1) 토크 피드백 회로(112v)의 동작
붐 상승 풀 조작을 행하고 있을 때는, 메인 펌프(202)의 용량(틸팅각)은 최대이므로, 메인 펌프(202)의 LS 제어 피스톤(212c)으로 유도되는 LS 구동 압력(Px3)은, 거의 탱크압과 동일해진다. 이 상태는 도 8에 있어서 점d로 나타내어져 있다. 또한, 점d의 압력(=탱크압(Ptank))이 Px3d로 나타내어져 있다.
이 경우, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 어느 값에 있다고 해도, LS 구동 압력(Px3d)(=탱크압(Ptank))은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않고, 그대로 제 1 가변 감압 밸브(112g)에 출력된다.
제 1 가변 감압 밸브(112g)로 유도된 압력(Px3d)은 탱크압(Ptank)이기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 제 1 설정압은 스프링(112t)에 의해 결정되는 압력(초기값)이 되고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 G1의 특성(제 1 감압 특성)이 된다. 이때의 메인 펌프(202)의 토출압(P3)을 도 9의 P3d로 하면, P3d는 제 1 가변 감압 밸브(112g)에 의해 감압되지 않고 그대로 출력된다. 이 상태가 도 9에 있어서 점D로 나타내어져 있다. 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 더 높아져, 예를 들면 도 9의 P3e까지 상승하면, P3e는 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 직선 G1의 특성(제 1 감압 특성)에 의해 P3'e로 감압된다. 이 상태가 도 9에 있어서 점E로 나타내어져 있다.
P3'e로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 토크 피드백 피스톤(112f)에 있어서는, P3'e와 토크 피드백 피스톤(112f)의 수압 면적과의 곱으로 결정되는 힘이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)을 작게 하는 방향으로 작용한다.
여기에서, 메인 펌프(202)는, 유량 제어 밸브(6a)의 요구 유량에 따라 유량을 토출하여 흡수 토크를 증대시키나, 그 흡수 토크가 도 3b의 곡선 602로 나타내어지는 T3max에 도달하면, 메인 펌프(202)의 토출 유량이 요구 유량에 대해 부족한 소위 세츄레이션 상태가 된다. 이 상태가 도 3b에서 예를 들면 점X1로 나타내어져 있다. 세츄레이션 상태가 되면, Pls3<Pgr이 되고, LS 제어 밸브(212b)는 도 1의 도시 우측의 위치로 전환되기 때문에, LS 구동 압력(Px3)은 탱크압(Ptank)(=Px3d)과 동일해진다. 이 때문에 토크 피드백 회로(112v)에 있어서, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 탱크압(Ptank)(=Px3d)을 그대로 출력하고(도 8의 점d), 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 G1의 특성(제 1 감압 특성)이 된다. 여기에서, 전술한 바와 같이 붐 상승의 부하압은 비교적 높기 때문에, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)은 도 9의 D점보다 높은 압력으로 상승하고, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는, 도 9의 직선 G1의 특성의 제한된 압력(P3'e)을 출력한다. 이 압력(P3'e)은 토크 피드백 피스톤(112f)에 전해지고, 토크 피드백 피스톤(112f)은 메인 펌프(102)의 최대 토크를, 도 3a의 곡선 502의 T12max로부터 압력(P3'e) 상당분만큼, T12max보다 작은 곡선 503의 값 T12max-T3max로 감소시킨다.
이로 인해 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 T12max-T3max를 초과하지 않도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하는 전체 토크 제어가 이루어지기 때문에, 메인 펌프(102, 202)의 흡수 토크의 합계는 최대 토크(T12max)를 초과하지 않게 되어, 원동기(1)의 정지(엔진 스톡)를 방지 할 수 있다.
(d) 아암 조작 레버를 입력하 경우(미세 조작)
예를 들면, 아암용의 조작 장치의 조작 레버(아암 조작 레버)를 아암 실린더(3b)가 신장하는 방향, 즉 아암 클라우드 방향으로 입력하면, 아암 실린더(3b) 구동용의 유량 제어 밸브(6b, 6j)가 도 1 중에서 하방향으로 전환된다. 여기에서, 아암 실린더(3b) 구동용의 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 개구 면적 특성은, 도 2b를 이용하여 설명한 바와 같이 유량 제어 밸브(6b)가 메인 구동용이고, 유량 제어 밸브(6j)가 어시스트 구동용이다. 유량 제어 밸브(6b, 6j)는, 조작 장치의 파일럿 밸브에 의해 출력된 조작 파일럿압에 따라 스트로크한다.
