1.本发明涉及液压挖掘机等作业机械。
背景技术：2.液压挖掘机等作业机械具备包含旋转体的车身和安装于旋转体的作业装置(前装置)，作业装置包含：能够转动地与旋转体连接的动臂(前部件)；能够转动地与动臂的前端连接的斗杆(前部件)；能够转动地与斗杆的前端连接的铲斗(前部件)；驱动动臂的动臂缸(执行机构)；驱动斗杆的斗杆缸(执行机构)；和驱动铲斗的铲斗缸(执行机构)。在这样的作业机械中，在单独使动臂、斗杆或铲斗动作时铲斗顶端描绘圆弧状的轨迹。因此，例如在通过拉回斗杆的动作利用铲斗顶端形成直线状的修整面的情况下，操作员需要复合地操作动臂、斗杆及铲斗，对操作员要求熟练的操作技术。
3.因此，具有将由控制装置(控制器)自动或半自动地控制液压执行机构的驱动的功能(机械控制)适用于挖掘作业而在挖掘动作时(斗杆或铲斗动作时)使铲斗顶端沿着设计面(目标挖掘面)移动的技术(专利文献1)。
4.另一方面，在以往的液压挖掘机中，具有具备液压油再生装置的液压挖掘机，其中该液压油再生装置通过使液压执行机构的油箱侧流路的液压油在泵侧流路合流(液压油再生)而能够使该液压执行机构的动作速度增速(专利文献2)。
5.在这样的背景下，在将机械控制适用于具备能够使斗杆缸的伸缩速度增速的液压再生装置的液压挖掘机的情况下，若在正通过机械控制使铲斗顶端沿着目标挖掘面移动的过程中在斗杆缸中进行液压油再生，则斗杆的动作速度会发生变动，而有铲斗顶端比目标挖掘面更深地侵入地面中的隐忧。即，在使执行机构的返回油合流于泵侧流路的结构中，在通过机械控制(或根据操作员的杆操作)设定了执行机构的目标流量、且执行了使从泵向执行机构供给的流量与目标流量一致的控制的情况下，向执行机构供给的流量变得比目标流量大，从而无法确保执行机构的位置控制精度。
6.为了解决这样的课题，具有如下技术：在具备能够使缸的伸缩速度增速的液压再生装置的液压挖掘机中，在通过机械控制进行作业的情况下，在液压再生的影响大的条件下通过降低再生流量来限制液压油再生功能，从而确保基于机械控制的执行机构位置控制精度(专利文献3)。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特开第3056254号公报
10.专利文献2：日本特开第3594680号公报
11.专利文献3：日本特开2018-3516号公报
技术实现要素：12.但是，在专利文献3所记载的作业机械中，在通过机械控制进行作业时限制了再生
功能的情况下，虽然能够确保执行机构的位置控制精度，但无法使执行机构的动作速度增速，有招致作业效率降低的隐忧。即，在通过利用机械控制(或根据操作员的杆操作)设定了执行机构的目标流量、且使从泵向执行机构供给的流量与目标流量一致来确保执行机构的位置控制精度的结构中，无法使执行机构的返回油合流于泵侧流路来使执行机构的动作速度增速。
13.本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种能够在确保执行机构的位置控制精度的同时通过再生功能使执行机构的动作速度增速的作业机械。
14.为了实现上述目的，本发明提供一种作业机械，具备：车身；安装于上述车身的作业装置；驱动上述车身或上述作业装置的执行机构；工作油箱；从上述工作油箱吸入工作油、且将工作油向上述执行机构供给的液压泵；与上述液压泵的排出管路并联地连接、且对从上述液压泵向上述执行机构供给的液压油的流动进行控制的流量控制阀；用于指示上述执行机构的动作的操作杆；和根据来自上述操作杆的动作指示量控制上述流量控制阀的控制器，在上述作业机械中，具备配置在将上述流量控制阀的出口节流端口和入口节流端口连接的油路上的再生阀、以及检测上述再生阀的前后差压的压力传感器，上述控制器基于来自上述操作杆的动作指示量计算出作为上述执行机构的目标流量的目标执行机构流量，基于上述再生阀的前后差压计算出作为上述再生阀的通过流量的再生流量，通过从上述目标执行机构流量减去上述再生流量而计算出目标执行机构供给流量，基于上述目标执行机构供给流量计算出目标流量控制阀开口量，计算出成为上述目标执行机构供给流量的合计以上的目标泵流量，根据上述目标流量控制阀开口量控制上述流量控制阀，根据上述目标泵流量控制上述液压泵。
15.根据以上那样构成的本发明，以液压泵向执行机构供给的目标流量(目标执行机构供给流量)和执行机构的再生流量的合计与执行机构的目标流量(目标执行机构流量)相等的方式控制流量控制阀及液压泵。由此，能够在确保执行机构的位置控制精度的同时，通过再生功能使执行机构的动作速度增速。
16.发明效果
17.根据本发明的作业机械，能够在确保执行机构的位置控制精度的同时，通过再生功能使执行机构的动作速度增速。
附图说明
18.图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的侧视图。
19.图2a是本发明的第1实施例中的液压驱动装置的回路图(1/2)。
20.图2b是本发明的第1实施例中的液压驱动装置的回路图(2/2)。
21.图3是本发明的第1实施例中的控制器的功能框图。
22.图4是表示与本发明的第1实施例中的控制器对方向控制阀的控制相关的处理的流程图。
23.图5是表示与本发明的第1实施例中的控制器对辅助流量控制阀的控制相关的处理的流程图。
24.图6是表示与本发明的第1实施例中的控制器对液压泵的控制相关的处理的流程图。
25.图7是表示与本发明的第1实施例中的控制器对可变节流阀的控制相关的处理的流程图。
26.图8a是本发明的第2实施例中的液压驱动装置的回路图(1/2)。
27.图8b是本发明的第2实施例中的液压驱动装置的回路图(2/2)。
28.图9是本发明的第2实施例中的控制器的功能框图。
29.图10是表示与本发明的第2实施例中的控制器对方向控制阀的控制相关的处理的流程图。
具体实施方式
30.以下，作为本发明的实施方式的作业机械列举液压挖掘机为例，参照附图进行说明。此外，在各图中，对同等的部件标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。
