CN102459770B - 工程机械及工程机械的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种工程机械及工程机械的控制方法。该工程机械能够在复合操作时抑制执行机构的动作速度变慢和液压损失的产生。在液压挖掘机中，控制部(30)控制主控控制阀(48、49)，以使实行复合操作时的第一小臂操作阀(41)的开口面积是在实行单独操作时的第一小臂操作阀(41)的开口面积以下。所说的复合操作是指同时操作小臂液压缸(25)和大臂液压缸(24)。所说的单独操作是指仅操作小臂液压缸(25)和大臂液压缸(24)中的小臂液压缸(25)。控制部(30)根据液压传感器(92)检测到的小臂液压缸压力来决定实行复合操作时的第一小臂操作阀(41)的开口面积。

Description

工程机械及工程机械的控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械及工程机械的控制方法。

背景技术

液压挖掘机等工程机械具有由多个执行机构利用共通的液压泵来驱动的液压回路。这种工程机械中，当进行多个执行机构同时驱动的复合操作时，工作油多向负载小的执行机构流动。这时，会出现负载大的执行机构工作油流量不足的问题。

为了解决上述问题，现有的工程机械中，在进行复合操作时会进行控制，使一个执行机构(以下称为“非优先侧执行机构”)的控制阀开口大小比单独操作时的值小(参照专利文献1)。由此，能够确保向另一个执行机构(以下称为“优先侧执行机构”)供给的工作油的流量。

专利文献1：(日本)特开2006-97854号公报

但在现有的工程机械中，仅是根据用于指示执行机构动作的操作部的操作来使非优先侧执行机构的控制阀开口变小。因此，即使在大的负载作用在非优先侧执行机构的情况下，在接受操作部的规定操作时，控制阀的开口也变小。因此，有可能使执行机构的动作速度降低。由于在大的负载作用在非优先侧执行机构时工作油容易向优先侧执行机构流动，所以即使非优先侧执行机构的控制阀开口不变小，也能够确保去往优先侧执行机构的流量。尽管如此，非优先侧控制阀的开口还是被变小，产生液压损失。

发明内容

本发明的课题在于提供一种工程机械和工程机械的控制方法，能够在复合操作时抑制执行机构的动作速度的降低，并抑制液压损失的产生。

本发明第一形态的工程机械具备：排出工作油的液压泵、第一执行机构、第一方向切换阀、第二执行机构、第二方向切换阀、操作部、第一液压检测部、主控(パィロツト)压控制阀、控制部。第一执行机构由从液压泵排出的工作油驱动。第一方向切换阀能够切换来自液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向第一执行机构供给的工作油的流量。第二执行机构由从液压泵排出的工作油驱动。第二方向切换阀能够切换来自液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向第二执行机构供给的工作油的流量。操作部用于操作第一执行机构和第二执行机构。第一液压检测部检测向第一执行机构供给的液压。主控压控制阀调整向第一方向切换阀的主控口输入的主控压。控制部通过控制主控压控制阀来控制第一方向切换阀的开口面积。控制部控制主控压控制阀以使实行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积是在实行单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下。所说的复合操作是指同时操作第一执行机构和第二执行机构。所说的单独操作是指仅操作第一执行机构和第二执行机构中的第一执行机构。控制部根据第一液压检测部检测的液压来决定实行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积。

本发明第二形态的工程机械是在第一形态的工程机械中，控制部在使实行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积比实行单独操作时的第一方向切换阀的开口面积小的情况下，第一液压检测部检测的液压越大则使第一方向切换阀的开口面积越大。

本发明第三形态的工程机械是在第二形态的工程机械中，操作部具有用于操作第一执行机构的第一操作部和用于操作第二执行机构的第二操作部。控制部根据实行复合操作时第一操作部的操作量和第二操作部的操作量来决定向第一执行机构供给的工作油的流量和向第二执行机构供给的工作油的流量。且控制部根据向第一执行机构供给的工作油的流量和第一液压检测部检测到的液压以及向第二执行机构供给的液压来决定第一方向切换阀的开口面积。

本发明第四形态的工程机械是在第三形态的工程机械中，控制部在实行复合操作时，作为向第二执行机构供给的液压而使用预先存储的固定值。

本发明第五形态的工程机械是在第一形态到第四形态的任一工程机械中，还具备有：车辆主体、被安装在车辆主体的大臂、被安装在大臂的小臂、被安装在小臂的作业配件。且第一执行机构驱动小臂，第二执行机构驱动大臂。

本发明第六形态的工程机械是在第一形态到第四形态的任一工程机械中，还具有：车辆主体、被安装在车辆主体的大臂、被安装在大臂的小臂、被安装在小臂的作业配件。车辆主体具有行驶体和被载置在行驶体上的旋转体。且第一执行机构驱动大臂，第二执行机构使旋转体旋转。

本发明第七形态是工程机械的控制方法，该工程机械具备：排出工作油的液压泵、第一执行机构、第一方向切换阀、第二执行机构、第二方向切换阀、操作部、第一液压检测部、主控压控制阀。该方法的特征在于，第一执行机构由从液压泵排出的工作油驱动。第一方向切换阀能够切换来自液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向第一执行机构供给的工作油的流量。第二执行机构由从液压泵排出的工作油驱动。第二方向切换阀能够切换来自液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向第二执行机构供给的工作油的流量。操作部用于操作第一执行机构和第二执行机构。第一液压检测部检测向第一执行机构供给的液压。主控压控制阀调整向第一方向切换阀的主控口输入的主控压。在该工程机械的控制方法中，通过控制主控压控制阀来控制第一方向切换阀的开口面积。且控制主控压控制阀以使实行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积是在实行单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下。所说的复合操作是指同时操作第一执行机构和第二执行机构。所说的单独操作是指仅操作第一执行机构和第二执行机构中的第一执行机构。在该工程机械的控制方法中，根据第一液压检测部检测的液压来决定实行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积。