아암 조작 레버가 미세 조작이고, 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 스트로크가 도 2b의 S2 이하인 경우, 아암 조작 레버의 조작량(조작 파일럿압)이 증가해 가면, 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6b)의 미터인 통로의 개구 면적은 제로로부터 A1로 증가해 간다. 한편, 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6j)의 미터인 통로의 개구 면적은 제로로 유지된다.
유량 전환 밸브(6b)가 도 1 중에서 하방향으로 전환되면, 아암 실린더(3b)의 보텀측의 부하압이 유량 제어 밸브(6b)의 부하 포트를 통해 제 2 부하압 검출 회로(132)에 의해 최고 부하압(Plmax2)으로서 검출되고, 언로드 밸브(215)와 차압 감압 밸브(211)로 유도된다. 최고 부하압(Plmax2)이 언로드 밸브(215)로 유도됨으로써, 언로드 밸브(215)의 세트압은, 최고 부하압(Plmax2)(아암 실린더(3b)의 보텀측의 부하압)에 스프링의 설정 압력(Punsp)을 가산한 압력으로 상승하고, 제 2 압유 공급로(205)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax2)이 차압 감압 밸브(211)로 유도됨으로써, 차압 감압 밸브(211)는 제 2 압유 공급로(205)의 압력(P2)과 최고 부하압(Plmax2)과의 차압(LS 차압)을 절대압(Pls2)으로서 출력하고, 이 Pls2는 레귤레이터(112)의 저압 선택 밸브(112a)로 유도된다. 저압 선택 밸브(112a)는 Pls1과 Pls2의 저압측을 선택한다.
아암 클라우드 기동시의 조작 레버 입력 직후에는, 아암 실린더(3b)의 부하압이 제 2 압유 공급로(205)에 전해져 양자의 압력의 차는 거의 없어지기 때문에, LS 차압(Pls2)은 거의 제로와 동일해진다. 한편, 이 때, Pls1은 조작 레버의 중립시와 마찬가지로, Pgr보다 큰 값으로 유지되어 있다(Pls1=P1-Plmax1=(Ptank+Punsp)-Ptank=Punsp>Pgr). 따라서, 저압 선택 밸브(112a)는 Pls2를 저압측의 LS 차압(Pls12)으로서 선택하고, Pls2가 LS 제어 밸브(112b)로 유도된다. LS 제어 밸브(112b)는, 목표 LS 차압인 원동기 회전수 검출 밸브(13)의 출력압(Pgr)과 Pls2를 비교한다. 이 경우, 상기와 같이 LS 차압(Pls2)은 거의 제로와 동일하여, Pls2<Pgr의 관계가 되므로, LS 제어 밸브(112b)는 도 1 중에서 우방향으로 전환되고, LS 제어 피스톤(112c)의 압유를 탱크에 방출한다. 이 때문에, 메인 펌프(102)의 용량(유량)은 증가해 가고, 그 유량 증가는 Pls2=Pgr이 될 때까지 계속된다. 이로 인해 메인 펌프(102)의 제 2 토출 포트(102b)로부터 아암 조작 레버의 입력에 따른 유량의 압유가 아암 실린더(3b)의 보텀측에 공급되고, 아암 실린더(3b)는 신장방향으로 구동된다.
이때, 제 1 압유 공급로(105)에, 제 2 압유 공급로(205)에 공급되는 압유와 동일한 유량의 압유가 공급되고, 그 압유는 잉여 유량으로서 언로드 밸브(115)를 통해 탱크로 되돌아간다. 여기에서, 제 1 부하압 검출 회로(131)는 최고 부하압(Plmax1)으로서 탱크압을 검출하기 때문에, 언로드 밸브(115)의 세트압은 스프링의 설정 압력(Punsp)과 동일해지고, 제 1 압유 공급로(105)의 압력(P1)은 Punsp의 저압으로 유지된다. 이로 인해 잉여 유량이 탱크로 되돌아갈 때의 언로드 밸브(115)의 압력 손실이 저감하여, 에너지 로스가 적은 운전이 가능해진다.
또한, 이때는, 메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터는 구동되고 있지 않으므로, 모든 조작 레버가 중립일 경우와 마찬가지로, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 도 8의 점a의 상태, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 점A의 상태가 되고, P3'j로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 여기에서, P3'j는 P3min 이하의 극히 낮은 압력이고, 도 3a의 메인 펌프(102)의 최대 토크는 도 3a의 곡선 502의 T12max로 유지된다.
(e) 아암 조작 레버를 입력한 경우(풀 조작)
예를 들면 아암 조작 레버를 아암 실린더(3b)가 신장하는 방향, 즉 아암 클라우드 방향으로 풀로 조작한 경우, 아암 실린더(3b) 구동용의 유량 제어 밸브(6b, 6j)가 도 1 중에서 하방향으로 전환되고, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 스풀 스트로크는 S2 이상이 되고, 유량 제어 밸브(6b)의 미터인 통로의 개구 면적은 A1로 유지되고, 유량 제어 밸브(6j)의 미터인 통로의 개구 면적은 A2가 된다.
