JP3647625B2 - Hydraulic drive - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧駆動装置に係わり、特に、油圧ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧を設定値に維持するよう油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御の油圧駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧を設定値に維持するよう油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御技術として、特開平5−99126号公報に記載のポンプ容量制御装置や英国特許1599233号明細書に記載の可変容量型油圧ポンプの制御装置がある。
【0003】
特開平5−99126号公報に記載のポンプ容量制御装置、可変容量型の油圧ポンプの斜板を傾転するサーボピストンと、油圧ポンプの吐出圧Psとこの油圧ポンプにより駆動されるアクチュエータの負荷圧PLSとの差圧ΔPLSによってポンプ吐出圧をサーボピストンに供給して差圧ΔPLSを設定値ΔPLSrefに維持し、容量制御する傾転制御装置とを備えている。また、可変容量型の油圧ポンプとともにエンジンにより駆動される固定容量油圧ポンプと、この固定容量油圧ポンプの吐出路に設けられた絞りと、この絞りの前後差圧ΔPpによって傾転制御装置の設定値ΔPLSrefを変更する設定変更手段とを備え、固定容量油圧ポンプの吐出路に設けた絞りの前後差圧の変化でエンジン回転数を検出し、傾転制御装置の設定値ΔPLSrefを変更するようにしている。
【0004】
英国特許1599233号明細書に記載の制御装置も、同様な構成を備えている。すなわち、固定ポンプの吐出路に絞りを設け、この絞りの前後差圧ΔPpを設定調整弁の両端の制御圧力室に導いている。原動機の回転数が十分高く、バネで設定された圧力より差圧ΔPpが大きい場合、弁装置21はII側につながれ、ロードセンシング制御を行っている傾転制御弁の目標ロードセンシング差圧ΔPLSrefが高く設定されている。複数の流量制御弁につながる各アクチュエータの負荷の変化により、原動機が過負荷の状態になり、回転数は低下すると、原動機につながる固定ポンプの吐出量が低下する。このポンプ吐出量の低下により、絞りの前後差圧ΔPpに比べバネの設定値が高くなった場合、設定調整弁はI側に切り換わり、ロードセンシング制御を行っている傾転制御弁に対する目標ロードセンシング差圧ΔPLSrefが低く設定されるため、原動機への負荷の軽減が図れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特開平5−99126号公報に記載のポンプ容量制御装置では、流量制御弁が操作された場合、傾転制御装置には設定変更手段によりエンジン回転数に応じたロードセンシング差圧ΔPLSrefが設定され、可変容量型油圧ポンプのポンプ吐出管路内の圧力Psは流量制御弁により動作されているアクチェータのうちの最高負荷圧PLSからロードセンシング差圧ΔPLSref分だけ高い圧力に保持され、Ps=PLS+ΔPLSrefとなっている。
【0006】
これに対し、流量制御弁を操作しない場合は、最高負荷圧PLSはタンク圧になるため、傾転制御装置はポンプ吐出管路内の圧力を下げるために可変容量型油圧ポンプの傾転角を最小にする。この場合、ポンプ吐出量が微小ながら発生していたり、もしくはポンプ吐出量が全くなく設定されていても、油圧ポンプの斜板の動作の遅れから、小量の流量が発生し、流量制御弁の中立位置で圧油が密閉されるため、圧力がポンプ吐出管路に発生する。
【0007】
そこで、一般的な油圧回路においては、ポンプ吐出管路に安全弁(リリーフ弁)が接続され、この安全弁により吐出管路内の圧力は、回路全体の許容する圧力の最大値になる。
【0008】
また、通常ロードセンシング制御を行っている油圧装置には、一般的に油圧ポンプの無負荷時のエネルギ効率を向上するために、ポンプ吐出管路にアンロード弁がつながれ、ポンプ吐出管路内の圧力を、流量制御弁が操作されていない状態で、最高負荷圧PLSからバネで設定した差圧ΔPun分だけ高く保持するように制御している。
【0009】
このアンロード弁の設定差圧ΔPunは、傾転制御装置に設定されているロードセンシング差圧ΔPLSrefより高い値に設定されている。このため、流量制御弁が操作されている場合、システムが正常に動作している状態では、ポンプ吐出管路内の圧力Psは傾転制御装置によりPs=PLS+ΔPLSrefに制御されているため、アンロード弁は動作せず、傾転制御装置によるロードセンシング制御と干渉しないように設定されている。
【0010】
しかし、作業負荷の変動により最高負荷圧PLSが変動する場合、それに追従して油圧ポンプの吐出管路内の圧力Psも傾転制御装置により調整されるが、ロードセンシング制御によるポンプ傾転の遅れからアクチュエータが要求する流量以上の流量が発生する場合がある。この流量の差がポンプ吐出管路内の圧力をロードセンシング制御による目標圧より偏差させ、系全体の発振の原因となる。
【0011】
アンロード弁は、この現象に対して系を安定させるように動作し、ポンプ吐出管路内の圧力が設定差圧ΔPun以上に達した場合、管路内の圧油をタンクに放出する。これは、油圧ポンプの傾転の遅れにより発生した流量分の圧油を放出していることに等しく、結果として系全体は安定する。
【0012】
このアンロード弁の設定差圧ΔPunとロードセンシング制御の設定差圧ΔPLSrefを近い値に設定することで、系全体の安定性が向上する。
【0013】
ところで、特開平5−99126号公報に記載のポンプ容量制御装置では、設定変更手段において、固定容量ポンプの吐出流量からエンジン回転数を検出し、ロードセンシング制御の設定差圧ΔPLSrefを可変に調整し、エンジン回転数に応じた操作性の向上を実現している。しかし、このようなポンプ容量装置を備えた油圧回路にアンロード弁を設け、アンロード弁の設定差圧ΔPunをエンジンの定格回転数でのロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりわずかに高い設定にしたシステムを考えた場合、このようなシステムでは、エンジンの定格回転数での系全体の安定化は向上しても、エンジン回転数を低くした場合、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefが低下するのに対し、アンロード弁の設定差圧はバネにより固定されているため、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefとアンロード弁の設定差圧ΔPunとの差が大きくなり、エンジン定格回転数と同等な安定性が保てなくなってしまう。
【0014】
英国特許1599233号明細書に記載の制御装置でも、アンロード弁を設け、アンロード弁の設定差圧ΔPunを原動機の定格回転数でのロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりわずかに高い設定にしたシステムを考えた場合、このようなシステムでは、原動機の回転数が低くなった場合の系の安定性が保てなくなるという同様な問題がある。
【0015】
本発明の目的は、エンジン回転数に影響されず、安定したロードセンシング制御を行える油圧駆動装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴及びそれに付随する特徴は次のようである。
【0017】
