液压驱动系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本发明涉及一种向液压执行器供给工作液的液压驱动系统。

背景技术：

2.液压驱动系统中，具有能够相互独立地控制液压执行器的进液（meter-in）流量以及出液（meter-in）流量的液压驱动系统。作为这样的液压驱动系统，已知有例如专利文献1的液压供给装置。
3.现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特开平11-303814号公报。

技术实现要素：

4.发明要解决的问题：专利文献1的液压供给装置中，通过控制进液流量来控制液压执行器的动作。然而，与通过进液流量来控制液压执行器的动作的情况相比，更需要提高液压执行器的操作性。
5.因此，本发明的目的在于提供一种能够提高液压执行器的操作性的液压驱动系统。
6.解决问题的手段：本发明的液压驱动系统具备：能够改变工作液的吐出流量的液压泵；控制从所述液压泵流至液压执行器的工作液的进液流量的进液控制阀；与所述进液控制阀独立设置，控制从所述液压执行器排出至罐的工作液的出液流量的出液控制阀；输出操作指令的操作装置；检测所述液压执行器的排出压力的第一压力传感器；和根据来自所述操作装置的操作指令设定目标出液流量，基于所述第一压力传感器检测出的排出压力和目标出液流量控制所述出液控制阀的开度的控制装置。
7.根据本发明，通过控制出液流量，能够以与操作指令相应的速度使液压执行器加减速，尤其是减速。借此，能够提高液压执行器的操作性。
8.发明效果：根据本发明，能够提高液压执行器的操作性。
9.本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点，将在参照说明书附图的情况下，从以下优选的实施方式的详细说明中明确。
附图说明
10.图1是示出根据本发明的实施方式的液压系统的液压回路图；图2是图1的液压系统所具备的控制装置中涉及各控制阀的开口控制的框图；图3是涉及图2的目标流量设定部中的流量设定的框图。
具体实施方式
11.以下，参照所述说明书附图说明本发明的实施方式的液压驱动系统1。另外，以下说明中使用的方向的概念，是为了说明方便而使用的概念，并不是将发明的结构的方向限定为该方向的概念。另外，以下说明的液压驱动系统1仅是本发明的一个实施方式。因此，本发明不被实施方式限定，在不脱离发明的主旨的范围内可以进行追加、删除、变更。
12.《液压驱动机械》建设机械、工业机械、以及工业车辆等液压驱动机械中，具备多个液压执行器2、3以及液压驱动系统1。液压驱动机械能够通过使液压执行器2、3工作而使各种结构动作。本实施方式中，液压驱动机械例如为液压挖掘机。而且，液压驱动机械具有至少两个液压执行器2、3。两个液压执行器2、3为液压缸，且为动臂缸以及铲斗缸。此外，也可以是液压驱动机械具备三个以上的液压执行器。另外，液压执行器不限定于动臂缸以及铲斗缸，也可以是斗杆缸，还可以是回转马达等液压马达。
13.液压缸2、3分别能够通过伸缩使各种结构动作。若更详细地说明，则液压缸2、3中，缸筒（cylinder tube）2a、3a内分别可进退地插入有杆2b、3b。另外，缸筒2a、3a中分别形成有杆侧端口2c、3c以及头侧端口2d、3d。而且，通过对各端口2c、2d、3c、3d供给和排出工作液从而杆2b、3b分别相对于缸筒2a、3a进退，即液压缸2、3分别伸缩。
14.若更详细地说明，则杆2b、3b具有受压部2g、3g。而且，缸筒2a、3a内通过受压部2g、3g分隔为杆侧室2i、3i和头侧室2h、3h。杆侧室2i、3i与杆侧端口2c、3c连接，头侧室2h、3h与头侧端口2d、3d连接。而且，受压部2g、3g在工作液流入杆侧室2i、3i时通过头侧端口2d、3d推挤头侧室2h、3h。另一方面，在工作液流入头侧室2h、3h时，受压部2g、3g通过杆侧端口2c、3c推挤杆侧室2i、3i。
15.《液压驱动系统》液压驱动系统1通过对液压执行器2、3供给和排出工作液而使液压执行器2、3工作。若更详细地说明，则液压驱动系统1上并列地连接有液压缸2、3。即，液压驱动系统1上分别连接有液压执行器2、3的各端口2c、2d、3c、3d。而且，液压驱动系统1能够对液压执行器2、3的各端口2c、2d、3c、3d供给和排出工作液。借此，能够使液压执行器2、3工作。具有如此功能的液压驱动系统1具备：液压泵11；容量可变装置12；多个进液控制阀13、15；多个出液控制阀14、16；多个压力传感器17、18r、18h、19r、19h；操作装置20；和控制装置21。
16.液压泵11与驱动源连接。驱动源为发动机e或电气马达。此外，驱动源在本实施方式中为发动机e。而且，液压泵11通过被驱动源旋转驱动而吐出工作液。另外，液压泵11为容量可变型的液压泵。即，液压泵11能够通过改变吐出容量来改变吐出流量。本实施方式中，液压泵11为容量可变型的斜板泵。即，液压泵11能够通过改变斜板11a的倾斜角来改变吐出流量。此外，也可以是液压泵11为容量可变型的斜轴泵。
17.容量可变装置12根据所输入的泵指令改变液压泵11的吐出容量。若更详细地说明，则容量可变装置12设置于液压泵11的斜板11a。而且，容量可变装置12通过改变斜板11a的倾斜角来改变液压泵11的吐出流量。
18.作为多个进液控制阀中的一个的第一进液控制阀13与液压泵11以及第一液压缸2连接。而且，第一进液控制阀13控制从液压泵11流至第一液压缸2的工作液的进液流量。若更详细地说明，则第一进液控制阀13通过泵通路11b与液压泵11连接。而且，第一进液控制