根据本发明第一形态的工程机械，使进行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积是在进行单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下，但开口面积的大小是根据第一液压检测部检测的液压来决定。因此，能够根据实际第一执行机构的负载来决定第一方向切换阀的开口面积。由此，能够抑制第一方向切换阀不必要的缩小。其结果是能够在复合操作时抑制执行机构的动作速度降低和产生液压损失。

根据本发明第二形态的工程机械，在复合操作时第一方向切换阀被缩小的情况下，能够根据作用于第一执行机构的负载来调整其缩小的大小。因此，能够根据实际的作业状况来恰当应对地进行第一方向切换阀的控制。

根据本发明第三形态的工程机械，根据第一操作部和第二操作部的操作量来决定分别向第一执行机构和第二执行机构分配的工作油的流量。根据被决定的向第一执行机构供给的工作油的流量和第一液压检测部检测到的液压以及向第二执行机构供给的液压来决定第一方向切换阀的开口面积。即为了把被决定流量的工作油向第一执行机构供给所需要的第一方向切换阀的开口面积是考虑了向第一执行机构作用的负载而决定的。由此，能够使实际向第一执行机构供给的工作油的流量与所决定的流量近似。

根据本发明第四形态的工程机械，作为向第二执行机构供给的液压而使用预先存储的固定值。因此，不需要设置用于检测向第二执行机构供给的液压的液压检测部，能够减少液压检测部的数量。在向第一执行机构供给的液压和向第二执行机构供给的液压都变动的情况下，若根据向第一执行机构供给的液压和向第二执行机构供给的液压来决定第一方向切换阀的开口面积，则有可能使第一执行机构产生摆动。但由于作为向第二执行机构供给的液压而使用固定值，所以能够抑制产生这种摆动。

根据本发明第五形态的工程机械，在进行小臂和大臂的复合操作时，把第一方向切换阀的开口面积设定为是进行小臂单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下。这时，第一方向切换阀的开口面积的大小是根据作用在大臂上的负载来决定。在挖掘作业等时，向小臂作用的负载比向大臂作用的负载变动大。因此，能够考虑驱动小臂的第一执行机构的液压来更恰当地控制第一方向切换阀的开口面积。

根据本发明第六形态的工程机械，在进行大臂驱动和旋转体旋转的复合操作时，把第一方向切换阀的开口面积设定为是进行大臂单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下。这时，第一方向切换阀的开口面积的大小是根据作用于大臂上的负载来决定。在使用大臂的作业时，向大臂作用的负载比旋转时向旋转体作用的负载的变动大。因此，能够考虑驱动大臂的第一执行机构的液压来更恰当地控制第一方向切换阀的开口面积。

根据本发明第七形态的工程机械控制方法，使进行复合操作时的第一方向切换阀的开口面积是在进行单独操作时的第一方向切换阀的开口面积以下，但其开口面积的大小是根据第一液压检测部检测的液压来决定。因此，能够根据实际第一执行机构的负载来决定第一方向切换阀的开口面积。由此，能够抑制第一方向切换阀不必要的缩小。其结果是能够在复合操作时抑制执行机构的动作速度降低和产生液压损失。

附图说明

图1是本发明一实施例的液压挖掘机的外观图；

图2是表示液压挖掘机所具备的液压回路结构的概略图；

图3是表示液压泵PQ特性的曲线；

图4是表示液压挖掘机复合操作时控制的流程图；

图5是存储在液压挖掘机所具备的控制部的分流比图表；

图6是表示其他实施例的液压挖掘机所具备的液压回路结构的概略图。

具体实施方式

<外观结构>

图1表示本发明一实施例的液压挖掘机10。该液压挖掘机10具备有行驶体11、旋转体12和工作装置13。

行驶体11具有一对行驶装置11a、11b。各行驶装置11a、11b具有履带14a、14b和行驶电动机(未图示)，由于履带14a、14b被行驶电动机驱动而使液压挖掘机10行驶。

旋转体12被载置在行驶体11上。旋转体12利用旋转马达27(参照图2)而在行驶体11上旋转。在旋转体12的前部左侧位置设置有驾驶室15。

工作装置13被安装在旋转体12的前部中央位置，具有大臂21、小臂22和铲斗23。大臂21的基端部与旋转体12能够旋转地连结。大臂21的前端部与小臂22的基端部能够旋转地连结。小臂22的前端部与铲斗23能够旋转地连结。与大臂21、小臂22和铲斗23分别对应地配置有液压缸(大臂液压缸24、小臂液压缸25和铲斗液压缸26)。通过驱动这些液压缸24～26而驱动工作装置13，由此，能够进行挖掘等作业。

<液压系统的结构>

接着，把液压挖掘机10具备的液压系统的结构表示在图2。该液压系统特别表示了用于驱动上述大臂液压缸24、小臂液压缸25、铲斗液压缸26和旋转马达27的结构。第一液压泵31和第二液压泵32成为用于驱动大臂液压缸24、小臂液压缸25、铲斗液压缸26和旋转马达27的驱动源。第一液压泵31和第二液压泵32被发动机(未图示)驱动。