(1)まず、本発明では、エンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧Psと前記複数のアクチュエータの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSを第1設定値ΔPLSrefに維持するよう前記油圧ポンプを容量制御するポンプ容量制御手段とを備え、このポンプ容量制御手段は前記エンジンの回転数に応じて前記ポンプ容量制御手段の第1設定値ΔPLSrefを変更する第1設定変更手段を有する油圧駆動装置において、前記油圧ポンプの吐出圧Psと前記複数のアクチュエータの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSを前記第1設定値ΔPLSrefより高い第2設定値ΔPunに維持するよう前記油圧ポンプの吐出圧を制御するアンロード弁と、前記エンジンの回転数に応じて、前記第1設定変更手段による第1設定値ΔPLSrefの変更に合わせて前記アンロード弁の第2設定値ΔPunを変更する第2設定変更手段とを備え、前記第1設定変更手段は、前記可変容量型の油圧ポンプとともに前記エンジンにより駆動される固定容量油圧ポンプと、この固定容量油圧ポンプの吐出路に設けられた流量検出弁と、前記流量検出弁の上流側の圧力と下流側の圧力とが導かれ、当該流量検出弁の前後差圧ΔPpに相当する1つの信号圧を発生する第1圧力制御弁と、前記第1圧力制御弁からの信号圧によって前記第1設定値ΔPLSrefを変更する操作駆動部とを有し、前記第2設定変更手段は、前記アンロード弁の弁体を閉じ方向に付勢する第1制御圧力室と、前記第1圧力制御弁からの信号圧を前記アンロード弁の第1制御圧力室に導く油圧ラインとを有するものとする。
【0018】
このように構成した本発明においては、第1設定変更手段によりエンジンの回転数に応じてポンプ容量制御手段の第1設定値ΔPLSrefが変更されるとき、第2設定変更手段によりその第1設定値ΔPLSrefの変更に合わせてアンロード弁の第2設定値ΔPunが変更されるため、エンジンの回転数を低くしたときに、ポンプ容量制御手段の第1設定値ΔPLSrefとアンロード弁の第2設定値ΔPunの差が大きくなることがなく、エンジンの回転数を低くしたときでも、システムの安定性を確保することができる。
【0020】
また、上記のように第1及び第2設定変更手段を構成することにより、流量検出弁の前後差圧ΔPpはエンジンの回転数によって変化するため、第1設定変更手段にあっては、流量検出弁の前後差圧ΔPpによって第1設定値ΔPLSrefを変更することにより第1設定値ΔPLSrefをエンジン回転数に応じて変更でき、第2設定変更手段においては流量検出弁の前後差圧ΔPpによってアンロード弁の第2設定値ΔPunを変更することにより第2設定値ΔPunをエンジン回転数に応じて変更でき、第1設定変更手段による第1設定値ΔPLSrefの変更に合わせてアンロード弁の第2設定値ΔPunを変更することができる。また、エンジン回転数の変化を流量検出弁の前後差圧ΔPpで油圧的に検出するので、油圧的にシステムを構成することができる。
更に、流量検出弁の前後差圧ΔPpに相当する信号圧を発生する第1圧力制御弁を設けることにより、操作駆動部及びアンロード弁共に、流量検出弁から1本のパイロットラインで信号圧を導くことができるようになり、回路構成が簡素化されると共に、信号圧が低圧となるのでパイロットラインのホース等を低圧用のものを使用でき安価となる。
【0025】
これにより第1設定変更手段は、油圧的構成により、上記(3)の機能(エンジンの回転数を検出し、このエンジン回転数がエンジンの最低回転数側の領域にあるときは流量制御弁の合計の最大要求流量Qvtotalが油圧ポンプの最大吐出量Qsmaxよりも少なくなるようにポンプ容量制御手段の設定値ΔPLSrefを変更する機能)を実現でき、第2設定変更手段も油圧的構成により上記(3)の機能(エンジン回転数如何にか変わらずポンプ容量制御手段の第1設定値ΔPLSrefとアンロード弁の第2設定値ΔPunの差が大きくなることがない機能)を実現できる。
【0028】
(2)また、上記(1)において、好ましくは、前記油圧ポンプの吐出圧Psと前記複数のアクチュエータの最高負荷圧PLSとが導かれ、それらの差圧ΔPLSに相当する1つの信号圧を発生する第2圧力制御弁を更に備え、前記アンロード弁は、アンロード弁の弁体の開け方向に油圧力が作用する第2制御圧力室を有し、前記第2制御圧力室に前記第2圧力制御弁の出力信号圧を導く。
【0029】
これによりアンロード弁は、ポンプ吐出圧Psと最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSに関しても1本の低圧用のパイロットラインで信号圧を導くことができるようになり、回路構成がより簡素化されかつ安価となる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【0031】
図1は本発明の基本的な考え方を示す油圧駆動装置の構成を示すもので、この油圧駆動装置は、エンジン1と、このエンジン1により駆動される可変容量型の油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2から吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータ3a,3b,3cと、油圧ポンプ2の吐出管路100に接続され、油圧ポンプ2からアクチュエータ3a,3b,3cに供給される圧油の流量と方向をそれぞれ制御する複数の切換制御弁4a,4b,4cからなる弁装置4と、油圧ポンプ2を容量制御するポンプ容量制御装置5と、油圧ポンプ2の吐出管路100をタンク101に連絡する分岐管路102に設けられたアンロード弁80とを備えている。
【0032】
複数の切換制御弁4a,4b,4cは、それぞれ、複数の流量制御弁6a,6b,6cと、これら複数の流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧を同じに制御する複数の圧力補償弁7a,7b,7cとで構成されている。
【0033】
複数の圧力補償弁7a,7b,7cは、それぞれ、流量制御弁6a,6b,6cの上流に設置された前置きタイプであり、圧力補償弁7aは2対の対向する制御圧力室70a,70b及び70c,70dを有し、制御圧力室70a,70bに流量制御弁6aの上流側及び下流側の圧力をそれぞれ導き、制御圧力室70c,70dに油圧ポンプ2の吐出圧Psと複数のアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSとをそれぞれ導き、これにより流量制御弁6aの前後差圧を閉弁方向に作用させるとともに、油圧ポンプ2の吐出圧Psと複数のアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSを開弁方向に作用させ、その差圧ΔPLSを圧力補償の目標差圧として流量制御弁6aの前後差圧を制御する。圧力補償弁7b,7cも同様に構成されている。
【0034】
このように圧力補償弁7a,7b,7cが同じ差圧ΔPLSを目標差圧としてそれぞれの流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧を制御することにより、流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧はともに差圧ΔPLSになるように制御され、流量制御弁6a,6b,6cの要求流量は差圧ΔPLSの平方根とそれぞれの開口面積との積で表されるものとなる。
【0035】
複数の流量制御弁6a,6b,6cには、それぞれ、アクチュエータ3a,3b,3cの駆動時にそれらの負荷圧を取り出す負荷ポート60a,60b,60cが設けられ、これら負荷ポート60a,60b,60cに取り出された負荷圧のうちの最高の圧力が負荷ライン8a,8b,8c、8d及びシャトル弁9a,9bを介して信号ライン10に検出され、この圧力が上記最高負荷圧PLSとして圧力補償弁7a,7b,7cに与えられる。
【0036】
油圧ポンプ2は斜板2aの傾転角を大きくすることにより吐出量を増加させる斜板ポンプであり、ポンプ容量制御装置5は、油圧ポンプ2の斜板2aを傾転するサーボピストン20と、このサーボピストン20を駆動し、斜板2aの傾転角を制御することで油圧ポンプ2の容量制御をする傾転制御装置21とを備えている。サーボピストン20は吐出管路100からの圧力(油圧ポンプ2の吐出圧Ps)と傾転制御装置21からの指令圧力とによって動作する。傾転制御装置21は第1傾転制御弁22と第2傾転制御弁23とを有している。
【0037】