阀13通过杆侧通路2e与第一液压缸2的杆侧端口2c连接，另通过头侧通路2f与第一液压缸2的头侧端口2d连接。进一步地，第一进液控制阀13能够根据所输入的第一进液指令，控制从液压泵11供给至第一液压缸2的工作液的方向以及进液流量。即，第一进液控制阀13能够将工作液从液压泵11供给至第一液压缸2的端口2c、2d中的任一方，并且控制进液流量。第一进液控制阀13在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，第一进液控制阀13基于第一进液指令使阀芯13a移动以此切换工作油的流动方向，并控制第一进液控制阀13的开度。
19.作为多个出液控制阀中的一个的第一出液控制阀14与第一液压缸2和罐10连接。而且，第一出液控制阀14控制从第一液压缸2排出至罐10的工作液的出液流量。若更详细地说明，则第一出液控制阀14以与第一进液控制阀13对应的形式设置。而且，第一出液控制阀14以与对应的第一进液控制阀13并列的形式与杆侧通路2e以及头侧通路2f分别连接。另外，第一出液控制阀14能够根据所输入的第一出液指令，控制从第一液压缸2排出至罐10的工作液的方向以及出液流量。即，第一出液控制阀14将与第一进液控制阀13所连接的端口2c、2d不同的端口2d、2c连接于罐10，并且控制出液流量。此外，第一出液控制阀14能够与通过第一进液控制阀13供给至第一液压缸2的进液流量独立地控制流经第一出液控制阀14的出液流量。第一出液控制阀14在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，第一出液控制阀14基于第一出液指令使阀芯14a移动。而且，第一出液控制阀14能够通过使阀芯14a移动来切换工作油的流动方向，并控制第一出液控制阀14的开度。
20.作为多个进液控制阀中的一个的第二进液控制阀15以与第一进液控制阀13并列的形式与液压泵11连接，并且与第二液压缸3连接。而且，第二进液控制阀15控制从液压泵11流至第二液压缸3的工作液的进液流量。若更详细地说明，则第二进液控制阀15以与第一进液控制阀13并列的形式与泵通路11b连接。第二进液控制阀15通过杆侧通路3e与第二液压缸3的杆侧端口3c连接，并通过头侧通路3f与第二液压缸3的头侧端口3d连接。另外，第二进液控制阀15能够根据所输入的第二进液指令，控制从液压泵11供给至第二液压缸3的工作液的方向以及进液流量。第二进液控制阀15在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，第二进液控制阀15基于第二进液指令使阀芯15a移动以此切换工作油的流动方向，并控制第二进液控制阀15的开度。
21.作为多个出液控制阀中的一个的第二出液控制阀16与第二液压缸3和罐10连接。而且，第二出液控制阀16控制从第二液压缸3排出至罐10的工作液的出液流量。若更详细地说明，则第二出液控制阀16以与第二进液控制阀15对应的形式设置。而且，第二出液控制阀16以与对应的第二进液控制阀15并列的形式与杆侧通路3e以及头侧通路3f分别连接。另外，第二出液控制阀16能够根据所输入的第二出液指令，控制从第二液压缸3排出至罐10的工作液的方向以及出液流量。此外，第二出液控制阀16也能够与通过第二进液控制阀15供给至第二液压缸3的进液流量独立地控制流经第二出液控制阀16的出液流量。第二出液控制阀16在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，第二出液控制阀16能够基于第二出液指令使阀芯16a移动以此切换工作油的流动方向，并控制第二出液控制阀16的开度。
22.多个压力传感器17、18r、18h、19r、19h分别检测流经各处的工作液的压力。而且，多个压力传感器17、18r、18h、19r、19h分别将检测出的压力输出至控制装置21。若更详细地说明，则吐出压力传感器17与泵通路11b连接。而且，吐出压力传感器17检测液压泵11的吐出压力。另外，杆侧压力传感器18r、19r分别与杆侧通路2e、3e连接。而且，杆侧压力传感器
18r、19r检测第一液压缸2以及第二液压缸3的杆侧端口2c、3c的压力（杆压）。进一步地，头侧压力传感器18h、19h分别与头侧通路2f、3f连接。而且，头侧压力传感器18h、19h检测第一液压缸2以及第二液压缸3的头侧端口2d、3d的压力（头压）。此外，多个第一压力传感器以及多个第二压力传感器在本实施方式中对应于多个压力传感器17、18r、18h、19r、19h。
23.操作装置20将使液压执行器2、3工作的操作指令输出至控制装置21。本实施方式中，操作装置20例如为操作阀或电气操纵杆等。而且，操作装置20具有多个操作杆（本实施方式中为两个操作杆）20a、20b。作为多个操作工具的一个示例的操作杆20a、20b形成为可由操作者操作的结构。而且，操作装置20将与操作杆20a、20b的操作量相应的操作指令输出至控制装置21。本实施方式中，两个操作杆20a、20b能分别向规定的操作方向摇动。而且，操作装置20将与操作杆20a、20b的操作（本实施方式中为操作方向以及操作量）相应的操作指令输出至控制装置21。若更详细地说明，则第一操作杆20a被操作时，与操作量相应的第一操作指令从操作装置20输出。而且，第二操作杆20b被操作时，与操作量相应的第二操作指令从操作装置20输出。第一操作指令为使第一液压缸2工作的操作指令。第二操作指令为使第二液压缸3工作的操作指令。也可以是，操作杆形成为从包括相互交叉的两个方向（例如前后方向以及左右方向）的平面观察时可全方向摇动的结构。此时，操作装置20将操作杆操作方向的操作量分解为前后成分以及左右成分，输出与各成分相应的第一以及第二操作指令。
