JP2014029180A

JP2014029180A - Hydraulic control device of working machine

Info

Publication number: JP2014029180A
Application number: JP2012169839A
Authority: JP
Inventors: Satomi Kondo; 聡美近藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-13

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic control device of a working machine capable of reducing energy loss on a meter-out side.SOLUTION: The hydraulic control device of the working machine comprises: a hydraulic pump 3; a hydraulic cylinder 4; actuator lines 3c, 3d; a flow rate control valve 6 having meter-in throttles 8b, 8c and meter-out throttles 9b, 9c; a meter-out control valve 11 mounted to a branch line 10 communicating the meter-out side actuator line 3d with a hydraulic tank 7; thrust detection means 14 for detecting thrust of the hydraulic cylinder 4; and a switch valve 12 for controlling opening/closing of the meter-out control valve 11. The switch valve 12 is configured to increase an opening area of the meter-out control valve 11 together with increase of the thrust when the thrust of the hydraulic cylinder 4 exceeds a predetermined force for driving an actuator into an application direction, and to decrease the opening area of the meter-out control valve 11 when the thrust is not more than the predetermined force.

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧制御装置に係り、特に、油圧アクチュエータの駆動に伴うエネルギ損失を抑制できる作業機械の油圧制御装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic control device for a work machine such as a hydraulic excavator, and more particularly, to a hydraulic control device for a work machine that can suppress energy loss caused by driving of a hydraulic actuator.

一般に、この種の油圧ショベル等の作業機械は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油にて駆動される油圧アクチュエータと、流量制御弁とを備えている。特に、この油圧アクチュエータは、油圧ショベルの場合においては、フロント作業機のブームを駆動するブームシリンダと、このフロント作業機のアームを駆動するアームシリンダと、このフロント作業機のバケットを駆動するバケットシリンダ等となる。そして、これら各シリンダには、流量制御弁が設けられ、これら流量制御弁は、メータイン絞りとメータアウト絞りを有している。そして、これら各流量制御弁は、メータイン絞りにて油圧ポンプから各シリンダに供給される圧油の流量を制御し、メータアウト絞りにてシリンダから油圧タンクに戻される圧油を制御する構成とされている。 Generally, a working machine such as this type of hydraulic excavator includes a hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a flow control valve. In particular, in the case of a hydraulic excavator, this hydraulic actuator includes a boom cylinder that drives the boom of the front work machine, an arm cylinder that drives the arm of the front work machine, and a bucket cylinder that drives the bucket of the front work machine. Etc. Each of these cylinders is provided with a flow control valve, which has a meter-in throttle and a meter-out throttle. Each of these flow control valves is configured to control the flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump to each cylinder by the meter-in throttle, and to control the pressure oil returned from the cylinder to the hydraulic tank by the meter-out throttle. ing.

ここで、例えば油圧ショベルのアームシリンダの場合において、空中でクラウド（無負荷駆動）するときには、このアームシリンダにアーム等の自重の負荷が作用する。このとき、このアーム用の流量制御弁のメータアウト絞りは、アームシリンダを制動させるために必要であって、この流量制御弁のメータアウトを絞ることによって、アームシリンダのロッド室側の圧力を上昇させ、このアームより先の部分の自重によるロッド室側の圧力に対抗する力を発生させている。ところが、掘削作業等でアームシリンダを積極的に起動させる（積極駆動の）場合には、アーム用の流量制御弁をメータアウトで絞ってアームシリンダを制動させる必要がないため、メータアウト絞りの存在により、エネルギ損失を発生させてしまう原因となっている。 Here, for example, in the case of an arm cylinder of a hydraulic excavator, when clouding (no load driving) in the air, a load of its own weight such as an arm acts on the arm cylinder. At this time, the meter-out throttle of the flow control valve for the arm is necessary for braking the arm cylinder, and by increasing the meter-out of the flow control valve, the pressure on the rod chamber side of the arm cylinder is increased. Thus, a force that opposes the pressure on the rod chamber side due to the weight of the portion ahead of the arm is generated. However, when the arm cylinder is actively activated (actively driven) during excavation work or the like, there is no need to throttle the arm flow control valve by metering out to brake the arm cylinder. This causes an energy loss.

そして、このエネルギ損失を低減させることを目的とした従来技術が、特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、メータアウト側のアクチュエータラインの分岐ラインにメータアウト制御弁が設けられており、このメータアウト制御弁のメータリング特性は、流量制御弁のメータアウト絞りより大きくなるように開口面積が設定されている。そして、メータアウト制御弁は、メータイン側のアクチュエータラインの圧力と、各シリンダを操作する操作指令信号とに基づいて切替制御手段にて切り換えられる構成とされている。 And the prior art aiming at reducing this energy loss is disclosed by patent document 1. FIG. In Patent Document 1, a meter-out control valve is provided in the branch line of the actuator line on the meter-out side, and the metering characteristic of the meter-out control valve is larger than the meter-out throttle of the flow control valve. The opening area is set. The meter-out control valve is configured to be switched by the switching control unit based on the pressure of the actuator line on the meter-in side and the operation command signal for operating each cylinder.

すなわち、この特許文献１においては、油圧シリンダの積極駆動を、この油圧シリンダのメータイン側のアクチュエータラインの圧力上昇で検出している。そして、この検出した圧力と操作指令信号とに基づいて切替制御手段にてメータアウト制御弁を切り替え制御することによって、メータアウト絞りにて発生していたエネルギ損失を低減させている。 That is, in Patent Document 1, positive driving of the hydraulic cylinder is detected by a pressure increase in the actuator line on the meter-in side of the hydraulic cylinder. And the energy loss which generate | occur | produced with the meter-out aperture | diaphragm | reduction is reduced by switching-controlling a meter-out control valve by a switching control means based on this detected pressure and the operation command signal.

特許第４７３２６２５号公報Japanese Patent No. 4732625

しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術においては、流量制御弁のメータアウト絞りよりもメータアウト制御弁の開口面積が大きいため、メータイン側の圧力が上昇した場合に切替制御手段にてメータアウト制御弁を開方向に切り替えることによって、メータアウト側のエネルギ損失が低下し、アクチュエータラインのメータアウト側の圧力が低下していく。そして、この圧力低下に伴い、メータイン側の圧力も低下してしまうため、再度メータアウト制御弁が閉方向に切り替わってしまう。
さらに、このメータアウト制御弁が閉じた場合には、流量制御弁のメータアウト絞りの影響によって、再びメータイン側の圧力が上昇していく。この結果、メータアウト制御弁の開閉の繰り返しによって、このメータアウト制御弁の切替が連続して生じ、このメータアウト制御弁に異常振動、すなわちハンチング現象が発生してしまうおそれがある。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, since the opening area of the meter-out control valve is larger than the meter-out throttle of the flow control valve, when the pressure on the meter-in side rises, the switching control means By switching the meter-out control valve in the opening direction, energy loss on the meter-out side decreases, and the pressure on the meter-out side of the actuator line decreases. As the pressure decreases, the pressure on the meter-in side also decreases, so that the meter-out control valve is switched again in the closing direction.
Further, when the meter-out control valve is closed, the pressure on the meter-in side increases again due to the influence of the meter-out throttle of the flow control valve. As a result, when the meter-out control valve is repeatedly opened and closed, the meter-out control valve is continuously switched, and abnormal vibration, that is, a hunting phenomenon may occur in the meter-out control valve.

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる作業機械の油圧制御装置を提供することにある。 The present invention has been made from the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide a hydraulic control device for a work machine that can smoothly reduce energy loss on the meter-out side.

この目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油にて駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ向かうメータイン側、およびこの油圧アクチュエータから前記油圧ポンプへ向かうメータアウト側に取り付けられたアクチュエータラインと、前記メータイン側のアクチュエータラインの圧油を制御するメータイン絞り、および前記メータアウト側のアクチュエータラインの圧油を制御するメータアウト絞りを有し、前記油圧アクチュエータの動作を制御する流量制御弁と、前記メータアウト側のアクチュエータラインを前記油圧タンクへ連通する分岐ラインに取り付けられたメータアウト制御弁と、前記油圧アクチュエータの推力を検出する推力検出手段と、前記メータアウト制御弁の開閉を切り替え制御する切替制御手段と、を備え、この切替制御手段は、前記推力検出手段にて検出された前記油圧アクチュエータの推力が働く方向に前記油圧アクチュエータが駆動する所定の推力を超えた場合に、この油圧アクチュエータへの推力の上昇とともに前記メータアウト制御弁の開口面積を増大させ、前記所定の推力以下の場合に、前記メータアウト制御弁の開口面積を減少させることを特徴としている。 In order to achieve this object, the present invention provides a hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, a meter-in side from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and the hydraulic actuator. There is an actuator line attached to the meter-out side toward the hydraulic pump, a meter-in throttle for controlling pressure oil in the actuator line on the meter-in side, and a meter-out throttle for controlling pressure oil on the actuator line on the meter-out side A flow control valve that controls the operation of the hydraulic actuator, a meter-out control valve attached to a branch line that connects the meter-out side actuator line to the hydraulic tank, and a thrust that detects the thrust of the hydraulic actuator Detecting means; and Switching control means for switching the opening and closing of the data-out control valve, and the switching control means has a predetermined thrust that the hydraulic actuator drives in a direction in which the thrust of the hydraulic actuator detected by the thrust detection means works. The meter-out control valve opening area is increased along with the increase in thrust to the hydraulic actuator, and the meter-out control valve opening area is decreased when the thrust is below the predetermined thrust. It is said.