상기 (d)에서 설명한 바와 같이, 아암 실린더(3b)의 보텀측의 부하압이 유량 제어 밸브(6b)의 부하 포트를 통해 제 2 부하압 검출 회로(132)에 의해 최고 부하압(Plmax2)으로서 검출되고, 언로드 밸브(215)가 제 2 압유 공급로(205)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax2)이 차압 감압 밸브(211)로 유도됨으로써, LS 차압(Pls2)이 출력되고, 레귤레이터(112)의 저압 선택 밸브(112a)로 유도된다.
한편, 아암 실린더(3b)의 보텀측의 부하압은, 유량 제어 밸브(6j)의 부하 포트를 통해 제 1 부하압 검출 회로(131)에 의해 최고 부하압(Plmax1)(=Plmax2)으로서 검출되고, 언로드 밸브(115)와 차압 감압 밸브(111)로 유도된다. 최고 부하압(Plmax1)이 언로드 밸브(115)로 유도됨으로써, 언로드 밸브(115)는 제 1 압유 공급로(105)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax1)이 차압 감압 밸브(111)로 유도됨으로써, LS 차압(Pls1)(=Pls2)이 레귤레이터(112)의 저압 선택 밸브(112a)로 유도된다.
아암 클라우드 기동시의 조작 레버 입력 직후에는, 아암 실린더(3b)의 부하압이 제 1 및 제 2 압유 공급로(105, 205)에 전해져 양자의 압력의 차는 거의 없어지기 때문에, LS 차압(Pls1, Pls2)은, 모두 거의 제로와 동일해진다. 따라서, 저압 선택 밸브(112a)는, Pls1과 Pls2 중 어느 하나를 저압측의 LS 차압(Pls12)으로서 선택하고, Pls12가 LS 제어 밸브(112b)로 유도된다. 이 경우, 상기와 같이 Pls1, Pls2는, 모두 거의 제로와 동일하여, Pls12<Pgr이므로, LS 제어 밸브(112b)는, 도 1 중에서 우방향으로 전환되고, LS 제어 피스톤(112c)의 압유를 탱크에 방출한다. 이 때문에, 메인 펌프(102)의 용량(유량)은 증가해 가고, 그 유량 증가는 Pls12=Pgr이 될 때까지 계속된다. 이로 인해 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)로부터 아암 실린더(3b)의 보텀측에 아암 조작 레버의 입력에 따른 유량의 압유가 공급되고, 아암 실린더(3b)는 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)로부터의 합류한 압유에 의해 신장방향으로 구동된다.
또한, 이때에도, 메인 펌프(202)에 관련되는 액추에이터는 구동되고 있지 않으므로, 모든 조작 레버가 중립일 경우와 마찬가지로, 제 2 가변 감압 밸브(112q)는 도 8의 점a의 상태, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 점A의 상태가 되고, P3'j로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 여기에서, P3'j는 P3min 이하의 극히 낮은 압력이고, 도 3a의 메인 펌프(102)의 최대 토크는 도 3a의 곡선 502의 T12max로 유지된다.
이로 인해 제 1 토크 제어부는, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 최대 토크(T12max)를 초과하지 않도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하여, 아암 실린더(3b)의 부하가 증가한 경우에 원동기(1)의 정지(엔진 스톨)를 방지할 수 있다.
(f) 수평 고르기 작업을 한 경우
수평 고르기 작업은 붐 상승 미세 조작과 아암 클라우드의 풀 조작의 조합이 된다. 액추에이터로서는, 아암 실린더(3b)가 신장하고, 붐 실린더(3a)가 신장하는 동작이다.
수평 고르기 작업에서는, 붐 상승은 미세 조작이므로, 상기 (b)에서 설명한 바와 같이, 붐 실린더(3a)의 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6a)의 미터인 통로의 개구 면적은 A1 이하가 되고, 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6i)의 미터인 통로의 개구 면적은 제로로 유지된다. 붐 실린더(3a)의 부하압은 유 제어 밸브(6a)의 부하 포트를 통해 제 3 부하압 검출 회로(133)에 의해 최고 부하압(Plmax3)으로서 검출되어, 언로드 밸브(315)가 제 3 압유 공급로(305)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax3)이 메인 펌프(202)의 레귤레이터(212)에 피드백되어, 메인 펌프(202)의 용량(유량)이 유량 제어 밸브(6a)의 요구 유량(개구 면적)에 따라 증가하고, 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)로부터 붐 조작 레버의 입력에 따른 유량의 압유가 붐 실린더(3a) 보텀측에 공급되어, 붐 실린더(3a)는 제 3 토출 포트(202a)로부터의 압유에 의해 신장방향으로 구동된다.