24.控制装置21与四个控制阀13～16、各压力传感器17、18r、18h、19r、19h以及操作装置20连接。而且，控制装置21根据来自操作装置20的各操作指令以及各压力传感器17、18r、18h、19r、19h检测出的压力，控制各控制阀13～16的开度。若更详细地说明，则控制装置21根据来自操作装置20的各操作指令设定目标出液流量（以下称为“目标m/o流量”）。而且，控制装置21基于压力传感器17、18r、18h、19r、19h中的任一个检测出的液压执行器2、3的排出压力和目标m/o流量，控制出液控制阀14、16的开度。借此，控制装置21以与操作指令相应的速度，即与操作杆20a、20b的操作量相应的速度使液压执行器2、3工作。另外，控制装置21设定与目标m/o流量相应的目标进液流量（以下称为“目标m/i流量”）。而且，控制装置21以目标m/i流量被供给至液压执行器2、3的形式控制液压泵11的吐出流量和进液控制阀13、15的开度。具有这样的功能的控制装置21具有如下那样的结构。即，控制装置21如图2所示，具有目标流量设定部31、第一出液流量控制部（以下称为“第一m/o流量控制部”）32、第二出液流量控制部（以下称为“第二m/o流量控制部”）33、第一补正部34、第一进液流量控制部（以下称为“第一m/i流量控制部”）35、第二补正部36、第二进液流量控制部（以下称为“第二m/i流量控制部”）37、合计流量计算部38和补正计算部39。
25.目标流量设定部31基于操作杆20a、20b的操作指令，设定相对于各液压缸2、3的目标m/o流量以及目标m/i流量。目标m/o流量是为使液压缸2、3以与操作量相应的目标速度工作而应从液压缸2、3排出的目标流量。另外，目标m/i流量是以相对于目标速度不多不少的形式而应流入液压缸2、3的目标流量，是根据目标m/o流量设定的流量。另外，目标流量设定部31在供给至两个液压缸2、3的进液流量的合计流量为规定流量以上时，以合计流量收敛于规定流量的形式调节目标m/i流量。合计流量为由后面详细描述的补正计算部39补正后的流量。但是，也可以是合计流量为仅将进液流量合计后的流量。进一步地，目标流量设定部31基于调节后的目标m/i流量调节目标m/o流量。本实施方式中，规定流量为液压泵11的
最大吐出流量。此外，各液压缸2、3中进行工作液的再生以及回收再生时，将那些再生流量以及回收再生流量加算到液压泵11的最大吐出流量后的流量被设定为规定流量。另外，液压驱动系统具备蓄能器时，规定流量中还加上从蓄能器供给至各液压缸2、3的流量。
26.若更详细地说明，则目标流量设定部31如图3所示，具有：第一速度计算部41、第一出液流量计算部（以下称为“第一m/o流量计算部”）42、第一进液流量计算部（以下称为“第一m/i流量计算部”）43、第二速度计算部44、第二出液流量计算部（以下称为“第二m/o流量计算部”）45、第二进液流量计算部（以下称为“第二m/i流量计算部”）46、再分配计算部47、第一选择部48、第二选择部49、第一流量调节部50和第二流量调节部51。
27.第一速度计算部41基于第一操作指令计算作为第一液压缸2的目标速度的第一目标速度。更详细地说明，则第一速度计算部41计算与第一操作杆20a的操作量相应的第一目标速度。本实施方式中，第一速度计算部41具有第一映射图。第一映射图中第一操作杆20a的操作量与第一目标速度相对应。第一速度计算部41基于第一映射图和第一操作杆20a的操作量计算第一目标速度。
28.第一m/o流量计算部42基于第一速度计算部41计算的第一目标速度和第一液压缸2的受压部2g的出液侧受压面积ao1计算第一m/o流量。若更详细地说明，则第一m/o流量计算部42基于第一操作指令获取第一液压缸2的杆2b的工作方向。而且，第一m/o流量计算部42根据杆2b的工作方向设定受压部2g的出液侧受压面积ao1。例如，第一操作杆20a向第一操作方向的一个方向操作而杆2b伸长时，杆侧室2i的工作液被排出。因此，受压部2g中面对杆侧室2i的部分的面积设定为出液侧受压面积ao1。另一方面，第一操作杆20a向第一操作方向的另一个方向操作而杆2b缩退时，受压部2g中面对头侧室2h的部分的面积设定为出液侧受压面积ao1。一旦设定后，第一m/o流量计算部42通过将所设定的出液侧受压面积ao1乘以第一目标速度来计算第一m/o流量。
29.第一m/i流量计算部43基于第一速度计算部41计算的第一目标速度、和第一液压缸2的受压部2g的进液侧受压面积ai1计算第一m/i流量。若更详细地说明，则第一m/i流量计算部43与第一m/o流量同样地基于第一操作指令获取第一液压缸2的杆2b的工作方向。而且，第一m/i流量计算部43根据杆2b的工作方向设定受压部2g的进液侧受压面积ai1。例如，第一操作杆20a向第一操作方向的一个方向操作而杆2b伸长时，向头侧室2h供给工作液。因此，受压部2g中面对头侧室2h的部分的面积设定为进液侧受压面积ai1。另一方面，第一操作杆20a向第一操作方向的另一个方向操作而杆2b缩退时，受压部2g中面对杆侧室2i的部分的面积设定为进液侧受压面积ai1。一旦设定后，第一m/i流量计算部43通过将所设定的进液侧受压面积ai1乘以第一目标速度来计算第一m/i流量。
30.第二速度计算部44基于第二操作指令计算作为第二液压缸3的目标速度的第二目标速度。若更详细地说明，则第二速度计算部44计算与第二操作杆20b的操作量相应的第一目标速度。本实施方式中，第二速度计算部44具有第二映射图。第二映射图中第二操作杆20b的操作量与第二目标速度相对应。第二速度计算部44基于第二映射图和第二操作杆20b的操作量计算第二目标速度。
31.第二m/o流量计算部45基于第二速度计算部44计算的第二目标速度、和第二液压缸3的受压部3g的出液侧受压面积ao2计算第二m/o流量。若更详细地说明，则第二m/o流量计算部45以与第一m/o流量计算部42同样的方法计算第二m/o流量。即，第二m/o流量计算部
