CN107949676B - 工程机械的驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

作为控制机构的区域限制控制部(40)基于与操作杆(15A)的操作量对应的先导压(37)及姿态传感器(31)的姿态信号，输出用于驱动控制阀(14A)的要求增压先导压(43)。驱动许可判定部(48)基于与操作杆(15A)的操作量对应的先导压(37)来判定是否允许液压执行机构(22)的驱动。先导压选择部(50)以如下方式选择来自区域限制控制部(40)的要求增压先导压(43)，即，针对允许驱动的液压执行机构(22)，以要求增压先导压(43)驱动控制阀(14A)，针对不允许驱动的液压执行机构(22)，不驱动控制阀(14A)。

Description

工程机械的驱动控制装置

技术领域

本发明涉及工程机械的驱动控制装置，适用于例如液压挖掘机等工程机械。

背景技术

例如，像液压挖掘机那样的工程机械能够进行基于由动臂、斗杆、铲斗等构成的作业装置(前作业机)的挖掘、基于下部行驶体的机械行驶、和上部旋转体的旋转等。为此，液压挖掘机具备：操作人员为了进行挖掘、行驶、旋转等而操作的操作杆；用于进行这些挖掘、行驶、旋转等动作的多个液压执行机构；供给用于驱动各液压执行机构的液压油的主泵；驱动主泵的发动机；根据操作人员的杆操作向各液压执行机构分配液压油的多个控制阀；和由发动机驱动且产生操作控制阀的开闭的先导压的先导泵。这样的工程机械通过根据操作杆的操作量控制先导压，而能够根据操作人员的杆操作向各液压执行机构分配液压油，以使其按照操作人员的意图动作。

在此，在一般的液压挖掘机中通过液压回路控制先导压。在这种情况下，存在如下液压挖掘机：通过在先导压的控制中增加基于控制器的控制，使得不会与预先设定的目标挖掘面相比过度挖掘、或者使得铲斗不会与液压挖掘机的包括驾驶室在内的车身碰撞。这样的液压挖掘机具备：测量车身或作业装置的姿态的姿态传感器(例如倾斜角传感器或电位器等)；测量与操作杆的操作量相应的先导压的压力传感器；对根据杆操作量产生的先导压进行减压的比例电磁阀；无论杆操作如何都对先导压进行增压的另外一个比例电磁阀；和基于由姿态传感器得到的车身或作业装置的姿态信息和由压力传感器得到的杆操作信息来驱动比例电磁阀的控制器。这种情况下，控制器在操作人员操作作业装置时以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式对先导压进行减压或增压，从而修正作业装置的动作。

另一方面，存在如下液压挖掘机：采用电气杆作为操作杆，并且不设置控制先导压的液压回路而仅由控制器控制先导压。这样的液压挖掘机具备：根据杆操作量输出电气操作信号的电气杆；控制多个液压执行机构的先导压的比例电磁阀；和基于电气杆输出的操作信号来驱动比例电磁阀的控制器。这种情况下，控制器根据杆操作量控制各液压先导压并操作机械。另外，也具有具备测量车身或作业装置的姿态的姿态传感器的液压挖掘机。这种情况下，能够以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式由控制器控制各液压执行机构的先导压并操作作业装置。

在这些液压挖掘机中，在控制器发生了某些故障或噪音混入的情况下，控制器有可能会错误地驱动比例电磁阀。在这种情况下，具有即使将操作杆返回到中立位置，机械也不会停止的隐患。对此，例如在专利文献1中记载有一种液压机械的驱动控制装置，其具备：根据操作量输出杆操作量信号的电气杆；当电气杆处于中立位置时输出中立位置信号的中立位置信号输出机构；基于杆操作量信号来驱动对各执行机构的先导压进行控制的比例电磁阀的控制器；和基于中立位置信号来接通/断开(ON/OFF)控制器与比例电磁阀之间的驱动信号的切断装置。切断装置在各执行机构的操作杆处于中立位置时将相应的执行机构的比例电磁阀的驱动信号切断。由此，即使控制器发生异常，通过将操作杆返回到中立位置也能使机械停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平01-97729号公报

发明内容

专利文献1的驱动控制装置能够使由操作人员进行了杆操作的执行机构驱动。但是，操作杆处于中立位置的执行机构由于比例电磁阀的驱动信号被切断而无法驱动。另一方面，在以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式控制作业装置的情况下，谋求由控制器控制与操作人员未操作的处于中立位置的杆对应的执行机构。

因此，在专利文献1的驱动控制装置中，无法以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式控制作业装置。此外，也可以考虑将专利文献1的技术适用于由液压回路根据杆操作来控制先导压的液压挖掘机。但是，这种情况下也无法以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式由控制器控制无论杆操作如何都对先导压进行增压的比例电磁阀，会发生同样的不合适的情况。

本发明的目的在于提供一种工程机械的驱动控制装置，无论控制器(控制机构)是否正常都能通过使操作杆处于中立位置来停止机械，并能以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制。

本发明的工程机械的驱动控制装置具备：多个操作杆，其对设置在机械中的多个液压执行机构进行操作；操作量测量机构，其输出与各所述操作杆的操作量相应的操作信号；姿态测量机构，其输出与所述机械的姿态相应的姿态信号；多个控制阀，其对各所述液压执行机构的驱动进行控制；和控制机构，其基于所述操作信号及所述姿态信号来输出驱动各所述控制阀的驱动信号。

为了解决上述课题，方案1的发明采用的结构的特征在于，具备：驱动许可判定机构，其基于所述操作信号来判定是否允许各所述液压执行机构的驱动；和驱动信号选择机构，其以如下方式选择所述驱动信号，即，针对根据所述驱动许可判定机构被判定为允许驱动的所述液压执行机构，以所述驱动信号驱动所述控制阀，针对根据所述驱动许可判定机构被判定为不允许驱动的所述液压执行机构，不驱动所述控制阀。

另一方面，方案4的发明采用的结构的特征在于，具备：驱动信号上限决定机构，其基于所述操作信号来决定对各所述液压执行机构的所述控制阀进行驱动的所述驱动信号的上限值；和驱动信号选择机构，其以如下方式选择所述驱动信号，即，针对所述驱动信号为由所述驱动信号上限决定机构决定的上限值以下的所述液压执行机构，以该驱动信号驱动所述控制阀，针对所述驱动信号超过由所述驱动信号上限决定机构决定的上限值的所述液压执行机构，以所述上限值驱动所述控制阀。

本发明的工程机械的驱动控制装置无论控制机构是否正常都能通过使操作杆处于中立位置来停止机械，并能以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制。

附图说明

图1是表示第一实施方式的液压挖掘机的主视图。

图2是概略地表示液压挖掘机的液压系统(液压回路)和电气系统(控制回路)的框图。

图3是表示图2中的驱动容许控制部的框图。

图4是简略表示液压挖掘机的动作的一例的、从与图1相同的方向观察到的图。

图5是表示杆操作与驱动许可对象之间的关系的一例的驱动许可设定表的说明图。

图6是表示图5中的驱动许可设定表的使用例(判定例)的说明图。

图7是简略表示液压挖掘机的动作的另外一例的、从与图1相同的方向观察到的图。

图8是表示杆操作与驱动许可对象之间的关系的另外一例的驱动许可设定表的说明图。

图9是表示图8中的驱动许可设定表的使用例(判定例)的说明图。

图10是表示由图3中的先导压选择部进行的处理的流程图。

图11是表示由图3中的先导压异常检测部进行的处理的流程图。

图12是表示先导压传感器信息、驱动许可信号、要求增压先导压及增压先导压的时间变化的一例的特性线图。

图13是概略地表示第二实施方式的液压挖掘机的液压系统(液压回路)和电气系统(控制回路)的框图。

图14是表示图13中的驱动容许控制部的框图。

图15是表示杆操作与各执行机构驱动的先导压上限值之间的关系的一例的驱动上限值设定表的说明图。

图16是表示图15中的驱动上限值设定表的使用例(决定例)的说明图。

图17是表示杆操作量与先导压上限值之间的关系的特性线图。

图18是表示由图14中的先导压选择部进行的处理的流程图。

图19是表示杆操作量、先导压上限值、要求先导压及先导压的时间变化的一例的特性线图。

具体实施方式

以下，列举适用于液压挖掘机的情况为例，参照附图对本发明的工程机械的驱动控制装置的实施方式进行具体说明。

图1至图12表示第一实施方式。在图1中，作为工程机械的代表例的液压挖掘机1构成为包括：能够行驶的履带式的下部行驶体2；经由旋转装置3而能够旋转地搭载于该下部行驶体2上的上部旋转体 4；和能够俯仰动作地安装在该上部旋转体4的前后方向的前侧的作业装置5。下部行驶体2、旋转装置3及上部旋转体4构成了液压挖掘机1的车身，下部行驶体2、旋转装置3、上部旋转体4及作业装置5构成了机械(工程机械)。