第一液压泵31和第二液压泵32是通过改变斜盘的倾斜角而能够改变排出容量的可变容量型液压泵。在各液压泵31、32上附设有用于改变斜盘的倾斜角的可变容量阀33、34。可变容量阀33、34根据被施加的主控压来改变斜盘的倾斜角。向可变容量阀33、34施加的主控压被泵控制阀35、36所控制。泵控制阀35、36是电磁比例控制阀，按照来自控制部30的指令信号来控制向可变容量阀33、34输出的主控压。控制部30控制泵控制阀35、36，如图3所示PQ特性那样，根据泵压来变化泵容量。即控制部30根据泵压来控制泵容量，以使泵的吸收马力(P×Q)成为一定。

从第一液压泵31排出的工作油经由操作阀41～43而向小臂液压缸25、大臂液压缸24、铲斗液压缸26、左行驶电动机(未图示)等液压执行机构供给。从第二液压泵32排出的工作油经由操作阀44～47而向小臂液压缸25、大臂液压缸24、旋转马达27、铲斗液压缸26、右行驶电动机(未图示)等液压执行机构供给。向液压执行机构供给的工作油经由操作阀41～47而被回收到油箱。

具体说就是，操作阀41～47具有：第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43、第二小臂操作阀44、第二大臂操作阀45、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47。

第一液压泵31连接有流路1A。在流路1A上设置有第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43。流路1B从流路1A分岔。第一小臂操作阀41经由单向阀51而与流路1B连接。第一大臂操作阀42经由单向阀52而与流路1B连接。第一铲斗操作阀43经由单向阀53而与流路1B连接。第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43这样相互并列地与流路1B连接。液压传感器91与流路1A连接。液压传感器91检测从第一液压泵31排出的工作油的压力(以下称为“第一泵压”)。液压传感器91把与检测到的第一泵压对应的检测信号向控制部30送出。

在小臂液压缸25的底侧油室连接有流路3A。液压传感器92与流路3A连接。液压传感器92检测向小臂液压缸25的底侧油室供给的工作油的压力(以下称为“小臂液压缸压力”)。液压传感器92把与检测到的小臂液压缸压力对应的检测信号向控制部30送出。流路3B与小臂液压缸25的顶侧油室连接。流路4A与大臂液压缸24的底侧油室连接。流路4B与大臂液压缸24的顶侧油室连接。流路5A与旋转马达27的右旋转口R连接。流路5B与旋转马达27的左旋转口L连接。流路6B与铲斗液压缸26的顶侧油室连接。流路6A与铲斗液压缸26的底侧油室连接。

第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43分别是能够切换来自第一液压泵31的工作油供给方向的方向切换阀。第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43分别根据向主控口X、Y供给的主控压而切换成状态A、状态N、和状态B。第一小臂操作阀41、第一大臂操作阀42、第一铲斗操作阀43通过按照被施加的主控压来改变工作油的流路开口面积，而能够改变向连接的液压执行机构供给的工作油的流量。

第一小臂操作阀41控制从第一液压泵31向小臂液压缸25供给的工作油。在状态A，第一小臂操作阀41使流路1B与流路3A连通，且使流路3B与油箱连通。由此，从第一液压泵31向小臂液压缸25的底侧油室供给工作油，从小臂液压缸25的顶侧油室把工作油排出。其结果是小臂液压缸25伸长。在状态B，第一小臂操作阀41使流路1B与流路3B连通，且使流路3A与油箱连通。由此，从第一液压泵31向小臂液压缸25的顶侧油室供给工作油，从小臂液压缸25的底侧油室把工作油排出。其结果是小臂液压缸25收缩。在状态N，第一小臂操作阀41使流路1A的第一液压泵31侧与第一大臂操作阀42侧连通。把小臂液压缸25与第一液压泵31和油箱之间的工作油流动切断。

第一大臂操作阀42控制从第一液压泵31向大臂液压缸24供给的工作油。在状态A，第一大臂操作阀42使流路1B与流路4A连通，且使流路4B与油箱连通。由此，从第一液压泵31向大臂液压缸24的底侧油室供给工作油，从大臂液压缸24的顶侧油室把工作油排出。其结果是大臂液压缸24伸长。在状态B，第一大臂操作阀42使流路1B与流路4B连通，且使流路4A与油箱连通。由此，从第一液压泵31向大臂液压缸24的顶侧油室供给工作油，从大臂液压缸24的底侧油室把工作油排出。其结果是大臂液压缸24收缩。在状态N，第一大臂操作阀42使流路1A的第一小臂操作阀41侧与第一铲斗操作阀43侧连通。把大臂液压缸24与第一液压泵31和油箱之间的工作油流动切断。

第一铲斗操作阀43控制从第一液压泵31向铲斗液压缸26供给的工作油。在状态A，第一铲斗操作阀43使流路1B与流路6A连通，且使流路6B与油箱连通。由此，从第一液压泵31向铲斗液压缸26的底侧油室供给工作油，从铲斗液压缸26的顶侧油室把工作油排出。其结果是铲斗液压缸26伸长。在状态B，第一铲斗操作阀43使流路1B与流路6B连通，且使流路6A与油箱连通。由此，从第一液压泵31向铲斗液压缸26的顶侧油室供给工作油，从铲斗液压缸26的底侧油室把工作油排出。其结果是铲斗液压缸26收缩。在状态N，第一铲斗操作阀43使流路1A的第一大臂操作阀42侧与油箱侧连通。把铲斗液压缸26与第一液压泵31和油箱之间的油的流动切断。