31.图1是本实施方式的液压挖掘机的侧视图。
32.如图1所示，液压挖掘机300具备：行驶体201；能够旋转地配置在行驶体201上、且构成车身的旋转体202；和能够沿上下方向转动地安装于旋转体202、且进行砂土的挖掘作业等的作业装置203。旋转体202由旋转马达211驱动。
33.作业装置203包含：能够沿上下方向转动地安装于旋转体202的动臂204；能够沿上下方向转动地安装在动臂204的前端的斗杆205；和能够沿上下方向转动地安装在斗杆205的前端的铲斗206。动臂204由动臂缸204a驱动，斗杆205由斗杆缸205a驱动，铲斗206由铲斗缸206a驱动。
34.在旋转体202上的前侧位置设有驾驶室207，在后侧位置设有确保重量平衡的配重209。在驾驶室207与配重209之间设有收纳发动机及液压泵等的机械室208，在机械室208中设置有控制阀210。控制阀210对工作油从液压泵向各执行机构的流动进行控制。
35.在本实施方式的液压挖掘机300中，搭载有将在以下的各实施例中进行说明的液压驱动装置。
36.实施例1
37.图2a及图2b是本发明的第1实施例中的液压驱动装置的回路图。
38.(1)结构
39.第1实施例中的液压驱动装置400具备由发动机(未图示)驱动的三个主液压泵，例如分别是由可变容量形液压泵构成的第1液压泵1、第2液压泵2及第3液压泵3。另外，具备由发动机驱动的先导泵91，并且具备向液压泵1～3及先导泵91供给油的工作油箱5。
40.第1液压泵1的倾转角由附设于第1液压泵1的调节器控制。第1液压泵1的调节器包含流量控制指令压端口1a、第1液压泵自压端口1b及第2液压泵自压端口1c。第2液压泵2的倾转角由附设于第2液压泵2的调节器控制。第2液压泵2的调节器包含流量控制指令压端口2a、第2液压泵自压端口2b及第1液压泵自压端口2c。第3液压泵3的倾转角由附设于第3液压泵3的调节器控制。第3液压泵3的调节器包含流量控制指令压端口3a及第3液压泵自压端口3b。
41.第1液压泵1的排出管路40经由中间旁通油路41与工作油箱5连接。在中间旁通油路41上，从上游侧按顺序配置有对驱动行驶体201的一对行驶马达中的未图示的右行驶马达的驱动进行控制的右行驶用方向控制阀6、对向铲斗缸206a供给的液压油的流动进行控
制的铲斗用方向控制阀7、对向斗杆缸205a供给的液压油的流动进行控制的第2斗杆用方向控制阀8、以及对向动臂缸204a供给的液压油的流动进行控制的第1动臂用方向控制阀9。铲斗用方向控制阀7、第2斗杆用方向控制阀8及第1动臂用方向控制阀9的各供给端口分别经由油路42、43、油路44、45及油路46、47与将右行驶用方向控制阀6和铲斗用方向控制阀7连接的中间旁通油路41的一部分并联地连接。另外，排出管路40为了保护回路免受过度的压力上升影响，而经由主溢流阀18与工作油箱5连接。在排出管路40上设有检测第1液压泵1的压力的压力传感器(未图示)。
42.第2液压泵2的排出管路50经由中间旁通油路51与工作油箱5连接，并且经由合流阀17与第1液压泵1的排出管路40连接。在中间旁通油路51上，从上游侧按顺序配置有对向动臂缸204a供给的液压油的流动进行控制的第2动臂用方向控制阀10、对向斗杆缸205a供给的液压油的流动进行控制的第1斗杆用方向控制阀11、对向驱动例如代替铲斗206而设置的破碎机等第1特殊附属工具的未图示的第1执行机构供给的液压油的流动进行控制的第1附属工具用方向控制阀12、以及对驱动行驶体201的一对行驶马达中的未图示的左行驶马达的驱动进行控制的左行驶用方向控制阀13。第2动臂用方向控制阀10、第1斗杆用方向控制阀11、第1附属工具用方向控制阀12及左行驶用方向控制阀13的各供给端口分别经由油路52、53、油路54、55、油路56、57及油路58与第2液压泵2的排出管路50并联地连接。在排出管路50中的与油路56的连接点及与油路58的连接点之间设有单向阀30。单向阀30防止经由合流阀向排出管路50供给的工作油向比左行驶用方向控制阀13靠上游侧的方向控制阀10～12流入。另外，排出管路50为了保护回路免受过度的压力上升影响，而经由主溢流阀19与工作油箱5连接。在排出管路50上设有检测第2液压泵2的压力的压力传感器81。
43.第1斗杆用方向控制阀11的出口节流端口经由油路70与工作油箱5连接。在油路70上配置有可变节流阀36。可变节流阀36的上游侧经由再生阀35与油路55连接。再生阀35允许工作油从油路70(方向控制阀11的出口节流端口)向油路55(方向控制阀11的入口节流端口)流动，阻止反方向的流动。在再生阀35的上游侧设有压力传感器87，在再生阀35的下游侧设有压力传感器83。
44.第3液压泵3的排出管路60经由中间旁通油路61与工作油箱5连接。在中间旁通油路61上，从上游侧按顺序配置有对向旋转马达211供给的液压油的流动进行控制的旋转用方向控制阀14、对向动臂缸204a供给的液压油的流动进行控制的第3动臂用方向控制阀15、以及第2附属工具用方向控制阀16。第2附属工具用方向控制阀16用于在第1特殊附属工具的基础上又安装了具备第2执行机构的第2特殊附属工具时，或者在安装了代替第1特殊执行机构而具备第1执行机构和第2执行机构这两个执行机构的第2特殊附属工具时，对向第2执行机构供给的液压油的流动进行控制。旋转用方向控制阀14、第3动臂用方向控制阀15及第2附属工具用方向控制阀16的各供给端口分别经由油路62、63、油路64、65及油路66、67与第3液压泵3的排出管路60并联地连接。另外，排出管路60为了保护回路免受过度的压力上升影响，而经由主溢流阀20与工作油箱5连接。在排出管路60上设有检测第3液压泵3的压力的压力传感器(未图示)。
45.在动臂缸204a、斗杆缸205a及铲斗缸206a上，以获取液压挖掘机300的动作状态为目的，分别设有检测行程量的行程传感器84、85、86。此外，获取液压挖掘机300的动作状态的机构是多种多样的，如倾斜传感器、旋转角传感器、imu等，并不限于上述的行程传感器。