第1傾転制御弁22は吐出管路100からの圧力(油圧ポンプ2の吐出圧Ps)が高くなると油圧ポンプ2の吐出量を減少させる馬力制御弁であり、油圧ポンプ2の吐出圧Psを元圧として入力し、油圧ポンプ2の吐出圧Psがバネ22aで設定される所定レベル以下であればスプール22bを図示右方に移動し、油圧ポンプ2の吐出圧Psをそのまま出力する。このとき、この出力圧が指令圧力としてそのままサーボピストン20に与えられると、サーボピストン20は面積差により図示左方に移動し、斜板2aの傾転角を増加させ、油圧ポンプ2の吐出量を増加する。その結果、油圧ポンプ2の吐出圧Psが上昇する。油圧ポンプ2の吐出圧Psがバネ22aの所定レベルを越えるとスプール22bを図示左方に移動して吐出圧Psを減圧し、その低下した圧力を指令圧力として出力する。このため、サーボピストン20は図示右方に移動し、斜板2aの傾転角を減少させ、油圧ポンプ2の吐出量を減少する。その結果、油圧ポンプ2の吐出圧Psが低下する。
【0038】
第2傾転制御弁23は、油圧ポンプ2の吐出圧Psとアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSを目標差圧ΔPLSrefに維持するように制御するロードセンシング制御弁であり、目標差圧ΔPLSrefの基本値を設定するバネ23aと、スプール23bと、吐出管路100からの圧力(油圧ポンプ2の吐出圧Ps)とアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSによって動作し、スプール23bを動かす第1操作駆動部24とを有している。
【0039】
第1操作駆動部24は、スプール23bに作用するピストン24aと、ピストン24aにより分割された2つの油圧室24b,24cとを有し、油圧室24bには油圧ポンプ2の吐出圧が導かれ、油圧室24cには最高負荷圧PLSが導かれかつ上記のバネ23aが内蔵されている。
【0040】
また、第2傾転制御弁23は第1傾転制御弁22の出力圧を元圧として入力し、目標差圧ΔPLSrefに比べ差圧ΔPLSが低い場合は、第1操作駆動部24によりスプール23bが図示左方に移動し、第1傾転制御弁22の出力圧をそのまま出力する。このとき、第1傾転制御弁22の出力圧が油圧ポンプ2の吐出圧Psであるとすると、この吐出圧Psが指令圧力としてサーボピストン20に与えられ、サーボピストン20は面積差により図示左方に移動し、斜板2aの傾転角を増加させ、油圧ポンプ2の吐出量を増加する。その結果、油圧ポンプ2の吐出圧Psが上昇し、差圧ΔPLSが上昇する。逆に目標差圧ΔPLSrefに対し差圧ΔPLSが高い場合は、第1操作駆動部24によりスプール23bが図示右方に移動して第1傾転制御弁22の出力圧を減圧し、その低下した圧力を指令圧力として出力する。このため、サーボピストン20は図示右方に移動し、斜板2aの傾転角を減少させ、油圧ポンプ2の吐出量を減少する。その結果、油圧ポンプ2の吐出圧Psが低下し、差圧ΔPLSが低下する。結果として、差圧ΔPLSは目標差圧ΔPLSrefに維持される。
【0041】
ここで、流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧は圧力補償弁7a,7b,7cにより同じ値である差圧ΔPLSになるように制御されているので、上記のように差圧ΔPLSが目標差圧ΔPLSrefに維持されることは、結果として流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧が目標差圧ΔPLSrefに維持されることになる。
【0042】
また、ポンプ容量制御装置5は、第2傾転制御弁23の目標差圧ΔPLSrefをエンジン1の回転数の変化に応じて変更する第1設定変更手段38を有し、この第1設定変更手段38は、可変容量型の油圧ポンプ2とともにエンジン1により駆動される固定容量油圧ポンプ30と、この固定容量油圧ポンプ30の吐出路30a,30bに設けられた流量検出弁としての絞り50と、この絞り50の前後差圧ΔPpによって目標差圧ΔPLSrefを変更する第2操作駆動部32とで構成されている。
【0043】
固定容量油圧ポンプ30は通常パイロット油圧源として設けられているものであり、吐出路30bにはパイロット油圧源としての元圧を規定するリリーフ弁33が接続され、更に吐出路30bは、例えば流量制御弁6a,6b,6cを切換操作するためのパイロット圧を生成するリモコン弁(図示せず)へと接続されている。
【0044】
第2操作駆動部32は、第2傾転制御弁23の第1操作駆動部24と一体に設けられた追加の操作駆動部であり、第1操作駆動部24のピストン24aに作用するピストン32aと、ピストン32aにより分割された2つの油圧室32b,32cとを有し、油圧室32bにはパイロットライン34aを介して絞り50の上流側の圧力が導かれ、油圧室32cにはパイロットライン34bを介して絞り50の下流側の圧力が導かれ、ピストン32aは絞り50の前後差圧ΔPpに応じた力でピストン24aを図示左方に付勢している。第2傾転制御弁23の目標差圧ΔPLSrefは上記のバネ23aにより与えられる基本値とこのピストン32aの付勢力によって設定され、絞り50の前後差圧ΔPpが小さくなるとピストン32aはピストン24aを押す力を小さくし、目標差圧ΔPLSrefを小さくし、前後差圧ΔPpが増大するとピストン32aはピストン24aを押す力を大きくし、目標差圧ΔPLSrefを大きくする。
【0045】
ここで、絞り50の前後差圧ΔPpはエンジン1の回転数によって変化するため、第1設定変更手段38はエンジン回転数に応じて第1傾転制御弁23の目標差圧ΔPLSrefを変更するものとなる。
【0046】
アンロード弁80は、油圧ポンプ2の吐出圧Psと複数のアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSをロードセンシング制御の目標差圧(以下、「ロードセンシング設定差圧」という)ΔPLSrefより高い設定差圧ΔPunに維持するよう油圧ポンプ2の吐出圧Psを制御するもので、弁体80aの開度を開ける方向に圧力が作用する第1制御圧力室80bと、開度を閉める方向に圧力が作用する第2制御圧力室80cと、開度を閉める方向に付勢するバネ80dと、開度を閉める方向に圧力が作用する第3制御圧力室80eと、開度を開ける方向に圧力が作用する第4制御圧力室80fとを有し、第1制御圧力室80bにパイロットライン85aを介して可変容量型の油圧ポンプ2の吐出圧Psを導き、第2制御圧力室80cにパイロットライン85bを介して最高負荷圧PLSを導き、第3制御圧力室80eにパイロットライン86aを介して絞り50の上流の圧力を導き、第4制御圧力室80fにパイロットライン86bを介して絞り50の下流の圧力を導いている。
【0047】
ここで、絞り50の前後差圧ΔPpはエンジン1の回転数によって変化するため、第3及び第4制御圧力室80e,80f及びパイロットライン86a,86bは、エンジン1の回転数に応じて、第1設定変更手段38によるロードセンシング設定差圧ΔPLSrefの変更に合わせてアンロード弁80の設定差圧ΔPunを変更する第2設定変更手段39を構成する。
【0048】
すなわち、アンロード弁80は、流量制御弁6a,6b,6cの前後差圧ΔPLSがロードセンシング設定差圧ΔPLSref(=ΔPp)よりバネ80dの設定圧Psp分だけ高くなった場合に作動し、吐出管路100内の圧油をタンク101に放出する。結果として、吐出管路100内圧はロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりバネ80dの設定圧Psp分だけ高い設定差圧ΔPunに制御される。この時のアンロード弁80の設定差圧ΔPunはΔPun=ΔPLSref+Pspで与えられる。このアンロード弁80の設定差圧ΔPunはロードセンシング設定差圧ΔPLSrefによって与えられているため、このロードセンシング設定差圧ΔPLSrefがエンジン1の回転数の変化により変化すると、アンロード弁80の設定差圧ΔPunも変化する。この設定差圧ΔPunはエンジン1の回転数の変化に対して、常にロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりバネ80dの設定圧Psp分だけ高い値で与えられることになる。
【0049】
上記のアンロード弁80の動作を従来の設定差圧ΔPunを一定としたアンロード弁の動作と比較して説明する。なお、以下において、従来のアンロード弁を固定式のアンロード弁と称し、本発明のアンロード弁を可変アンロード弁と称する。
【0050】
まず、絞り50を含むを含む設定変更手段38の作用を説明する。
【0051】
固定容量油圧ポンプ30はエンジン1の回転数Nに押しのけ容積Cmを乗じた流量Qpを吐出する。
【0052】