第二液压泵32上连接有流路2A。在流路2A上设置有第二小臂操作阀44、第二大臂操作阀45、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47。流路2B从流路2A分岔。第二小臂操作阀44经由单向阀54而与流路2B连接。第二大臂操作阀45经由单向阀55而与流路2B连接。旋转马达操作阀46经由单向阀56而与流路2B连接。第二铲斗操作阀47经由单向阀57而与流路2B连接。第二小臂操作阀44、第二大臂操作阀45、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47这样相互并列地与流路2B连接。液压传感器93与流路2A连接。液压传感器93检测从第二液压泵32排出的工作油的压力(以下称为“第二泵压”)。液压传感器把与检测到的第二泵压对应的检测信号向控制部30送出。

第二小臂操作阀44、第二大臂操作阀45、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47分别是能够切换来自第二液压泵32的工作油供给方向的方向切换阀。第二小臂操作阀44、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47分别根据向主控口X、Y供给的主控压而切换成状态A、状态N、和状态B。第二大臂操作阀45根据向主控口X、Y供给的主控压而切换成状态A和状态N。第二小臂操作阀44、第二大臂操作阀45、旋转马达操作阀46、第二铲斗操作阀47通过按照被施加的主控压来改变工作油的流路开口面积，而能够改变向连接的液压执行机构供给的工作油的流量。

第二小臂操作阀44控制从第二液压泵32向小臂液压缸25供给的工作油。在状态A，第二小臂操作阀44使流路2B与流路3A连通，且使流路3B与油箱连通。由此，从第二液压泵32向小臂液压缸25的底侧油室供给工作油，从小臂液压缸25的顶侧油室把工作油排出。其结果是小臂液压缸25伸长。在状态B，第二小臂操作阀44使流路2B与流路3B连通，且使流路3A与油箱连通。由此，从第二液压泵32向小臂液压缸25的顶侧油室供给工作油，从小臂液压缸25的底侧油室把工作油排出。其结果是小臂液压缸25收缩。在状态N，第二小臂操作阀44使流路2A的第二液压泵32侧与第二大臂操作阀45侧连通。把小臂液压缸25与第二液压泵32和油箱之间的油的流动切断。

第二大臂操作阀45控制从第二液压泵32向大臂液压缸24供给的工作油。在状态A，第二大臂操作阀45使流路2B与流路4A连通，且使流路4B与油箱连通。由此，从第二液压泵32向大臂液压缸24的底侧油室供给工作油，从大臂液压缸24的顶侧油室把工作油排出。其结果是大臂液压缸24伸长。在状态N，第二大臂操作阀45使流路2A的第二小臂操作阀44侧与旋转马达操作阀46侧连通。把大臂液压缸24与第二液压泵32和油箱之间的油的流动切断。

旋转马达操作阀46控制从第二液压泵32向旋转马达27供给的工作油。在状态A，旋转马达操作阀46使流路2B与流路5A连通，且使流路5B与油箱连通。由此，从第二液压泵32向旋转马达27的右旋转口R供给工作油，从旋转马达27的左旋转口L把工作油排出。其结果是旋转马达27向与旋转体12右旋转对应的方向旋转。在状态B，旋转马达操作阀46使流路2B与流路5B连通，且使流路5A与油箱连通。由此，从第二液压泵32向旋转马达27的左旋转口L供给工作油，从旋转马达27的右旋转口R把工作油排出。其结果是旋转马达27向与旋转体12左旋转对应的方向旋转。在状态N，旋转马达操作阀46使流路2A的第二大臂操作阀45侧与第二铲斗操作阀侧连通。把旋转马达27与第二液压泵32和油箱之间的油的流动切断。

第二铲斗操作阀47控制从第二液压泵32向铲斗液压缸26供给的工作油。在状态A，第二铲斗操作阀47使流路2B与流路6A连通，且使流路6B与油箱连通。由此，从第二液压泵32向铲斗液压缸26的底侧油室供给工作油，从铲斗液压缸26的顶侧油室把工作油排出。其结果是铲斗液压缸26伸长。在状态B，第二铲斗操作阀47使流路2B与流路6B连通，且使流路6A与油箱连通。由此，从第二液压泵32向铲斗液压缸26的顶侧油室供给工作油，从铲斗液压缸26的底侧油室把工作油排出。其结果是铲斗液压缸26收缩。在状态N，第二铲斗操作阀47使流路2A的旋转马达操作阀46侧与油箱侧连通。把铲斗液压缸26与第二液压泵32和油箱之间的油的流动切断。

上述操作阀41～47各自具有一对主控口X、Y，通过向各主控口X、Y供给规定主控压的工作油来控制各操作阀41～47。通过操作操作部60来控制向这些操作阀41～47施加的主控压。即通过操作部60的操作来控制工作装置13的动作和旋转体12的旋转动作。

操作部60是用于操作小臂液压缸25、大臂液压缸24、旋转马达27和铲斗液压缸26的装置。操作部60具有：小臂操作部61、大臂操作部62、旋转操作部63和铲斗操作部64。小臂操作部61、大臂操作部62、旋转操作部63和铲斗操作部64分别具有操作杆65和主控阀66。操作杆65被配置在驾驶室15内，是由驾驶员操作的操作部件。主控阀66根据操作杆65的操作量来调整压力并输出从主控液压泵37排出的工作油。