在此，下部行驶体2构成为包括：车架2A；设置在该车架2A的左右两侧的驱动轮2B；在车架2A的左右两侧相对于驱动轮2B设置在前后方向的相反侧的从动轮2C；和卷绕在驱动轮2B和从动轮2C 上的履带2D(均仅图示左侧)。左右的驱动轮2B分别经由减速机构与左右的行驶液压马达2E(仅图示左侧)连接。即，驱动轮2B由行驶液压马达2E旋转驱动。这时，行驶液压马达2E构成使作为车辆的液压挖掘机1进行行驶动作的液压执行机构。

旋转装置3设置在下部行驶体2上。旋转装置3构成为包括例如旋转轴承、减速机构(均未图示)、和旋转液压马达3A。旋转装置3 使上部旋转体4相对于下部行驶体2旋转。这时，旋转液压马达3A 构成使上部旋转体4与作业装置5一起旋转动作的液压执行机构。

作业装置5构成作为液压挖掘机1的前作业机的挖掘机构。作业装置5例如具备动臂5A、斗杆5B、作为作业工具(附件)的铲斗5C、和驱动这些部件的动臂缸5D、斗杆缸5E、作为作业工具缸的铲斗缸 5F。动臂5A、斗杆5B、铲斗5C彼此销结合。作业装置5能够通过伸长或缩短各缸5D、5E、5F来进行挖掘作业。这时，各缸5D、5E、 5F构成使作业装置5进行挖掘动作的液压执行机构。

即，由液压缸构成的动臂缸5D、斗杆缸5E、铲斗缸5F、以及由液压马达构成的左右的行驶液压马达2E、旋转液压马达3A分别是基于液压油的供给而驱动(工作)的液压执行机构(液压设备、液压装置)。这多个液压执行机构5D、5E、5F、2E、3A设置在包括下部行驶体2、旋转装置3、上部旋转体4及作业装置5而构成的机械(工程机械)中。

上部旋转体4具备：构成支承结构体并在前后方向的前侧安装有作业装置5的旋转车架6；容纳设置在旋转车架6上的发动机10、主泵11、先导泵12、控制阀装置14等的机罩7；取得与作业装置5的重量平衡的配重8；和供操作人员搭乘的驾驶室9。

在此，发动机10例如使用柴油机等内燃机构成。在发动机10的输出侧，机械地连接有作为液压泵的主泵11和另外一个作为液压泵的先导泵12。发动机10通过由也被称为ECU的发动机控制器10A 控制燃油喷射量而被控制转速(旋转速度)及驱动力。发动机控制器10A与后述的主控制器32连接。

发动机10的驱动力向主泵11及先导泵12传递。由此，发动机 10构成用于旋转驱动主泵11及先导泵12的原动机(旋转源、驱动源)。此外，驱动主泵11及先导泵12的原动机除了能够由作为内燃机的发动机单独构成之外，例如还可以由发动机和电动马达构成、或者由电动马达单独构成。

主泵11由发动机10旋转驱动。主泵11与储存工作油的工作油油箱13(参照图2)一起构成主要的液压源。主泵11例如由可变容量型的斜盘式液压泵等构成，具有调节泵容量的调节器(容量可变部、倾转执行机构)11A(参照图2)。调节器11A与主控制器32(的车身控制部36)连接，并由主控制器32(的车身控制部36)可变地控制。即，主泵11由主控制器32调节泵容量。主泵11通过由发动机 10旋转驱动而经由控制阀装置14向各液压执行机构5D、5E、5F、 2E、3A供给液压油。

先导泵12与主泵11同样地由发动机10旋转驱动。先导泵12例如构成为固定容量型液压泵，并与工作油油箱13一起构成先导液压源。先导泵12经由设置在驾驶室9内的操作杆装置15向控制阀装置 14供给先导压。

控制阀装置14将主泵11产生的液压油向各执行机构5D、5E、 5F、2E、3A分配。为此，控制阀装置14设置在主泵11与各液压执行机构5D、5E、5F、2E、3A之间。控制阀装置14是由多个控制阀 14A(参照图2)构成的控制阀组。各控制阀14A例如由三位六通的方向控制阀构成，并对从主泵11向各液压执行机构5D、5E、5F、2E、 3A供给的液压油进行切换控制。

这种情况下，控制阀装置14(各控制阀14A)由操作杆装置15 进行操作(切换操作)。为此，在控制阀装置14的各控制阀14A上分别设有一对液压先导部(未图示)。向控制阀14A的液压先导部供给基于操作杆装置15的操作产生的先导压(切换信号)。由此，各控制阀14A控制各液压执行机构5D、5E、5F、2E、3A的驱动。

在驾驶室9内，设有供操作人员落座的驾驶席(未图示)、由操作人员操作的多个操作杆装置15、对操作人员报知机械的各种信息并设定运转模式等的监视器和操作面板装置16等。另外，在驾驶室9 内设有控制主泵11及控制阀装置14并向发动机控制器10A发出指令的主控制器32。此外，在图1中虽然是将主控制器32设置在上部旋转体4的驾驶室9内的结构，但例如也可以是将主控制器32设置在上部旋转体4的驾驶室9外的结构。

多个操作杆装置15由行驶用的操作杆及踏板装置和作业用的操作杆装置等构成。即，各操作杆装置15构成为例如由减压阀型先导阀构成的先导操作阀(液压式杆装置)，并分别具有由操作人员操作的操作杆15A。包括操作杆15A的操作杆装置15对各液压执行机构5D、5E、5F、2E、3A进行操作。

即，当操作人员手动对操作杆15A进行倾转操作(杆操作)时，与其操作量成比例的先导压(切换液压信号)从操作杆装置15供给至构成控制阀装置14的各控制阀14A(的液压先导部)。由此，各控制阀14A的阀芯的位置位移，向各液压执行机构5D、5E、5F、2E、 3A供给/排出的液压油的方向及流量得到控制，能够进行基于作业装置5的挖掘、下部行驶体2的行驶、上部旋转体4的旋转等。

监视器和操作面板装置16用于对操作人员报知燃料剩余量、发动机冷却水温度等机械状态，并进行液压挖掘机1的运转模式等的选择、设定等。为此，监视器和操作面板装置16构成为包括例如作为显示画面的液晶监视器、输出声音的音响装置、和作为操作人员的输入接口的操作面板。监视器和操作面板装置16在对操作人员报知异常时，在显示画面上显示具有异常这一主旨或异常的内容等，及/或从音响装置输出警报声、语音等声音。

接着，在图1的基础上同时参照图2对驱动液压挖掘机1的液压回路21进行说明。此外，在图2中，为了避免图变得复杂而以一个液压设备作为代表来表示多个液压设备。具体而言，在图2中，用一个控制阀14A表示构成控制阀装置14的多个控制阀14A，用一个液压执行机构(以下设为液压执行机构22)表示多个液压执行机构5D、 5E、5F、2E、3A，用一个操作杆装置15表示多个操作杆装置15，用一个减压比例电磁阀23表示多个减压比例电磁阀23，用一个增压比例电磁阀25表示多个增压比例电磁阀25。

在实际的液压挖掘机1的液压回路21中，例如具备：六个液压执行机构22、六个控制阀14A、四个操作杆装置15(例如两个且与合计四个方向的操作对应的作业用操作杆装置和两个行驶用杆及踏板装置)、四个或六个减压比例电磁阀23、和四个或六个增压比例电磁阀25。另外，在图2中，后述的多个压力传感器28及多个另外的压力传感器29也分别用一个作为代表来表示。在实际的液压挖掘机1 的液压回路21中，例如分别具备四个或六个压力传感器28及另外的压力传感器29。

如图2所示，液压挖掘机1的液压回路21具备：发动机10、主泵11、多个控制阀14A、多个液压执行机构22、先导泵12、多个操作杆装置15、多个减压比例电磁阀23、多个增压比例电磁阀25、多个压力传感器28、多个另外的压力传感器29、切断电磁阀30、姿态传感器31、主控制器32、以及监视器和操作面板装置16。

减压比例电磁阀23设置在操作杆装置15与控制阀14A(的先导部)之间。即，减压比例电磁阀23设置在将操作杆装置15与控制阀 14A之间连接的先导管路24的中途。减压比例电磁阀23例如由常开的比例电磁阀构成，并与主控制器32(的区域限制控制部40)连接。减压比例电磁阀23基于主控制器32的指令(驱动信号)对向控制阀 14A(的先导部)供给的先导压进行减压。