Qp=CmN …(1)
絞り50の開口面積をApとすると、エンジン1の回転数Nと絞り50の前後差圧ΔPpは以下の式で関係ずけられる。
【0053】
ここで、絞り50は固定絞りであり、開口面積Apは一定であるので、式(3)より前後差圧ΔPpは油圧ポンプ30の吐出量Qp又はエンジン1の回転数Nに対して図2(a)に示すように二次曲線的に増加する。また、第2操作駆動部32によりΔPLSref∝ΔPpとなるので、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefも油圧ポンプ30の吐出量Qp又はエンジン1の回転数Nに対して図2(a)に示すように二次曲線的に増加する。
【0054】
また、流量制御弁6a,6b,6cの1つ、例えば流量制御弁6aの前後差圧ΔPLSが目標値ΔPLSrefに制御されている場合、流量制御弁6aの開口面積をAvとすると、流量制御弁6aの要求する流量Qvは以下の式で与えられる。
【0055】
Qv=cAv√((2/ρ)ΔPLSref) …(4)
すなわち、要求流量Qvは目標差圧ΔPLSrefに対して図2(b)で示すように二次曲線的に増大する。
【0056】
ここで、流量制御弁6aの目標前後差圧ΔPLSrefは絞り50の前後差圧ΔPpによって与えられるから(ΔPLSref∝ΔPp)、式(3)から、要求流量Qvは以下のようにエンジン1の回転数Nと関係ずけることができる。
【0057】
Qv∝(Av/Ap)CmN …(5)
すなわち、図2(a)に示す流量Qpと前後差圧ΔPpとの二次曲線の関係(式(3))と図2(b)に示す前後差圧ΔPLSと要求流量Qvとの二次曲線の関係(式(4))が組み合わされ、要求流量Qvはエンジン1の回転数Nに対して図2(c)に示すように概ね直線的に増大する。
【0058】
以上は、1つの流量制御弁6aについてものもであるが、2つ若しくは3つといった複数のアクチュエータを駆動する場合は流量制御弁6a,6b又は6a,6b,6cのそれぞれについて図2(c)の関係が得られ、エンジン1の回転数Nと合計の要求流量Qvの関係は図2(c)の関係を単純に加算した関係となる。
【0059】
以上のようにエンジン回転数に応じてロードセンシング設定差圧ΔPLSref及び要求流量Qvを変化させることにより、流量制御弁の開口面積が一定でもエンジン回転数に応じてアクチュエータへの供給流量が変化するので、エンジン回転数に応じたアクチュエータ速度にできる。また、2つ以上のアクチュエータを複合駆動する場合でも、流量制御弁の開口面積比に応じてポンプ吐出量が分配され、複合操作性の劣化が防止される。
【0060】
以上のようにエンジン回転数に応じてロードセンシング設定差圧ΔPLSrefが変化するときのそのロードセンシング設定差圧ΔPLSrefと本発明の可変アンロード弁80の設定差圧ΔPunとの関係を固定式のアンロード弁の場合と比較して図3に示す。
【0061】
図3において、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefは図2(a)と同様、エンジン回転数に応じて二次曲線的に変化しており、本発明の可変アンロード弁の設定差圧ΔPunは、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりバネ80dの設定圧Psp分だけ高い値で変化するため、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefと同様、エンジン回転数に応じて二次曲線的に変化する。一方、固定式アンロード弁の設定差圧ΔPunはエンジン回転数が変化しても一定である。
【0062】
エンジン1の回転数が通常掘削を行うのに適した定格回転数にある状態1では、従来の固定式アンロード弁及び本発明の可変アンロード弁ともに、設定差圧ΔPunはロードセンシング目標差圧ΔPLSrefよりわずかに高い値に設定されている。両者は同じ設定差圧ではあるが、固定式のアンロード弁の設定差圧は固定されているのに対し、本発明の可変アンロード弁の設定差圧はロードセンシング目標差圧ΔPLSrefよりアンロード弁のバネ80dの設定圧Psp分だけ高い値で与えられているという点で異なる。結果として、状態1よりエンジン回転数の低い状態、例えばアイドル回転数(最低回転数)の状態2において、従来の固定式アンロード弁の設定差圧ΔPunはロードセンシング目標差圧ΔPLSrefよりはるかに高い設定となる。これに対し、本発明の可変アンロード弁は、設定差圧ΔPunがロードセンシング設定差圧ΔPLSrefよりバネ80dの設定圧Psp分だけ高い値で変化するため、アンロード弁の設定差圧ΔPunとロードセンシング目標差圧ΔPLSrefとはその差が変化しない。
【0063】
このように本構成においては、エンジン1の回転数を低くしたときに、ロードセンシング設定差圧ΔPLSrefとアンロード弁設定差圧ΔPunの差が大きくなることがなく、エンジン1の回転数を低くしたときでも、システムの安定性を確保することができる。
【0096】
本発明の一実施形態を図4により説明する。図中、図1に示すものと同等の部材には同じ符号を付している。
【0097】
図4において、本実施形態のポンプ容量制御装置5Bにおいて、第1設定変更手段38Bは、流量検出弁である絞り50の前後差圧ΔPpに相当する信号圧を出力する圧力制御弁40を有している。この圧力制御弁40は、弁体40aを増圧方向に付勢する制御圧力室40b及び弁体40aを減圧方向に付勢する制御圧力室40c,40dを有し、絞り50の上流側の圧力を制御圧力室40bに導き、絞り50の下流側の圧力及び自身の出力圧力をそれぞれ制御圧力室40c,40dに導き、これらの圧力のバランスにより絞り50の前後差圧ΔPpに相当する信号圧を絶対圧として生成する。この信号圧はパイロットライン41aを介して第2操作駆動部32Bの油圧室32bに導かれ、かつ第2操作駆動部32Bの油圧室32cはパイロットライン41bを介してタンクに連通している。
【0098】
また、油圧ポンプ2の吐出圧Psと複数のアクチュエータ3a,3b,3cの最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSに相当する信号圧を発生する圧力制御弁45が更に設けられている。この圧力制御弁45は、弁体45aを増圧方向に付勢する制御圧力室45b及び弁体45aを減圧方向に付勢する制御圧力室45c,45dを有し、油圧ポンプ2の吐出圧Psを制御圧力室45bに導き、最高負荷圧PLS及び自身の出力圧力をそれぞれ制御圧力室45c,45dに導き、これらの圧力のバランスによりポンプ吐出圧Psと最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSに相当する信号圧を絶対圧として生成する。
【0099】
アンロード弁80Bは、図1に示した第1及び第2の2つの制御圧力室80b,80cに代え開度を開ける方向に圧力が作用する1つの制御圧力室80gと、図1に示した第3及び第4の2つの制御圧力室80e,80fに代え開度を閉める方向に圧力が作用する1つの制御圧力室80hを有し、制御圧力室80gにはパイロットライン87aを介して圧力制御弁45からの信号圧が導かれ、制御圧力室80hにはパイロットライン87bを介して圧力制御弁40からの信号圧が導かれている。
【0100】
このように構成した本実施形態においても、第2操作駆動部32Bは絞り50の前後差圧ΔPpによって目標差圧ΔPLSrefを変更するように動作するとともに、アンロード弁80Bは、流量検出弁31の前後差圧ΔPpによって、目標差圧ΔPLSrefに合わせて設定差圧ΔPunを変更するように動作する。
【0101】
したがって、本実施形態によっても図1に示した構成と同様の作用効果が得られる。
【0102】
また、本実施形態によれば、第1設定変更手段38Bにおいては、圧力制御弁40から第2操作駆動部32Bに信号圧を導くのに1本のパイロットライン41aで良くなり、かつアンロード弁80Bにあっては信号圧を導くのに2本のパイロットライン87a,87bでよくなり、回路構成が簡素化される。また、圧力制御弁40,45で差圧を絶対圧として検出するため個々の圧力をそのまま検出する場合よりも信号圧が低圧となり、パイロットライン41a,41b,87a,87bのホース等を低圧用のものを使用でき、回路構成が安価となる。
【0104】