向第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的主控口X、Y施加从小臂操作部61的主控阀66输出的主控压。由液压传感器94检测从小臂操作部61输出的主控压。向第一大臂操作阀42和第二大臂操作阀45的主控口X、Y施加从大臂操作部62的主控阀66输出的主控压。由液压传感器95检测从大臂操作部62输出的主控压。向旋转马达操作阀46的主控口X、Y施加从旋转操作部63的主控阀66输出的主控压。由液压传感器96检测从旋转操作部63输出的主控压。向第一铲斗操作阀43和第二铲斗操作阀47的主控口X、Y施加从铲斗操作部64的主控阀66输出的主控压。由液压传感器97检测从铲斗操作部64输出的主控压。液压传感器94～97把与分别检测到的主控压对应的检测信号向控制部30送出。

在连接小臂操作部61和第一小臂操作阀41的主控口X、Y的主控流路7A、7B设置有第一主控控制阀48和第二主控控制阀49。第一主控控制阀48是根据来自控制部30的指令信号来调整向第一小臂操作阀41的第一主控口X输入的主控压的电磁比例控制阀。第二主控控制阀49是根据来自控制部30的指令信号来调整向第一小臂操作阀41的第二主控口Y输入的主控压的电磁比例控制阀。因此，控制部30通过控制第一主控控制阀48和第二主控控制阀49而能够电控制第一小臂操作阀41的开口面积。

<液压执行机构的操作>

以下说明操作部60对液压执行机构的操作。首先说明仅操作多个执行机构中的一个执行机构而进行单独操作的情况。

当把小臂操作部61的操作杆65向一侧倾倒，则主控阀66把第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第一主控口X与主控液压泵37连通，且使第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第二主控口Y与油箱连通。由此，根据操作杆65的操作量而把主控压向第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第一主控口X施加。且在把第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44切换成状态A的同时，根据所施加的主控压，即根据操作杆65的操作量来设定各小臂操作阀41、44的开口面积的大小。由此，向小臂液压缸25的底侧油室供给工作油，小臂液压缸25伸长。由此，液压挖掘机10能够进行工作装置13的挖掘作业。以下把这种使小臂液压缸25伸长的操作称为“小臂挖掘操作”。

当把小臂操作部61的操作杆65向上述方向的相反一侧倾倒，则主控阀66把第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第二主控口Y与主控液压泵37连通，且使第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第一主控口X与油箱连通。由此，根据操作杆65的操作量而把主控压向第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44的第二主控口Y施加。且在把第一小臂操作阀41和第二小臂操作阀44切换成状态B的同时，根据所施加的主控压，即根据操作杆65的操作量来设定各小臂操作阀41、44的开口面积的大小。由此，向小臂液压缸25的顶侧油室供给工作油，小臂液压缸25收缩。由此，液压挖掘机10能够进行工作装置13的倾卸作业。以下把这种使小臂液压缸25收缩的操作称为“小臂倾卸操作”。

关于大臂液压缸24的操作，除了不把第二大臂操作阀45切换成状态B的点以外则与上述小臂液压缸25的操作相同。通过把大臂操作部62的操作杆65向一侧倾倒，使大臂液压缸24伸长。以下把这种使大臂液压缸24伸长的操作称为“大臂上升操作”。通过把大臂操作部62的操作杆65向另一侧倾倒，使大臂液压缸24收缩。由此，能够进行大臂的下降操作。

关于旋转马达27的操作，除了不设置与第一液压泵31对应的旋转马达操作阀的点以外则与上述小臂液压缸25的操作相同。通过把旋转操作部63的操作杆65向一侧倾倒，把旋转马达操作阀46切换成状态A。由此，旋转马达27向右旋转，能够使旋转体12向右旋转。通过把旋转操作部63的操作杆65向另一侧倾倒，将旋转马达操作阀46切换成状态B。由此，旋转马达27向左旋转，能够使旋转体12向左旋转。

关于铲斗液压缸26的操作则与上述小臂液压缸25的操作相同。通过把铲斗操作部64的操作杆65向一侧倾倒，使铲斗液压缸26伸长而能够进行挖掘作业。通过把铲斗操作部64的操作杆65向另一侧倾倒，使铲斗液压缸26收缩而能够进行倾卸作业。

接着说明同时操作多个执行机构以进行复合操作的情况。在复合操作时基本上是把上述单独操作的控制重叠进行。例如在同时操作小臂操作部61和铲斗操作部64的情况下，小臂操作阀41、44根据小臂操作部61的操作方向和操作量进行控制，且铲斗操作阀43、47根据铲斗操作部64的操作方向和操作量进行控制。但在组合特定执行机构的特定操作而同时进行操作时，控制部30把与一个执行机构对应的操作阀的开口面积设定得比单独操作时的值(以下称为“基准值”)小，进行用于使工作油容易向另一个执行机构流动的控制。以下按照图4的流程图来详细说明这种复合操作时的控制。

在进行以下的控制期间，小臂液压缸压力由液压传感器92来检测，并由控制部30一直进行监控。

首先，在步骤S1，判断是否进行小臂挖掘操作。在此，根据液压传感器94检测的主控压来判断是否进行小臂挖掘操作。若液压传感器94检测到的主控压是在把第一小臂操作阀41切换成状态A的值以上，则与第二小臂操作阀44的状态无关地判断为在进行小臂挖掘操作。在进行小臂挖掘操作的情况下进入步骤S2。

在步骤S2，判断是否进行大臂上升操作。在此，根据液压传感器95检测的来自大臂操作部62的主控压来判断是否进行大臂上升操作。在进行大臂上升操作的情况下进入步骤S3。