このように構成した本発明は、推力検出手段にて油圧アクチュエータの推力を検出した際に、この油圧アクチュエータの推力が働く方向に油圧アクチュエータが駆動する所定の推力を越えた場合には、この油圧アクチュエータへの推力の上昇とともにメータアウト制御弁の開口面積を増大させる。また、この推力検出手段にて油圧アクチュエータの推力を検出した際に、この油圧アクチュエータの推力が働く方向に油圧アクチュエータが駆動する推力が所定の推力以下の場合には、メータアウト制御弁の開口面積を低下させる。この結果、メータアウト側の圧力低下に伴うメータイン側の圧力低下を防止でき、メータアウト制御弁の開口面積の増減に伴う油圧アクチュエータの推力の変化を少なくできる。よって、メータアウト側の圧力損失を低減できるから、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる。 In the present invention configured as described above, when the thrust of the hydraulic actuator is detected by the thrust detecting means, if the predetermined thrust driven by the hydraulic actuator in the direction in which the thrust of the hydraulic actuator works is exceeded, As the thrust to the actuator increases, the opening area of the meter-out control valve increases. When the thrust of the hydraulic actuator is detected by the thrust detection means and the thrust driven by the hydraulic actuator in the direction in which the thrust of the hydraulic actuator works is less than a predetermined thrust, the opening area of the meter-out control valve Reduce. As a result, a pressure drop on the meter-in side accompanying a pressure drop on the meter-out side can be prevented, and a change in thrust of the hydraulic actuator accompanying an increase or decrease in the opening area of the meter-out control valve can be reduced. Therefore, since the pressure loss on the meter-out side can be reduced, the energy loss on the meter-out side can be smoothly reduced.

また本発明は、上記発明において、前記油圧アクチュエータは、ボトム室およびロッド室を備えた油圧シリンダであって、この油圧シリンダにて駆動可能に支持された作業部を備え、前記切替制御手段は、前記油圧シリンダの推力によりこの油圧シリンダが前記作業部の自重が作用する方向に駆動する場合に、この油圧シリンダの推力の上昇とともに前記メータアウト制御弁の開口面積を増大させ、前記作業部の自重により前記油圧シリンダの推力に抗して前記油圧シリンダが駆動する場合に、前記メータアウト制御弁の開口面積を減少させることを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the hydraulic actuator is a hydraulic cylinder including a bottom chamber and a rod chamber, and includes a working unit supported so as to be drivable by the hydraulic cylinder. When the hydraulic cylinder is driven by the thrust of the hydraulic cylinder in a direction in which the weight of the working portion acts, the opening area of the meter-out control valve is increased as the thrust of the hydraulic cylinder increases, and the weight of the working portion is increased. Thus, when the hydraulic cylinder is driven against the thrust of the hydraulic cylinder, the opening area of the meter-out control valve is reduced.

このように構成した本発明は、油圧シリンダの推力によりこの油圧シリンダが作業部の自重が作用する方向に駆動する場合に、切替制御手段にて油圧シリンダの推力の上昇とともにメータアウト制御弁の開口面積を増大させる。また、作業部の自重により油圧シリンダの推力に抗して油圧シリンダが駆動する場合には、切替制御手段にてメータアウト制御弁の開口面積を減少させる。この結果、油圧シリンダのメータアウト側の圧力低下に伴うメータイン側の圧力低下を防止でき、この油圧シリンダの推力の変化を少なくできるため、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる。 In the present invention configured as described above, when the hydraulic cylinder is driven in a direction in which the weight of the working portion acts by the thrust of the hydraulic cylinder, the switching control means increases the thrust of the hydraulic cylinder and opens the meter-out control valve. Increase area. Further, when the hydraulic cylinder is driven against the thrust of the hydraulic cylinder due to its own weight, the switching control means reduces the opening area of the meter-out control valve. As a result, the pressure drop on the meter-in side accompanying the pressure drop on the meter-out side of the hydraulic cylinder can be prevented, and the change in thrust of the hydraulic cylinder can be reduced, so that the energy loss on the meter-out side can be reduced smoothly.

また本発明は、上記発明において、前記メータアウト制御弁は、このメータアウト制御弁の開方向作動側端部に設けられた受圧部を有し、前記推力検出手段は、前記油圧シリンダのメータイン側およびメータアウト側のそれぞれの圧力を検出し、前記流量制御弁は、前記作業部を操作する際に生じる操作指令パイロット圧に基づいて前記油圧シリンダの動作を制御し、前記切替制御手段は、前記操作指令パイロット圧を前記受圧部に導く信号圧ライン、およびこの信号圧ラインに配置され前記油圧シリンダのメータイン側の圧力とこの油圧シリンダのメータアウト側の圧力との圧力差にて制御される切替弁を有し、前記圧力差が所定の圧力を越えた場合に前記切替弁にて前記信号圧ラインを開き、前記操作指令パイロット圧を前記メータアウト制御弁指令信号として前記受圧部に作用させ、前記所定の圧力以下の場合に前記切替弁にて前記信号圧ラインを閉じ、前記操作指令パイロット圧を前記メータアウト制御弁指令信号として前記受圧部に作用させないことを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the meter-out control valve has a pressure receiving portion provided at an opening direction operation side end of the meter-out control valve, and the thrust detection means is provided on the meter-in side of the hydraulic cylinder. And the meter-out side pressure, the flow control valve controls the operation of the hydraulic cylinder based on an operation command pilot pressure generated when operating the working unit, the switching control means, A signal pressure line that guides the operation command pilot pressure to the pressure receiving portion, and switching that is arranged in the signal pressure line and is controlled by a pressure difference between the pressure on the meter-in side of the hydraulic cylinder and the pressure on the meter-out side of the hydraulic cylinder A valve, and when the pressure difference exceeds a predetermined pressure, the switching valve opens the signal pressure line to reduce the operation command pilot pressure to the meter-out. Acting on the pressure receiving unit as a control valve command signal, when the pressure is lower than the predetermined pressure, the switching valve closes the signal pressure line, and the operation command pilot pressure is applied to the pressure receiving unit as the meter-out control valve command signal. It is characterized by not acting.

このように構成した本発明は、油圧シリンダのメータイン側の圧力とこの油圧シリンダのメータアウト側の圧力との圧力差が所定の圧力を越えた場合に切替弁にて信号圧ラインを開き、作業部を操作する際に生じる操作指令パイロット圧をメータアウト制御弁指令信号として受圧部に作用させる。また、油圧シリンダのメータイン側の圧力とこの油圧シリンダのメータアウト側の圧力との圧力差が所定の圧力以下の場合には、切替弁にて信号圧ラインを閉じ、操作指令パイロット圧をメータアウト制御弁指令信号として受圧部に作用させない。この結果、操作指令パイロット圧をメータアウト制御弁の受圧部に導く信号圧ラインに配置した切替弁による作用によって、油圧シリンダのメータアウト側の圧力低下に伴うメータイン側の圧力低下を防止でき、この油圧シリンダの推力の変化を少なくできるため、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる。 The present invention configured as described above opens a signal pressure line at the switching valve when the pressure difference between the pressure on the meter-in side of the hydraulic cylinder and the pressure on the meter-out side of the hydraulic cylinder exceeds a predetermined pressure, The operation command pilot pressure generated when operating the unit is applied to the pressure receiving unit as a meter-out control valve command signal. When the pressure difference between the pressure on the meter-in side of the hydraulic cylinder and the pressure on the meter-out side of the hydraulic cylinder is less than the specified pressure, the signal pressure line is closed by the switching valve and the operation command pilot pressure is metered out. Do not act on the pressure receiving part as a control valve command signal. As a result, the pressure drop on the meter-in side due to the pressure drop on the meter-out side of the hydraulic cylinder can be prevented by the action of the switching valve arranged in the signal pressure line for guiding the operation command pilot pressure to the pressure-receiving part of the meter-out control valve. Since the change in thrust of the hydraulic cylinder can be reduced, energy loss on the meter-out side can be reduced smoothly.

また本発明は、上記発明において、前記推力検出手段は、前記油圧シリンダのメータイン側およびメータアウト側のそれぞれの圧力を検出し、前記切替制御手段は、前記作業部を操作する際に生じる操作指令パイロット圧を検出する圧力検出手段と、前記推力検出手段および前記圧力検出手段の検出信号が入力され、所定の演算処理をするコントローラとを有し、このコントローラは、前記圧力検出手段にて検出された前記操作指令パイロット圧に応じたソレノイド電流値を演算するソレノイド電流演算部と、前記推力検出手段にて検出されたメータイン側の圧力およびメータアウト側の圧力から前記油圧シリンダの推力を演算する推力演算部と、前記推力演算部にて演算された推力に応じた制御係数を演算する制御係数演算部と、前記ソレノイド電流演算部にて演算されたソレノイド電流値および前記制御係数演算部にて演算された制御係数を乗算して目標ソレノイド電流値を演算する乗算部とを具備し、この乗算部にて演算された前記目標ソレノイド電流値を指令電流として前記メータアウト制御弁へ出力することを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the thrust detecting means detects respective pressures on the meter-in side and the meter-out side of the hydraulic cylinder, and the switching control means is an operation command generated when operating the working unit. A pressure detection means for detecting a pilot pressure; and a controller for inputting a detection signal of the thrust detection means and the pressure detection means and performing a predetermined calculation process. This controller is detected by the pressure detection means. A solenoid current calculation unit for calculating a solenoid current value according to the operation command pilot pressure, and a thrust for calculating the thrust of the hydraulic cylinder from the pressure on the meter-in side and the pressure on the meter-out side detected by the thrust detection means A calculation unit, a control coefficient calculation unit that calculates a control coefficient according to the thrust calculated by the thrust calculation unit, and the solenoid A multiplication unit that multiplies the solenoid current value calculated by the id current calculation unit and the control coefficient calculated by the control coefficient calculation unit to calculate a target solenoid current value. The target solenoid current value is output to the meter-out control valve as a command current.