なお、以上の実施形態では、圧力補償弁は流量制御弁の上流に設置される前置きタイプとしたが、流量制御弁の下流に設置され、全ての流量制御弁の出口圧力を同じ最大負荷圧に制御することで前後差圧を同じ差圧ΔPLSに制御する後置きタイプであっても良い。
【0105】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン回転数に影響されず、安定したロードセンシング制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基本的な考え方を示す油圧駆動装置の構成を示す油圧回路図である。
【図2】 図1に示す流量検出弁(絞り)の作用を説明する図である。
【図3】 図1に示すアンロード弁の作用を従来のものと比較して示す図である。
【図4】 本発明の一実施形態による油圧駆動装置の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 可変容量型の油圧ポンプ
3a,3b,3c アクチュエータ
4a,4b,4c 切換制御弁
5 ポンプ容量制御装置
6a,6b,6c 流量制御弁
7a,7b,7c 圧力補償弁
20 サーボピストン
21 傾転制御装置
22 第1傾転制御弁
23 第2傾転制御弁
24 第1操作駆動部
30 固定容量油圧ポンプ
32 第2操作駆動部
38 第1設定変更手段
39 第2設定変更手段
40 圧力制御弁
50 絞り
80 アンロード弁
80a 弁体
80b 第1制御圧力室
80c 第2制御圧力室
80d バネ
80e 第3制御圧力室
80f 第4制御圧力室
80g 制御圧力室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic drive device, and more particularly to a load sensing control hydraulic drive device that controls a displacement of a hydraulic pump so as to maintain a differential pressure between a discharge pressure of the hydraulic pump and a maximum load pressure of a plurality of actuators at a set value. .
[0002]
[Prior art]
As a load sensing control technique for controlling the capacity of the hydraulic pump so as to maintain the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump and the maximum load pressure of a plurality of actuators at a set value, pump capacity control described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99126 And a control device for a variable displacement hydraulic pump described in British Patent No. 1599233.
[0003]
JP-A-5-99126 discloses a pump displacement control device, a servo piston for tilting a swash plate of a variable displacement hydraulic pump, a discharge pressure Ps of the hydraulic pump, and a load pressure of an actuator driven by the hydraulic pump. There is provided a tilt control device that supplies the pump discharge pressure to the servo piston by the differential pressure ΔPLS with PLS, maintains the differential pressure ΔPLS at the set value ΔPLSref, and controls the capacity. The fixed displacement hydraulic pump driven by the engine together with the variable displacement hydraulic pump, the throttle provided in the discharge path of the fixed displacement hydraulic pump, and the set value of the tilt control device by the differential pressure ΔPp across the throttle And a setting changing means for changing ΔPLSref, detecting the engine speed based on a change in the differential pressure across the throttle provided in the discharge passage of the fixed displacement hydraulic pump, and changing the setting value ΔPLSref of the tilt control device. Yes.
[0004]
The control device described in British Patent No. 1599233 also has a similar configuration. That is, a throttle is provided in the discharge path of the fixed pump, and the differential pressure ΔPp before and after the throttle is led to the control pressure chambers at both ends of the setting adjustment valve. When the rotational speed of the prime mover is sufficiently high and the differential pressure ΔPp is larger than the pressure set by the spring, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the pump displacement control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99126, when the flow rate control valve is operated, the load control differential pressure ΔPLSref corresponding to the engine speed is set by the setting change means in the tilt control device, The pressure Ps in the pump discharge line of the variable displacement hydraulic pump is maintained at a pressure higher than the maximum load pressure PLS among the actuators operated by the flow control valve by the load sensing differential pressure ΔPLSref, and Ps = PLS + ΔPLSref. ing.