在步骤S3，判断液压传感器95检测的来自大臂操作部62的主控压Ppb是否比规定的界限值ps1大。界限值ps1与稍微操作大臂操作杆65时的主控压相当。当来自大臂操作部62的主控压Ppb比规定的界限值ps1大时则进入步骤S4。

在步骤S4，判断液压传感器92检测的小臂液压缸压力Pca是否比规定的界限值ps2小。界限值ps2与小臂液压缸25上作用有大的负载时的小臂液压缸压力相当，是比作为后述的大臂液压缸压力Pcb而存储在控制部30的固定值小的值。在小臂液压缸压力Pca比规定的界限值ps2小时则进入步骤S5。

在步骤S5，决定大臂液压缸24的分流比。在此，根据液压传感器95检测的来自大臂操作部62的主控压来决定大臂液压缸24的分流比。控制部30存储有图5所例示的分流比图表。分流比图表表示来自大臂操作部62的主控压Ppb和与该主控压Ppb对应的大臂液压缸24的分流比r。分流比图表在进行小臂挖掘操作和大臂上升操作的复合操作时，是表示工作油去往大臂液压缸24的恰当的分流比。图5中，在分流比图表的最上层那行表示有来自大臂操作部62的主控压Ppb。在上数第二行表示有与各主控压Ppb对应的去往大臂液压缸24的分流比r。该分流比r在把第一液压泵31的全流量设定为10时表示去往大臂液压缸24的流量比例。没被分流比图表所包含的与主控压对应的分流比能够从被分流比图表所包含的值通过比例计算而算出。控制部30通过参照该分流比图表来决定去往大臂液压缸24的分流比。

接着在步骤S6，计算第一小臂操作阀41的开口面积。在此，根据以下的数式来计算第一小臂操作阀41的开口面积。

[数学式1]

$A=\frac{Q\&times;\frac{(10-r)}{10}}{\mathrm{Ca}\&times;\sqrt{\mathrm{Pcb}-\mathrm{Pca}}}$

其中，在Pca＞Pcb时，设定为A＝A₀。

A是第一小臂操作阀41的开口面积。Q是第一液压泵31的全流量。r是在步骤S5确定的大臂液压缸24的分流比。Ca是规定的常数。Pcb是向大臂液压缸24供给的工作油的压力(以下称为“大臂液压缸压力”)，使用存储在控制部30的固定值。Pca是由液压传感器92检测的小臂液压缸压力。A₀是单独操作小臂液压缸25时的第一小臂操作阀41的开口面积的值，是由第一小臂操作阀41的阀槽开口形状所决定的一定值。

在步骤S7中，控制部30向第一主控控制阀48和第二主控控制阀49输出指令信号。依据该指令信号来控制第一主控控制阀48和第二主控控制阀49，以使第一小臂操作阀41的开口面积成为在步骤S6算出的值。

在步骤S3，当来自大臂操作部62的主控压Ppb是界限值ps1以下时则进入步骤S8。在步骤S4，当小臂液压缸压力Pca是界限值ps2以上时则也进入步骤S8。

在步骤S8，把第一小臂操作阀41的开口面积设定为基准值。如上所述，基准值是单独操作小臂液压缸25时的第一小臂操作阀41的开口面积的值A₀。

在小臂液压缸压力Pca和大臂液压缸压力Pcb是接近的值时，在步骤S6，有时成为A>A₀的情况。这时，把第一小臂操作阀41的开口面积设定为是单独操作时的第一小臂操作阀41的开口面积的值A₀。

在步骤S7，向主控控制阀48、49输出指令信号，以使第一小臂操作阀41的开口面积成为在步骤S8所决定的值。

把通过上述流程所决定的第一小臂操作阀41的开口面积的一例表示在图5。图5表示上述分流比图表，且表示与小臂液压缸压力Pca对应的第一小臂操作阀41的开口面积的值。在此，把第一液压泵31的全流量Q设定为是500、把大臂液压缸压力Pcb(固定值)设定为是160、把常数Ca设定为是0.5、把第一小臂操作阀41开口面积的基准值设定为是700时，例示了第一小臂操作阀41的开口面积。且把上述的界限值ps1设定为8，把界限值ps2设定为140。

图5所示的表中，在来自大臂操作部62的主控压Ppb是零时，即在进行小臂液压缸25的单独操作时，与小臂液压缸压力Pca的大小无关地而第一小臂操作阀41的开口面积在基准值700为一定。且在来自大臂操作部62的主控压Ppb是界限值8以下时，与小臂液压缸压力Pca的大小无关地而第一小臂操作阀41的开口面积在基准值700为一定。在小臂液压缸压力Pca是界限值140以上时，与主控压Ppb的大小无关地第一小臂操作阀41的开口面积在基准值700为一定。即在来自大臂操作部62的主控压Ppb是界限值8以下时，或在小臂液压缸压力Pca是界限值140以上时，把第一小臂操作阀41的开口面积设定为是与单独操作时的第一小臂操作阀41的开口面积(基准值)是相同的值。

在主控压Ppb比界限值8大且小臂液压缸压力Pca不到界限值140时(参照被图5的双点划线包围的区域)，能够根据上述的数学式1来计算第一小臂操作阀41的开口面积。在此，所算出的第一小臂操作阀41的开口面积是比基准值700小的值。所算出的第一小臂操作阀41的开口面积是向大臂液压缸24的分流比r越大则开口面积越小。算出的第一小臂操作阀41的开口面积是小臂液压缸压力Pca越大则开口面积越大。即第一小臂操作阀41的开口面积是根据小臂液压缸压力Pca来决定。