このように構成した本発明は、圧力検出手段にて検出された操作指令パイロット圧に応じたソレノイド電流値をソレノイド電流検出部にて演算する。また、推力検出手段にて検出されたメータイン側の圧力とメータアウト側の圧力とから油圧シリンダの推力を推力演算部にて演算し、この推力演算部にて演算された推力に応じた制御係数を制御係数演算部にて演算する。そして、演算されたソレノイド電流値と制御係数とを乗算して目標ソレノイド電流値を演算部にて演算し、この目標ソレノイド電流値を指令電流としてメータアウト制御弁へ出力する。この結果、メータアウト制御弁を電磁弁として電気的に制御することによっても、油圧シリンダのメータアウト側の圧力低下に伴うメータイン側の圧力低下を防止でき、この油圧シリンダの推力の変化を少なくできるため、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる。 In the present invention configured as described above, a solenoid current value corresponding to the operation command pilot pressure detected by the pressure detection means is calculated by the solenoid current detection unit. Also, the thrust calculation unit calculates the thrust of the hydraulic cylinder from the meter-in side pressure and the meter-out side pressure detected by the thrust detection means, and a control coefficient corresponding to the thrust calculated by this thrust calculation unit Is calculated by the control coefficient calculation unit. Then, the calculated solenoid current value and the control coefficient are multiplied to calculate the target solenoid current value in the calculation unit, and this target solenoid current value is output as a command current to the meter-out control valve. As a result, even when the meter-out control valve is electrically controlled as a solenoid valve, the pressure drop on the meter-in side accompanying the pressure drop on the meter-out side of the hydraulic cylinder can be prevented, and the change in thrust of the hydraulic cylinder can be reduced. Therefore, energy loss on the meter-out side can be reduced smoothly.

本発明は、推力検出手段にて油圧アクチュエータの推力を検出した際に、この油圧アクチュエータの推力が働く方向に油圧アクチュエータが駆動する所定の推力を越えた場合には、この油圧アクチュエータへの推力の上昇とともにメータアウト制御弁の開口面積を増大させる。また、この推力検出手段にて油圧アクチュエータの推力を検出した際に、この油圧アクチュエータの推力が働く方向に油圧アクチュエータが駆動する推力が所定の推力以下の場合には、メータアウト制御弁の開口面積を低下させる構成にしてある。この構成により本発明は、メータアウト側の圧力低下に伴うメータイン側の圧力低下を防止でき、メータアウト制御弁の開口面積の増減に伴う油圧アクチュエータの推力の変化を少なくできる。この結果、メータアウト側の圧力損失を低減でき、メータアウト側のエネルギ損失を低減できる。 According to the present invention, when the thrust of the hydraulic actuator is detected by the thrust detection means, and if a predetermined thrust driven by the hydraulic actuator is exceeded in the direction in which the thrust of the hydraulic actuator works, the thrust of the hydraulic actuator is reduced. The opening area of the meter-out control valve is increased with the rise. When the thrust of the hydraulic actuator is detected by the thrust detection means and the thrust driven by the hydraulic actuator in the direction in which the thrust of the hydraulic actuator works is less than a predetermined thrust, the opening area of the meter-out control valve It is set as the structure which lowers. With this configuration, the present invention can prevent a pressure drop on the meter-in side due to a pressure drop on the meter-out side, and can reduce a change in thrust of the hydraulic actuator accompanying an increase or decrease in the opening area of the meter-out control valve. As a result, the pressure loss on the meter-out side can be reduced, and the energy loss on the meter-out side can be reduced.

本発明の第１実施形態に係る作業機械の油圧制御装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the hydraulic control apparatus of the working machine which concerns on 1st Embodiment of this invention. 上記油圧制御装置が搭載される油圧ショベルの外観図である。It is an external view of the hydraulic excavator in which the said hydraulic control apparatus is mounted. 上記油圧制御装置のメータアウト制御弁の切替特性を示す図である。It is a figure which shows the switching characteristic of the meter-out control valve of the said hydraulic control apparatus. 本発明の第２実施形態に係る作業機械の油圧制御装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the hydraulic control apparatus of the working machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 上記油圧制御装置のコントローラの演算処理を示す図である。It is a figure which shows the arithmetic processing of the controller of the said hydraulic control apparatus.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る作業機械の油圧制御装置を示す概略図、図２は上記油圧制御装置が搭載される油圧ショベルの外観図、図３は上記油圧制御装置のメータアウト制御弁の切替特性を示す図である。 [First Embodiment]
1 is a schematic diagram showing a hydraulic control device for a work machine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view of a hydraulic excavator in which the hydraulic control device is mounted, and FIG. 3 is a meter-out of the hydraulic control device. It is a figure which shows the switching characteristic of a control valve.

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置１は、エンジン（原動機）２と、このエンジン２にて駆動される油圧ポンプ３と、この油圧ポンプ３から吐出される圧油にて駆動する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）４と、この油圧シリンダ４を操作する操作装置（操作レバーおよび指令パイロット圧発生部を有する）５とを備えている。ここで、油圧ポンプ３は、可変容量型に構成され、押しのけ容量可変部材としての斜板（図示せず）を有している。そして、この油圧ポンプ３は、この油圧ポンプ３の吐出圧が予め設定した圧力以上になると、油圧ポンプ３の入力トルクがエンジン２の出力トルクを超えないように、圧力が高くなるに従って斜板が傾転して吐出容量を減少する方向に制御させる馬力制御用アクチュエータ（図示せず）を備えている。 As shown in FIG. 1, a hydraulic control device 1 according to a first embodiment of the present invention is discharged from an engine (prime mover) 2, a hydraulic pump 3 driven by the engine 2, and the hydraulic pump 3. A hydraulic cylinder (hydraulic actuator) 4 driven by pressure oil and an operating device (having an operating lever and a command pilot pressure generating unit) 5 for operating the hydraulic cylinder 4 are provided. Here, the hydraulic pump 3 is configured as a variable displacement type and has a swash plate (not shown) as a displacement displacement variable member. The hydraulic pump 3 has a swash plate as the pressure increases so that the input torque of the hydraulic pump 3 does not exceed the output torque of the engine 2 when the discharge pressure of the hydraulic pump 3 exceeds a preset pressure. A horsepower control actuator (not shown) is provided for tilting and controlling the discharge capacity in a decreasing direction.

また、油圧制御装置１は、操作装置５による操作に基づいて油圧シリンダ４の動作を制御する流量制御弁６を備えている。この流量制御弁６は、油圧ポンプ３の吐出ライン３ａに接続されている。具体的に、この流量制御弁６は、操作装置５からパイロットライン５ａ，５ｂを介した操作指令パイロット圧（操作指令信号）に基づいて油圧シリンダ４に供給される圧油の流れ（流量および供給方向）を制御して、この油圧シリンダ４の動作を制御する構成とされている。 The hydraulic control device 1 also includes a flow rate control valve 6 that controls the operation of the hydraulic cylinder 4 based on an operation by the operation device 5. This flow control valve 6 is connected to the discharge line 3 a of the hydraulic pump 3. Specifically, the flow rate control valve 6 is a flow of pressure oil (flow rate and supply) supplied from the operating device 5 to the hydraulic cylinder 4 based on an operation command pilot pressure (operation command signal) via the pilot lines 5a and 5b. The operation of the hydraulic cylinder 4 is controlled by controlling the direction).

さらに、流量制御弁６は、センタバイパス型に構成されており、センタバイパス部６ａを有している。このセンタバイパス部６ａは、センタバイパスライン３ｂ上に位置する構成とされている。ここで、このセンタバイパスライン３ｂは、上流側が油圧ポンプ３の吐出ライン３ａに接続され、下流側が油圧タンク７に接続されている。また、この流量制御弁６は、ポンプポート６ｂ、タンクポート６ｃ、およびアクチュエータポート６ｄ，６ｅを有している。そして、ポンプポート６ｂは、中立位置Ａでセンタバイパスライン３ｂに接続されている。また、タンクポート６ｃは、油圧タンク７に接続されている。さらに、アクチュエータポート６ｄ，６ｅは、アクチュエータライン３ｃ，３ｄを介して油圧シリンダ４のボトム側のボトム室４ａおよびロッド側のロッド室４ｂに接続されている。 Further, the flow control valve 6 is configured as a center bypass type and has a center bypass portion 6a. The center bypass portion 6a is configured on the center bypass line 3b. Here, the center bypass line 3 b has an upstream side connected to the discharge line 3 a of the hydraulic pump 3 and a downstream side connected to the hydraulic tank 7. The flow control valve 6 includes a pump port 6b, a tank port 6c, and actuator ports 6d and 6e. The pump port 6b is connected to the center bypass line 3b at the neutral position A. The tank port 6 c is connected to the hydraulic tank 7. Furthermore, the actuator ports 6d and 6e are connected to the bottom chamber 4a on the bottom side of the hydraulic cylinder 4 and the rod chamber 4b on the rod side via the actuator lines 3c and 3d.