增压比例电磁阀25设置在先导泵12与控制阀14A(的先导部) 之间。即，增压比例电磁阀25设置在先导分支管路27的中途，该先导分支管路27从将先导泵12与操作杆装置15之间连接的先导排出管路26分支，且连接于先导管路24中的减压比例电磁阀23与控制阀14A之间。增压比例电磁阀25例如由常闭的比例电磁阀构成，并与主控制器32(的驱动容许控制部44)连接。增压比例电磁阀25基于主控制器32的指令(驱动信号)对向控制阀14A(的先导部)供给的先导压进行增压。

压力传感器28设置在先导管路24中的操作杆装置15与减压比例电磁阀23之间。压力传感器28与主控制器32(的车身控制部36、区域限制控制部40、及驱动容许控制部44)连接。压力传感器28检测从操作杆装置15输出的先导压37，并将与该先导压37对应的检测信号输出至主控制器32。即，压力传感器28构成输出与各操作杆15A 的操作量相应的操作信号的操作量测量机构。

另外的压力传感器29设置在先导管路24中的该先导管路24与先导分支管路27的连接部和控制阀14A(的先导部)之间。另外的压力传感器29与主控制器32(的驱动容许控制部44)连接。另外的压力传感器29检测向控制阀14A的先导部供给的先导压35，并将与该先导压35对应的检测信号输出至主控制器32。

切断电磁阀30设置在先导排出管路26中的先导泵12与操作杆装置15之间，更具体而言，设置在先导排出管路26与先导分支管路 27的分支部和先导泵12之间。切断电磁阀30例如由常开的电磁切换阀构成，并与主控制器32(的驱动容许控制部44)连接。切断电磁阀30基于主控制器32的指令来切断从先导泵12向操作杆装置15及增压比例电磁阀25供给的先导压的初压34。

姿态传感器31是检测(测量)液压挖掘机1的姿态的传感器(由多个传感器构成的传感器组)。即，姿态传感器31设置在包括作业装置5及上部旋转体4的机械上，检测(测量)用于推定机械的姿态的各种状态量。姿态传感器31构成为包括例如测定上部旋转体4的倾斜的倾斜角传感器、检测上部旋转体4的角度(例如旋转角度)的角度传感器、检测作业装置5的动臂5A的旋转角度的动臂用旋转角度传感器、检测斗杆5B的旋转角度的斗杆用旋转角度传感器、检测铲斗5C的旋转角度的铲斗用旋转角度传感器等。由此，姿态传感器 31构成输出与机械的姿态相应的姿态信号(检测信号)的姿态测量机构。

此外，作业装置5的旋转角度传感器例如能够由电位器、倾斜角传感器、液压缸行程传感器、及/或它们的组合构成。另外，上部旋转体4的角度传感器除了测量与下部行驶体2的相对角度之外，也可以用全球定位导航卫星系统(GNSS)测量地球坐标上的角度。

这样的姿态传感器31与主控制器32(的区域限制控制部40)连接。主控制器32(的区域限制控制部40)具备以作业装置5不超出预先设定的空间区域的方式控制作业装置5的功能，即，具备基于姿态传感器31的测量数据(检测信号)和操作人员的杆操作(例如压力传感器28的检测信号)来控制作业装置5的区域限制控制功能。作为区域限制控制功能的用途，可以列举避免作业装置5向驾驶室9 的碰撞、防止挖掘作业中的过度挖掘、避免向作业现场中的机械上方的设施的碰撞等。

接着，对用于实现液压挖掘机1的区域限制控制功能的系统结构进行说明。

发动机10的驱动力向主泵11和先导泵12传递。主泵11产生驱动各液压执行机构22(使各液压执行机构22工作)的液压油33。先导泵12产生供操作人员通过操作杆装置15的操作杆15A对控制阀 14A进行控制的先导压的初压34。控制阀14A根据由操作杆15A各自的操作量等决定的(控制阀14A侧的)先导压35来控制液压油向液压执行机构22的排出量及排出方向。

主控制器32构成为包括例如具备存储器、UPU(运算装置)等的微型计算机。主控制器32构成为包括车身控制部36、区域限制控制部40、和驱动容许控制部44。此外，车身控制部36安装在主控制器32上，但区域限制控制部40和驱动容许控制部44可以分别安装在主控制器32上，也可以安装在主控制器32之外的控制器上。

车身控制部36基于根据由各压力传感器28测量出的(操作杆 15A侧的)先导压37的测量数据38而计算出的操作杆15A的操作量、发动机10的运转状态(运行状态)、主泵11的排出压力、各液压执行机构22的负载压力等，来控制发动机10的转速、主泵11的流量 (排出量)等。为此，车身控制部36与各压力传感器28、发动机10 (的发动机控制器10A)、主泵11(的调节器11A)、和各液压执行机构22(的压力传感器(未图示))连接。此外，车身控制部36为了控制从主泵11向各液压执行机构22的液压油分配，有时也输出针对先导压35的要求减压先导压39。为此，车身控制部36与区域限制控制部40连接。要求减压先导压39与各个液压执行机构22对应地输出。

另外，作为实现区域限制控制功能的系统，具备减压比例电磁阀 23、增压比例电磁阀25、切断电磁阀30、压力传感器29、区域限制控制部40、和驱动容许控制部44。减压比例电磁阀23是对先导压35 进行减压而使液压执行机构22减速或停止的电磁阀(减速比例电磁阀)。增压比例电磁阀25是对先导压35进行增压而使液压执行机构 22启动或增速的电磁阀(增速比例电磁阀)。切断电磁阀30是切断先导压的初压34的电磁阀。压力传感器29测量对控制阀14A进行控制的先导压35。

区域限制控制部40的输入侧与姿态传感器31、各压力传感器28 和车身控制部36连接，输出侧与各减压比例电磁阀23和驱动容许控制部44连接。区域限制控制部40构成控制机构(区域限制控制机构)，其基于与各操作杆15A的操作量相应的操作信号(先导压37的信号) 及姿态传感器31的姿态信号(与姿态有关的状态量的检测信号)来输出驱动各控制阀14A的驱动信号(驱动电流42及要求增压先导压 43)。即，区域限制控制部40基于液压挖掘机1的姿态传感器31的测量数据41来推定机械的姿态，并基于各压力传感器28的先导压37 的测量数据38来计算操作人员对操作杆15A的操作量。

而且，区域限制控制部40以机械不脱离预先设定的空间区域的方式，根据机械的姿态、操作人员的操作、车身控制部36输出的要求减压先导压39等，将减压比例电磁阀23的驱动电流42输出至减压比例电磁阀23，使所期望的液压执行机构22减速或停止。或者，区域限制控制部40以机械不脱离预先设定的空间区域的方式，根据机械的姿态、操作人员的操作、要求减压先导压39等，为了驱动增压比例电磁阀25并使所期望的液压执行机构22启动或增速而将要求增压先导压43输出至驱动容许控制部44。驱动电流42及要求增压先导压43与各个液压执行机构22对应地输出。

驱动容许控制部(发动容许控制部)44的输入侧与各压力传感器 28、区域限制控制部40和各另外的压力传感器29连接，输出侧与各增压比例电磁阀25、监视器和操作面板装置16以及切断电磁阀30 连接。驱动容许控制部44基于先导压37的测量数据38来判别操作人员对操作杆15A的操作的有无，并根据操作状况判定是否允许各液压执行机构22的驱动(工作)。而且，驱动容许控制部44针对允许驱动的液压执行机构22，根据从区域限制控制部40输出的要求增压先导压43将增压比例电磁阀25的驱动电流45输出至增压比例电磁阀25。由此，使所期望的液压执行机构22启动或增速。驱动电流45 与各个液压执行机构22对应地输出。

另一方面，驱动容许控制部44针对不允许驱动的液压执行机构 22，无论要求增压先导压43的值是多少都不输出驱动电流45。由此，即使因区域限制控制部40的异常而输出了错误的要求增压先导压 43，也能够通过驱动容许控制部44使得不对不允许驱动的液压执行机构22的增压比例电磁阀25进行驱动。另外，驱动容许控制部44 能够在操作杆15A处于中立位置时不允许全部液压执行机构22的驱动。由此，操作人员能够通过将操作杆15A返回到中立位置而使得不驱动全部增压比例电磁阀25，能够停止液压执行机构22的不当动作。