46.在与铲斗用方向控制阀7连接的油路42、43、与第2斗杆用方向控制阀8连接的油路44、45以及与第1动臂用方向控制阀9连接的油路46、47上，分别设有在复合操作时对从第1液压泵1向方向控制阀7～8供给的液压油的流量进行限制的流量控制阀21、22、23。在与第2动臂用方向控制阀10的供给端口连接的油路52、53、与第1斗杆用方向控制阀11的供给端口连接的油路54、55以及与第1附属工具用方向控制阀12的供给端口连接的油路56、57上，分别设有在复合操作时对从第2液压泵2向方向控制阀10～12供给的液压油的流量进行限制的辅助流量控制阀24、25、26。在与旋转用方向控制阀14的供给端口连接的油路62、63、与第3动臂用方向控制阀15的供给端口连接的油路64、65以及与第2附属工具用方向控制阀16的供给端口连接的油路66、67上，分别设有在复合操作时对从第3液压泵3向方向控制阀14～16供给的液压油的流量进行限制的辅助流量控制阀27、28、29。
47.先导泵91的排出端口经由先导一次压生成用的先导溢流阀92与工作油箱5连接，并且经由油路97与内置于电磁阀单元93的电磁比例阀93a～93h的一方的输入端口连接。电磁比例阀93a～93h的另一方的输入端口与工作油箱5连接。电磁比例阀93a～93h分别根据来自控制器94的指令信号将先导一次压减压，生成先导指令压。
48.电磁比例阀93a的输出端口与第2液压泵2的调节器的流量控制指令压端口2a连接。电磁比例阀93b、93c的输出端口与第2动臂用方向控制阀10的先导端口连接。电磁比例阀93d、93e的输出端口与第1斗杆用方向控制阀11的先导端口连接。电磁比例阀93f的输出端口经由油路71与辅助流量控制阀24的先导端口(先导可变节流阀32的先导端口32a)连接。电磁比例阀93g的输出端口经由油路72与辅助流量控制阀25的先导端口(先导可变节流阀34的先导端口34a)连接。电磁比例阀93h的输出端口经由油路73与可变节流阀36的先导端口连接。
49.此外，为了简化说明，对于第1液压泵1及第3液压泵3的调节器的流量控制指令压端口1a、3a用的电磁比例阀、右行驶用方向控制阀6用的电磁比例阀、铲斗用方向控制阀7用的电磁比例阀、第2斗杆用方向控制阀8用的电磁比例阀、第1动臂用方向控制阀9用的电磁比例阀、第1附属工具用方向控制阀12用的电磁比例阀、左行驶用方向控制阀13用的电磁比例阀、旋转用方向控制阀14用的电磁比例阀、第3动臂用方向控制阀15用的电磁比例阀、第2附属工具用方向控制阀16用的电磁比例阀以及辅助流量控制阀21～23、26～29用的电磁比例阀，省略了图示。
50.辅助流量控制阀24由形成辅助可变节流部的提升型的主阀31、设在主阀31的阀芯31a上且根据阀芯31a的移动量使开口量变化的控制可变节流部31b、和先导可变节流阀32构成。内置主阀31的壳体具有形成在主阀31与油路52的连接部的第1压力室31c、形成在主阀31与油路53的连接部的第2压力室31d、和以经由控制可变节流部31b与第1压力室31c连通的方式形成的第3压力室31e。先导可变节流阀32配置在将第3压力室31e和油路53连接的油路68上。先导可变节流阀32的先导端口32a与电磁比例阀93f的输出端口连接。在将第2动臂用方向控制阀10和辅助流量控制阀24(主阀31)连接的油路53上设有压力传感器82。此外，为了简化说明而省略了一部分图示，但辅助流量控制阀21～29及周边的设备、配管、配线均为相同的结构。
51.液压驱动装置400具备：能够对第1动臂用方向控制阀9、第2动臂用方向控制阀10及第3动臂用方向控制阀15进行切换操作的动臂用操作杆95a；和能够对第1斗杆用方向控
制阀11及第2斗杆用方向控制阀8进行切换操作的斗杆用操作杆95b。此外，为了简化说明，对于切换操作右行驶用方向控制阀6的右行驶用操作杆、切换操作铲斗用方向控制阀7的铲斗用操作杆、切换操作第1附属工具用方向控制阀12的第1附属工具用操作杆、切换操作左行驶用方向控制阀13的左行驶用操作杆、切换操作旋转用方向控制阀14的旋转用操作杆、切换操作第2附属工具用方向控制阀16的第2附属工具用操作杆，省略了图示。
52.液压驱动装置400具备控制器94，操作杆95a、95b的输入量、压力传感器81～83、87的输出值以及行程传感器84～86的输出值被向控制器94输入。另外，控制器94向电磁阀单元93所具有的电磁比例阀93a～93h(包含未图示的电磁比例阀)输出指令信号。
53.图3是控制器94的功能框图。在图3中，控制器94具有：控制有效化判断部94a、要求执行机构流量运算部94b、限制执行机构流量运算部94c、再生流量运算部94d、目标执行机构流量运算部94e、目标执行机构供给流量运算部94f、目标泵流量运算部94g、目标方向控制阀开口运算部94h、目标流量控制阀开口运算部94i和目标可变节流阀开口运算部94j。
54.控制有效化判断部94a基于自动控制功能切换开关96的信号判断自动控制功能是有效还是无效。要求执行机构流量运算部94b基于操作杆95a、95b的输入量计算出执行机构的要求流量。限制执行机构流量运算部94c基于从行程传感器84～86的信号等得到的车身202或作业装置203的姿势信息、以及预先设定的设计面信息(包含录入的执行机构的目标轨迹等)，将用于以车身202或作业装置203不脱离所设定的限制区域的方式进行控制的执行机构流量计算为限制流量。再生流量运算部94d根据压力传感器的输出值和事先设定的再生阀35的开口特性计算出从再生阀35通过的流量(再生流量)。
55.目标执行机构流量运算部94e基于控制有效化判断部94a的判断结果、来自要求执行机构流量运算部94b的执行机构的要求流量、以及来自限制执行机构流量运算部94c的执行机构的限制流量，计算出向执行机构供给的目标流量(目标执行机构流量)。目标执行机构供给流量运算部94f基于来自目标执行机构流量运算部94e的目标执行机构流量和来自再生流量运算部94d的再生流量，计算出液压泵向执行机构供给的目标流量(目标执行机构供给流量)。