[0006]
On the other hand, when the flow control valve is not operated, the maximum load pressure PLS becomes the tank pressure, so that the tilt control device sets the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump to reduce the pressure in the pump discharge line. Minimize. In this case, even if the pump discharge amount is small, or even if the pump discharge amount is not set at all, a small flow rate is generated due to the delay of the operation of the swash plate of the hydraulic pump, and the flow control valve Since pressure oil is sealed in the neutral position, pressure is generated in the pump discharge line.
[0007]
Therefore, in a general hydraulic circuit, a safety valve (relief valve) is connected to the pump discharge line, and the pressure in the discharge line becomes a maximum value of the pressure allowed for the entire circuit by this safety valve.
[0008]
In addition, in order to improve the energy efficiency of a hydraulic pump when there is no load, a hydraulic device that normally performs load sensing control is generally connected to an unload valve in the pump discharge line. The pressure is controlled to be kept higher by the differential pressure ΔPun set by the spring from the maximum load pressure PLS when the flow control valve is not operated.
[0009]
The set differential pressure ΔPun of the unload valve is set to a value higher than the load sensing differential pressure ΔPLSref set in the tilt control device. For this reason, when the flow control valve is operated, the pressure Ps in the pump discharge line is controlled to Ps = PLS + ΔPLSref by the tilt control device when the system is operating normally. The valve does not operate and is set so as not to interfere with load sensing control by the tilt control device.
[0010]
However, when the maximum load pressure PLS fluctuates due to fluctuations in the work load, the pressure Ps in the discharge line of the hydraulic pump is also adjusted by the tilt control device, but the pump tilt delay due to load sensing control In some cases, a flow rate exceeding that required by the actuator may occur. This difference in flow rate causes the pressure in the pump discharge line to deviate from the target pressure by load sensing control, causing oscillation of the entire system.
[0011]
The unload valve operates to stabilize the system against this phenomenon. When the pressure in the pump discharge pipe reaches a set differential pressure ΔPun or more, the pressure oil in the pipe is discharged to the tank. This is equivalent to discharging the pressure oil corresponding to the flow rate generated by the delay in tilting of the hydraulic pump, and as a result, the entire system is stabilized.
[0012]
By setting the set differential pressure ΔPun of the unload valve and the set differential pressure ΔPLSref of the load sensing control to a close value, the stability of the entire system is improved.
[0013]
Incidentally, in the pump displacement control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99126, the setting change means detects the engine speed from the discharge flow rate of the fixed displacement pump, and variably adjusts the set differential pressure ΔPLSref for load sensing control. Improved operability according to the engine speed. However, a system in which an unload valve is provided in a hydraulic circuit including such a pump displacement device, and the set differential pressure ΔPun of the unload valve is set slightly higher than the load sensing set differential pressure ΔPLSref at the rated engine speed. In such a system, even if the stability of the entire system at the rated engine speed is improved, the load sensing setting differential pressure ΔPLSref decreases when the engine speed is lowered, Since the set differential pressure of the unload valve is fixed by a spring, the difference between the load sensing set differential pressure ΔPLSref and the unload valve set differential pressure ΔPun becomes large, and stability equivalent to the engine rated speed can be maintained. It will disappear.
[0014]
Even in the control device described in the specification of British Patent No. 1599233, a system in which an unload valve is provided and the set differential pressure ΔPun of the unload valve is set slightly higher than the load sensing set differential pressure ΔPLSref at the rated speed of the prime mover. When considered, in such a system, there is a similar problem that the stability of the system cannot be maintained when the rotational speed of the prime mover becomes low.
[0015]
An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device that can perform stable load sensing control without being affected by the engine speed.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The features of the present invention that achieve the above object and the features accompanying it are as follows.
[0017]
(1) First, in the present inventionIsEngine, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, a plurality of actuators driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the plurality of actuators A plurality of flow rate control valves for controlling the pressure, and a pump for capacity-controlling the hydraulic pump so as to maintain a differential pressure ΔPLS between the discharge pressure Ps of the hydraulic pump and the maximum load pressure PLS of the plurality of actuators at a first set value ΔPLSref. A displacement control means, wherein the pump displacement control means has a first setting change means for changing a first set value ΔPLSref of the pump displacement control means in accordance with the rotational speed of the engine. The second set value ΔPLS is higher than the first set value ΔPLSref by setting the differential pressure ΔPLS between the discharge pressure Ps of the plurality of actuators and the maximum load pressure PLS of the plurality of actuators. An unload valve that controls the discharge pressure of the hydraulic pump so as to maintain un, and the unload valve according to the change of the first set value ΔPLSref by the first setting change unit according to the engine speed. Second setting change means for changing the second set value ΔPun, wherein the first setting change means is a fixed displacement hydraulic pump driven by the engine together with the variable displacement hydraulic pump, and the fixed displacement hydraulic pump. A flow rate detection valve provided in the discharge path of theThe upstream pressure and the downstream pressure are guided, and the flow rate detection valveCorresponds to the differential pressure ΔPpOneA first pressure control valve that generates a signal pressure; and an operation drive unit that changes the first set value ΔPLSref according to the signal pressure from the first pressure control valve. A first control pressure chamber that biases the valve body of the load valve in a closing direction; and a hydraulic line that guides a signal pressure from the first pressure control valve to the first control pressure chamber of the unload valve. .
[0018]
In the present invention configured as described above, when the first setting value ΔPLSref of the pump displacement control means is changed by the first setting changing means in accordance with the engine speed, the second setting changing means sets the first setting value. Since the second set value ΔPun of the unload valve is changed in accordance with the change of ΔPLSref, when the engine speed is lowered, the first set value ΔPLSref of the pump displacement control means and the second set value of the unload valve The difference in ΔPun does not increase, and the stability of the system can be ensured even when the engine speed is lowered.
[0020]
Also, aboveBy configuring the first and second setting change means as described above, the front-rear differential pressure ΔPp of the flow rate detection valve changes depending on the engine speed. Therefore, in the first setting change unit, the front-rear difference of the flow rate detection valve The first set value ΔPLSref can be changed in accordance with the engine speed by changing the first set value ΔPLSref by the pressure ΔPp. In the second setting change means, the second setting of the unload valve is made by the differential pressure ΔPp across the flow rate detection valve. The second set value ΔPun can be changed according to the engine speed by changing the set value ΔPun, and the second set value ΔPun of the unload valve is changed in accordance with the change of the first set value ΔPLSref by the first setting change means. can do. Further, since the change in the engine speed is detected hydraulically by the differential pressure ΔPp across the flow rate detection valve, the system can be configured hydraulically.