另外，驱动容许控制部44在对不允许驱动的液压执行机构22输出了要求增压先导压43的情况下，能够将表示要求增压先导压43有异常这一意思的异常信息46输出至监视器和操作面板装置16。由此，能够将异常报知操作人员。另外，驱动容许控制部44能够将由另外的压力传感器29检测到的先导压35与后述的增压先导压51进行比较来判定先导压35的异常。在判定为异常的情况下，驱动容许控制部44将驱动(关闭)切断电磁阀30的驱动电流47输出至切断电磁阀30。由此，能够切断先导压的初压34来使机械停止。

接着，参照图3至图9对驱动容许控制部44进行说明。

如图3所示，驱动容许控制部44具备驱动许可判定部48、先导压选择部50、电磁阀驱动部53、先导压异常检测部54、和异常通知部58。驱动许可判定部48的输入侧与各压力传感器28连接，输出侧与先导压选择部50连接。驱动许可判定部48构成驱动许可判定机构，其基于与各操作杆15A的操作量相应的操作信号来判定(决定)是否允许各液压执行机构22的驱动并将结果输出。即，驱动许可判定部 48基于各压力传感器28的先导压传感器信息、即先导压37的测量数据38来判定允许与操作人员对各操作杆15A的操作状况相应的驱动的液压执行机构22。而且，驱动许可判定部48将与其判定结果(液压执行机构22的驱动的允许、不允许)对应的驱动许可信号49输出至先导压选择部50。

先导压选择部50的输入侧与区域限制控制部40和驱动许可判定部48连接，输出侧与电磁阀驱动部53、先导压异常检测部54和异常通知部58连接。先导压选择部50构成以如下方式选择驱动信号(来自区域限制控制部40的要求增压先导压43)的驱动信号选择机构，即，针对根据驱动许可判定部48为允许驱动的液压执行机构22以驱动信号(要求增压先导压43)驱动控制阀14A，而针对不允许驱动的液压执行机构22则不驱动控制阀14A。

即，先导压选择部50选择来自区域限制控制部40的要求增压先导压43中的与从驱动许可判定部48输出的驱动许可信号49相应的要求增压先导压43、即允许驱动的液压执行机构22的要求增压先导压43作为增压先导压51。而且，先导压选择部50将增压先导压51 输出至电磁阀驱动部53和先导压异常检测部54。

另外，先导压选择部50在不允许驱动的液压执行机构22的要求增压先导压43不为0的情况下，将表示要求增压先导压43异常的要求增压先导压异常信息52输出至异常通知部58。即，先导压选择部 50也构成异常检测机构(要求增压先导压异常检测机构)，其基于各液压执行机构22的驱动信号(要求增压先导压43)和由驱动许可判定部48判定得到的驱动许可信号49来检测控制异常。此外，由先导压选择部50进行的图10的处理在后进行说明。

电磁阀驱动部53的输入侧与先导压选择部50连接，输出侧与增压比例电磁阀25连接。电磁阀驱动部53基于来自先导压选择部50 的增压先导压51将增压比例电磁阀25的驱动电流45输出至增压比例电磁阀25。由此，增压比例电磁阀25根据驱动电流45而打开，向允许驱动的液压执行机构22的控制阀14A的先导部供给与增压先导压51对应的先导压。

先导压异常检测部54的输入侧与先导压选择部50和各另外的压力传感器29连接，输出侧与异常通知部58和切断电磁阀30连接。先导压异常检测部54将各另外的压力传感器29的先导压传感器信息 55即先导压35的测量数据与来自先导压选择部50的增压先导压51进行比较，从而检测先导压35的异常。先导压异常检测部54在检测到先导压35的异常的情况下，将表示先导压35异常的先导压异常信息56输出至异常通知部58。

与此同时，先导压异常检测部54将作为切断先导压(的初压34) 的指令信号(驱动电流47)的先导压切断要求57输出至切断电磁阀 30。即，先导压异常检测部54构成另外的异常检测机构(先导压异常检测机构)，其基于由先导压选择部50选择的驱动信号(增压先导压51)和向控制阀14A供给的实际的驱动信号(先导压35)来检测控制异常，先导压异常检测部54还构成在检测到异常时将针对控制阀14A的驱动信号(先导压)切断的驱动信号停止机构。此外，由先导压异常检测部54进行的图11的处理在后进行说明。

异常通知部58的输入侧与先导压选择部50和先导压异常检测部 54连接，输出侧与监视器和操作面板装置16连接。异常通知部58 构成在通过先导压选择部50及/或先导压异常检测部54检测到控制异常时通知异常的异常通知机构。即，异常通知部58基于来自先导压选择部50的要求增压先导压异常信息52及/或来自先导压异常检测部 54的先导压异常信息56，将与有异常这一意思及异常的内容对应的异常信息46输出至监视器和操作面板装置16。

在此，驱动许可判定部48能够针对操作人员的每个杆操作预先设定允许驱动的液压执行机构22。图5及图8是用矩阵示出在各个杆操作时允许的液压执行机构22的动作的设定例的驱动许可设定表 60、62。驱动许可判定部48在进行了一个或多个杆操作的情况下，基于驱动许可设定表60、62来判定各液压执行机构22的动作是否在某一杆操作中被允许。而且，驱动许可判定部48在哪个杆操作都未进行的情况下、即操作杆15A处于中立位置时，将全部液压执行机构 22的动作判定为不允许，并将与该判定结果对应的驱动许可信号49作为驱动许可信号En输出。

图5的驱动许可设定表60的设定是，如图4所示，在挖掘作业或平整作业中，以铲斗5C不会与目标面61相比下过度挖掘的方式，在操作斗杆5B或铲斗5C时通过区域限制控制部40使动臂5A向抬升方向动作。在操作人员进行了斗杆推出和铲斗挖掘的操作的情况下，如图6所示，驱动许可判定部48除了斗杆推出和铲斗挖掘之外还允许动臂抬升。由此，即使没有基于操作人员的动臂抬升操作，也能实现基于区域限制控制部40的动臂抬升动作。另一方面，即使区域限制控制部40因故障而输出了错误的要求增压先导压43，当操作人员将操作杆15A返回到中立位置时，驱动许可判定部48的判定结果也全部为不允许。由此，能够停止不当的液压执行机构22的动作。

另一方面，图8的驱动许可设定表62的设定是，如图7所示，以铲斗5C不与上部旋转体4和下部行驶体2碰撞的方式设置干涉防止区域63，在操作动臂5A、斗杆5B、铲斗5C时通过区域限制控制部40使斗杆5B向推出方向动作。在操作人员进行了动臂抬升和铲斗挖掘的操作的情况下，如图9所示，驱动许可判定部48除了动臂抬升和铲斗挖掘之外还允许斗杆推出。由此，即使没有基于操作人员的斗杆推出操作，也能实现基于区域限制控制部40的斗杆推出动作。另一方面，即使区域限制控制部40因故障而输出了错误的要求增压先导压43，当操作人员将操作杆15A返回到中立位置时，驱动许可判定部48的判定结果也全部为不允许。由此，能够停止不当的液压执行机构22的动作。

这样，驱动许可判定部48具备图5所示的驱动许可设定表60及 /或图8所示的驱动许可设定表62。驱动许可设定表60、62表示操作人员进行的杆操作和与其对应地允许驱动的杆操作之间的对应关系。而且，图5的驱动许可设定表60及/或图8的驱动许可设定表62构成针对各液压执行机构22分别设定允许驱动的一个或多个杆操作的驱动许可设定机构。此外，驱动许可设定机构只要设定了操作人员进行的杆操作和与其对应地允许驱动的杆操作之间的对应关系即可，并不限定于图5及图8那样的表(矩阵)。另外，驱动许可设定表60、62并不限定于图5及图8，能够根据区域限制控制部40的限制控制来设定各种驱动许可设定表(操作人员进行的杆操作和与其对应地允许驱动的杆操作之间的对应关系)。

接着，图10表示由先导压选择部50进行的控制处理。图10的控制处理例如在对主控制器32(先导压选择部50)通电的期间内以规定的控制周期重复执行。此外，图10(及后述的图11、图18)所示的流程图的各步骤分别用标记“S”表示(例如步骤1＝S1)。

当先导压选择部50的控制处理开始时，先导压选择部50在S1 中获取从区域限制控制部40输出的要求增压先导压43、即要求增压先导压Pcr。在接下来的S2中，获取从驱动许可判定部48输出的与驱动许可判定结果对应的驱动许可信号49、即驱动许可信号En。然后，在S3中，判定驱动许可信号En是否为“允许驱动”。