한편, 아암 조작 레버는 풀 입력이 되므로, 상기 (e)에서 설명한 바와 같이, 아암 실린더(3b)의 메인 구동용의 유량 제어 밸브(6b)와 어시스트 구동용의 유량 제어 밸브(6j)의 각각의 미터인 통로의 개구 면적은 A1, A2가 된다. 아암 실린더(3b)의 부하압은, 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 부하 포트를 통해 제 1 및 제 2 부하압 검출 회로(131, 132)에 의해 최고 부하압(Plmax1, Plmax2)(Plmax1=Plmax2)으로서 검출되고, 언로드 밸브(115, 215)가 각각 제 1 및 제 2 압유 공급로(105, 205)의 압유를 탱크에 배출하는 유로를 차단한다. 또한, 최고 부하압(Plmax1, Plmax2)이 메인 펌프(102)의 레귤레이터(112)에 피드백되어, 메인 펌프(102)의 용량(유량)이 유량 제어 밸브(6b, 6j)의 요구 유량에 따라 증가하고, 메인 펌프(102)의 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)로부터 아암 실린더(3b)의 보텀측에 아암 조작 레버의 입력에 따른 유량의 압유가 공급되어, 아암 실린더(3b)는 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)로부터의 합류한 압유에 의해 신장방향으로 구동된다.
여기에서, 수평 고르기 작업의 경우, 통상 아암 실린더(3b)의 부하압은 낮고, 붐 실린더(3a)의 부하압은 높은 경우가 많다. 본 실시형태에서는, 수평 고르기 작업에서는, 붐 실린더(3a)를 구동하는 유압 펌프는 메인 펌프(202), 아암 실린더(3b)를 구동하는 유압 펌프는 메인 펌프(102)라는 것처럼, 부하압이 다른 액추에이터를 구동하는 펌프가 별개로 되므로, 하나의 펌프로 부하압이 다른 복수의 액추에이터를 구동하는 종래 기술의 1 펌프 로드 센싱 시스템의 경우와 같이, 저부하측의 압력 보상 밸브(7b)에서의 스로틀 압력 손실에 의한 불필요한 에너지 소비를 발생시킬 일은 없다.
(f-1) 토크 피드백 회로(112v)의 동작
수평 고르기 작업의 붐 상승 미세 조작에 있어서의 LS 구동 압력(Px3)이 도 8의 점b1의 Px3b이고, 메인 펌프(202)의 토출압이 도 8의 P3g라고 하면, (b-1)에서 설명한 바와 같이, LS 구동 압력(Px3b)은 제 2 가변 감압 밸브(112q)에 의해 감압되지 않기 때문에, 제 1 가변 감압 밸브(112g)는 도 9의 직선 G4의 특성(제 1 감압 특성)이 되고, 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 직선 G4의 감압 특성에 의해 압력(P3'b)으로 감압된다(점B).
P3'b로 감압된 압력은 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3out)으로서 토크 피드백 피스톤(112f)으로 유도된다. 토크 피드백 피스톤(112f)에 있어서는, P3'b와 토크 피드백 피스톤(112f)의 수압 면적과의 곱으로 결정되는 힘이 메인 펌프(102)의 용량(틸팅각)을 작게 하는 방향으로 작용한다.
여기에서, 메인 펌프(202)가 도 3b의 점X2에서 동작하고 있다고 하면, 토크 피드백 회로(112v)는, 메인 펌프(202)의 토출압(P3g)을, 점X2의 흡수 토크(T3g)를 모의한 값으로 보정하여 출력하고, 토크 피드백 피스톤(112f)은 메인 펌프(102)의 최대 토크를, 도 3a의 곡선 502의 T12max로부터 곡선 504의 T12max-T3gs로 감소시킨다(T3gs≒T3g).
이로 인해, 수평 고르기 작업에서 아암 조작 레버를 풀 조작한 경우라도, 메인 펌프(102)의 흡수 토크가 T12max-T3gs를 초과하지 않도록 메인 펌프(102)의 틸팅각을 제어하는 전체 토크 제어가 행하여지기 때문에, 메인 펌프(102, 202)의 흡수 토크의 합계는 최대 토크(T12max)를 초과하지 않게 되어, 원동기(1)의 정지(엔진 스톨)를 방지 할 수 있다.