45基于第二操作指令获取第二液压缸3的杆3b的工作方向。而且，第二m/o流量计算部45根据杆3b的工作方向设定受压部3g的出液侧受压面积ao2。即，受压部3g的出液侧受压面积ao2，与液压缸2的受压部2g的出液侧受压面积ao1同样地，根据第二操作杆20b的第二操作方向设定为受压部3g中面对杆侧室3i的部分的面积以及面对头侧室3h的部分的面积中的任一个。进一步地，第二m/o流量计算部45通过将所设定的出液侧受压面积ao2乘以第二目标速度来计算第二m/o流量。
32.第二m/i流量计算部46基于第二速度计算部44计算的第二目标速度、和第二液压缸3的受压部3g的进液侧受压面积ai2计算第二m/i流量。若更详细地说明，则第二m/i流量计算部46以与第一目标m/i流量同样的方法计算第二m/o流量。即，第二m/i流量计算部46基于第二操作指令获取第二液压缸3的杆3b的工作方向。而且，第二m/i流量计算部46根据杆3b的工作方向设定受压部3g的进液侧受压面积ai2。即，受压部3g的出液侧受压面积ao2，与液压缸2的受压部2g的进液侧受压面积ai1同样地，根据第二操作杆20b的第二操作方向设定为受压部3g中面对头侧室3h的部分的面积以及面对杆侧室3i的部分的面积中的任一个。进一步地，第二m/i流量计算部46通过将所设定的进液侧受压面积ai2乘以第二目标速度来计算第二m/i流量。
33.再分配计算部47计算再分配比例以根据第一以及第二m/i流量的合计流量调节第一以及第二m/i流量。更详细地说明，则再分配计算部47为了以合计流量收敛于前述的规定流量以下的形式调节第一以及第二m/i流量的流量，而计算再分配比例。此外，合计流量由后面详细描述的合计流量计算部38计算。若更详细地说明，则再分配计算部47用第一以及第二m/i流量的合计流量除规定流量，以此算出规定流量相对于合计流量的比例。规定流量的比例为1以上时，合计流量收敛于规定流量以下。因此，没有必要调节第一以及第二m/i流量，所以将再分配比例设定为1。另一方面，规定流量的比例为小于1时，合计流量超过规定流量。如此一来，再分配计算部47为了使合计流量收敛于规定流量以下，而将前述规定流量的比例设定为再分配比例。
34.第一选择部48选择第一m/i流量计算部43计算的第一m/i流量、以及再分配计算部47再分配的第一m/i流量中较小的一个。例如，合计流量为规定流量以上时，再分配比例为小于1，所以再分配的第一m/i流量小于分配前的第一m/i流量。因此，第一选择部48在合计流量为规定流量以上时将再分配的第一m/i流量选择为第一m/i流量。另一方面，合计流量小于规定流量时，再分配比例为1，所以第一m/i流量计算部43计算的第一m/i流量以及再分配计算部47再分配的第一m/i流量两者相同。因此，第一选择部48选择第一m/i流量计算部43计算的第一m/i流量。而且，所选择的第一m/i流量被设定为目标流量设定部31的第一目标m/i流量。
35.第二选择部49与第一选择部48同样地，选择第二m/i流量计算部46计算的第二m/i流量、以及再分配计算部47再分配的第二m/i流量中的较小的一个。另一方面，合计流量小于规定流量时，再分配比例为1，所以第二m/i流量计算部46计算的第二m/i流量以及再分配计算部47再分配的第一m/i流量两者相同。因此，第二选择部49选择第二m/i流量计算部46计算的第一m/i流量。而且，所选择的第二m/i流量被设定为目标流量设定部31的第二目标m/i流量。
36.第一流量调节部50根据调节后的第一m/i流量调节第一目标m/o流量。若更详细地
说明，则第一流量调节部50根据再分配计算部47计算的再分配比例调节第一m/o流量。本实施方式中，第一流量调节部50将第一m/o流量计算部42计算的第一m/o流量乘以第一m/i流量的再分配比例。而且，乘算后的第一m/o流量被设定为目标流量设定部31的第一目标m/o流量。
37.第二流量调节部51与第一流量调节部50同样地，根据调节后的第二m/i流量调节第二目标m/o流量。若更详细地说明，则第二流量调节部51根据再分配计算部47计算的再分配比例调节第二m/o流量。本实施方式中，第二流量调节部51将第二m/o流量计算部45计算的第二目标m/o流量乘以第二目标m/i流量的再分配比例。而且，乘算后的第二m/o流量被设定为目标流量设定部31的第二目标m/o流量。
38.第一m/o流量控制部32基于目标流量设定部31设定的第一目标m/o流量以及压力传感器18r、18h检测出的压力控制第一出液控制阀14的开度。若更详细地说明，则第一m/o流量控制部32首先计算第一出液控制阀14的前后压力。第一出液控制阀14的前后压力是杆侧压力传感器18r或头侧压力传感器18h（第一压力传感器）检测出的第一液压缸2的排出压力与连结第一出液控制阀14和罐10的配管的压力（≈罐压）的压差。本实施方式中，配管的压力为罐压。而且，第一m/o流量控制部32基于第一目标m/o流量、第一出液控制阀14的前后压力、以及计算式（例如伯努利定理）计算第一出液控制阀14的开度。而且，第一m/o流量控制部32将与所计算的开度相应的第一出液指令（以下称为“第一m/o指令”）输出至第一出液控制阀14。借此，第一出液控制阀14的开度被控制为与第一目标m/o流量相应的开度。而且，能够将第一目标m/o流量的工作液从第一液压缸2通过第一出液控制阀14排出至罐10。借此，能够以与第一操作杆20a的操作量相应的速度使第一液压缸2工作。