在S3中判定为“是”、即驱动许可信号En为“允许驱动”的情况下，进入S4。在S4中，将要求增压先导压Pcr设为增压先导压Pc。即，相对于电磁阀驱动部53及先导压异常检测部54将增压先导压51 设为增压先导压Pc(＝Pcr)而输出，并返回(经过返回而回到开始并重复S1以后的处理)。

另一方面，在S3中判定为“否”、即驱动许可信号En为“不允许驱动”的情况下，进入S5。在S5中，将要求增压先导压Pcr设为 0。即，相对于电磁阀驱动部53及先导压异常检测部54将增压先导压51设为增压先导压Pc(＝0)而输出。在接下来的S6中，判定S1 中获取的要求增压先导压Pcr是否为比0大的值。

在S6中判定为“是”、即S1中获取的要求增压先导压Pcr是比 0大的值的情况下，进入S7。在S7中，将表示要求增压先导压Pcr 异常这一意思的异常信息即要求增压先导压异常信息52输出至异常通知部58，并返回。另一方面，在S6中判定为“否”、即S1中获取的要求增压先导压Pcr不是比0大的值(Pcr＝0)的情况下，不经过S7而返回。这些处理、即由先导压选择部50进行的处理针对各个液压执行机构22的动作而执行。

接着，图11表示由先导压异常检测部54进行的控制处理。图11 的控制处理也与图10的处理同样地例如在对主控制器32(先导压异常检测部54)通电的期间内以规定的控制周期重复执行。

当先导压异常检测部54的控制处理开始时，先导压异常检测部 54在S11中存储从先导压选择部50输出的增压先导压51、即增压先导压Pc，并返回(经过返回而回到开始并重复S11的处理)。另外，与S11的处理并行进行S21以后的处理。

在S21中，读取与当前时间点相比仅过去时间Td所存储的增压先导压Pcd。此外，时间Td是从增压先导压Pc决定到与其相应的先导压35产生为止的时间、与从用另外的压力传感器29测量该产生的先导压35到先导压异常检测部54获取其测量结果(先导压传感器信息55)即先导压Pr为止的时间之和。即，增压先导压Pcd相当于与先导压异常检测部54获取的先导压Pr对应的过去的增压先导压Pc。

在继S21之后的S22中，先导压异常检测部54从另外的压力传感器29获取实际的先导压Pr，并将其与S1中读取的增压先导压Pcd 进行比较。即，在接下来的S23中，判定实际的先导压Pr与增压先导压Pcd之差是否小于预先确定的异常判定差阈值dPce。在S23中判定为“是”、即实际的先导压Pr与增压先导压Pcd之差小于dPce的情况下，能够判断为先导压35正确。于是进入S24，清除错误计数器EC并返回(经过返回而回到开始并重复S21以后的处理)。此外，阈值dPce例如能够设定为如下的值，即当为该阈值dPce的值以上时能够判定先导压35发生异常的可能性高的值。阈值dPce以能够高精度地进行异常的判定的方式例如预先通过实验、计算、模拟等求出。

另一方面，在S23中判定为“否”、即实际的先导压Pr与增压先导压Pcd之差为dPce以上的情况下，能够判断为先导压35错误。于是进入S25，使错误计数器EC增量。然后，在接下来的S26中，判定错误计数器EC是否为预先确定的异常判定次数阈值RC以上。

在S26中判定为“是”、即错误计数器EC为RC以上的情况下，进入S27，将作为切断先导压的初压34的指令信号的先导压切断要求57、即先导压切断要求DesPi输出至切断电磁阀30。由此，将切断电磁阀30设在关闭位置(切断位置)来停止机械。在接下来的S28 中，将表示先导压35异常这一意思的先导压异常信息56输出至异常通知部58。由此，异常通知部58能够将与有异常这一意思及异常的内容对应的异常信息46输出至监视器和操作面板装置16，以对操作人员报知异常。若在S28中输出了先导压异常信息56的话则返回。此外，阈值RC例如能够设定为如下的值，即当变成该阈值RC的值以上时能够判定最好停止机械的值。阈值RC以能够适当地进行机械的停止的方式例如预先通过实验、计算、模拟等求出。

另一方面，在S26中判定为“否”、即错误计数器EC小于RC 的情况下，不经过S27及S28而返回。这些处理、即由先导压异常检测部54进行的处理针对各个液压执行机构22的动作而执行。即，先导压切断要求DesPi及切断电磁阀30能够针对各个液压执行机构22 的每一个而设置。在这种情况下，能够仅使符合异常的液压执行机构 22的动作停止。另一方面，也可以不设置切断电磁阀30且省略S27。这种情况下，能够通过由操作人员基于由监视器和操作面板装置16 进行的异常的报知用钥匙熄火来停止机械。

本实施方式的液压挖掘机1具有如上所述的结构，接着，对其动作进行说明。

当搭乘于驾驶室9内的操作人员使发动机10启动时，通过发动机10驱动主泵11及先导泵12。由此，从主泵11排出的液压油根据设置在驾驶室9内的操作杆装置15的操作杆15A的操作(例如作业用操作杆的杆操作、行驶用操作杆及踏板的杆操作、踏板操作)而供给至各液压执行机构22(即左右的行驶液压马达2E、旋转液压马达 3A、作业装置5的动臂缸5D、斗杆缸5E、铲斗缸5F)。由此，液压挖掘机1能够进行基于下部行驶体2的行驶动作、上部旋转体4的旋转动作、基于作业装置5的挖掘动作等。

在此，图12表示对操作杆15A进行了操作时的基于驱动容许控制部44的基本动作。在T1的时间点上，操作人员对操作杆15A的操作开始，并通过该操作产生先导压37。在T2的时间点上，驱动容许控制部44的驱动许可判定部48基于先导压传感器信息(即先导压 37的测量数据38)而输出与操作人员对各操作杆15A的操作状况相应的各液压执行机构22的驱动许可信号En。然后，在从T2的时间点到T6的时间点为止，驱动容许控制部44的先导压选择部50由于驱动许可信号En为“允许驱动”，所以将来自区域限制控制部40的要求增压先导压Pcr作为增压先导压Pc输出。这时，驱动容许控制部44的电磁阀驱动部53基于增压先导压Pc向增压比例电磁阀25输出驱动电流45。由此，能够实现基于区域限制控制部40进行的液压执行机构的动作。

另一方面，当从T4的时间点起因区域限制控制部40的故障而输出错误的要求增压先导压Pcr时，例如，对基于该故障的动作有不适感的操作人员在T5的时间点上开始将全部操作杆15A返回到中立位置。这种情况下，在T6的时间点上，驱动容许控制部44的驱动许可判定部48将全部液压执行机构22的驱动许可信号En设为“不允许驱动”。其结果是，驱动容许控制部44的先导压选择部50将全部增压先导压Pc设为0，从而基于驱动容许控制部44的电磁阀驱动部53 进行的增压比例电磁阀25的驱动停止。由此，能够停止不当的液压执行机构22的动作。

于是，在第一实施方式中，驱动许可判定部48根据操作杆15A 的操作状态来判定是否允许各液压执行机构22的驱动。而且，在允许驱动的情况下，先导压选择部50以区域限制控制部40输出的驱动信号(要求增压先导压43)驱动控制阀14A。另一方面，在不允许驱动的情况下，即使从区域限制控制部40输出了驱动信号(要求增压先导压43)，先导压选择部50也以不驱动控制阀14A的方式选择驱动信号。因此，在操作人员对操作杆15A进行了操作时，不仅能够允许与该操作杆15A对应的液压执行机构22的驱动，还能允许为了以作业装置5不脱离预先确定的空间区域的方式使机械动作而必需的液压执行机构22的驱动。与此同时，在操作人员使操作杆15A处于中立位置的情况下，即使区域限制控制部40错误地输出了驱动信号(要求增压先导压43)，也不允许液压执行机构22的驱动，因此能够停止机械。

在第一实施方式中，根据与驱动许可设定机构对应的图5的驱动许可设定表60及图8的驱动许可设定表62，能够针对液压执行机构 22分别任意设定允许驱动的一个或多个杆操作。因此，能够设定适于作业装置5的结构的驱动许可、和适于防止作业装置5脱离的空间区域的驱动许可。

在第一实施方式中，具备作为要求增压先导压异常检测机构的先导压异常检测部54和异常通知部58。因此，能够基于各液压执行机构22的驱动信号(要求增压先导压43)和驱动许可判定部48输出的驱动许可信号49来进行控制异常的检测及通知。由此，能够提醒操作人员进行机械的修理。

接着，图13至图19表示本发明的第二实施方式。第二实施方式的特征在于，通过电气杆装置构成操作杆装置，并且具备先导压上限决定部。此外，在第二实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略其说明。