(g) 짐 매달기 작업에서 붐 상승 미세 조작을 한 경우
짐 매달기 작업이란, 버킷에 설치한 훅에 와이어를 장착하여, 그 와이어로 짐을 끌어올려 다른 장소로 이동하는 작업이다. 이 짐 매달기 작업에서 붐 상승 미세 조작을 행하는 경우도, 상기 (b)에서 설명한 바와 같이, 레귤레이터(212)의 로드 센싱 제어에 의해 메인 펌프(202)의 제 3 토출 포트(202a)로부터 붐 실린더(3a) 보텀측에 압유가 공급되고, 붐 실린더(3a)는 신장방향으로 구동된다. 다만, 짐 매달기 작업에 있어서의 붐 상승은 극히 신중을 요하는 작업이기 때문에, 조작 레버의 조작량은 매우 적어, 유량 제어 밸브의 요구 유량이 메인 펌프(202)의 최소 틸팅각(q3min)에서 얻어지는 최소 유량으로 충분할 경우가 있다. 이 경우, Pls3>Pgr이고, LS 제어 밸브(212b)는 도 1의 도시 좌측의 위치에 있고, LS 구동 압력(Px3)은, 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 생성되는 일정한 파일럿 1차압(Ppilot)과 동일해지므로, 상기 (a)의 모든 조작 레버가 중립에 있을 경우와 마찬가지로, 토크 피드백 회로(112v)의 제 1 가변 감압 밸브(112g)는, 도 9의 직선 Z의 특성(제 2 감압 특성)이 된다.
여기에서, 짐 매달기 작업의 짐의 중량은 무거워, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)은 예를 들면 도 9의 P3l과 같이 고압이 되는 경우가 많다. 또한, 짐 매달기 작업에서는, 붐 상승 미세 조작과 동시에 선회 모터(3c)를 구동하여 매달린 짐의 선회방향의 위치를 바꾸거나, 아암 실린더(3b)를 구동하여 매달린 짐의 전후방향의 위치를 바꾸는 경우가 있다. 이와 같은 붐 상승 미세 조작과 선회 또는 아암의 복합 동작에서는, 메인 펌프(102)로부터도 압유가 토출되어, 메인 펌프(102)와 메인 펌프(202)의 양방에서 원동기(1)의 마력이 소비된다.
본 실시형태에 있어서, 만약 토크 피드백 회로(112v)에 제 2 가변 감압 밸브(112q)가 설치되어 있지 않은 경우에는, 도 9의 직선 G5로 나타내는 바와 같이, 토크 피드백 회로(112v)의 출력압은, 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 출력압(P3'a)으로 제한되고, 토크 피드백 회로(112v)는 도 9의 P3l보다 낮은 압력(P3'a)을 출력한다. 이 경우, 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 메인 펌프(102)측에 정확하게 피드백할 수 없게 되어, 메인 펌프(102)와 메인 펌프(202)의 합계의 소비 토크가 과대해져, 엔진 스톨이 발생할 우려가 있다.
본 실시형태에서는, 제 2 가변 감압 밸브(112q)가 설치되어 있으므로, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 도 9의 P3l과 같이 고압이 되는 경우라도, 토크 피드백 회로(112v)는 직선 Z상의 점L에 대응한 높은 쪽의 압력이 출력되고, 그 만큼, 메인 펌프(102)의 최대 토크가 감소하도록 제어된다. 이와 같이 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 메인 펌프(102)측에 정확하게 피드백되기 때문에, 짐 매달기 작업에서 붐 상승 미세 조작과 선회 또는 아암의 복합 동작을 행한 경우라도, 메인 펌프(102)와 메인 펌프(202)의 합계의 소비 토크가 과대해지지 않아, 엔진 스톨을 방지할 수 있다.
∼효과∼
이상과 같이 구성한 본 실시형태에 있어서는, 도 3b의 점X1과 같이 메인 펌프(202)(제 2 유압 펌프)가 토크 제어의 제한을 받아, 토크 제어의 최대 토크(T3max)로 동작하는 운전 상태에 있을 때는 물론이고, 메인 펌프(202)가 토크 제어의 제한을 받지 않고, 로드 센싱 제어에 의해 용량 제어를 행하는 운전 상태에 있는 경우라도, 토크 피드백 회로(112v)에 의해 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 메인 펌프(202)의 흡수 토크를 하도록 보정되고, 이 보정한 토출압분, 토크 피드백 피스톤(112f)(제 3 토크 제어 액추에이터)에 의해 최대 토크(T12max)가 감소하도록 보정된다. 이와 같이 메인 펌프(202)의 흡수 토크는 순유압적인 구성(토크 피드백 회로(112v))에서 양호한 정밀도로 검출되고, 그 흡수 토크를 메인 펌프(102)측에 피드백함으로써, 전체 토크 제어를 양호한 정밀도로 행하여, 원동기(1)의 정격 출력 토크(Terate)를 유효 이용할 수 있다.