<特点>

液压挖掘机10在进行小臂挖掘操作和大臂上升操作的复合操作时，利用上述的数学式1来计算第一小臂操作阀41的开口面积的值。且控制第一主控控制阀48和第二主控控制阀49以使第一小臂操作阀41的开口面积成为根据数学式1计算出的值。由于第一主控控制阀48和第二主控控制阀49是电磁比例控制阀，所以能够按照来自控制部30的指令信号而把去往第一小臂操作阀41的主控压高精度地控制成希望的值。因此，能够容易控制第一小臂操作阀41而使第一小臂操作阀41的开口面积成为基于数学式1算出的值。

当把第一小臂操作阀41的开口面积确定为是比单独操作小臂液压缸25时的值小的值时，则把第一小臂操作阀41的流路缩小得比单独操作时小。由此，工作油容易向大臂液压缸24流动，能够确保向大臂液压缸24供给的工作油。

大臂液压缸24的分流比r越大，即大臂操作部62的操作量越大，则第一小臂操作阀41的开口面积就越小。因此，当希望大臂液压缸24有大的输出而大幅度操作大臂操作部62时，就进一步把第一小臂操作阀41的流路缩小得小。由此，能够确保在大臂液压缸24有更多的流量。反过来说，则是大臂操作部62的操作量越小，则第一小臂操作阀41的开口面积就越大。因此，在不希望大臂液压缸24有大的输出时，能够防止不必要地缩小第一小臂操作阀41。由此，能够减少液压的损失。

且小臂液压缸压力Pca越大，则第一小臂操作阀41的开口面积就越大。因此，在小臂液压缸25上作用有大的负载时，能够抑制第一小臂操作阀41的缩小或者不进行缩小。由此，能够抑制第一小臂操作阀41的无谓缩小，能够防止产生液压损失。且通过抑制第一小臂操作阀41的缩小或者不进行缩小，能够抑制第一液压泵31的泵压上升。因此，能够抑制第一液压泵31的泵容量下降。由此，能够抑制小臂液压缸25和大臂液压缸24的动作速度降低。

在来自大臂操作部62的主控压是界限值ps1以下时，把第一小臂操作阀41的开口面积设定为基准值。因此，在稍微操作大臂操作部62的操作杆65时，第一小臂操作阀41不被缩小。由此，能够防止对于大臂操作部62的非常小的操作过度反应而把第一小臂操作阀41缩小。

在使用数学式1来计算第一小臂操作阀41的开口面积时，大臂液压缸压力使用存储在控制部30的固定值。因此，不需要设置用于检测大臂液压缸压力的液压传感器。且由于大臂液压缸24与小臂液压缸25相比负载的变动小，所以小臂液压缸压力的变动小。因此，即使作为小臂液压缸压力而使用固定值，也能够高精度地计算出第一小臂操作阀41的恰当的开口面积。

在使工作装置13在空中进行复合动作时，由于不能确保保持压，所以有时小臂液压缸压力和大臂液压缸压力一起变动，由于这种液压的变动而有可能使工作装置13产生摆动。于是如上所述，通过作为大臂液压缸压力而使用固定值，能够抑制摆动的产生。

(其他实施例)

(a)在上述实施例中，作为第一执行机构是使用小臂液压缸25，作为第二执行机构是使用大臂液压缸24，但作为第一执行机构和第二执行机构也可以使用其他执行机构。例如也可以作为第一执行机构使用大臂液压缸24，作为第二执行机构而使用旋转马达27。这时，液压挖掘机10具备的液压回路优选是图6所示的回路。在该液压回路中，把第一主控控制阀48和第二主控控制阀49设置在连接第二大臂操作阀45和大臂操作部62的主控阀66的流路8A、8B。且设置有检测向大臂液压缸24的底侧油室供给的工作液压力(以下称为“大臂液压缸压力”)的液压传感器98。且在进行大臂上升操作和旋转马达27操作的复合操作时，与上述复合操作时的流程同样地来决定第二大臂操作阀45的开口面积。这时，使用以下的数式来计算第二大臂操作阀45的开口面积。

[数学式2]

$A=\frac{Q\&times;\frac{(10-r)}{10}}{\mathrm{Ca}\&times;\sqrt{\mathrm{Pcm}-\mathrm{Pcb}}}$

在数学式2中，Q是第二液压泵32的全流量。r是旋转马达27的分流比，能够从分流比图表求出。Pcm是向旋转马达27供给的工作油的压力(以下称为“旋转马达压”)，使用存储在控制部30的固定值。Pcb是由液压传感器98检测的大臂液压缸压力。

这时也与上述实施例同样地能够防止第二液压泵32的液压损失。且通过抑制第二液压泵32的泵容量降低而能够防止大臂液压缸24和旋转马达27的速度降低。

并不限定于两种执行机构，即使对于三种以上执行机构的复合操作也能够适用本发明。在进行三种执行机构的复合操作时，也可以进行这样的控制：仅改变一个执行机构的流量而固定其他两个执行机构的流量。

(b)在上述实施例中，作为大臂液压缸压力是使用存储在控制部30的固定值，但也可以设置检测大臂液压缸压力的液压传感器，把液压传感器检测到的液压作为大臂液压缸压力来使用。对于上述其他实施例(a)的旋转马达压也同样，也可以由液压传感器来检测。这时，能够更高精度地计算操作阀的开口面积。