また、操作装置５は、一対の減圧弁（図示せず）が内蔵され操作指令パイロット圧を発生させるための指令パイロット圧発生部５ｃを有している。そして、この操作装置５は、パイロットライン５ａ，５ｂを介して流量制御弁６のパイロット圧受圧部６ｆ，６ｇに接続されている。これらパイロット圧受圧部６ｆ，６ｇは、流量制御弁６の両端部に設けられている。また、操作装置５は、この操作装置５が操作されると、この操作装置５の操作方向に応じて一対の減圧弁のうちの一方を作動させ、その操作量に応じた操作指令パイロット圧を指令パイロット圧発生部５ｃからパイロットライン５ａ，５ｂの一方に出力させる構成とされている。 The operating device 5 includes a pair of pressure reducing valves (not shown) and has a command pilot pressure generating unit 5c for generating an operation command pilot pressure. And this operating device 5 is connected to the pilot pressure receiving parts 6f and 6g of the flow control valve 6 via the pilot lines 5a and 5b. These pilot pressure receiving portions 6 f and 6 g are provided at both ends of the flow control valve 6. Further, when the operating device 5 is operated, the operating device 5 activates one of the pair of pressure reducing valves in accordance with the operating direction of the operating device 5, and generates an operation command pilot pressure corresponding to the operation amount. The command pilot pressure generator 5c is configured to output to one of the pilot lines 5a and 5b.

さらに、流量制御弁６は、中立位置Ａ、および切替位置Ｂ，Ｃを有している。そして、この流量制御弁６は、パイロットライン５ａを介してパイロット圧受圧部６ｆに操作指令パイロット圧が与えられた場合に、図１の左側の切替位置Ｂに切り替えられる。このとき油圧ポンプ３から油圧シリンダ４へと圧油を供給するアクチュエータライン３ｃがメータイン側、および油圧シリンダ４から油圧タンク７へと圧油を戻すアクチュエータライン３ｄがメータアウト側となり、この油圧シリンダ４のボトム室４ａに圧油が供給されて油圧シリンダ４が伸長する。また、この流量制御弁６は、パイロットライン５ｂを介してパイロット圧受圧部６ｇに操作指令パイロット圧が与えられた場合に、図１の右側の切替位置Ｃに切り替えられる。このとき、アクチュエータライン３ｄがメータイン側、およびアクチュエータライン３ｃがメータアウト側となり、油圧シリンダ４のロッド室４ｂに圧油が供給されて油圧シリンダ４が収縮する。このため、パイロットライン５ａを介したパイロット圧受圧部６ｆへの操作指令パイロット圧は、油圧シリンダ４のクラウド指令側となる。また、アクチュエータライン３ｃは、油圧シリンダ４のクラウド指令時のメータイン側となり、アクチュエータライン３ｄは、油圧シリンダ４のクラウド指令時のメータアウト側となる。 Further, the flow control valve 6 has a neutral position A and switching positions B and C. The flow control valve 6 is switched to the switching position B on the left side of FIG. 1 when an operation command pilot pressure is applied to the pilot pressure receiving part 6f via the pilot line 5a. At this time, the actuator line 3c for supplying pressure oil from the hydraulic pump 3 to the hydraulic cylinder 4 is on the meter-in side, and the actuator line 3d for returning pressure oil from the hydraulic cylinder 4 to the hydraulic tank 7 is on the meter-out side. The hydraulic oil is supplied to the bottom chamber 4a and the hydraulic cylinder 4 extends. The flow control valve 6 is switched to the switching position C on the right side in FIG. 1 when an operation command pilot pressure is applied to the pilot pressure receiving part 6g via the pilot line 5b. At this time, the actuator line 3d is on the meter-in side and the actuator line 3c is on the meter-out side, and pressure oil is supplied to the rod chamber 4b of the hydraulic cylinder 4 so that the hydraulic cylinder 4 contracts. For this reason, the operation command pilot pressure to the pilot pressure receiving part 6f via the pilot line 5a is on the cloud command side of the hydraulic cylinder 4. The actuator line 3c is on the meter-in side of the hydraulic cylinder 4 at the time of cloud command, and the actuator line 3d is on the meter-out side of the hydraulic cylinder 4 at the time of cloud command.

さらに、流量制御弁６は、メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧油を制御するメータイン絞り８ｂと、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧油を制御するメータアウト絞り９ｂとを有している。そして、この流量制御弁６は、切替位置Ｂの場合に、メータイン絞り８ｂにて油圧シリンダ４のボトム室４ａに供給される圧油の流量を制御し、メータアウト絞り９ｂにて油圧シリンダ４のロッド室４ｂからの戻り油の流量を制御する。また、この流量制御弁６は、切替位置Ｃの場合に、メータイン絞り８ｃにて油圧シリンダ４のロッド室４ｂに供給される圧油の流量を制御し、メータアウト絞り９ｃにて油圧シリンダ４のボトム室４ａからの戻り油の流量を制御する構成とされている。 Further, the flow rate control valve 6 has a meter-in throttle 8b for controlling the pressure oil in the meter-in side actuator line 3c and a meter-out throttle 9b for controlling the pressure oil in the meter-out side actuator line 3d. In the switching position B, the flow control valve 6 controls the flow rate of the pressure oil supplied to the bottom chamber 4a of the hydraulic cylinder 4 with the meter-in throttle 8b, and the hydraulic cylinder 4 with the meter-out throttle 9b. The flow rate of the return oil from the rod chamber 4b is controlled. The flow rate control valve 6 controls the flow rate of the pressure oil supplied to the rod chamber 4b of the hydraulic cylinder 4 by the meter-in throttle 8c in the switching position C, and the hydraulic cylinder 4 by the meter-out throttle 9c. The flow rate of the return oil from the bottom chamber 4a is controlled.

そして、油圧シリンダ４のロッド室４ｂに接続されメータアウト側のアクチュエータライン３ｄを油圧タンク７へ連通するメータアウト側の分岐ライン１０には、メータアウト制御弁１１が取り付けられている。ここで、このメータアウト側の分岐ライン１０は、油圧シリンダ４へのクラウド指令時のメータアウト側のアクチュエータライン３ｄから分岐して油圧タンク７に至る部分である。さらに、メータアウト制御弁１１には、このメータアウト制御弁１１の開閉を切り替え制御する切替弁（切替制御手段）１２が取り付けられている。すなわち、このメータアウト制御弁１１は、パイロットライン５ａおよび信号圧ライン１３の操作指令パイロット圧が切替弁１２を介してメータアウト制御弁１１の受圧部１１ａへ導かれて切り替わる構成とされている。 A meter-out control valve 11 is attached to a meter-out branch line 10 connected to the rod chamber 4 b of the hydraulic cylinder 4 and communicating the meter-out actuator line 3 d to the hydraulic tank 7. Here, this meter-out side branch line 10 is a portion that branches from the meter-out side actuator line 3 d when a cloud command is issued to the hydraulic cylinder 4 and reaches the hydraulic tank 7. Further, the meter-out control valve 11 is provided with a switching valve (switching control means) 12 for switching the opening and closing of the meter-out control valve 11. That is, the meter-out control valve 11 is configured to be switched by the operation command pilot pressure of the pilot line 5a and the signal pressure line 13 being guided to the pressure receiving portion 11a of the meter-out control valve 11 via the switching valve 12.

具体的に、メータアウト制御弁１１は、２ポート２位置弁であって、パイロットライン５ａからの指令信号パイロット圧が上昇するに従い開口面積が増大するメータリング特性を有している。そして、このメータアウト制御弁１１の開口方向作動側の端部には、このメータアウト制御弁１１を開方向作動させるための受圧部１１ａが設けられている。また、このメータアウト制御弁１１の閉塞方向作動側の端部には、このメータアウト制御弁１１を閉方向作動方向に付勢するバネ１１ｂが取り付けられている。 Specifically, the meter-out control valve 11 is a 2-port 2-position valve, and has a metering characteristic in which the opening area increases as the command signal pilot pressure from the pilot line 5a increases. A pressure receiving portion 11 a for operating the meter-out control valve 11 in the opening direction is provided at the end of the meter-out control valve 11 on the opening direction operation side. Further, a spring 11b for urging the meter-out control valve 11 in the closing direction operation direction is attached to the end of the meter-out control valve 11 on the closing direction operation side.

そして、切替弁１２は、パイロットライン５ａを介した操作指令パイロット圧をメータアウト制御弁１１の受圧部１１ａに導く信号圧ライン１３に配置された開閉弁（スプール弁）である。すなわち、この切替弁１２は、この切替弁１２が切り替わることによりパイロットライン５ａを介した操作指令パイロット圧の圧油をメータアウト制御弁１１の受圧部１１ａに供給する構成とされている。さらに、切替弁１１の開口方向作動側の端部には、この切替弁１１を開方向作動させるための開方向受圧部１２ａが設けられている。また、この切替弁１２の閉塞方向作動側の端部には、この切替弁１２を閉方向作動させるための閉方向受圧部１２ｂと、この切替弁１２を閉方向作動方向に付勢するバネ１２ｃとが取り付けられている。そして、この切替弁１２は、開方向受圧部１２ａと閉方向受圧部１２ｂとの受圧面積の比率が、油圧シリンダ４のメータイン側であるボトム室４ａと、この油圧シリンダの４メータアウト側であるロッド室４ｂとの断面積の比率に等しくなる構成、例えば２対１とされている。 The switching valve 12 is an on-off valve (spool valve) disposed in the signal pressure line 13 that guides the operation command pilot pressure via the pilot line 5 a to the pressure receiving portion 11 a of the meter-out control valve 11. That is, the switching valve 12 is configured to supply the pressure oil of the operation command pilot pressure to the pressure receiving portion 11 a of the meter-out control valve 11 through the pilot line 5 a when the switching valve 12 is switched. Further, an opening direction pressure receiving portion 12a for operating the switching valve 11 in the opening direction is provided at the end of the switching valve 11 on the opening direction operation side. Further, at the end of the switching valve 12 on the closing direction operation side, a closing direction pressure receiving portion 12b for operating the switching valve 12 in the closing direction, and a spring 12c for biasing the switching valve 12 in the closing direction operating direction. And are attached. In the switching valve 12, the ratio of the pressure receiving area between the opening direction pressure receiving portion 12a and the closing direction pressure receiving portion 12b is the bottom chamber 4a on the meter-in side of the hydraulic cylinder 4 and the 4 meter-out side of the hydraulic cylinder. The configuration is equal to the ratio of the cross-sectional area with the rod chamber 4b, for example, 2 to 1.