도 10은, 본 실시형태가 상술한 효과를 설명하기 위한 비교예를 나타내는 도면이다. 이 비교예는, 도 1에 나타내는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 레귤레이터(112)의 토크 피드백 회로(112v)를 감압 밸브(112w)(특허문헌 2에 기재된 감압 밸브(14)에 상당)로 치환한 것이다.
도 10에 나타내는 비교예에서는, 감압 밸브(112w)의 설정압은 일정하고, 이 설정압은, 도 1의 제 1 가변 감압 밸브(112g)의 설정압의 초기값과 동일한 값으로 설정되어 있다. 이 경우, 감압 밸브(112w)의 특성은 도 9의 직선 G1과 같이 되어, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 상승할 때, 감압 밸브(112w)의 출력압은, LS 구동 압력(Px3) 여하에 상관없이, 도 9의 직선 G0, G1과 같이 변화한다.
이 비교예에 있어서, 예를 들면 붐 상승의 풀 조작(c)과 같이, 메인 펌프(202)가 도 3b의 최대 토크(T3max)의 곡선 602상의 점X1에서 동작하고 LS 구동 압력(Px3)이 탱크압일 때는, 감압 밸브(112w)는, 도 1의 토크 피드백 회로(112v)의 제 1 가변 감압 밸브(112g)와 마찬가지로, 메인 펌프(202)의 토출압을 도 9의 직선 G1 상의 압력(P3'e)으로 보정하여 출력하고, 토크 피드백 피스톤(112f)은, 메인 펌프(102)의 최대 토크를, 도 3a에 곡선 503으로 나타내는 바와 같이 T12max로부터 T12max-T3max로 감소시켜, 본 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다.
그러나, 수평 고르기 작업과 같이, 메인 펌프(202)가 도 3b의 점X2에서 동작하고 LS 구동 압력(Px3)이 파일럿 1차압(Ppilot)과 탱크압의 중간의 압력에 있을 때는, 메인 펌프(202)가 점X1에서 동작할 때와 마찬가지로, 감압 밸브(112w)는, 메인 펌프(202)의 토출압을 도 9의 직선 G1 상의 압력(P3'e)으로 보정하여 출력한다. 이 때문에, 메인 펌프(202)의 흡수 토크는 T3max보다 작은 T3g임에도 불구하고, 토크 피드백 피스톤(112f)은, 메인 펌프(102)의 최대 토크를 도 3a에 곡선 503으로 나타내는 바와 같이, T12max로부터 T12max-T3max로 필요 이상으로 감소시켜 버린다.
본 실시형태에서는, 수평 고르기 작업의 (f-1)에서 설명한 바와 같이, 메인 펌프(202)가 도 3b의 점X2에서 동작하고 LS 구동 압력(Px3)이 파일럿 1차압(Ppilot)과 탱크압의 중간의 압력에 있을 때는, 전술한 바와 같이, 토크 피드백 회로(112v)는, 예를 들면 도 9의 직선 G2의 특성이 되고, 토크 피드백 회로(112v)는, 메인 펌프(202)의 토출압을, 메인 펌프(202)의 흡수 토크(예를 들면 T3g)를 모의한 값으로 보정하여 출력하고(예를 들면 도 9의 P3'g), 토크 피드백 피스톤(112f)은 메인 펌프(102)의 최대 토크를, 도 3a의 곡선 502의 T12max로부터 곡선 504의 흡수 토크(예를 들면 T12max-T3gs)로 감소시킨다(T3gs≒T3g). 그 결과, 메인 펌프(202)를 이용할 수 있는 흡수 토크는 비교예의 T12max-T3max보다 많아진다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 토크 피드백 회로(112v)에 의해 메인 펌프(202)의 흡수 토크(T3max 또는 T3g)를 양호한 정밀도로 메인 펌프(102)측에 피드백함으로써, 원동기(1)의 정지(엔진 스톨)를 방지하는 전체 마력 제어를 양호한 정밀도로 행할 수 있고, 원동기(1)가 갖는 출력 토크(Terate)를 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 2 가변 감압 밸브(112q)가 설치되어 있으므로, 메인 펌프(202)의 토출압(P3)이 도 9의 P3l과 같이 고압이 되는 경우라도, 토크 피드백 회로(112v)는 직선 Z상의 점L에 대응한 높은 쪽의 압력을 출력하고, 그 만큼, 메인 펌프(102)의 최대 토크가 감소하도록 제어된다. 이와 같이 메인 펌프(202)가 최소 틸팅각으로 동작할 때도, 메인 펌프(202)의 흡수 토크가 메인 펌프(102)측에 정확하게 피드백되기 때문에, 짐 매달기 작업에서 붐 상승 미세 조작과 선회 또는 아암의 복합 동작을 행한 경우에, 메인 펌프(102)와 메인 펌프(202)의 합계의 소비 토크가 과대해지지 않아, 엔진 스톨을 방지할 수 있다.