多个操作杆装置71分别构成为电气式的操作杆装置，并具有由操作人员进行操作的操作杆71A。在此，操作杆装置71构成输出与各操作杆71A的操作量相应的操作信号(杆操作量72)的操作量测量机构。操作杆装置71的输出侧与主控制器32的车身控制部73及驱动容许控制部77连接。操作杆装置71在操作人员手动对操作杆 71A进行倾转操作(杆操作)时，将与其杆操作量72对应的电信号 (操作信号)从操作杆装置71输出至主控制器32的车身控制部73 及驱动容许控制部77。

此外，随着将操作杆装置71设为电气使的操作杆装置，在将先导泵12与控制阀14A之间连接的先导管路92的中途从先导泵12侧起依次设有切断电磁阀30、比例电磁阀25和另外的压力传感器29。

车身控制部73基于操作杆71A的杆操作量72、发动机10的运转状态(运行状态)、主泵11的排出压力、各液压执行机构22的负载压力等来控制发动机10的转速、主泵11的流量(排出量)等。为此，车身控制部73与操作杆装置71、发动机10、主泵11、和各液压执行机构22连接。另外，车身控制部73的输出侧与区域限制控制部 75连接。车身控制部73将与使各液压执行机构22动作的先导压35 对应的目标先导压74输出至区域限制控制部75。目标先导压74与各个液压执行机构22对应地输出。

区域限制控制部75的输入侧与姿态传感器31和车身控制部73 连接，输出侧与驱动容许控制部77连接。区域限制控制部75与车身控制部73一起构成控制机构(区域限制控制机构)，其基于与各操作杆71A的操作量相应的操作信号(杆操作量72)及姿态传感器31的姿态信号(与姿态有关的状态量的检测信号)来输出驱动各控制阀 14A的驱动信号(要求先导压76)。即，区域限制控制部75基于液压挖掘机1的姿态传感器31的测量数据41来推定机械的姿态，并基于车身控制部73输出的目标先导压74来预测机械的姿态变化。

而且，区域限制控制部75在没有机械脱离预先设定的空间区域的隐患的情况下，将目标先导压74作为要求先导压76输出至驱动容许控制部77。另一方面，区域限制控制部75在有机械脱离预先设定的空间区域的隐患的情况下，以不脱离的方式调节目标先导压74并将该调节后的目标先导压74作为要求先导压76输出至驱动容许控制部77。要求先导压76与各个液压执行机构22对应地输出。

驱动容许控制部(工作容许控制部)77的输入侧与操作杆装置 71、区域限制控制部75和各另外的压力传感器29连接，输出侧与各比例电磁阀25、监视器和操作面板装置16以及切断电磁阀30连接。驱动容许控制部77基于操作杆71A的杆操作量72来识别操作人员对各操作杆71A的操作量，并根据杆操作量72来决定(判定)作为使各液压执行机构22动作的先导压35的上限值的先导压上限值。而且，驱动容许控制部77在与各液压执行机构22的动作对应的要求先导压 76为先导压上限值以下的情况下，根据要求先导压76将驱动比例电磁阀25的驱动电流45输出至比例电磁阀25。另一方面，驱动容许控制部77在要求先导压76比先导压上限值高的情况下，根据先导压上限值将驱动比例电磁阀25的驱动电流45输出至比例电磁阀25。

由此，即使因车身控制部73或区域限制控制部75的异常而从区域限制控制部75输出了错误的要求先导压76，各液压执行机构22 的动作也被控制在与根据操作人员的杆操作量72而决定的先导压上限值相应的速度。另外，驱动容许控制部77能够在操作杆71A处于中立位置时以不允许全部液压执行机构22的驱动的方式将先导压上限值设为0。由此，当操作人员将操作杆71A返回到中立位置时先导压上限值变成0，能够停止液压执行机构22的不当动作。

另外，驱动容许控制部77在从区域限制控制部75输出了比先导压上限值高的要求先导压76的情况下，能够将表示要求先导压76有异常这一意思的异常信息46输出至监视器和操作面板装置16。由此，能够将异常报知操作人员。另外，驱动容许控制部77能够将由另外的压力传感器29检测到的先导压35与后述的先导压81进行比较来判定先导压35的异常。在判定为异常的情况下，驱动容许控制部77 能够将驱动(打开)切断电磁阀30的驱动电流47输出至切断电磁阀 30。由此，能够切断先导压的初压34来使机械停止。

接着，参照图14至图17对驱动容许控制部77进行说明。

如图14所示，驱动容许控制部77具备先导压上限决定部78、先导压选择部80、电磁阀驱动部83、先导压异常检测部84、和异常通知部88。先导压上限决定部78的输入侧与操作杆装置71连接，输出侧与先导压选择部80连接。先导压上限决定部78构成驱动信号上限决定机构，其基于与各操作杆71A的操作量相应的操作信号(杆操作量72)来决定(判定)驱动各液压执行机构22的控制阀14A的驱动信号(要求先导压76)的上限值(先导压上限值)并输出。即，先导压上限决定部78基于杆操作量72来决定与操作人员对各操作杆71A 的操作状况相应的各液压执行机构22的先导压上限值。而且，先导压上限决定部78向先导压选择部50输出各液压执行机构22的先导压上限值79。

先导压选择部80的输入侧与区域限制控制部75和先导压上限决定部78连接，输出侧与电磁阀驱动部83、先导压异常检测部84和异常通知部88连接。先导压选择部80构成以如下方式选择驱动信号(要求先导压76)的驱动信号选择机构，即，针对驱动信号(来自区域限制控制部75的要求先导压76)为由先导压上限决定部78决定的先导压上限值79以下的液压执行机构22，以该驱动信号(要求先导压76) 驱动控制阀14A，而针对驱动信号(要求先导压76)超过由先导压上限决定部78决定的先导压上限值79的液压执行机构22则以先导压上限值79驱动控制阀14A。

即，先导压选择部80根据先导压上限值79来选择各液压执行机构22的要求先导压76或先导压上限值79中的某一个作为先导压81。而且，先导压选择部80将先导压81输出至电磁阀驱动部83和先导压异常检测部84。

另外，先导压选择部80在要求先导压76超过先导压上限值79 的情况下，将表示要求先导压76异常这一意思的要求先导压异常信息82输出至异常通知部88。即，先导压选择部80构成异常检测机构 (要求先导压异常检测机构)，其基于各液压执行机构22的驱动信号(要求先导压76)和由先导压上限决定部78决定的驱动信号的上限值(先导压上限值79)来检测控制异常。此外，由先导压选择部 80进行的图18的处理在后进行说明。

电磁阀驱动部83的输入侧与先导压选择部80连接，输出侧与比例电磁阀25连接。电磁阀驱动部83基于来自先导压选择部80的先导压81将比例电磁阀25的驱动电流45输出至比例电磁阀25。由此，比例电磁阀25根据驱动电流45而打开，并向控制阀14A的先导部供给与先导压81对应的先导压35。

先导压异常检测部84的输入侧与先导压选择部80和各另外的压力传感器29连接，输出侧与异常通知部88和切断电磁阀30连接。先导压异常检测部84将各另外的压力传感器29的先导压传感器信息 85即先导压35的测量数据与来自先导压选择部80的先导压81进行比较，从而检测先导压35的异常。先导压异常检测部84在检测到先导压35的异常的情况下，将表示先导压35异常这一意思的先导压异常信息86输出至异常通知部88。

与此同时，先导压异常检测部84将作为切断先导压(的初压34) 的指令信号的先导压切断要求87输出至切断电磁阀30。即，先导压异常检测部84构成另外的异常检测机构(先导压异常检测机构)，其基于由先导压选择部80选择的驱动信号(先导压81)和向控制阀14A供给的实际的驱动信号(先导压35)来检测控制异常，先导压异常检测部84还构成在检测到异常时将针对控制阀14A的驱动信号(先导压)切断的驱动信号停止机构。此外，由先导压异常检测部84进行的处理与第一实施方式的由先导压异常检测部54进行的图11的处理除了在“增压先导压Pc”变成“先导压Pc”这点上不同以外均相同。

异常通知部88的输入侧与先导压选择部80和先导压异常检测部 84连接，输出侧与监视器和操作面板装置16连接。异常通知部88 构成在通过先导压选择部80及/或先导压异常检测部84检测到控制异常时通知异常的异常通知机构。即，异常通知部88基于来自先导压选择部80的要求先导压异常信息82及/或来自先导压异常检测部84 的先导压异常信息86，将与有异常这一意思及异常的内容对应的异常信息46输出至监视器和操作面板装置16。