そして、切替弁１２の開方向受圧部１２ａは、油圧シリンダ４のボトム室４ａ側の圧力が導かれる構成とされている。また、この切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂは、油圧シリンダ４のロッド室４ｂ側の圧力が導かれる構成とされている。さらに、この切替弁１２の開方向受圧部１２ａおよび閉方向受圧部１２ｂの間には、油圧シリンダ４の推力を検出するための推力検出手段１４が取り付けられている。この推力検出手段１４は、メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力と、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力とのそれぞれを検出する構成とされている。すなわち、この推力検出手段１４にて検出したメータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力が切替弁１２の開方向受圧部１２ａに接続され、この推力検出手段１４にて検出したメータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力が切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂに接続されている。よって、切替弁１２は、油圧シリンダ４のメータイン側の圧力と、この油圧シリンダ４のメータアウト側の圧力との圧力差によって制御される構成とされている。また、切替弁１２と推力検出手段（アクチュエータライン３ｃ，３ｄの圧力検出機能）１４により、推力検出装置が構成されている。 The opening direction pressure receiving portion 12 a of the switching valve 12 is configured to guide the pressure on the bottom chamber 4 a side of the hydraulic cylinder 4. Further, the closing direction pressure receiving portion 12b of the switching valve 12 is configured such that the pressure on the rod chamber 4b side of the hydraulic cylinder 4 is guided. Further, a thrust detecting means 14 for detecting the thrust of the hydraulic cylinder 4 is attached between the opening direction pressure receiving portion 12 a and the closing direction pressure receiving portion 12 b of the switching valve 12. The thrust detecting means 14 is configured to detect the pressure of the meter-in side actuator line 3c and the pressure of the meter-out side actuator line 3d. That is, the pressure of the meter-in side actuator line 3 c detected by the thrust detection means 14 is connected to the opening direction pressure receiving portion 12 a of the switching valve 12, and the meter-out side actuator line 3 d detected by the thrust detection means 14 The pressure is connected to the closing direction pressure receiving portion 12 b of the switching valve 12. Therefore, the switching valve 12 is controlled by a pressure difference between the pressure on the meter-in side of the hydraulic cylinder 4 and the pressure on the meter-out side of the hydraulic cylinder 4. The switching valve 12 and the thrust detection means (pressure detection function of the actuator lines 3c and 3d) 14 constitute a thrust detection device.

＜油圧ショベル＞
次いで、油圧制御装置１が搭載される油圧ショベル（作業機械）１５は、走行装置１６ａを備えた下部走行体１６と、この下部走行体１６上に旋回モータ１７ａを介して旋回自在に配置された上部旋回体１７とを備えた建設機械である。そして、上部旋回体１７の前側には、内部に操作装置５が取り付けられた運転室１７ｂが設けられている。また、上部旋回体１７の中間部にエンジン室１７ｃが設けられ、この上部旋回体１７上の後部にカウンタウエイト１７ｄが設けられている。さらに、上部旋回体１７の前側には、掘削作業等が可能なフロント作業機１８が上下方向に回動可能に取り付けられている。このフロント作業機１８は、上部旋回体１７に俯抑動可能に取り付けられるブーム（作業部）１８ａと、このブーム１８ａの先端部に回動可能に取り付けられるアーム（作業部）１８ｂと、このアーム１８ｂの先端部に４節リンク機構１８ｃを介して回動可能に取り付けられるバケット（作業部）１８ｄとで構成されている。 <Hydraulic excavator>
Next, a hydraulic excavator (working machine) 15 on which the hydraulic control device 1 is mounted is disposed on a lower traveling body 16 having a traveling device 16a, and on the lower traveling body 16 so as to be turnable via a turning motor 17a. A construction machine including an upper swing body 17. And in the front side of the upper turning body 17, the cab 17b in which the operating device 5 was attached is provided. Further, an engine chamber 17 c is provided at an intermediate portion of the upper swing body 17, and a counterweight 17 d is provided at a rear portion on the upper swing body 17. Further, a front work machine 18 capable of excavation work or the like is attached to the front side of the upper swing body 17 so as to be rotatable in the vertical direction. The front working machine 18 includes a boom (working part) 18a that is attached to the upper swing body 17 so as to be able to be suppressed, an arm (working part) 18b that is rotatably attached to a tip part of the boom 18a, and the arm. It is comprised with the bucket (working part) 18d rotatably attached to the front-end | tip part of 18b via the four-bar linkage mechanism 18c.

さらに、フロント作業機１８は、ブーム１８ａを上下動自在に支持し操作駆動させるブームシリンダ（油圧アクチュエータ）１９ａと、アーム１８ｂを上下動自在に支持し操作駆動させるアームシリンダ（油圧アクチュエータ）１９ｂと、バケット１８ｄを上下動自在に支持し操作駆動させるバケットシリンダ（油圧アクチュエータ）１９ｃとを備えている。ここで、ブームシリンダ１９ａは、基端側のシリンダ側の端部が上部旋回体１７の前側上面に回動可能に固定され、先端側のロッド側の端部がブーム１８ａの基端部の側面に回動可能に固定されている。また、アームシリンダ１９ｂは、基端側のシリンダ側の端部がブーム１８ａの中間部の上面に回動可能に取り付けられ、先端側のロッド側の端部がアームの基端部に回動可能に取り付けられている。さらに、バケットシリンダ１９ｃは、基端側のシリンダ側の端部がアームの上面に回動可能に取り付けられ、先端側のロッド側の端部が４節リンク機構１８ｃを介してバケット１８ｄに取り付けられている。
＜切替特性＞ Further, the front work machine 18 includes a boom cylinder (hydraulic actuator) 19a that supports and drives the boom 18a so as to move up and down, and an arm cylinder (hydraulic actuator) 19b that supports and drives the arm 18b so as to move up and down. A bucket cylinder (hydraulic actuator) 19c that supports and drives the bucket 18d to move up and down is provided. Here, the end of the cylinder on the base end side of the boom cylinder 19a is fixed to the front upper surface of the upper swing body 17 so as to be rotatable, and the end of the rod side on the front end side is a side surface of the base end of the boom 18a. It is fixed to be rotatable. Also, the arm cylinder 19b has a proximal end on the cylinder side attached to the upper surface of the middle part of the boom 18a so as to be rotatable, and an end on the distal end side on the rod side is rotatable on the proximal end of the arm Is attached. Further, the bucket cylinder 19c has a proximal cylinder-side end rotatably attached to the upper surface of the arm, and a distal-end rod-side end attached to the bucket 18d via a four-bar linkage mechanism 18c. ing.
<Switching characteristics>

ここで、油圧シリンダ４がアームシリンダ１９ｂである場合に、流量制御弁６は、油圧ショベル１５のアーム１８ｂの引き動作を例として説明すると、このアーム１８ｂを動作させるためのパイロットライン５ａを介したアーム引き用の操作指令パイロット圧によって切替位置Ｂに切り替わる。すると、油圧ポンプ３からの圧油が、メータイン絞り８ｂを通ってメータイン側のアクチュエータライン３ｃからアームシリンダ１９ｂのボトム室４ａへ供給され、ロッド室４ｂからの圧油がメータアウト絞り９ｂを通って油圧タンク７に導かれ、このアームシリンダ１９ｂが伸長する。 Here, when the hydraulic cylinder 4 is the arm cylinder 19b, the flow rate control valve 6 will be described by way of an example of the pulling operation of the arm 18b of the hydraulic excavator 15 via the pilot line 5a for operating the arm 18b. The position is switched to the switching position B by the operation command pilot pressure for arm pulling. Then, the pressure oil from the hydraulic pump 3 is supplied to the bottom chamber 4a of the arm cylinder 19b from the actuator line 3c on the meter-in side through the meter-in throttle 8b, and the pressure oil from the rod chamber 4b passes through the meter-out throttle 9b. Guided to the hydraulic tank 7, the arm cylinder 19b extends.