39.第二m/o流量控制部33与第一m/o流量控制部32同样地，基于目标流量设定部31设定的第二目标m/o流量、以及压力传感器19r、19h检测出的压力控制第二出液控制阀16的开度。若更详细地说明，则第二m/o流量控制部33首先计算第二出液控制阀16的前后压力。第二出液控制阀16的前后压力是杆侧压力传感器19r或头侧压力传感器19h（第一压力传感器）检测出的第二液压缸3的排出压力与连结第二出液控制阀16和罐10的配管的压力（≈罐压）的压差。本实施方式中，配管的压力为罐压。而且，第二m/o流量控制部33基于第二目标m/o流量、第二出液控制阀16的前后压力以及计算式（例如伯努利定理）计算第二出液控制阀16的开度。而且，第二m/o流量控制部33将与计算出的开度相应的第二出液指令（以下称为“第二m/o指令”）输出至第二出液控制阀16。借此，第二出液控制阀16的开度被控制为与第二目标m/o流量相应的开度。而且，能够将第二目标m/o流量的工作液从第二液压缸3通过第二出液控制阀16排出至罐10。借此，能够以与第二操作杆20b的操作量相应的速度使第二液压缸3工作。
40.第一补正部34补正由目标流量设定部31设定的第一目标m/i流量从而计算第一补正m/i流量（补正流量）。若更详细地说明，则第一补正部34中设定有规定的系数k1（》1）。而且，第一补正部34将第一目标m/i流量乘以系数k1。借此，计算作为补正后的第一目标m/i流量的第一补正m/i流量。
41.第一m/i流量控制部35基于第一补正部34补正的第一补正m/i流量、以及压力传感器17、18r、18h控制第一进液控制阀13的开度。若更详细地说明，则第一m/i流量控制部35首先计算第一进液控制阀13的前后压力。第一进液控制阀13的前后压力是头侧压力传感器
18h或杆侧压力传感器18r（第二压力传感器）检测出的第一液压缸2的流入压力、以及吐出压力传感器17（第三压力传感器）检测出的吐出压力的压差。而且，第一m/i流量控制部35基于第一补正m/i流量、第一进液控制阀13的前后压力、以及计算式（例如伯努利定理）计算第一进液控制阀13的目标开度。
42.另外，第一m/i流量控制部35以吐出压力传感器17检测出的吐出压力比液压缸2、3的流入压力（负荷压力）中的最大压力（最大负荷压力）大规定压力α的形式设定第一进液控制阀13的第一上限开度。即，第一m/i流量控制部35以吐出压力传感器17检测出的吐出压力与压力传感器18h、18r、19h、19r检测出的最大的流入压力（以下、称为“液压缸2、3的最大压力”）相比高规定压力α的形式计算第一上限开度。若更详细地说明，则第一m/i流量控制部35基于第一目标m/i流量、液压缸2、3的最大压力、规定压力α、以及计算式（例如伯努利定理）计算第一上限开度。即，第一m/i流量控制部35使液压缸2、3的最大压力为第一进液控制阀13的下游压力，使液压缸2、3的最大压力加上规定压力α后的压力为第一进液控制阀13的上游压力（吐出压力）。而且，第一m/i流量控制部35基于第一进液控制阀13的下游压力以及上游压力设定第一进液控制阀13的前后压力。进一步地，第一m/i流量控制部35基于所设定的第一进液控制阀13的前后压力、第一目标m/i流量、以及计算式（例如伯努利定理）计算第一上限开度。
43.而且，第一m/i流量控制部35在第一进液控制阀13的目标开度小于第一上限开度时，将第一进液控制阀13的开度设定为目标开度。另一方面，第一进液控制阀13的目标开度为第一上限开度以上时，第一m/i流量控制部35将第一进液控制阀13的开度设定为第一上限开度。而且，第一m/i流量控制部35将与所设定的开度相应的第一进液指令（以下称为“第一m/i指令”）输出至第一进液控制阀13。借此，第一m/i流量控制部35能够进行液压缸2、3的压力补偿，同时控制第一进液控制阀13的开度。此外，第一m/i流量控制部35在仅第一操作杆20a被操作时，将第一进液控制阀13的开度设定为开度。
44.第二补正部36补正由目标流量设定部31设定的第二目标m/i流量（补正流量）。若更详细地说明，则第二补正部36设定有规定的系数k2（》1）。此外，本实施方式中，规定的系数k2与规定的系数k1相同。而且，第二补正部36将第二目标m/i流量乘以系数k2。借此，计算作为补正后的第二目标m/i流量的第二补正m/i流量。
45.第二m/i流量控制部37与第一m/i流量控制部35同样地，基于第二补正部36补正后的第二补正m/i流量以及压力传感器17、19r、19h控制第二进液控制阀15的开度。若更详细地说明，则第二m/i流量控制部37首先计算第二进液控制阀15的前后压力。第二进液控制阀15的前后压力是吐出压力传感器17检测出的吐出压力以及杆侧压力传感器19r或头侧压力传感器19h（第二压力传感器）检测出的第二液压缸3的流入压力的压差。而且，第二m/i流量控制部37基于第二补正m/i流量、第二进液控制阀15的前后压力、以及计算式（例如伯努利定理）计算第二进液控制阀15的目标开度。
46.此外，本实施方式中，以吐出压力传感器17检测的吐出压力比液压缸2、3的流入压力（负荷压力）中的最大压力（最大负荷压力）大规定压力α的形式设定第二进液控制阀15的第二上限开度，即，第二m/i流量控制部37与第一m/i流量控制部35同样地，以吐出压力传感器17检测出的吐出压力与液压缸2、3的最大压力相比高规定压力α的形式计算第二上限开度。若更详细地说明，则第二m/i流量控制部37基于第二目标m/i流量、液压缸2、3的最大压
力、规定压力α、以及计算式（例如伯努利定理）计算第二上限开度。即，液压缸2、3的最大压力为第二进液控制阀15的下游压力，液压缸2、3的最大压力加上规定压力α后的压力为第二进液控制阀15的上游压力（吐出压力）。而且，第二m/i流量控制部37基于第二进液控制阀15的下游压力以及上游压力设定第二进液控制阀15的前后压力。进一步地，第二m/i流量控制部37基于所设定的第二进液控制阀15的前后压力、第二目标m/i流量、以及计算式（例如伯努利定理）计算第二上限开度。