(c)在上述实施例中，作为作业配件而使用了铲斗23，但也可以使用粉碎器等其他作业配件。只要是进行多个执行机构的复合操作，则对于液压挖掘机10以外的工作装置械也可以适用本发明。在上述实施例中，把铲斗23安装在朝向驾驶室15侧，是把本发明适用于所谓被称为反铲的液压挖掘机，但也可以把铲斗23安装在驾驶室15的相反侧，即对于所谓的装载铲斗也适用本发明。

(d)在上述实施例中，是通过数学式来计算开口面积，但也可以从图来决定开口面积的值。即也可以把开口面积与液压的关系图形化而存储在控制部，从检测到的液压和图来决定开口面积。

本发明具有能够抑制复合操作时执行机构的动作速度变慢和产生液压损失的效果，作为工程机械和工程机械的控制方法是有用的。

符号说明

10液压挖掘机(工程机械)    12旋转体(车辆主体)

21大臂      22小臂

23铲斗(作业配件)    24大臂液压缸(第二执行机构)

25小臂液压缸(第一执行机构)    30控制部    31第一液压泵

41第一小臂操作阀(第一方向切换阀)

42第一大臂操作阀(第二方向切换阀)

48第一主控控制阀(主控压控制阀)

49第二主控控制阀(主控压控制阀)

60操作部    92液压传感器(第一液压检测部)

61小臂操作部(第一操作部)

62大臂操作部(第二操作部)

Claims (7)

1.一种工程机械，其特征在于，具备：

液压泵，其排出工作油；

第一执行机构，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；

第一方向切换阀，其能够切换来自所述液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向所述第一执行机构供给的工作油的流量；

第二执行机构，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；

第二方向切换阀，其能够切换来自所述液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向所述第二执行机构供给的工作油的流量；

操作部，其用于操作所述第一执行机构和所述第二执行机构；

第一液压检测部，其检测向所述第一执行机构供给的液压；

主控压控制阀，其调整向所述第一方向切换阀的主控口输入的主控压；

控制部，其通过控制所述主控压控制阀来控制所述第一方向切换阀的开口面积，且控制所述主控压控制阀以使实行复合操作时的所述第一方向切换阀的开口面积是在实行单独操作时的所述第一方向切换阀的开口面积以下，所述复合操作是指同时操作所述第一执行机构和所述第二执行机构，所述单独操作是指仅操作所述第一执行机构和所述第二执行机构中的所述第一执行机构，根据所述第一液压检测部检测的液压来决定实行所述复合操作时的所述第一方向切换阀的开口面积。

2.如权利要求1所述的工程机械，其中，所述控制部在使实行所述复合操作时的所述第一方向切换阀的开口面积比实行所述单独操作时的所述第一方向切换阀的开口面积小的情况下，所述第一液压检测部检测出的液压越大则使所述第一方向切换阀的开口面积越大。

3.如权利要求2所述的工程机械，其中，所述操作部具有用于操作所述第一执行机构的第一操作部和用于操作所述第二执行机构的第二操作部，

所述控制部根据实行所述复合操作时所述第一操作部的操作量和所述第二操作部的操作量来决定向所述第一执行机构供给的工作油的流量和向所述第二执行机构供给的工作油的流量，且根据向所述第一执行机构供给的工作油的流量和所述第一液压检测部检测到的液压以及向所述第二执行机构供给的液压来决定所述第一方向切换阀的开口面积。

4.如权利要求3所述的工程机械，其中，所述控制部在实行所述复合操作时，作为向所述第二执行机构供给的液压而使用预先存储的固定值。

5.如权利要求1至4中任一项所述的工程机械，其中，还具备有：

车辆主体、

安装在所述车辆主体的大臂、

安装在所述大臂的小臂、

安装在所述小臂的作业配件，

所述第一执行机构驱动所述小臂，

所述第二执行机构驱动所述大臂。

6.如权利要求1至4中任一项所述的工程机械，其中，还具备有：

具有行驶体和载置在所述行驶体上的旋转体的车辆主体、

安装在所述车辆主体的大臂、

安装在所述大臂的小臂、

安装在所述小臂的作业配件，

所述第一执行机构驱动所述大臂，

所述第二执行机构使所述旋转体旋转。

7.一种工程机械的控制方法，该工程机械具备：液压泵，其排出工作油；第一执行机构，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；第一方向切换阀，其能够切换来自所述液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向所述第一执行机构供给的工作油的流量；第二执行机构，其由从所述液压泵排出的工作油驱动；第二方向切换阀，其能够切换来自所述液压泵的工作油的供给方向，且通过改变工作油流路的开口面积来改变向所述第二执行机构供给的工作油的流量；操作部，其用于操作所述第一执行机构和所述第二执行机构；第一液压检测部，其检测向所述第一执行机构供给的液压；主控压控制阀，其调整向所述第一方向切换阀的主控口输入的主控压；

该工程机械的控制方法的特征在于，通过控制所述主控压控制阀来控制所述第一方向切换阀的开口面积，且控制所述主控压控制阀以使实行复合操作时的所述第一方向切换阀的开口面积在实行单独操作时的所述第一方向切换阀的开口面积以下，所述复合操作是指同时操作所述第一执行机构和所述第二执行机构，所述单独操作是指仅操作所述第一执行机构和所述第二执行机构中的所述第一执行机构，根据所述第一液压检测部检测的液压来决定实行所述复合操作时的所述第一方向切换阀的开口面积。

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