すなわち、切替弁１２は、推力検出手段１４にて検出されたアームシリンダ１９ｂの推力が働く方向に、このアームシリンダ１９ｂにて支持するアーム１８ｂおよびバケット１８ｄの自重に抗してアームシリンダ１９ｂが駆動する所定の推力、つまりこのアームシリンダ１９ｂのメータイン側の圧力と、このアームシリンダ１９ｂのメータアウト側の圧力との圧力差である所定の力Ｆが、開方向受圧部１２ａおよび閉方向受圧部１２ｂの受圧面積と切替弁１２のバネ１２ｃとで設定した設計値Ｇを越えた積極駆動の場合（駆動時）に切替弁１２がＮ位置からＤ位置に切り替わり、信号圧ライン１３を開く。このとき、パイロットライン５ａを介した操作指令パイロット圧をメータアウト制御弁指令信号としてメータアウト制御弁１１の受圧部１１ａに作用させ、そのメータアウト制御弁指令信号の値に応じてメータアウト制御弁１１がＮ位置からＦ位置へ切り替わり、この油圧シリンダ４の推力の上昇とともにメータアウト制御弁１１の開口面積を増大させる。ここで、力Ｆは、メータアウト側のアクチュエータラインでの圧力損失を低減し得る値に設定されている。 In other words, the switching valve 12 drives the arm cylinder 19b against the dead weight of the arm 18b and the bucket 18d supported by the arm cylinder 19b in the direction in which the thrust of the arm cylinder 19b detected by the thrust detection means 14 works. A predetermined force F, which is a pressure difference between the pressure on the meter-in side of the arm cylinder 19b and the pressure on the meter-out side of the arm cylinder 19b, is an opening direction pressure receiving portion 12a and a closing direction pressure receiving portion 12b. In the case of active driving exceeding the design value G set by the pressure receiving area of the switching valve 12 and the spring 12c of the switching valve 12 (during driving), the switching valve 12 is switched from the N position to the D position, and the signal pressure line 13 is opened. At this time, the operation command pilot pressure via the pilot line 5a is applied to the pressure receiving portion 11a of the meter-out control valve 11 as a meter-out control valve command signal, and the meter-out control valve according to the value of the meter-out control valve command signal 11 is switched from the N position to the F position, and the opening area of the meter-out control valve 11 is increased as the thrust of the hydraulic cylinder 4 increases. Here, the force F is set to a value that can reduce the pressure loss in the actuator line on the meter-out side.

また、切替弁１２は、推力検出手段１４にて検出された推力が所定の推力以下であって、アーム１８ｂおよびバケット１８ｄの自重によりアームシリンダ１９ｂの推力に抗してアームシリンダ１９ｂが自然落下して可動する場合（制動時）を、所定の力Ｆ以下の場合とする。この場合に、切替弁１２はＮ位置にあって、信号圧ライン１３を閉じ、パイロットライン５ａを介した操作指令パイロット圧を受圧部１１ａに作用せず、メータアウト制御弁１１はＮ位置になり、分岐ライン１０と油圧タンク７との連通は遮断される。 In the switching valve 12, the thrust detected by the thrust detecting means 14 is equal to or less than a predetermined thrust, and the arm cylinder 19b naturally falls against the thrust of the arm cylinder 19b by the weight of the arm 18b and the bucket 18d. The case where it is movable (during braking) is assumed to be a predetermined force F or less. In this case, the switching valve 12 is in the N position, the signal pressure line 13 is closed, the operation command pilot pressure via the pilot line 5a is not applied to the pressure receiving portion 11a, and the meter-out control valve 11 is in the N position. The communication between the branch line 10 and the hydraulic tank 7 is blocked.

よって、切替弁１２は、図３に示すように、この切替弁１２の開方向受圧部１２ａに供給されるメータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力による力と、この切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂに供給されるメータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力による力との合力、すなわち油圧シリンダ４の推力に相当する力が所定の大きさの力Ｆを越えた場合、つまりは前述した開方向受圧部１２ａおよび閉方向受圧部１２ｂの受圧面積とバネ１２ｃで設定された設定値Ｇ以上のときに、開方向に切り替わる構成とされている。 Therefore, as shown in FIG. 3, the switching valve 12 has a force due to the pressure of the meter-in side actuator line 3 c supplied to the opening direction pressure receiving portion 12 a of the switching valve 12 and the closing direction pressure receiving portion 12 b of the switching valve 12. When the resultant force with the force of the pressure on the meter-out side actuator line 3d supplied to the pressure, that is, the force corresponding to the thrust of the hydraulic cylinder 4 exceeds the force F of a predetermined magnitude, that is, the above-described opening direction pressure receiving portion When the pressure receiving area of 12a and the closing direction pressure receiving portion 12b and the set value G set by the spring 12c are equal to or larger than the set value G, the opening direction is switched.

＜作用効果＞
例えば、アーム１８ｂをブーム１８ａ側に巻き込むクラウド動作を空中で行うと、このアームシリンダ１９ｂがアーム１８ｂおよびバケット１８ｄの自重にて自重落下し、このアームシリンダ１９ｂに慣性負荷が作用している制動時には、メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力が低下し、この圧力によって切替弁１２の開方向受圧部１２ａに作用する力が小さくなり、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力が上昇し、この圧力によって切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂに作用する力が大きくなる。 <Effect>
For example, when the cloud operation of winding the arm 18b to the boom 18a side is performed in the air, the arm cylinder 19b falls by its own weight due to the weight of the arm 18b and the bucket 18d, and at the time of braking when an inertial load acts on the arm cylinder 19b. The pressure of the meter-in side actuator line 3c decreases, and this pressure reduces the force acting on the opening direction pressure receiving portion 12a of the switching valve 12, and the pressure of the meter-out side actuator line 3d increases. The force acting on the closing direction pressure receiving portion 12b of the valve 12 is increased.

この場合は、これらメータイン側およびメータアウト側のアクチュエータライン３ｃ，３ｄ間の圧力差による力、すなわち合力が力Ｆを越えないため、切替弁１２は開方向に切り替わらず閉位置のままとなる。このため、メータアウト制御弁１１も開方向に切り替わらず閉位置となるため、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧油は、流量制御弁６のメータアウト絞り９ｂを通って油圧タンク７へ戻っていく。 In this case, since the force due to the pressure difference between the meter-in side and the meter-out side actuator lines 3c and 3d, that is, the resultant force does not exceed the force F, the switching valve 12 is not switched in the opening direction but remains in the closed position. For this reason, since the meter-out control valve 11 is not switched in the opening direction and is in the closed position, the pressure oil in the actuator line 3d on the meter-out side returns to the hydraulic tank 7 through the meter-out throttle 9b of the flow control valve 6. Go.

次いで、掘削時等を行いアーム１８ｂおよびバケット１８ｄの自重に抗してアームシリンダ１９ｂを積極駆動させる駆動時には、メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力が上昇し、この圧力によって切替弁１２の開方向受圧部１２ａに作用する力が、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力によって切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂに作用する力よりも大きくなる。 Next, during excavation or the like and when driving the arm cylinder 19b positively against the dead weight of the arm 18b and the bucket 18d, the pressure of the actuator line 3c on the meter-in side increases, and this pressure causes the switching valve 12 to receive pressure in the opening direction. The force acting on the portion 12a is larger than the force acting on the closing direction pressure receiving portion 12b of the switching valve 12 due to the pressure of the actuator line 3d on the meter-out side.

メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力とメータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力との圧力差が、メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力がさらに上昇して、これらメータイン側およびメータアウト側のアクチュエータライン３ｃ，３ｄ間の合力が力Ｆを超えると、切替弁１２がＮ位置から開方向のＤ位置に切り替わる。そして、この切替弁１２がＤ位置となった場合には、パイロットライン５ａおよび信号圧ライン１３を介して操作指令パイロット圧の圧油の圧力がメータアウト制御弁１１の受圧部１１ａに作用し、このメータアウト制御弁１１が開方向へ切り替わりＦ位置となる。この結果、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧油は、メータアウト制御弁１１および流量制御弁６を通って油圧タンク７へと戻っていく。 The pressure difference between the pressure on the meter-in side actuator line 3c and the pressure on the meter-out side actuator line 3d further increases the pressure on the meter-in side actuator line 3c, and the meter-in side and meter-out side actuator lines 3c, When the resultant force between 3d exceeds the force F, the switching valve 12 is switched from the N position to the D position in the opening direction. When the switching valve 12 is in the D position, the pressure oil pressure of the operation command pilot pressure acts on the pressure receiving portion 11a of the meter-out control valve 11 via the pilot line 5a and the signal pressure line 13. This meter-out control valve 11 is switched to the opening direction to the F position. As a result, the pressure oil in the meter-out side actuator line 3 d returns to the hydraulic tank 7 through the meter-out control valve 11 and the flow rate control valve 6.

このとき、メータアウト制御弁１１がＦ位置に切り替わり、このメータアウト制御弁１１の開口面積が増大したことによって、メータアウト側で発生していたエネルギ損失を低減できる。さらに、メータアウト側のエネルギ損失を低減させたことにより、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力が低下していくため、この圧力低下に伴ってメータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力も低下していく。 At this time, the meter-out control valve 11 is switched to the F position, and the opening area of the meter-out control valve 11 is increased, so that the energy loss generated on the meter-out side can be reduced. Further, since the energy loss on the meter-out side is reduced, the pressure of the actuator line 3d on the meter-out side is lowered. Accordingly, the pressure on the actuator line 3c on the meter-in side is also lowered with this pressure drop. .

この場合、推力検出装置を構成する切替弁１２と推力検出手段（アクチュエータライン３ｃ，３ｄの圧力検出機能）１４との作用により、アームシリンダ１９ｂに係るメータイン側およびメータアウト側の負荷荷重が変化せず、このアームシリンダ１９ｂの推力の変化が少ない。メータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力が切替弁１２の開方向受圧部１２ａに作用する力と、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力が切替弁１２の閉方向受圧部１２ｂに作用する力との合力が変化せず、その差が設定値Ｇを越えているとき、切替弁１２が閉方向に切り替わることはない。 In this case, the load load on the meter-in side and the meter-out side of the arm cylinder 19b is changed by the action of the switching valve 12 constituting the thrust detection device and the thrust detection means (pressure detection function of the actuator lines 3c, 3d) 14. The change in thrust of the arm cylinder 19b is small. The resultant force of the force that the pressure of the meter-in side actuator line 3c acts on the opening direction pressure receiving portion 12a of the switching valve 12 and the force that the pressure of the meter-out side actuator line 3d acts on the closing direction pressure receiving portion 12b of the switching valve 12 Does not change and the difference exceeds the set value G, the switching valve 12 does not switch in the closing direction.