Furthermore, by providing a first pressure control valve that generates a signal pressure corresponding to the differential pressure ΔPp before and after the flow rate detection valve, both the operation drive unit and the unload valve are configured to reduce the signal pressure from the flow rate detection valve through one pilot line. As a result, the circuit configuration is simplified, and the signal pressure is low, so that a low pressure pilot hose can be used.
[0025]
As a result, the first setting change means detects the function (3) (the engine speed) and, when the engine speed is in the region on the lowest engine speed side, by the hydraulic configuration, (The function of changing the set value ΔPLSref of the pump displacement control means so that the total maximum required flow rate Qvtotal is smaller than the maximum discharge amount Qsmax of the hydraulic pump). ) Function (a function in which the difference between the first set value ΔPLSref of the pump displacement control means and the second set value ΔPun of the unload valve does not increase regardless of the engine speed).
[0028]
(2And above (1), Preferably, the discharge pressure Ps of the hydraulic pump and the maximum load pressure PLS of the plurality of actuatorsLed themEquivalent to the differential pressure ΔPLSOneAnd a second pressure control valve for generating a signal pressure, wherein the unload valve has a second control pressure chamber in which oil pressure acts in an opening direction of a valve body of the unload valve, and the second control pressure chamber To the output signal pressure of the second pressure control valve.
[0029]
As a result, the unload valve can guide the signal pressure with one low pressure pilot line with respect to the differential pressure ΔPLS between the pump discharge pressure Ps and the maximum load pressure PLS, and the circuit configuration is further simplified. And it becomes inexpensive.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 illustrates the present invention.Show basic ideasHydraulic driveConfigurationThe hydraulic drive device includes an engine 1, a variable displacement hydraulic pump 2 driven by the engine 1, and a plurality of actuators 3a driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump 2. 3b, 3c and a plurality of switching control valves 4a, 4b connected to the
[0032]
The plurality of switching control valves 4a, 4b and 4c are respectively a plurality of flow rate control valves 6a, 6b and 6c and a plurality of pressure compensations which control the differential pressure across the plurality of flow rate control valves 6a, 6b and 6c in the same manner. It consists of valves 7a, 7b, 7c.
[0033]
The plurality of pressure compensation valves 7a, 7b, and 7c are each a pre-installed type installed upstream of the flow control valves 6a, 6b, and 6c. The pressure compensation valve 7a includes two pairs of opposed
[0034]
In this way, the pressure compensation valves 7a, 7b, 7c control the differential pressure across the flow control valves 6a, 6b, 6c by using the same differential pressure ΔPLS as the target differential pressure, so that the flow control valves 6a, 6b, 6c Both the front and rear differential pressures are controlled to be a differential pressure ΔPLS, and the required flow rates of the flow control valves 6a, 6b, 6c are the differential pressure ΔPLS.Square root ofAnd the respective opening areas.
[0035]
The plurality of flow control valves 6a, 6b, and 6c are provided with load ports 60a, 60b, and 60c, respectively, for taking out the load pressures when the actuators 3a, 3b, and 3c are driven, and the load ports 60a, 60b, and 60c are provided. The highest pressure among the extracted load pressures is detected by the
[0036]
The hydraulic pump 2 is a swash plate pump that increases the discharge amount by increasing the tilt angle of the swash plate 2a.5Includes a
[0037]
The first
[0038]
The second
[0039]
The first
[0040]
Further, the second
[0041]
Here, since the differential pressure before and after the flow rate control valves 6a, 6b and 6c is controlled by the pressure compensating valves 7a, 7b and 7c to be the same differential pressure ΔPLS, the differential pressure ΔPLS is as described above. Maintaining the target differential pressure ΔPLSref results in maintaining the differential pressure across the flow control valves 6a, 6b, 6c at the target differential pressure ΔPLSref.
[0042]
Further, the pump displacement control device 5 has first setting changing means 38 for changing the target differential pressure ΔPLSref of the second
[0043]
The fixed displacement
[0044]
The second
[0045]
Here, since the front-rear differential pressure ΔPp of the
[0046]
The unload
[0047]
Here, since the front-rear differential pressure ΔPp of the
[0048]
That is, the unload
[0049]
The operation of the unload
[0050]
First, the operation of the setting changing means 38 including the
[0051]
The fixed displacement
[0052]
Qp = CmN (1)
If the aperture area of the
[0053]
Here, since the
[0054]
Further, when the differential pressure ΔPLS of one of the flow control valves 6a, 6b, 6c, for example, the flow control valve 6a is controlled to the target value ΔPLSref, the flow control valve 6a is assumed to be Av. The flow rate Qv required by 6a is given by the following equation.
[0055]
Qv = cAv√ ((2 / ρ) ΔPLSref) (4)
That is, the required flow rate Qv increases with a quadratic curve as shown in FIG. 2B with respect to the target differential pressure ΔPLSref.
[0056]
Here, since the target front-rear differential pressure ΔPLSref of the flow control valve 6a is given by the front-rear differential pressure ΔPp of the throttle 50 (ΔPLSref∝ΔPp), the required flow rate Qv is calculated from the equation (3) as follows: N can be related.
[0057]
Qv∝ (Av / Ap) CmN (5)
That is, the quadratic curve (formula (3)) between the flow rate Qp and the front-rear differential pressure ΔPp shown in FIG. 2A and the quadratic curve between the front-rear differential pressure ΔPLS and the required flow rate Qv shown in FIG. 2 (formula (4)) is combined, and the required flow rate Qv increases substantially linearly with respect to the rotational speed N of the engine 1 as shown in FIG.
[0058]
The above is also for one flow control valve 6a, but when driving a plurality of actuators such as two or three, each of the flow control valves 6a, 6b or 6a, 6b, 6c is shown in FIG. The relationship between the rotational speed N of the engine 1 and the total required flow rate Qv is obtained by simply adding the relationship shown in FIG.
[0059]
As described above, by changing the load sensing set differential pressure ΔPLSref and the required flow rate Qv according to the engine speed, the supply flow rate to the actuator changes according to the engine speed even if the opening area of the flow control valve is constant. The actuator speed can be set according to the engine speed. Even when two or more actuators are combined and driven, the pump discharge amount is distributed according to the opening area ratio of the flow control valve, and deterioration of the combined operability is prevented.