在此，先导压上限决定部78能够针对操作人员的每个杆操作预先设定容许各液压执行机构22的动作的先导压上限值。图15是针对各个杆操作的每一个而用矩阵示出容许各液压执行机构22的动作的先导压上限值的例子的先导压上限值设定表90。图15中的“0”表示先导压上限值为0，不使液压执行机构22动作。就图15中的“Ca”和“Cb”而言，如图17所示，先导压的上限值分别根据杆操作量而变化。如图17所示，杆操作量从0到v1时，Ca和Cb均为死区。从 v1到v2，Ca和Cb均根据杆操作量的增加而先导压上限值增加(例如按比例增加)。而且，在v2时达到先导压上限值的最大值，即Ca 达到Ppa2、Cb达到Ppb2。

先导压上限决定部78在进行了一个或多个杆操作的情况下，基于先导压上限值设定表90，从各液压执行机构22的与每个动作的杆操作对应的先导压上限值中将最大值作为先导压上限值79输出。

在操作人员进行了斗杆拉回和铲斗挖掘的操作的情况下，如图16 所示，先导压上限决定部78根据斗杆拉回和铲斗挖掘各自的杆操作量来决定各液压执行机构的先导压上限值79。具体而言，当斗杆拉回操作量为v3、铲斗挖掘操作量为v4时，斗杆拉回的先导压上限值根据图17的“Ca”而成为Ppa3，铲斗挖掘的先导压上限值根据图17 的“Ca”而成为Ppa4。另一方面，动臂抬升的先导压上限值根据图 17的“Ca”和“Cb”而成为Ppa3与Ppb4中的最大值即Ppa3。另外，其它操作的先导压上限值为0。

由此，即使没有基于操作人员的动臂抬升操作，也能实现与基于区域限制控制部75的动臂抬升对应的液压执行机构22的动作。另外，即使区域限制控制部75因故障而输出了错误的要求先导压76，也能将不当的动臂抬升动作控制在与操作人员的杆操作量相应的速度。另外，操作人员能够通过将操作杆71A返回到中立位置来停止不当的动臂抬升动作。

这样，先导压上限决定部78具备图15所示的先导压上限值设定表90及图17所示的杆操作量与先导压上限值的特性线图19 。先导压上限值设定表90表示操作人员进行的杆操作和与其对应的各杆操作的先导压上限值之间的对应关系。杆操作量与先导压上限值的特性线图19 表示杆操作量与先导压上限值之间的对应关系。而且，图15的先导压上限值设定表90构成驱动信号上限值设定机构，其针对各液压执行机构22分别决定与各杆操作的操作量相应的驱动信号(先导压)的上限值。

此外，驱动信号上限值设定机构只要设定了操作人员进行的杆操作和与其对应的各杆操作的先导压上限值之间的对应关系即可，并不限定于图15那样的表(矩阵)。另外，先导压上限值设定表90以及杆操作量与先导压上限值的特性线图19 并不限定于图15及图17，能够根据区域限制控制部75的限制控制来设定各种驱动信号上限值设定表(操作人员进行的杆操作和与其对应的各杆操作的先导压上限值之间的对应关系)以及特性线图(杆操作量与先导压上限值之间的对应关系)。

接着，图18表示由先导压选择部80进行的控制处理。图18的控制处理例如在对主控制器32(先导压选择部80)通电的期间内以规定的控制周期重复执行。

当先导压选择部80的控制处理开始时，先导压选择部80在S31 中获取从区域限制控制部75输出的要求先导压76、即要求先导压 Pcr。在接下来的S32中，获取从先导压上限决定部78输出的与上限值决定结果对应的先导压上限值79、即先导压上限值Pp。然后，在S33中，判定要求先导压Pcr是否为先导压上限值Pp以下。

在S33中判定为“是”、即要求先导压Pcr为先导压上限值Pp 以下的情况下，进入S34。在S34中，将要求先导压Pcr设为先导压 Pc。即，相对于电磁阀驱动部83及先导压异常检测部84将先导压81 设为先导压Pc(＝Pcr)而输出，并返回(经过返回而回到开始并重复S31以后的处理)。

另一方面，在S33中判定为“否”、即要求先导压Pcr比先导压上限值Pp大的情况下，进入S35。在S35中，将要求先导压Pcr设为先导压上限值Pp。即，相对于电磁阀驱动部83及先导压异常检测部 84将先导压81设为先导压Pc(＝Pp)而输出。在接下来的S6中，将表示要求先导压Pcr异常这一意思的异常信息即要求先导压异常信息82输出至异常通知部88，并返回。这些处理、即由先导压选择部 80进行的处理针对各个液压执行机构22的动作而执行。

在此，图19表示对操作杆71A进行了操作时的基于驱动容许控制部77的基本动作。在T1的时间点上，操作人员对操作杆71A的操作开始。从T2的时间点起，从驱动容许控制部77的先导压上限决定部78输出的先导压上限值Pp随着操作杆71A的操作量的增大而增大。然后，从T2的时间点到T5的时间点，由于来自区域限制控制部 75的要求先导压Pcr为先导压上限值Pp以下，所以驱动容许控制部 77的先导压选择部80将来自区域限制控制部75的要求先导压Pcr作为先导压Pc输出。这时，驱动容许控制部77的电磁阀驱动部83基于先导压Pc向比例电磁阀25输出驱动电流45。由此，能够实现基于车身控制部73或区域限制控制部75进行的液压执行机构22的动作。

另一方面，当从T4的时间点起因车身控制部73或区域限制控制部75的故障而输出错误的要求先导压Pcr、且从T5的时间点起要求先导压Pcr变为比先导压上限值Pp大时，驱动容许控制部77的先导压选择部80将先导压上限值Pp作为先导压Pc输出。由此，能够在从T5到T6的时间点控制为与杆操作量相应的先导压Pc。另外，当操作人员在T6的时间点上开始将操作杆71A返回到中立位置时，在 T7的时间点上，驱动容许控制部77的先导压上限决定部78的先导压上限值Pp变成0。其结果是，驱动容许控制部77的先导压选择部 80将先导压Pc设为0，从而由驱动容许控制部77的电磁阀驱动部83 进行的比例电磁阀25的驱动停止。由此，能够使不当的液压执行机构22的动作减速并停止。

第二实施方式通过如上所述的先导压上限决定部78将先导压Pc 限制在先导压上限值Pp以下，关于其基本作用，与基于上述第一实施方式的基本作用没有特别差异。

尤其是，在第二实施方式中，先导压上限决定部78根据操作杆 71A的操作量来决定驱动各液压执行机构22的控制阀14A的驱动信号(要求先导压76)的上限值。而且，先导压选择部80针对驱动信号(要求先导压76)为上限值以下的液压执行机构22，以区域限制控制部75所输出的该驱动信号(要求先导压76)驱动控制阀14A。另一方面，先导压选择部80针对驱动信号(要求先导压76)超过上限值的液压执行机构22，通过以上限值(先导压上限值79)驱动控制阀14A的方式选择驱动信号(要求先导压76)。因此，在操作人员对操作杆71A进行了操作时，不仅能够允许与该操作杆71A对应的液压执行机构22的驱动，还能允许为了以作业装置5不脱离预先确定的空间区域的方式使机械动作而必需的液压执行机构22的驱动。与此同时，即使从区域限制控制部75输出了错误的驱动信号(要求先导压76)，也被抑制为与基于操作人员的杆操作量72相应的驱动信号、即先导压上限值79，从而能够抑制机械的速度变化。另外，在操作人员使操作杆71A处于中立位置的情况下，即使从区域限制控制部75输出了错误的驱动信号(要求先导压76)，也能将驱动信号控制为先导压上限值79、即0。由此，不再允许液压执行机构22的驱动，能够停止机械。

在第二实施方式中，根据与驱动信号上限设定机构对应的图15 的先导压上限值设定表90，能够针对液压执行机构22各自分别设定与各杆操作的操作量相应的驱动信号的上限值(先导压上限值79)。因此，能够设定适于作业装置5的结构的驱动信号的上限值、和适于防止作业装置5脱离的空间区域的驱动信号的上限值。

在第二实施方式中，具备作为要求先导压异常检测机构的先导压选择部80及异常通知部88。因此，能够基于各液压执行机构22的驱动信号(要求先导压76)和先导压上限决定部78输出的驱动信号的上限值(先导压上限值79)来进行控制异常的检测及通知。由此，能够提醒操作人员进行机械的修理。