47.而且，第二m/i流量控制部37，在第二进液控制阀15的目标开度小于第二上限开度时，将第二进液控制阀15的开度设定为目标开度。另一方面，第二进液控制阀15的目标开度为第二上限开度以上时，第二m/i流量控制部37将第二进液控制阀15的开度设定为第二上限开度。而且，第二m/i流量控制部37将与设定的开度相应的第二进液指令（以下称为“第二m/i指令”）输出至第二进液控制阀15。借此，第二m/i流量控制部37能够进行液压缸2、3的压力补偿，同时控制第二进液控制阀15的开度。此外，第二m/i流量控制部37在仅操作杆20b被操作时，将第二进液控制阀15的开度设定为最大开度。
48.合计流量计算部38计算合计流量。若更详细地说明，则合计流量计算部38计算由目标流量设定部31设定的目标m/i流量的合计，即、作为第一目标m/i流量以及第二目标m/i流量的合计的合计流量。
49.补正计算部39补正由合计流量计算部38计算的合计流量。而且，补正计算部39基于补正后的合计流量设定液压泵11的吐出流量。若更详细地说明，则补正计算部39以加上泄放流量（未图示）以及泄漏流量的形式补正合计流量。而且，补正计算部39在合计流量小于液压泵11的最大吐出流量时，将液压泵11的吐出流量设定为合计流量。另一方面，合计流量为液压泵11的最大吐出流量以上时，将液压泵11的吐出流量设定为最大吐出流量。而且，补正计算部39基于所设定的吐出流量将泵指令输出至容量可变装置12。借此，容量可变装置12以与泵指令相应的倾斜角使斜板11a倾斜。而且，所设定的吐出流量的工作液从液压泵11吐出。
50.《液压驱动系统的动作（单独操作）》液压驱动系统1中，仅操作杆20a、20b中的任一个被操作时，与被操作的操作杆20a、20b的操作方向以及操作量相应的操作指令从操作装置20输出至控制装置21。例如，仅第一操作杆20a被操作时，第一操作指令从操作装置20输出至控制装置21。如此一来，控制装置21的目标流量设定部31基于第一操作指令设定第一目标m/o流量以及第一目标m/i流量。若更详细地说明，则目标流量设定部31中，第一速度计算部41基于第一操作指令计算第一目标速度。而且，第一m/o流量计算部42基于第一目标速度计算第一m/o流量。另外，第一m/i流量计算部43基于第一目标速度设定第一m/i流量。再分配计算部47设定再分配比例。例如，由于第一液压缸2的负荷而第一m/i流量超过最大吐出流量时，再分配计算部47将规定流量除以第一目标m/i流量后的值设定为再分配比例。而且，再分配计算部47将乘以再分配比例后的第一m/o流量设定为目标流量设定部31的第一目标m/o流量。另一方面，合计流量小于最大吐出流量时，规定流量除以第一目标m/i流量后的值超过1。因此，再分配计算部47将再分配比例设定为1。如此一来，再分配计算部47将第一m/i流量计算部43设定的第一m/i流量设定为目标流量设定部31的第一目标m/i流量。
51.第一m/o流量控制部32基于由目标流量设定部31设定的第一目标m/o流量、以及压
力传感器18r、18h检测出的压力控制第一出液控制阀14的开度。借此，与操作杆20a的操作量相应的第一目标m/o流量从各液压缸2排出。因此，能够以与操作杆20a的操作量相应的速度使液压缸2工作。另一方面，第一m/i流量控制部35将第一进液控制阀13的开度控制为最大开度。此外，第一进液控制阀13的开度不限定于最大开度，也可以是以最大开度为准的规定的开度。进一步地，合计流量计算部38计算合计流量（＝第一目标m/i流量）。而且，补正计算部39补正由合计流量计算部38计算的合计流量。而且，补正计算部39基于补正后的合计流量设定液压泵11的吐出流量。进一步地，补正计算部39基于所设定的吐出流量将泵指令输出至容量可变装置12。如此一来，所设定的吐出流量的工作液从液压泵11吐出。借此，能够向各液压缸2、3供给与目标m/o流量相应的工作液。
52.此外，虽然不做详细说明，但第二操作杆20b被操作时也以同样的方法，控制装置21设定第二m/o流量以及第二m/i流量。而且，控制装置21基于所设定的第二m/o流量以及第二m/i流量控制液压泵11、第二进液控制阀15、以及第二出液控制阀16的动作。
53.形成为这样的结构的液压驱动系统1中，根据操作指令控制出液流量。借此，能够以与操作指令相应的速度使液压缸2、3加减速，尤其是减速。借此，能够提高液压缸2、3的操作性。另外，通过控制出液流量，能够精确并稳定地进行液压缸2、3的速度控制。而且，根据出液流量控制进液流量，以此能够抑制由于进液流量的过多或不足导致的空蚀和过度升压。
54.另外，液压驱动系统1中，基于目标速度和出液侧受压面积ao1、ao2设定目标m/o流量，所以能够与液压缸2、3的受压部2g、3g中的出液侧受压面积ao1，ao2的大小无关地以目标速度使液压缸2、3工作。借此，能够进一步提高液压缸2、3的操作性。
55.另外，液压驱动系统1中，与目标m/o流量同样地，目标m/i流量也基于操作杆20a、20b的操作量设定。即，液压驱动系统1中，以与目标m/o流量相应的目标m/i流量被供给至液压缸2、3的形式控制液压泵11的吐出流量和进液控制阀13、15的开度。如此，通过将目标m/i流量设定为与目标m/o流量相应的流量，能够抑制液压泵11的吐出压力过度上升或产生空蚀。另外，液压驱动系统1中，根据出液流量调节液压缸2、3的速度，所以m/i流量控制部35、37能够基于比目标m/i流量大的补正m/i流量控制进液控制阀13、15。借此，能够减少相对于第一以及第二m/o流量的变动而进液控制阀13，15的开度过度限流所导致的压力损失的发生。即，能够减少进液控制阀13，15的压力损失。