56.目标泵流量运算部94g基于控制有效化判断部94a的判断结果、来自目标执行机构供给流量运算部94f的目标执行机构供给流量和操作杆输入量，计算出液压泵1～3的目标流量(目标泵流量)，输出与目标泵流量相应的指令信号(泵流量控制指令信号)。目标方向控制阀开口运算部94h基于操作杆95a、95b的输入量计算出方向控制阀6～16的目标开口量。目标流量控制阀开口运算部94i基于控制有效化判断部94a的判断结果、来自目标执行机构供给流量运算部94f的目标执行机构供给流量、操作杆输入量和压力传感器输出值，计算出辅助流量控制阀21～29的目标开口量，输出与目标开口量相应的指令信号(流量控制阀控制指令信号)。目标可变节流阀开口运算部94j基于来自目标执行机构流量运算部94e的目标执行机构流量、来自再生流量运算部94d的再生流量和操作杆输入量计算出可变节流阀36的目标开口量，输出与目标开口量相应的指令信号(可变节流阀控制指令信号)。
57.图4是表示与控制器94对方向控制阀6～16的控制相关的处理的流程图。以下，仅说明与第2动臂用方向控制阀10相关的处理。与其他方向控制阀相关的处理由于与之相同，所以省略说明。
58.控制器94首先判断是否没有动臂用操作杆95a的输入(步骤s101)。在步骤s101中
判断成没有动臂用操作杆95a的输入(是)的情况下，结束该流程。在步骤s101中判断成有动臂用操作杆95a的输入(否)的情况下，由控制器94的目标方向控制阀开口运算部94h计算出与动臂用操作杆95a的输入量相应的方向控制阀10的目标开口量ams(步骤s102)。
59.接着步骤s102，从控制器94向方向控制阀10用的电磁比例阀93b、93c输出与目标开口量ams相应的指令信号(s103)，使电磁比例阀93b、93c生成方向控制阀10的先导指令压(s104)，根据先导指令压使方向控制阀10开口(s105)，结束该流程。
60.图5是表示与控制器94对辅助流量控制阀21～29的控制相关的处理的流程图。以下，仅说明与对第2动臂用方向控制阀10所对应的辅助流量控制阀24的控制相关的处理。与对其他辅助流量控制阀的控制相关的处理由于与之相同，所以省略说明。
61.控制器94首先判断是否没有动臂用操作杆95a的输入(步骤s201)。在步骤s201中判断成没有动臂用操作杆95a的输入(是)的情况下，结束该流程。在步骤s201中判断成有动臂用操作杆95a的输入(否)的情况下，判断自动控制功能(机械控制)是否有效(步骤s202)。
62.在步骤s202中判断成自动控制功能无效(否)的情况下，由控制器94的目标流量控制阀开口运算部94i计算出与动臂用操作杆95a的输入量相应的辅助流量控制阀24(主阀31)的目标开口量afcv_m(步骤s203)，将与目标开口量afcv_m相应的指令信号输出到辅助流量控制阀24用的电磁比例阀93f(s204)，使电磁比例阀93f生成辅助流量控制阀24(主阀31)的先导指令压(s205)，根据先导指令压使辅助流量控制阀24(主阀31)开口(s206)，结束该流程。
63.在步骤s202中判断成自动控制功能有效(是)的情况下，由控制器94的目标执行机构供给流量运算部94f通过从目标执行机构流量qref减去再生流量qreg而计算出目标执行机构供给流量qact_a(步骤s211)，由控制器94的目标流量控制阀开口运算部94i基于目标执行机构供给流量qact_a和辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压δpfcv计算出辅助流量控制阀24的目标开口量afcv_a(步骤s212)，将与目标开口量afcv_a相应的指令信号输出到辅助流量控制阀24用的电磁比例阀93f(步骤s213)，在执行了步骤s205、s206的处理后，结束该流程。
64.图6是表示与控制器94对液压泵1～3的控制相关的处理的流程图。以下，仅说明与对第2液压泵2的控制相关的处理。与对其他液压泵的控制相关的处理由于与之相同，所以省略说明。
65.控制器94首先判断是否没有操作杆95a、95b的输入(步骤s301)。在步骤s301中判断成没有操作杆95a、95b的输入(是)的情况下，结束该流程。在步骤s301中判断成有操作杆95a、95b的输入(否)的情况下，判断自动控制功能是否有效(步骤s302)。
66.在步骤s302中判断成自动控制功能无效(否)的情况下，由控制器94的目标泵流量运算部94g计算出与操作杆95a、95b的输入量相应的液压泵2的目标泵流量qpmp_m(步骤s303)，向液压泵2的流量控制用的电磁比例阀93a输出与目标泵流量qpmp_m相应的指令信号(s304)，使电磁比例阀93a生成液压泵2的流量控制指令压pip2(s305)，根据流量控制指令压pip2使第2液压泵2的倾转变化(s306)，结束该流程。
67.在步骤s302中判断成自动控制功能有效(是)的情况下，由控制器94的目标执行机构供给流量运算部94f计算出目标执行机构供给流量qact_aa、qact_ab
…
(步骤s311a、s311b
…
)。在此，目标执行机构供给流量qact_aa是液压泵2向动臂缸204a供给的目标流量，
目标执行机构供给流量qact_ab是液压泵2向斗杆缸205a供给的目标流量。
68.接着步骤s311a、s311b
…
，由控制器94的目标泵流量运算部94g将各执行机构的目标供给流量qact_aa、qact_ab
…
的合计计算为目标泵流量qpmp_a(步骤s312)，向液压泵2的流量控制用的电磁比例阀93a输出与目标泵流量qpmp_a相应的指令信号(s313)，在执行了步骤s305、s306的处理后，结束该流程。在此，目标泵流量qpmp_a是由设计者适当设定的，无需使其与各执行机构的目标流量的合计严格地一致，也可以加上溢流(bleed-off)流量和泄放(drain)流量等。