よって、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力低下に伴うメータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力低下を切り替え設定値Ｇによる切替弁１２の制御により抑制でき、メータアウト制御弁１１の開口面積の増減に伴う油圧シリンダ４の推力の変化を少なくできる。このため、メータアウト制御弁１１を切り替える際の切替弁１２の弁体等が連続して振動する等のハンチング現象を抑制でき、メータアウト側のエネルギ損失を円滑に低減できる。また、油圧シリンダ４の操作性を良好に保ちつつ、油圧ショベル１５等の作業機械の省エネルギ化が可能となる。 Therefore, the pressure drop of the meter-in side actuator line 3c due to the pressure drop of the meter-out side actuator line 3d can be suppressed by the control of the switching valve 12 by the switching set value G, and accompanying the increase or decrease of the opening area of the meter-out control valve 11 The change in thrust of the hydraulic cylinder 4 can be reduced. For this reason, the hunting phenomenon of the valve body etc. of the switching valve 12 at the time of switching the meter-out control valve 11 vibrating continuously can be suppressed, and the energy loss on the meter-out side can be reduced smoothly. In addition, it is possible to save energy in the work machine such as the hydraulic excavator 15 while maintaining the operability of the hydraulic cylinder 4 in a good state.

［第２実施形態］
図４は本発明の第２実施形態に係る作業機械の油圧制御装置を示す概略図、図５は上記油圧制御装置のコントローラの演算処理を示す図である。 [Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a hydraulic control device for a work machine according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing arithmetic processing of a controller of the hydraulic control device.

そして、本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、パイロットライン５ａからの操作指令パイロット圧による切替弁１２の切替動作にてメータアウト制御弁１１を油圧制御する構成であるのに対し、第２実施形態は、メータアウト制御弁２３を電磁的に制御する構成である。すなわち、第２実施形態に係る油圧制御装置１Ａにおいては、切替弁１１が取り付けられておらず、推進力検出装置の推力検出手段として圧力センサ２４，２５が取り付けられ、操作装置５から出力される操作指令パイロット圧の圧力検出手段として圧力センサ２６が取り付けられ、推進力検出装置の切替制御手段としてコントローラ２７が取り付けられている。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。 The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment described above in that the first embodiment is a meter-out control valve 11 in the switching operation of the switching valve 12 by the operation command pilot pressure from the pilot line 5a. In the second embodiment, the meter-out control valve 23 is electromagnetically controlled. That is, in the hydraulic control apparatus 1A according to the second embodiment, the switching valve 11 is not attached, and the pressure sensors 24 and 25 are attached as thrust detection means of the thrust detection apparatus, and output from the operating device 5. A pressure sensor 26 is attached as pressure detection means for the operation command pilot pressure, and a controller 27 is attached as switching control means for the propulsive force detection device. The other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

具体的に、圧力センサ２４は、メータイン側のアクチュエータライン３ｃに取り付けられており、このアクチュエータライン３ｃの圧力を検出する。また、圧力センサ２５は、メータアウト側のアクチュエータライン３ｄに取り付けられ、このアクチュエータライン３ｄの圧力を検出する。さらに、圧力センサ２６は、パイロットライン５ａに取り付けられ、このパイロットライン５ａの操作指令パイロット圧を検出する構成とされている。 Specifically, the pressure sensor 24 is attached to the actuator line 3c on the meter-in side, and detects the pressure of the actuator line 3c. The pressure sensor 25 is attached to the actuator line 3d on the meter-out side, and detects the pressure of the actuator line 3d. Further, the pressure sensor 26 is attached to the pilot line 5a, and is configured to detect an operation command pilot pressure of the pilot line 5a.

そして、これら圧力センサ２４，２５，２６は、メータアウト制御弁２３とコントローラ２７とのそれぞれに接続されており、これら圧力センサ２４，２５，２６の検出信号がコントローラ２７に入力され、このコントローラ２７からメータアウト制御弁２３へ指令電流を出力させる。すなわち、メータアウト制御弁２３は、電磁弁であり、コントローラ２７から出力される指令信号にて開位置または閉位置に切り替わる構成とされている。 The pressure sensors 24, 25, and 26 are connected to the meter-out control valve 23 and the controller 27, and detection signals from the pressure sensors 24, 25, and 26 are input to the controller 27. Command current to the meter-out control valve 23. That is, the meter-out control valve 23 is an electromagnetic valve, and is configured to be switched to an open position or a closed position by a command signal output from the controller 27.

また、コントローラ２７は、圧力センサ２４，２５，２６からの検出信号が入力されて、所定の演算処理を行うものであり、図５に示すように、ソレノイド電流演算部２７ａと、推力演算部２７ｂと、制御係数演算部２７ｃと、乗算部２７ｄとを備えている。具体的に、ソレノイド電流演算部２７ａは、図５に示す変換テーブルＤを用い、圧力センサ２６の検出信号である操作指令パイロット圧に応じたソレノイド電流値を演算する。ここで、この変換テーブルＤは、予め設計されたものであって、圧力センサ２６にて検出した操作指令圧が予め定めた所定の値を越えた場合に、ソレノイド電流値を増加させるテーブルとされている。 The controller 27 receives detection signals from the pressure sensors 24, 25, and 26 and performs a predetermined calculation process. As shown in FIG. 5, a solenoid current calculation unit 27a and a thrust calculation unit 27b. A control coefficient calculator 27c and a multiplier 27d. Specifically, the solenoid current calculation unit 27a calculates a solenoid current value corresponding to the operation command pilot pressure, which is a detection signal of the pressure sensor 26, using the conversion table D shown in FIG. Here, the conversion table D is designed in advance and is a table for increasing the solenoid current value when the operation command pressure detected by the pressure sensor 26 exceeds a predetermined value. ing.

次いで、推力演算部２７ｂは、圧力センサ２４および圧力センサ２５の検出信号であるメータイン側およびメータアウト側の各アクチュエータライン３ｃ，３ｄの圧力に基づいて油圧シリンダ４の推力を演算する。具体的に、この推力演算部２７ｂは、（圧力センサ２４の検出値：ボトム室４ａの圧力［Ｐ_Ｂ］）×（ボトム室４ａの断面積［Ａ_Ｂ］）−（圧力センサ２５の検出値：ロッド室４ｂの圧力［Ｐ_Ｒ］）×（ロッド室４ｂの断面積［Ａ_Ｒ］）の式を用いて油圧シリンダ４の推力を演算する。すなわち、この推力演算部２７ｂは、（メータイン側の圧力）×（メータイン側の油圧シリンダ４の断面積）−（メータアウト側の圧力）×（メータアウト側の油圧シリンダ４の断面積）にて油圧シリンダ４の推力を算出する構成とされている。 Next, the thrust calculation unit 27b calculates the thrust of the hydraulic cylinder 4 based on the pressures of the actuator lines 3c and 3d on the meter-in side and the meter-out side, which are detection signals of the pressure sensor 24 and the pressure sensor 25. Specifically, the thrust calculation unit 27b is configured to calculate (the detected value of the pressure sensor 24: the pressure [P _B ] of the bottom chamber 4a) × (the cross sectional area [A _B ] of the bottom chamber 4a) − (the detected value of the pressure sensor 25). : The thrust of the hydraulic cylinder 4 is calculated using the formula of the pressure [P _R ] of the rod chamber 4b × (the cross-sectional area [A _R ] of the rod chamber 4b). That is, the thrust calculation unit 27b is (meter-in side pressure) × (cross-sectional area of the meter-in side hydraulic cylinder 4) − (meter-out side pressure) × (cross-sectional area of the meter-out side hydraulic cylinder 4). The thrust of the hydraulic cylinder 4 is calculated.

さらに、制御係数演算部２７ｃは、図５に示す変換テーブルＥを用い、推力演算部２７ｂにて演算した油圧シリンダ４の推力に応じた制御定数ｋを演算する。ここで、この変換デーブルＥは、予め設定されたものであって、推力演算部２７ｂにて演算された油圧シリンダ４の推力が予め定めた所定の値を越えた場合に、制御定数Ｋｋを１とするテーブルとされている。そして、乗算部２７ｄは、ソレノイド電流演算部２７ａにて演算されたソレノイド電流値と、制御係数演算部２７ｃにて演算された制御定数ｋとを掛け合わせて乗算し、目標ソレノイド電流値を算出する。さらに、この目標ソレノイド電流値は、指令電流としてコントローラ２７からメータアウト制御弁２３へ出力される構成とされている。 Further, the control coefficient calculation unit 27c calculates a control constant k corresponding to the thrust of the hydraulic cylinder 4 calculated by the thrust calculation unit 27b using the conversion table E shown in FIG. Here, the conversion table E is set in advance, and when the thrust of the hydraulic cylinder 4 calculated by the thrust calculator 27b exceeds a predetermined value, the control constant Kk is set to 1. And the table. The multiplying unit 27d multiplies the solenoid current value calculated by the solenoid current calculating unit 27a by the control constant k calculated by the control coefficient calculating unit 27c and multiplies them to calculate a target solenoid current value. . Further, the target solenoid current value is output from the controller 27 to the meter-out control valve 23 as a command current.