56.《液压驱动系统的动作（复合操作）》液压驱动系统1在操作杆20a、20b同时被操作时，与操作方向以及操作量相应的第一以及第二操作指令从操作装置20输出至控制装置21。如此一来，目标流量设定部31基于操作指令设定第一以及第二目标m/o流量和第一以及第二目标m/i流量。若更详细地说明，则目标流量设定部31中，以与单独操作时同样的方法，第一以及第二速度计算部41、44基于各操作指令分别计算第一以及第二目标速度。而且，第一m/o流量计算部42基于第一目标速度设定第一m/o流量，第一m/i流量计算部43基于第一目标速度设定第一m/i流量。而且，第二m/o流量计算部45基于第二目标速度设定第二m/o流量，第二m/i流量计算部46基于第二目标速度设定第二m/i流量。
57.进一步地，再分配计算部47设定再分配比例。即，合计流量小于最大吐出流量时，再分配计算部47将再分配比例设定为1。如此一来，由于不调节第一以及第二m/i流量，所以
由第一以及第二m/i流量计算部43、46设定的第一以及第二m/i流量被设定为目标流量设定部31的第一以及第二目标m/i流量。因此，由第一以及第二m/o流量计算部42、45设定的第一以及第二m/o流量被设定为目标流量设定部31的第一以及第二目标m/o流量。
58.另一方面，合计流量为最大吐出流量以上时，再分配计算部47将规定流量除以第一目标m/i流量后的值设定为再分配比例。而且，第一以及第二m/i流量分别乘以再分配比例。如此一来，第一以及第二选择部48、49选择除以再分配比例后的第一以及第二m/i流量。因此，除以再分配比例后的第一以及第二m/i流量被设定为目标流量设定部31的第一以及第二目标m/i流量。另外，第一以及第二流量调节部50、51根据所计算的再分配比例调节第一以及第二m/o流量。借此，调节后的第一以及第二m/o流量被设定为目标流量设定部31的第一以及第二目标m/o流量。
59.第一以及第二m/o流量控制部32基于目标流量设定部31设定的第一以及第二目标m/o流量、压力传感器18r、18h、19r、19h检测出的压力控制第一以及第二出液控制阀14，16的开度。借此，能够使与操作杆20a、20b的操作量相应的第一以及第二目标m/o流量从各液压缸2、3排出。因此，能够以与操作杆20a、20b的操作量相应的速度使各液压缸2、3工作。
60.另外，第一以及第二补正部34、36补正由目标流量设定部31设定的第一以及第二目标m/i流量。借此，第一补正m/i流量被设定为大于第一目标m/i流量，第二补正m/i流量被设定为大于第二目标m/i流量。而且，第一以及第二m/i流量控制部35、37基于第一以及第二补正m/i流量、以及压力传感器17、18r、18h、19r、19h检测出的压力计算第一以及第二进液控制阀13、15的目标开度。借此，第一以及第二进液控制阀13、15的开度被控制为与补正m/i流量相应的开度。此外，各目标开度为第一上限开度以及第二上限开度以上时，将第一以及第二进液控制阀13、15的开度限制为第一上限开度以及第二上限开度。借此，进行各液压缸2、3的压力补偿。
61.进一步地，合计流量计算部38计算合计流量。而且，补正计算部39补正由合计流量计算部38计算的合计流量。而且，补正计算部39基于补正后的合计流量设定液压泵11的吐出流量。进一步地，补正计算部39基于所设定的吐出流量将泵指令输出至容量可变装置12。如此一来，所设定的吐出流量的工作液从液压泵11吐出。借此，能够分别向各液压缸2、3供给与第一以及第二目标m/o流量相应的流量的工作液。
62.如此，在液压驱动系统1中，在操作杆20a、20b同时被操作时合计流量为规定流量以上的情况下，以合计流量收敛于最大吐出流量之内的形式调节目标m/i流量。而且，控制装置21还根据调节后的目标m/i流量调节目标m/o流量。借此，能够抑制集中向任一个液压缸2、3供给工作液。借此，能够确保多个操作杆20a、20b同时被操作时的液压缸2、3的操作性。
63.进一步地，液压驱动系统1中，控制装置21根据作为规定流量比例的再分配比例，再次设定目标m/i流量以及目标m/o流量。因此，使多个液压执行器2、3同时工作时，能够抑制对各液压缸2、3的操作性带来影响。另外，液压驱动系统1中，控制装置21基于进液控制阀13、15的前后压力和目标m/i流量控制进液控制阀13，15的开度。因此，使多个液压执行器2、3同时工作时，即使液压缸2、3每一个的负荷压力不同，也能够对液压缸2、3的每一个供给目标进液流量的工作液。因此，能够抑制使多个液压执行器2、3同时工作时液压缸2、3的操作性的降低。
64.进一步地，液压驱动系统1中，控制装置21以液压泵11的吐出压力大于液压缸2、3的负荷压力中的最大负荷压力的形式设定进液控制阀13、15的上限开度。借此，能够抑制在使多个液压执行器2、3同时工作时不向负荷压力较高的液压缸2、3供给流量的情况。
65.《其他实施方式》本实施方式的液压驱动系统1中，相对于所有的液压执行器分别设置进液控制阀以及出液控制阀，但并非必须形成为这样的结构。即，也可以是相对于多个液压执行器中的至少一个设置进液控制阀以及出液控制阀。而且，也可以是相对于其余液压执行器设置一对一地控制进液流量和出液流量的方向控制阀。
66.另外，本实施方式的液压驱动系统1中，连结第一出液控制阀14和罐10的配管的压力与罐压近似，但也可以是配管的压力由压力传感器检测出或从目标出液流量推测。
67.另外，也可以是本实施方式的液压驱动系统1中，操作杆20a、20b被单独操作时，进液控制阀13、15的开度与操作杆20a、20b的操作量无关地被控制为规定的开度。