69.图7是表示与控制器94对可变节流阀36的控制相关的处理的流程图。以下，仅说明与对第1斗杆用方向控制阀11所对应的可变节流阀36的控制相关的处理。与对其他可变节流阀(未图示)的控制相关的处理由于与之相同，所以省略说明。
70.控制器94首先判断是否没有斗杆用操作杆95b的输入(步骤s401)。在步骤s401中判断成没有斗杆用操作杆95b的输入(是)的情况下，结束该流程。在步骤s401中判断成有斗杆用操作杆95b的输入(否)的情况下，判断自动控制功能是否有效(步骤s402)。
71.在步骤s402中判断成自动控制功能无效(否)的情况下，由控制器94的目标可变节流阀开口运算部94j计算出与斗杆用操作杆95b的输入值相应的可变节流阀36的目标开口量avtv_m(步骤s403)，将与目标开口量avtv_m相应的指令信号输出到可变节流阀36用的电磁比例阀93h(s404)，使电磁比例阀93h生成可变节流阀36的先导指令压(s405)，根据先导指令压使可变节流阀36开口(s406)，结束该流程。由此，再生流量qreg与斗杆用操作杆95b的输入量相应地发生变化。
72.在步骤s402中判断成自动控制功能有效(是)的情况下，由控制器94的目标可变节流阀开口运算部94j判断再生流量qreg是否比目标执行机构流量qref大(步骤s411)。在步骤s411中判断成再生流量qreg为目标执行机构流量qref以下(否)的情况下，执行步骤s403及其以后的处理。由此，只要再生流量qreg不超过目标执行机构流量qref，则再生流量qreg与斗杆用操作杆95b的输入量相应地发生变化。
73.在步骤s411中判断成再生流量qreg比目标执行机构流量qref大(是)的情况下，由控制器94的目标可变节流阀开口运算部94j计算出比当前的可变节流阀36的开口量avtv_abef大的目标开口量avtv_a(步骤s412)，将与目标开口量avtv_a相应的指令信号输出到可变节流阀36用的电磁比例阀93h(s413)，在执行了步骤s405、s405的处理后，结束该流程。由此，再生流量qreg被限制在目标执行机构流量qref以下。
74.(2)动作
75.关于液压驱动装置400的动作，提取与第2液压泵2相关的部分进行说明。与其他液压泵相关的部分的动作由于与之相同，所以省略说明。
76.(2-1)自动控制功能无效的状态下的操作
77.说明在自动控制功能无效的状态下斗杆用操作杆95b被操作的情况下的各设备的动作。
78.·
方向控制阀
79.控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的第1斗杆用方向控制阀11的目标开口量ams，将与目标开口量ams相应的指令信号向电磁比例阀93d、93e输出。电磁比例阀93d、93e根据指令信号生成先导指令压piam1u、piam1d，控制第1斗杆用方向控制阀11的
开口量。
80.·
辅助流量控制阀
81.控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的辅助流量控制阀25(主阀33)的目标开口量afcv_m，将与目标开口量afcv_m相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g根据指令信号生成先导指令压，控制辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量。在本动作例中，以辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量成为最大(辅助流量控制阀25(主阀33)成为全开)的方式进行控制。
82.·
液压泵
83.控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的第2液压泵2的目标流量qpmp_m，将与目标流量qpmp_m相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a根据指令信号生成流量控制指令压pip2，控制第2液压泵2的流量。
84.·
可变节流阀
85.控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的可变节流阀36的目标开口量avtv_m，将与目标开口量avtv_m相应的指令信号向电磁比例阀93h输出。电磁比例阀93h根据指令信号生成先导指令压，控制可变节流阀36的开口量。
86.(2-2)自动控制功能有效的状态下的操作
87.说明在自动控制功能有效的状态下斗杆用操作杆95b被操作的情况下的各设备的动作。
88.·
方向控制阀
89.控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的第1斗杆用方向控制阀11的目标开口量ams，将与目标开口量ams相应的指令信号向电磁比例阀93d、93e输出。电磁比例阀93d、93e根据指令信号生成先导指令压piam1u、piam1d，控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。
90.·
辅助流量控制阀
91.控制器94基于斗杆用操作杆95b的输入量、车身202或作业装置203的姿势信息、设计面信息及压力传感器输出值计算出目标执行机构流量qref和再生流量qreg，通过从目标执行机构流量qref减去再生流量qreg而计算出目标执行机构供给流量qact_a，并基于目标执行机构供给流量qact_a和辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压δpfcv计算出辅助流量控制阀25(主阀33)的目标开口量afcv_a，将与目标开口量afcv_a相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g根据指令信号生成先导指令压，控制辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量。