＜作用効果＞
このように構成した本発明の第２実施形態は、メータアウト制御弁２３をコントローラ２７にて電気的に制御した場合であっても、油圧シリンダ４のメータアウト側のアクチュエータライン３ｄの圧力低下に伴うメータイン側のアクチュエータライン３ｃの圧力低下を抑制して、この油圧シリンダ４の推力の変化を少なくできる。よって、メータアウト側のエネルギ損失を低減できるから、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。 <Effect>
The second embodiment of the present invention configured as described above reduces the pressure of the actuator line 3d on the meter-out side of the hydraulic cylinder 4 even when the meter-out control valve 23 is electrically controlled by the controller 27. A change in thrust of the hydraulic cylinder 4 can be reduced by suppressing the pressure drop of the actuator line 3c on the meter-in side. Therefore, since the energy loss on the meter-out side can be reduced, the same effect as the first embodiment described above can be obtained.

＜その他＞
なお、上記各実施形態においては、作業機械を油圧ショベル１５とし、作業部をアーム１８ｂとし、油圧アクチュエータをアームシリンダ１９ｂとした場合を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の油圧アクチュエータで慣性負荷が作用する場合と積極駆動する場合とがあれば、油圧ショベル１５のバケットシリンダ１９ｄや、例えばクレーン、ホイルローダ等の作業部を油圧シリンダ４にて駆動させる作業機械にも用いることができる。さらに、例えば油圧モータ等の油圧シリンダ以外の油圧アクチュエータであっても対応させて用いることができる。 <Others>
In each of the above embodiments, the case where the working machine is the hydraulic excavator 15, the working unit is the arm 18b, and the hydraulic actuator is the arm cylinder 19b has been described. However, the present invention is not limited to this, and if there is a case where an inertial load acts on the same hydraulic actuator and a case where the same is actively driven, the bucket cylinder 19d of the hydraulic excavator 15, for example, a crane, a wheel loader, etc. It can also be used for a working machine in which the working unit is driven by the hydraulic cylinder 4. Furthermore, for example, a hydraulic actuator other than a hydraulic cylinder such as a hydraulic motor can be used correspondingly.

また、アーム１８ｂの引き動作の場合を例とし、メータアウト側となるロッド室４ｂ側にのみメータアウト制御弁１１，２３を設けた構成について説明したが、このロッド室４ｂ側とボトム室４ａ側の両方にメータアウト制御弁１１，２３を設ける構成とすることもできる。 Further, as an example of the pulling operation of the arm 18b, the configuration in which the meter-out control valves 11 and 23 are provided only on the rod chamber 4b side on the meter-out side has been described. However, the rod chamber 4b side and the bottom chamber 4a side are described. The meter-out control valves 11 and 23 may be provided on both of them.

１，１Ａ油圧制御装置
２エンジン
３油圧ポンプ
３ａ吐出ライン
３ｂセンタバイパスライン
３ｃ，３ｄアクチュエータライン
４油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
４ａボトム室
４ｂロッド室
５操作装置
５ａ，５ｂパイロットライン
５ｃ指令パイロット圧発生部
６流量制御弁
６ａセンタバイパス部
６ｂポンプポート
６ｃタンクポート
６ｄ，６ｅアクチュエータポート
６ｆ，６ｇパイロット圧受圧部
７油圧タンク
８ｂ，８ｃメータイン絞り
９ｂ，９ｃメータアウト絞り
１０分岐ライン
１１メータアウト制御弁
１１ａ受圧部
１１ｂバネ
１２切替弁
１２ａ開方向受圧部
１２ｂ閉方向受圧部
１２ｃバネ
１３信号圧ライン
１４推力検出手段
１５油圧ショベル（作業機械）
１６下部走行体
１６ａ走行装置
１７上部旋回体
１７ａ旋回モータ
１７ｂ運転室
１７ｃエンジン室
１７ｄカウンタウエイト
１８フロント作業機
１８ａブーム（作業部）
１８ｂアーム（作業部）
１８ｃ４節リンク機構
１８ｄバケット（作業部）
１９ａブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１９ｂアームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１９ｄバケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
２３メータアウト制御弁
２４，２５圧力センサ（推力検出手段）
２６圧力センサ（圧力検出手段）
２７コントローラ
２７ａソレノイド電流演算部
２７ｂ推力演算部
２７ｃ制御係数演算部
２７ｄ乗算部
Ａ中立位置
Ｂ，Ｃ切替位置
Ｄ，Ｅ変換テーブル 1, 1A Hydraulic control device 2 Engine 3 Hydraulic pump 3a Discharge line 3b Center bypass line 3c, 3d Actuator line 4 Hydraulic cylinder (hydraulic actuator)
4a Bottom chamber 4b Rod chamber 5 Operating device 5a, 5b Pilot line 5c Command pilot pressure generating part 6 Flow control valve 6a Center bypass part 6b Pump port 6c Tank port 6d, 6e Actuator port 6f, 6g Pilot pressure receiving part 7 Hydraulic tank 8b 8c Meter-in throttle 9b, 9c Meter-out throttle 10 Branch line 11 Meter-out control valve 11a Pressure receiving portion 11b Spring 12 Switching valve 12a Open direction pressure receiving portion 12b Closed direction pressure receiving portion 12c Spring 13 Signal pressure line 14 Thrust detection means 15 Hydraulic excavator ( Work machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Lower traveling body 16a Traveling apparatus 17 Upper turning body 17a Turning motor 17b Operation room 17c Engine room 17d Counterweight 18 Front working machine 18a Boom (working part)
18b Arm (working part)
18c Four-bar linkage mechanism 18d Bucket (working part)
19a Boom cylinder (hydraulic actuator)
19b Arm cylinder (hydraulic actuator)
19d Bucket cylinder (hydraulic actuator)
23 Meter-out control valve 24, 25 Pressure sensor (thrust detection means)
26 Pressure sensor (pressure detection means)
27 Controller 27a Solenoid current calculation unit 27b Thrust calculation unit 27c Control coefficient calculation unit 27d Multiplication unit A Neutral position B, C Switching position D, E Conversion table

Claims

A hydraulic pump;
A hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump;
An actuator line attached to a meter-in side from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and a meter-out side from the hydraulic actuator to the hydraulic pump;
A meter-in throttle for controlling pressure oil in the actuator line on the meter-in side, a meter-out throttle for controlling pressure oil in the actuator line on the meter-out side, and a flow control valve for controlling the operation of the hydraulic actuator;
A meter-out control valve attached to a branch line communicating the meter-out side actuator line to the hydraulic tank;
Thrust detecting means for detecting the thrust of the hydraulic actuator;
Switching control means for switching and controlling opening and closing of the meter-out control valve,
The switching control means is configured to increase the thrust to the hydraulic actuator and to increase the thrust when the hydraulic actuator is driven in a direction in which the thrust of the hydraulic actuator detected by the thrust detecting means is applied. A hydraulic control device for a work machine, wherein an opening area of the out control valve is increased and the opening area of the meter out control valve is decreased when the thrust is equal to or less than the predetermined thrust.

The hydraulic control device for a work machine according to claim 1,
The hydraulic actuator is a hydraulic cylinder having a bottom chamber and a rod chamber,
It has a working part supported by this hydraulic cylinder so that it can be driven,
The switching control means increases the opening area of the meter-out control valve as the thrust of the hydraulic cylinder increases when the hydraulic cylinder is driven in the direction in which the weight of the working portion acts by the thrust of the hydraulic cylinder. An opening area of the meter-out control valve is reduced when the hydraulic cylinder is driven against the thrust of the hydraulic cylinder due to its own weight.

The hydraulic control device for a work machine according to claim 2,
The meter-out control valve has a pressure receiving portion provided at the opening direction operation side end of the meter-out control valve,
The thrust detection means detects the pressure on the meter-in side and the meter-out side of the hydraulic cylinder,
The flow control valve controls the operation of the hydraulic cylinder based on an operation command pilot pressure generated when operating the working unit;
The switching control means includes a signal pressure line that guides the operation command pilot pressure to the pressure receiving portion, and a pressure between the pressure on the meter-in side of the hydraulic cylinder and the pressure on the meter-out side of the hydraulic cylinder. A switching valve controlled by a difference, and when the pressure difference exceeds a predetermined pressure, the switching valve opens the signal pressure line, and the operation command pilot pressure is used as the meter-out control valve command signal. When the pressure is applied to the pressure receiving portion, the signal pressure line is closed by the switching valve when the pressure is equal to or lower than the predetermined pressure, and the operation command pilot pressure is not applied to the pressure receiving portion as the meter-out control valve command signal. Hydraulic control device for work machines.

The hydraulic control device for a work machine according to claim 2,
The meter-out control valve is a solenoid valve,
The thrust detection means detects the pressure on the meter-in side and the meter-out side of the hydraulic cylinder,
The switching control means includes a pressure detection means for detecting an operation command pilot pressure generated when the working unit is operated, and a controller that receives a detection signal from the thrust detection means and the pressure detection means and performs a predetermined calculation process And
The controller includes a solenoid current calculation unit that calculates a solenoid current value corresponding to the operation command pilot pressure detected by the pressure detection unit, and a meter-in side pressure and a meter-out side detected by the thrust detection unit. A thrust calculation unit that calculates the thrust of the hydraulic cylinder from the pressure of the pressure, a control coefficient calculation unit that calculates a control coefficient according to the thrust calculated by the thrust calculation unit, and a solenoid current calculation unit A multiplication unit that multiplies the solenoid current value and the control coefficient calculated by the control coefficient calculation unit to calculate a target solenoid current value, and sets the target solenoid current value calculated by the multiplication unit to a command current Output to the meter-out control valve as a hydraulic control device for a work machine.