[0060]
As described above, when the load sensing set differential pressure ΔPLSref changes according to the engine speed, the relationship between the load sensing set differential pressure ΔPLSref and the set differential pressure ΔPun of the variable unload
[0061]
In FIG. 3, the load sensing set differential pressure ΔPLSref changes in a quadratic curve according to the engine speed, as in FIG. 2A, and the set differential pressure ΔPun of the variable unload valve of the present invention is Since it changes by a value higher than the sensing setting differential pressure ΔPLSref by the setting pressure Psp of the
[0062]
In the state 1 where the rotational speed of the engine 1 is at a rated rotational speed suitable for normal excavation, the set differential pressure ΔPun is the load sensing target differential pressure for both the conventional fixed unload valve and the variable unload valve of the present invention. It is set to a value slightly higher than ΔPLSref. Although both have the same set differential pressure, the set differential pressure of the fixed unload valve is fixed, whereas the set differential pressure of the variable unload valve of the present invention is unloaded from the load sensing target differential pressure ΔPLSref. It differs in that it is given a value that is higher by the set pressure Psp of the
[0063]
Book like thisIn configurationWhen the engine speed is reduced, the difference between the load sensing set differential pressure ΔPLSref and the unload valve set differential pressure ΔPun does not increase, and even when the engine 1 is lowered, Sex can be secured.
[0096]
The present inventionThe fruit ofFigure of embodiment4Will be described. In the figure1The same members as those shown are denoted by the same reference numerals.
[0097]
Figure4In the pump
[0098]
Further, a
[0099]
The unload valve 80B has one control pressure chamber 80g in which pressure acts in the direction of opening the opening instead of the first and second
[0100]
Also in the present embodiment configured as described above, the second operation driving unit 32B isAperture 50The unload valve 80B changes the set differential pressure ΔPun in accordance with the target differential pressure ΔPLSref by the front-rear differential pressure ΔPp of the flow rate detection valve 31 while operating so as to change the target differential pressure ΔPLSref by the front-rear differential pressure ΔPp. To work.
[0101]
Therefore, also in this embodimentConfiguration shown in FIG.The same effect can be obtained.
[0102]
Further, according to the present embodiment, in the first setting change unit 38B,Pressure control valve 40To second operation drive unit32BOne pilot line 41a is sufficient for guiding the signal pressure to the valve, and two pilot lines 87a and 87b are sufficient for guiding the signal pressure in the unload valve 80B, thereby simplifying the circuit configuration. The Further, since the differential pressure is detected as an absolute pressure by the
[0104]
In the above embodiment,Although the pressure compensation valve is a pre-installed type installed upstream of the flow control valve, it is installed downstream of the flow control valve, and the outlet pressure of all flow control valves is controlled to the same maximum load pressure to reduce the differential pressure across the front and rear. It may be a post-install type that controls to the same differential pressure ΔPLS.
[0105]
【The invention's effect】
According to the present invention, stable load sensing control can be performed without being affected by the engine speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionShow basic ideasIt is a hydraulic circuit diagram which shows the structure of a hydraulic drive device.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a flow rate detection valve (throttle) shown in FIG.
[Fig. 3]As shown in FIG.It is a figure which shows the effect | action of an unloading valve compared with the conventional one.
FIG. 4 of the present inventionone1 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a hydraulic drive device according to an embodiment.The
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Variable displacement hydraulic pump
3a, 3b, 3c Actuator
4a, 4b, 4c switching control valve
5 Pump capacity controller
6a, 6b, 6c Flow control valve
7a, 7b, 7c Pressure compensation valve
20 Servo piston
21 Tilt control device
22 First tilt control valve
23 Second tilt control valve
24 1st operation drive part
30 fixed capacity hydraulic pumpThe
32 Second operation drive unit
38 First setting change means
39 Second setting change means
40 Pressure control valve
50 aperture
80 Unload valve
80a Disc
80b First control pressure chamber
80c Second control pressure chamber
80d spring
80e Third control pressure chamber
80f Fourth control pressure chamber
80g Control pressure chamber
Claims (2)
前記油圧ポンプ(2)の吐出圧Psと前記複数のアクチュエータ(3a-3c)の最高負荷圧PLSとの差圧ΔPLSを前記第1設定値ΔPLSrefより高い第2設定値ΔPunに維持するよう前記油圧ポンプの吐出圧を制御するアンロード弁(80B)と、
前記エンジン(1)の回転数に応じて、前記第1設定変更手段(38B)による第1設定値ΔPLSrefの変更に合わせて前記アンロード弁(80B)の第2設定値ΔPunを変更する第2設定変更手段とを備え、
前記第1設定変更手段(38B)は、前記可変容量型の油圧ポンプ(2)とともに前記エンジン(1)により駆動される固定容量油圧ポンプ(30)と、この固定容量油圧ポンプの吐出路(30b)に設けられた流量検出弁(50 )と、前記流量検出弁(50)の上流側の圧力と下流側の圧力とが導かれ、当該流量検出弁の前後差圧ΔPpに相当する1つの信号圧を発生する第1圧力制御弁(40)と、前記第1圧力制御弁からの信号圧によって前記第1設定値ΔPLSrefを変更する操作駆動部(32B)とを有し、前記第2設定変更手段(39B)は、前記アンロード弁(80B)の弁体を閉じ方向に付勢する第1制御圧力室(80h)と、前記第1圧力制御弁からの信号圧を前記アンロード弁の第1制御圧力室に導く油圧ライン(87b)とを有することを特徴とする油圧駆動装置。An engine (1), a variable displacement hydraulic pump (2) driven by the engine, a plurality of actuators (3a-3c) driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and the hydraulic pump A plurality of flow control valves (6a-6c) for controlling the flow rate of pressure oil supplied to the plurality of actuators, and a differential pressure ΔPLS between the discharge pressure Ps of the hydraulic pump and the maximum load pressure PLS of the plurality of actuators And a pump displacement control means (5B) for controlling the displacement of the hydraulic pump so as to maintain the set value ΔPLSref. The pump displacement control means is a first set value of the pump displacement control means according to the rotational speed of the engine. In the hydraulic drive apparatus having the first setting change means (38B) for changing ΔPLSref,
The hydraulic pressure is maintained so that the differential pressure ΔPLS between the discharge pressure Ps of the hydraulic pump (2) and the maximum load pressure PLS of the plurality of actuators (3a-3c) is maintained at a second set value ΔPun higher than the first set value ΔPLSref. An unload valve (80B) that controls the discharge pressure of the pump;
A second value for changing the second set value ΔPun of the unload valve (80B) in accordance with the change of the first set value ΔPLSref by the first setting change means (38B) according to the rotational speed of the engine (1). Setting change means,
The first setting changing means (38B) includes a fixed displacement hydraulic pump (30) driven by the engine (1) together with the variable displacement hydraulic pump (2), and a discharge path (30b) of the fixed displacement hydraulic pump. a flow rate detecting valve disposed in) (50), said flow rate detecting valve (and the pressure in the upstream pressure and the downstream side of 50) guided, one signal corresponding to the differential pressure ΔPp of the flow rate detecting valve A first pressure control valve (40) that generates pressure, and an operation drive unit (32B) that changes the first set value ΔPLSref by a signal pressure from the first pressure control valve, and the second setting change The means (39B) includes a first control pressure chamber (80h) for urging the valve body of the unload valve (80B) in the closing direction, and a signal pressure from the first pressure control valve for the first load pressure of the unload valve. 1. A hydraulic drive device having a hydraulic line (87b) leading to a control pressure chamber.
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