92.·
液压泵
93.控制器94将各执行机构的目标供给流量qact_a合计在一起而计算出目标泵流量qpmp_a，将与目标泵流量qpmp_a相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a根据指令信号生成流量控制指令压pip2，控制第2液压泵2的流量。此外，由于本动作是斗杆缸205a的单独动作，所以目标泵流量qpmp_a与斗杆缸205a的目标供给流量qact_a相等。
94.·
可变节流阀
95.控制器94判断再生流量qreg是否比目标执行机构流量qref大。在判断结果为是的情况下，计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的可变节流阀36的目标开口量avtv_m，将
与目标开口量avtv_m相应的指令信号向电磁比例阀93h输出。在判断结果为否的情况下，计算出比当前的可变节流阀36的开口量avtv_abef大的目标开口量avtv_a，将与目标开口量avtv_a相应的指令信号向电磁比例阀93h输出。电磁比例阀93h根据指令信号生成先导指令压，控制可变节流阀36的开口量。
96.(3)效果
97.在本实施方式中，提供一种作业机械300，具备：车身202；安装于车身202的作业装置203；驱动车身202或作业装置203的执行机构204a、205a、206a、211；工作油箱5；从工作油箱5吸入工作油、且将工作油向执行机构204a、205a、206a、211供给的液压泵1～3；与液压泵1～3的排出管路40、50、60并联地连接、且对从液压泵1～3向执行机构204a、205a、206a、211供给的液压油的流动进行控制的流量控制阀6～16、21～29；用于指示执行机构204a、205a、206a、211的动作的操作杆95a、95b；和根据来自操作杆95a、95b的动作指示量控制流量控制阀6～16、21～29的控制器94，在上述作业机械300中，具备配置在将流量控制阀11的出口节流端口和入口节流端口连接的油路上的再生阀35、以及检测再生阀35的前后差压的压力传感器87、83，控制器94基于来自操作杆95a、95b的动作指示量计算出作为执行机构204a、205a、206a、211的目标流量的目标执行机构流量qref，基于再生阀35的前后差压计算出作为再生阀35的通过流量的再生流量qreg，通过从目标执行机构流量qref减去再生流量qreg而计算出目标执行机构供给流量qact_a，基于目标执行机构供给流量qact_a计算出目标流量控制阀开口量afcv_a，计算出成为目标执行机构供给流量qact_a的合计以上的目标泵流量qpmp_a，根据目标流量控制阀开口量afcv_a控制流量控制阀21～29，根据目标泵流量qpmp_a控制液压泵1～3。
98.另外，流量控制阀6～16、21～29具有对从液压泵1～3向执行机构204a、205a、206a、211供给的液压油的方向进行控制的方向控制阀6～16、和对从液压泵1～3向方向控制阀6～16的入口节流端口供给的液压油的流量进行限制的辅助流量控制阀21～29，再生阀35配置在将方向控制阀11的出口节流端口和入口节流端口连接的油路上。
99.根据以上那样构成的本实施例，以液压泵1～3向执行机构供给的目标流量(目标执行机构供给流量qact_a)和执行机构的再生流量qreg的合计与执行机构的目标流量(目标执行机构流量qref)相等的方式控制流量控制阀21～29及液压泵1～3。由此，能够在确保执行机构的位置控制精度的同时，通过再生功能使执行机构的动作速度增速。由此，能够提高作业机械100的作业效率。而且，在由于执行机构的压力状态而再生流量过大的情况下，能够进行增大可变节流阀36的开口量来减少再生流量等微调整。由此，能够容易地进行执行机构的操作性的设定、变更。
100.另外，本实施例的作业机械300具备设在将流量控制阀11的出口节流端口和工作油箱5连接的油路70上的可变节流阀36，控制器94在再生流量qreg超过了目标执行机构流量qref的情况下，使可变节流阀36的开口量增加直至再生流量qreg成为目标执行机构流量qref以下。由此，能够在将向执行机构的供给流量维持成目标流量qact_a的同时，将再生流量qreg最大化。
101.另外，本实施例的作业机械300具备对车身202或作业装置203的自动控制功能的有效化或无效化进行指示的自动控制功能切换开关96，控制器94在由自动控制功能切换开关96指示了自动控制功能的无效化的情况下，基于来自操作杆95a、95b的动作指示量计算
出目标流量控制阀开口量afcv_m及目标泵流量qpmp_m。由此，在自动控制功能被设为无效的情况下，能够与以往的作业机械同样地通过再生功能使执行机构的动作速度增速。
102.实施例2
103.图8a及图8b是本发明的第2实施例中的液压驱动装置的回路图。
104.(1)结构
105.本实施例中的液压驱动装置400a的结构与第1实施例中的液压驱动装置400(图2a及图2b所示)几乎相同，但在以下方面不同。
106.本实施例中的液压驱动装置400a代替第1实施例中的辅助流量控制阀21～29而具备防止从执行机构侧向排出管路40、50、60的逆流的单向阀101～109。
107.本实施例中的再生阀35配置在第1斗杆用方向控制阀11的阀柱的内部，在第1斗杆用方向控制阀11上设有再生端口121、122。在再生端口121连接有从与第1斗杆用方向控制阀11的出口节流端口连接的油路70分支出的油路111。在再生端口122连接有从将第1斗杆用方向控制阀11和斗杆缸205a的缸底侧连接的油路114分支出的油路112。当第1斗杆用方向控制阀11的阀柱被切换操作到收回方向(图示右方向)时，油路111被连接到再生阀35的上游侧，油路112被连接到再生阀35的下游侧。由此，从斗杆缸205a的活塞杆侧排出的工作油在缸底侧再生。在将第1斗杆用方向控制阀11和斗杆缸205a连接的油路113、114上分别设有压力传感器117、118。此外，为了简化说明而省略了一部分图示，但方向控制阀6～16及周边的设备、配管、配线均为相同的结构。