68.另外，也可以是本实施方式的液压驱动系统1中，相对于液压执行器2、3分别设置有控制进液流量的控制阀13、15和控制出液流量的控制阀14、16，但并非必须限定于这样的结构。例如，也可以是液压缸2、3设置有控制工作液对杆侧端口2c、3c的供给和放出的杆侧控制阀和控制工作液对头侧端口2d、3d的供给和排出的头侧控制阀。而且，向杆侧端口2c、3c供给工作液时，杆侧控制阀作为进液控制阀发挥作用，头侧控制阀作为出液控制阀发挥作用。另一方面，向头侧端口2d、3d供给工作液时，头侧控制阀作为进液控制阀发挥作用，杆侧控制阀作为进液控制阀发挥作用。如此构成的液压驱动系统也发挥与液压驱动系统1同样的效果。
69.另外，本实施方式的液压驱动系统1中，也可以是液压缸2、3为了实现自动运行而基于从操作装置输出的操作指令使液压缸2、3工作。即，操作装置基于各种传感器和程序等决定液压缸2、3的动作。而且，操作装置将与决定的动作相应的操作指令输出至控制装置21。借此，能够实现液压缸2、3的自动运行。此外，也可以是前述操作装置与控制装置21一体地构成。
70.根据上述说明，对于本领域技术人员来说，本发明的许多改进和其他实施方式是显而易见的。因此，上述说明应被解释为仅作为示例的，并且是为了将实施本发明的最佳方式告知本领域技术人员而提供的。在不脱离本发明的精神的情况下，可实质性改变其结构和/或功能的具体内容。
71.符号说明：1ꢀꢀ 液压驱动系统2ꢀꢀ 第一液压缸2bꢀꢀ杆2gꢀ
ꢀꢀ
受压部3ꢀꢀ 第二液压缸3bꢀꢀ杆3gꢀꢀ受压部10ꢀꢀ罐11ꢀꢀ液压泵
13ꢀꢀ第一进液控制阀14ꢀꢀ第一出液控制阀15ꢀꢀ第二进液控制阀16ꢀꢀ第二出液控制阀17ꢀꢀ吐出压力传感器（第三压力传感器）18hꢀ 头侧压力传感器（第一压力传感器或第二压力传感器）18rꢀ 杆侧压力传感器（第一压力传感器或第二压力传感器）19hꢀ 头侧压力传感器（第一压力传感器或第二压力传感器）19rꢀ 杆侧压力传感器（第一压力传感器或第二压力传感器）20ꢀ
ꢀꢀ
操作装置21ꢀ
ꢀꢀ
控制装置。

技术特征：

1.一种液压驱动系统，具备：能够改变工作液的吐出流量的液压泵；控制从所述液压泵流至液压执行器的工作液的进液流量的进液控制阀；与所述进液控制阀独立设置，控制从所述液压执行器排出至罐的工作液的出液流量的出液控制阀；输出操作指令的操作装置；检测所述液压执行器的排出压力的第一压力传感器；和根据来自所述操作装置的操作指令设定目标出液流量，基于所述第一压力传感器检测出的排出压力和目标出液流量控制所述出液控制阀的开度的控制装置。2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述出液控制阀根据来自所述控制装置的指令将从所述液压执行器压出的工作液排出至所述罐，所述控制装置基于从所述液压执行器压出工作液的所述液压执行器的受压部的出液侧受压面积和与来自所述操作装置的操作指令相应的目标速度设定目标出液流量。3.根据权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，所述液压执行器为具有杆的液压缸，所述控制装置基于目标速度和所述杆的受压部的出液侧受压面积设定目标出液流量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，所述控制装置以与目标出液流量相应的目标进液流量被供给至所述液压执行器的形式控制所述液压泵的吐出流量和所述进液控制阀的开度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压驱动系统，其特征在于，还具备检测所述液压执行器的流入压力的第二压力传感器，所述控制装置基于所述进液控制阀的前后压力以及大于目标进液流量的补正流量控制所述进液控制阀的开度，所述进液控制阀的前后压力基于所述第一压力传感器检测出的吐出压力和所述第二压力传感器检测出的流入压力算出。6.根据权利要求5所述的液压驱动系统，其特征在于，具备：包括所述进液控制阀的多个进液控制阀；和包括所述出液控制阀的多个出液控制阀，所述操作装置输出与包括所述液压执行器的多个液压执行器分别对应的操作指令，各所述多个进液控制阀分别控制从所述液压泵流至对应的所述液压执行器的进液流量，各所述多个出液控制阀分别控制从对应的所述液压执行器排出至所述罐的出液流量，所述控制装置在至少一个操作指令被输出时，在供给至与输出的操作指令所对应的所述液压执行器的进液流量的合计为规定流量以上的情况下，以进液流量的合计流量收敛于规定流量的形式调节各目标进液流量，并且根据调节后的进液流量调节目标出液流量。7.根据权利要求6所述的液压驱动系统，其特征在于，所述控制装置根据各进液流量相对于合计流量的比例来调节目标进液流量以及目标出液流量。8.根据权利要求6或7所述的液压驱动系统，其特征在于，
具备：分别检测所述液压执行器的流入压力的多个第二压力传感器；和检测所述液压泵的吐出压力的第三压力传感器，所述控制装置基于各所述进液控制阀的前后压力以及目标进液流量控制所述进液控制阀的开度，各所述进液控制阀的前后压力基于各所述多个第二压力传感器检测出的流入压力和所述第三压力传感器检测出的吐出压力算出。9.根据权利要求8所述的液压驱动系统，其特征在于，所述控制装置以吐出压力大于所述多个液压执行器的负荷压力中的最大负荷压力的形式，基于各所述多个第二压力传感器检测出的流入压力和所述第三压力传感器检测出的吐出压力设定各所述多个进液控制阀的上限开度。

技术总结

液压驱动系统具备：能够改变工作液的吐出流量的液压泵；控制从液压泵流至液压执行器的工作液的进液流量的进液控制阀；与进液控制阀独立设置，控制从液压执行器排出至罐的工作液的出液流量的出液控制阀；输出操作指令的操作装置；检测液压执行器的排出压力的第一压力传感器；和根据来自操作装置的操作指令设定目标出液流量，基于第一压力传感器检测出的排出压力和目标出液流量控制出液控制阀的开度的控制装置。制装置。制装置。