<기타>
이상의 실시형태는 일례이며, 본 발명의 정신의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, LS 구동 압력(Px3)을 제 2 가변 감압 밸브(112q)의 입력 포트로 유도하는 유로(112k)에, LS 구동 압력(Px3)이 진동적인 경우에 그 진동을 흡수하여 압력을 안정시키기 위한 스로틀(112r)을 설치하였으나, 이것은 LS 구동 압력(Px3)이 진동적인 경우를 상정하고 있고, LS 구동 압력(Px3)의 진동이 제 1 및 제 2 가변 감압 밸브(112g, 112q)의 출력의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 정도일 경우에는, 스로틀(112r)을 생략 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 메인 펌프(202)의 토출압을 제 1 및 제 2 가변 감압 밸브(112g, 112q)로 유도하는 유로(112j)에 스로틀을 설치하고 있지 않으나, 유로(112k)에 스로틀(112r)을 설치하는 것만으로는 제 1 및 제 2 가변 감압 밸브(112g, 112q)의 출력이 안정되지 않는 경우에는, 유로(112j)에도 스로틀을 형성해도 된다.
상기 실시형태에서는, 제 1 유압 펌프가 제 1 및 제 2 토출 포트(102a, 102b)를 갖는 스플릿 플로우 타입의 유압 펌프(102)일 경우에 대하여 설명하였으나, 제 1 유압 펌프는, 단일의 토출 포트를 갖는 가변 용량형의 유압 펌프여도 된다.
또한, 제 1 펌프 제어 장치는, 로드 센싱 제어부(저압 선택 밸브(112a), LS 제어 밸브(112b) 및 LS 제어 피스톤(112c))와 토크 제어부(토크 제어 피스톤(112d, 112e)과 스프링(112u))를 갖는 레귤레이터(112)라고 하였으나, 제 1 펌프 제어 장치에 있어서의 로드 센싱 제어부는 필수가 아니고, 조작 레버의 조작량(유량 제어 밸브의 개구 면적-요구 유량)에 따라 제 1 유압 펌프의 용량을 제어할 수 있는 것이면, 소위 포지티브 제어 또는 네거티브 제어 등, 그 밖의 제어 방식이어도 된다.
또한, 상기 실시형태의 로드 센싱 시스템도 일례이고, 로드 센싱 시스템은 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 펌프 토출압과 최고 부하압을 절대압으로서 출력하는 차압 감압 밸브를 설치하고, 그 출력압을 압력 보상 밸브로 유도하여 목표 보상 차압을 설정하고 또한 LS 제어 밸브로 유도하여, 로드 센싱 제어의 목표 차압을 설정하였으나, 펌프 토출압과 최고 부하압을 별도의 유로에서 압력 제어 밸브나 LS 제어 밸브로 유도하도록 해도 된다.
1 : 원동기
102 : 가변 용량형 메인 펌프(제 1 유압 펌프)
102a, 102b : 제 1 및 제 2 토출 포트
112 : 레귤레이터(제 1 펌프 제어 장치)
112a : 저압 선택 밸브
112b : LS 제어 밸브
112c : LS 제어 피스톤
112d, 112e : 토크 제어 피스톤(제 1 토크 제어 액추에이터)
112f : 토크 피드백 피스톤(제 3 토크 제어 액추에이터)
112g : 제 1 가변 감압 밸브
112h, 112i : 수압부
112j, 112k : 유로
112n, 112p : 유로
112r : 스로틀
112q : 제 2 가변 감압 밸브
112s, 112t : 스프링
112u : 스프링(제 1 가압 수단)
112v : 토크 피드백 회로
202 : 가변 용량형 메인 펌프(제 2 유압 펌프)
202a : 제 3 토출 포트
212 : 레귤레이터(제 2 펌프 제어 장치)
212b : LS 제어 밸브
212c : LS 제어 피스톤(로드 센싱 제어 액추에이터)
212d : 토크 제어 피스톤(제 2 토크 제어 액추에이터)
212e : 스프링(제 2 가압 수단)
115 : 언로드 밸브
215 : 언로드 밸브
315 : 언로드 밸브
111, 211, 311 : 차압 감압 밸브
146, 246 : 제 2 및 제 3 전환 밸브
3a∼3h : 복수의 액추에이터
4 : 컨트롤 밸브 유닛
6a∼6j : 유량 제어 밸브
7a∼7j : 압력 보상 밸브
8a∼8j : 조작 검출 밸브
9b∼9j : 셔틀 밸브
13 : 원동기 회전수 검출 밸브
24 : 게이트 록 레버
30 : 파일럿 펌프
31a, 31b, 31c : 파일럿 압유 공급로
32 : 파일럿 릴리프 밸브
40 : 제 3 전환 밸브
53 : 주행 복합 조작 검출 유로
43 : 스로틀
100 : 게이트 록 밸브
122, 123, 124a, 124b : 조작 장치
131, 132, 133 : 제 1, 제 2, 제 3 부하압 검출 회로

Claims (2)

  1. 원동기와,
    상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 제 1 유압 펌프와,
    상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 제 2 유압 펌프와,
    상기 제 1 및 제 2 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와,
    상기 제 1 및 제 2 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브와,
    상기 복수의 유량 제어 밸브의 전후 차압을 각각 제어하는 복수의 압력 보상 밸브와,
    상기 제 1 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 제 1 펌프 제어 장치와,
    상기 제 2 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 제 2 펌프 제어 장치를 구비하고,
    상기 제 1 펌프 제어 장치는, 상기 제 1 유압 펌프의 토출압과 용량의 적어도 일방이 증대하여, 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 증대할 때, 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 제 1 최대 토크를 초과하지 않도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 1 토크 제어부를 가지고,