108.图9是本实施例中的控制器94a的功能框图。在图9中，本实施例中的控制器94a代替第1实施例中的目标方向控制阀开口运算部94h及目标流量控制阀开口运算部94i(图3所示)而具有目标方向控制阀开口运算部94k。目标方向控制阀开口运算部94k基于来自控制有效化判断部94a的判断结果、来自目标执行机构供给流量运算部94f的目标执行机构供给流量、操作杆输入量和压力传感器输出值，计算出方向控制阀的目标开口量。
109.图10是表示与控制器94a对方向控制阀6～16的控制相关的处理的流程图。以下，仅说明与对第2动臂用方向控制阀10的控制相关的处理。与对其他方向控制阀的控制相关的处理由于与之相同，所以省略说明。
110.控制器94a首先判断是否没有动臂用操作杆95a的输入(步骤s501)。在步骤s501中判断成没有动臂用操作杆95a的输入(是)的情况下，结束该流程。在步骤s501中判断成有动臂用操作杆95a的输入(否)的情况下，判断自动控制功能(机械控制)是否有效(步骤s502)。
111.在步骤s502中判断成自动控制功能无效(否)的情况下，由控制器94a的目标方向控制阀开口运算部94k计算出与动臂用操作杆95a的输入量相应的方向控制阀10的目标开口量ams_m(步骤s503)，将与目标开口量ams_m相应的指令信号输出到方向控制阀10用的电磁比例阀93b、93c(s504)，使电磁比例阀93b、93c生成方向控制阀10的先导指令压(s505)，根据先导指令压使方向控制阀10开口(s506)，结束该流程。
112.在步骤s502中判断成自动控制功能有效(是)的情况下，由控制器94a的目标执行机构供给流量运算部94f通过从目标执行机构流量qref减去再生流量qreg而计算出目标执行机构供给流量qact_a(步骤s511)，由控制器94a的目标方向控制阀开口运算部94k基于目标执行机构供给流量qact_a和方向控制阀10的前后差压
△
pms计算出方向控制阀10的目标开口量ams_a(步骤s512)，将与目标开口量ams_a相应的指令信号输出到方向控制阀10用的
电磁比例阀93b、93c(步骤s513)，在执行了步骤s505、s506的处理后，结束该流程。
113.(2)动作
114.提取与第2液压泵2相关的部分说明第2实施例中的液压驱动装置400a的动作。与其他液压泵相关的部分的动作由于与之相同，所以省略说明。
115.(2-1)自动控制功能无效的状态下的操作
116.说明在自动控制功能无效的状态下斗杆用操作杆95b被操作的情况下的各设备的动作。
117.·
方向控制阀
118.控制器94a计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的第1斗杆用方向控制阀11的目标开口量ams_m，将与目标开口量ams_m相应的指令信号向电磁比例阀93d、93e输出。电磁比例阀93d、93e根据指令信号生成先导指令压piam1u、piam1d，控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。
119.·
液压泵
120.由于与第1实施例相同，所以省略说明。
121.·
可变节流阀
122.由于与第1实施例相同，所以省略说明。
123.(2-2)自动控制功能有效的状态下的操作
124.说明在自动控制功能有效的状态下斗杆用操作杆95b被操作的情况下的各设备的动作。
125.·
方向控制阀
126.控制器94a基于斗杆用操作杆95b的输入量、车身202或作业装置203的姿势信息、设计面信息及压力传感器输出值，计算出目标执行机构流量qref和再生流量qreg，通过从目标执行机构流量qref减去再生流量qreg而计算出目标执行机构供给流量qact_a，基于目标执行机构供给流量qact_a和方向控制阀11的前后差压δpms计算出方向控制阀11的目标开口量ams_a，将与目标开口量ams_a相应的指令信号向电磁比例阀93d、93e输出。电磁比例阀93d、93e根据指令信号生成先导指令压piam1u、piam1d，控制方向控制阀11的开口量。
127.·
液压泵
128.由于与第1实施例相同，所以省略说明。
129.·
可变节流阀
130.由于与第1实施例相同，所以省略说明。
131.(3)效果
132.在第2实施例中，对从液压泵1～3向执行机构204a、205a、206a、211供给的液压油的流动进行控制的流量控制阀6～16是对从液压泵1～3向执行机构204a、205a、206a、211供给的液压油的方向及流量进行控制的方向控制阀，再生阀115配置在方向控制阀11的阀柱的内部。
133.根据以上那样构成的第2实施例，能够在以比第1实施例简单的结构确保执行机构的位置控制精度的同时，通过再生功能使执行机构的动作速度增速。由此，能够在抑制成本的同时提高作业机械100的作业效率。
134.以上，详细叙述了本发明的实施例，但本发明并不限定于上述的实施例，包含各种
变形例。例如，上述的实施例为了易于理解地说明本发明而详细地进行了说明，不必限定于具备所说明的全部结构。另外，既能够对某实施例的结构追加其他实施例的结构的一部分，也能够删除某实施例的结构的一部分或者与其他实施例的一部分进行置换。
135.附图标记说明
[0136]1…
第1液压泵，1a
…
流量控制指令压端口(调节器)，1b
…
第1液压泵自压端口(调节器)，1c
…
第2液压泵自压端口(调节器)，2
…
第2液压泵，2a
…
流量控制指令压端口(调节器)，2b
…
第2液压泵自压端口(调节器)，2c
…
第1液压泵自压端口(调节器)，3
…
第3液压泵，3a
…
流量控制指令压端口(调节器)，3b
…
第3液压泵自压端口(调节器)，5
…
工作油箱，6
…
右行驶用方向控制阀(流量控制阀)，7
…
铲斗用方向控制阀(流量控制阀)，8
…