    상기 제 2 펌프 제어 장치는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 용량의 적어도 일방이 증대하여, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 증대할 때, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 제 2 최대 토크를 초과하지 않도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 2 토크 제어부와, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 상기 제 2 최대 토크보다 작을 때, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 상기 제 2 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 구동되는 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 로드 센싱 제어부를 갖는 건설기계의 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제 1 토크 제어부는, 상기 제 1 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 토출압이 상승함에 따라 상기 제 1 유압 펌프의 흡수 토크가 감소하도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 1 토크 제어 액추에이터와, 상기 제 1 최대 토크를 설정하는 제 1 가압 수단을 가지고,
    상기 제 2 토크 제어부는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 토출압이 상승함에 따라 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 감소하도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 2 토크 제어 액추에이터와, 상기 제 2 최대 토크를 설정하는 제 2 가압 수단을 가지고,
    상기 로드 센싱 제어부는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 최고 부하압과의 차압이 상기 목표 차압보다 작아짐에 따라 낮아지도록 로드 센싱 구동 압력을 변화시키는 제어 밸브와, 상기 로드 센싱 구동 압력이 낮아짐에 따라 토출 유량이 증가하도록 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어하는 로드 센싱 제어 액추에이터를 가지고,
    상기 제 1 펌프 제어 장치는, 또한, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 로드 센싱 구동 압력이 유도되고, 상기 제 2 유압 펌프가 상기 제 2 토크 제어부의 제어에 의해, 상기 제 2 최대 토크로 동작할 때와, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크가 상기 제 2 최대 토크보다 작아, 상기 로드 센싱 제어부가 상기 제 2 유압 펌프의 용량을 제어할 때의 어느 경우에도, 상기 제 2 유압 펌프의 흡수 토크를 모의한 특성이 되도록, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압과 상기 로드 센싱 구동 압력에 의거하여 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 보정하여 출력하는 토크 피드백 회로와, 상기 토크 피드백 회로의 출력압이 유도되고, 상기 토크 피드백 회로의 출력압이 높아짐에 따라 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 감소시켜 상기 제 1 최대 토크가 감소하도록 상기 제 1 유압 펌프의 용량을 제어하는 제 3 토크 제어 액추에이터를 가지고,
    상기 토크 피드백 회로는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 이 제 2 유압 펌프의 토출압이 제 1 설정압 이하일 때는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 그대로 출력하고, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 상기 제 1 설정압보다 높을 때는, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압을 상기 제 1 설정압으로 감압하여 출력하는 제 1 가변 감압 밸브와, 상기 로드 센싱 구동 압력과 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 유도되고, 상기 로드 센싱 구동 압력이 제 2 설정압 이하일 때는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 그대로 출력하고, 상기 로드 센싱 구동 압력이 상기 제 2 설정 압보다 높을 때는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 상기 제 2 설정압으로 감압하여 출력함과 함께, 상기 제 2 유압 펌프의 토출압이 높아짐에 따라 작아지도록 상기 제 2 설정압을 변화시키는 제 2 가변 감압 밸브를 가지고,
    상기 제 1 가변 감압 밸브는, 상기 제 2 가변 감압 밸브의 출력압이 유도되고, 상기 제 2 가변 감압 밸브의 출력압이 높아짐에 따라 작아지도록 상기 제 1 설정압을 변화시키는 수압부를 갖는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 피드백 회로는, 상기 로드 센싱 구동 압력을 상기 제 2 가변 감압 밸브로 유도하는 유로에 설치되고, 상기 로드 센싱 구동 압력의 진동을 흡수하여 압력을 안정시키는 스로틀을 더 갖는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압 구동 장치.
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