第2斗杆用方向控制阀(流量控制阀)，9
…
第1动臂用方向控制阀(流量控制阀)，10
…
第2动臂用方向控制阀(流量控制阀)，11
…
第1斗杆用方向控制阀(流量控制阀)，12
…
第1附属工具用方向控制阀(流量控制阀)，13
…
左行驶用方向控制阀(流量控制阀)，14
…
旋转用方向控制阀(流量控制阀)，15
…
第3动臂用方向控制阀(流量控制阀)，16
…
第2附属工具用方向控制阀(流量控制阀)，17
…
合流阀，18～20
…
主溢流阀，21～29
…
辅助流量控制阀(流量控制阀)，30
…
单向阀，31
…
主阀，31a
…
阀芯，31b
…
控制可变节流部，31c
…
第1压力室，31d
…
第2压力室，31e
…
第3压力室，32
…
先导可变节流阀，32a
…
先导端口，33
…
主阀，33a
…
阀芯，33b
…
控制可变节流部，33c
…
第1压力室，33d
…
第2压力室，33e
…
第3压力室，34
…
先导可变节流阀，34a
…
先导端口，35
…
再生阀，36
…
可变节流阀，41
…
中间旁通油路，42～47
…
油路，51
…
中间旁通油路，52～58
…
油路，61
…
中间旁通油路，62～75
…
油路，81～83
…
压力传感器，84～86
…
行程传感器，87
…
压力传感器，91
…
先导泵，92
…
先导溢流阀，93
…
电磁阀单元，93a～93h
…
电磁比例阀，94、94a
…
控制器，94a
…
控制有效化判断部，94b
…
要求执行机构流量运算部，94c
…
限制执行机构流量运算部，94d
…
再生流量运算部，94e
…
目标执行机构流量运算部，94f
…
目标执行机构供给流量运算部，94g
…
目标泵流量运算部，94h
…
目标方向控制阀开口运算部，94i
…
目标流量控制阀开口运算部，94j
…
目标可变节流阀开口运算部，94k
…
目标方向控制阀开口运算部，95a
…
动臂用操作杆，95b
…
斗杆用操作杆，96
…
自动控制功能切换开关，97
…
油路，101～109
…
单向阀，111～114
…
油路，117～120
…
压力传感器，121、122
…
再生端口，201
…
行驶体，202
…
旋转体(车身)，203
…
作业装置，204
…
动臂，204a
…
动臂缸(执行机构)，205
…
斗杆，205a
…
斗杆缸(执行机构)，206
…
铲斗，206a
…
铲斗缸(执行机构)，207
…
驾驶室，208
…
机械室，209
…
配重，210
…
控制阀，211
…
旋转马达(执行机构)，300
…
液压挖掘机(作业机械)，400、400a
…
液压驱动装置。
技术特征：1.一种作业机械，具备：车身；安装于所述车身的作业装置；驱动所述车身或所述作业装置的执行机构；工作油箱；从所述工作油箱吸入工作油、且将工作油向所述执行机构供给的液压泵；与所述液压泵的排出管路并联地连接、且对从所述液压泵向所述执行机构供给的液压油的流动进行控制的流量控制阀；用于指示所述执行机构的动作的操作杆；和根据来自所述操作杆的动作指示量控制所述流量控制阀的控制器，所述作业机械的特征在于，具备：配置在将所述流量控制阀的出口节流端口和入口节流端口连接的油路上的再生阀；以及检测所述再生阀的前后差压的压力传感器，所述控制器基于来自所述操作杆的动作指示量计算出作为所述执行机构的目标流量的目标执行机构流量，基于所述再生阀的前后差压计算出作为所述再生阀的通过流量的再生流量，通过从所述目标执行机构流量减去所述再生流量而计算出目标执行机构供给流量，基于所述目标执行机构供给流量计算出目标流量控制阀开口量，计算出成为所述目标执行机构供给流量的合计以上的目标泵流量，根据所述目标流量控制阀开口量控制所述流量控制阀，根据所述目标泵流量控制所述液压泵。2.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，所述流量控制阀具有对从所述液压泵向所述执行机构供给的液压油的方向进行控制的方向控制阀、和对从所述液压泵向所述方向控制阀的入口节流端口供给的液压油的流量进行限制的辅助流量控制阀，所述再生阀配置在将所述方向控制阀的出口节流端口和入口节流端口连接的油路上。3.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，所述流量控制阀是对从所述液压泵向所述执行机构供给的液压油的方向及流量进行控制的方向控制阀，所述再生阀配置在所述方向控制阀的阀柱的内部。4.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，具备设在将所述流量控制阀的出口节流端口和所述工作油箱连接的油路上的可变节流阀，所述控制器在所述再生流量超过了所述目标执行机构流量的情况下，使所述可变节流阀的开口量增加直至所述再生流量成为所述目标执行机构流量以下。5.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，具备对所述车身或所述作业装置的自动控制功能的有效化或无效化进行指示的自动控制功能切换开关，
所述控制器在由所述自动控制功能切换开关指示了所述自动控制功能的无效化的情况下，基于来自所述操作杆的动作指示量计算出所述目标流量控制阀开口量及所述目标泵流量。
技术总结本发明的目的在于提供一种能够在确保执行机构的位置控制精度的同时通过再生功能使执行机构的动作速度增速的作业机械。为此，控制器通过从目标执行机构流量减去再生流量而计算出目标执行机构供给流量，基于上述目标执行机构供给流量计算出目标流量控制阀开口量，计算出成为上述目标执行机构供给流量的合计以上的目标泵流量，根据上述目标流量控制阀开口量控制流量控制阀，根据上述目标泵流量控制液压泵。液压泵。液压泵。
技术研发人员：熊谷贤人 井村进也 钓贺靖贵 千叶孝昭 天野裕昭 西川真司 楢崎昭广 杉山玄六 山本慎二郎
受保护的技术使用者：日立建机株式会社
技术研发日：2021.03.31
技术公布日：2022/11/1