此外，在上述第一实施方式中，列举了将车身控制部36、区域限制控制部40和驱动容许控制部44安装在一个主控制器32上的情况为例进行说明。但本发明并不限于此，例如也可以将区域限制控制部 40和驱动容许控制部44安装在安装有车身控制部36的主控制器32 之外的控制器上。另外，还可以将车身控制部36、区域限制控制部 40和驱动容许控制部44分别安装在另外的控制器上。这点对于第二实施方式也是同样的。

在上述第一实施方式中，作为由区域限制控制部40进行的控制，列举了使动臂5A向抬升方向动作以使得不会与目标面61相比向下过度挖掘的情况、及使斗杆5B向推出方向动作以使得铲斗5C不会进入干涉防止区域63的情况为例进行说明。但本发明并不限于此，控制机构(区域限制控制机构)除了上述以外，例如还能进行用于避免向作业现场中的机械上方的设施的碰撞等、使机械不脱离预先设定的空间区域的各种控制。这点对于第二实施方式也是同样的。

在上述第一实施方式中，列举了构成为使用操作杆15A对液压执行机构22进行操作的情况为例进行说明。但本发明并不限于此，例如能够构成为通过操作踏板、操作杆等各种操作工具来操作液压执行机构。即，操作杆包括各种操作工具。这点对于第二实施方式也是同样的。

在上述第一实施方式中，列举了使驱动控制阀14A的驱动信号为先导压(液压)的情况为例进行说明。但本发明并不限于此，例如能够将控制阀设为电磁阀并将驱动信号设为电信号等，除了液压以外也能够使用各种驱动信号。这点对于第二实施方式也是同样的。

在上述第一实施方式中，列举了由旋转液压马达3A构成旋转装置3的驱动源的情况为例进行说明。但本发明并不限于此，例如也可以由液压马达(旋转液压马达)和电动马达(旋转电动马达)构成旋转装置的驱动源。另外，还可以仅由电动马达(旋转电动马达)构成旋转装置的驱动源。这点对于第二实施方式也是同样的。

在上述各实施方式中，作为工程机械而列举了液压挖掘机1为例进行说明。但本发明并不限于此，能够广泛适用于例如轮式装载机等各种工程机械。另外，各实施方式均为示例，毫无疑问当然能够进行不同实施方式所示的结构的部分置换或组合。

根据以上实施方式，无论控制机构是否正常，都能通过使操作杆处于中立位置来停止机械，并能以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制。

(1).即，根据实施方式，构成为具备驱动许可判定机构和驱动信号选择机构。而且，驱动信号选择机构以针对根据驱动许可判定机构被判定为不允许驱动的液压执行机构而不驱动控制阀的方式选择驱动信号。在这种情况下，驱动许可判定机构在操作杆处于中立位置时能够不允许全部液压执行机构的驱动。由此，当操作人员使操作杆处于中立位置时，即使有异常的驱动信号，驱动信号选择机构也以不驱动控制阀的方式选择驱动信号。其结果是，在没有异常的驱动信号时自不必说，即使有异常的驱动信号，通过使操作杆处于中立位置也能停止机械。

另一方面，驱动许可判定机构在操作杆被从中立位置进行操作时，能够针对该杆操作允许为了以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制而必需的液压执行机构的驱动。由此，即使有异常的驱动信号(例如以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制的驱动信号以外的驱动信号)，驱动信号选择机构也不会选择异常的驱动信号，而是选择针对根据驱动许可判定机构被判定为允许驱动的液压执行机构的驱动信号。其结果是，在没有异常的驱动信号时自不必说，即使有异常的驱动信号，也能以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制。

(2).根据实施方式，驱动许可判定机构构成为具备驱动许可设定机构。在这种情况下，驱动许可设定机构能够设定为杆操作与针对该杆操作允许驱动的执行机构的动作之间的对应关系。即，驱动许可设定机构能够设定适于作业装置的结构的驱动许可、及/或适于防止作业装置脱离的空间区域的驱动许可。由此，驱动许可判定机构能够恰当且稳定地进行是否允许各液压执行机构的驱动的判定。

(3).根据实施方式，还具备异常检测机构和异常通知机构。由此，能够向操作人员通知异常，并使机械自动停止。其结果是，能够提醒操作人员进行机械的修理。

(4).根据实施方式，具备驱动信号上限决定机构和驱动信号选择机构。而且，驱动信号选择机构以如下方式选择驱动信号，即，针对驱动信号超过由驱动信号上限决定机构决定的上限值的液压执行机构，以上限值驱动控制阀。在这种情况下，驱动信号上限决定机构在操作杆处于中立位置时，能够将针对全部液压执行机构的驱动信号的上限值设为0。由此，当操作人员使操作杆处于中立位置时，即使有异常的驱动信号，驱动信号选择机构也将驱动信号选择为上限值 0。由此，在没有异常的驱动信号时自不必说，即使有异常的驱动信号，通过使操作杆处于中立位置也能停止机械。

另一方面，驱动信号上限决定机构在操作杆被从中立位置进行操作时，能够针对该杆操作以如下方式决定驱动信号的上限值，即，能够驱动为了以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制而必需的液压执行机构。由此，即使有异常的驱动信号(例如超过以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制的驱动信号的上限值的驱动信号)，驱动信号选择机构也会选择由驱动信号上限决定机构决定的驱动信号的上限值。其结果是，在没有异常的驱动信号时自不必说，即使有异常的驱动信号，也能以作业装置不脱离预先确定的空间区域的方式进行控制。

(5).根据实施方式，驱动信号上限决定机构具备驱动信号上限值设定机构。在这种情况下，驱动信号上限值设定机构能够设定为杆操作与针对相对于该杆操作允许驱动的执行机构的、驱动信号的上限值之间的对应关系。即，驱动信号上限决定机构能够设定适于作业装置的结构的驱动信号的上限值、及/或适于防止作业装置脱离的空间区域的驱动信号的上限值。由此，驱动信号上限决定机构能够恰当且稳定地进行针对各液压执行机构的上限值的决定。

(6).根据实施方式，还具备异常检测机构和异常通知机构。由此，能够向操作人员通知异常并能够使机械自动停止。其结果是，能够提醒操作人员进行机械的修理。

附图标记说明

1 液压挖掘机(工程机械)

2 下部行驶体(机械)

2E 行驶液压马达(液压执行机构)

3 旋转装置(机械)

3A 旋转液压马达(液压执行机构)

4 上部旋转体(机械)

5 作业装置(机械)

5D 动臂缸(液压执行机构)

5E 斗杆缸(液压执行机构)

5F 铲斗缸(液压执行机构)

14 控制阀装置

14A 控制阀

15 操作杆装置

15A 操作杆

28 压力传感器(操作量测量机构)

31 姿态传感器(姿态测量机构)

32 主控制器

40、75 区域限制控制部(控制机构)

48 驱动许可判定部(驱动许可判定机构)

50、80 先导压选择部(驱动信号选择机构、异常检测机构)

58、88 异常通知部(异常通知机构)

60、62 驱动许可设定表(驱动许可设定机构)

71 操作杆装置(操作量测量机构)

71A 操作杆

73 车身控制部(控制机构)

78 先导压上限决定部(驱动信号上限决定机构)

90 先导压上限值设定表(驱动信号上限设定机构)

Claims (4)

1.一种工程机械的驱动控制装置，其基于来自根据对工程机械的至少包括使铲斗动作的铲斗液压缸的多个液压执行机构进行操作的多个操作杆的操作量而输出操作信号的操作量测量机构的信号、和来自根据所述工程机械的姿态而输出姿态信号的姿态测量机构的信号，将驱动各所述液压执行机构的各控制阀的驱动信号输出至对向所述控制阀供给的先导压进行增压而使各所述液压执行机构启动或增速的增压比例电磁阀，

该工程机械的驱动控制装置的特征在于，具备：

驱动许可判定机构，其具有预先设定的表示操作人员的杆操作与驱动许可对象之间的对应关系的驱动许可设定表，并基于该驱动许可设定表和所述操作信号，来判定是否即使在未由所述操作杆操作的情况下也允许各所述液压执行机构向不会从以不会由所述铲斗过度挖掘的方式预先设定的目标面脱离的方向或不会进入以所述铲斗不会进入的方式预先设定的干涉防止区域的方向的驱动，并且在所述操作杆处于中立位置时判定为不允许所述液压执行机构的驱动；

驱动信号选择机构，其以如下方式选择所述驱动信号，即，针对各所述液压执行机构中的根据所述驱动许可判定机构被判定为允许驱动的液压执行机构，以所述驱动信号通过所述增压比例电磁阀驱动所述控制阀，针对各所述液压执行机构中的根据所述驱动许可判定机构被判定为不允许驱动的液压执行机构，即使有异常的驱动信号也不通过所述增压比例电磁阀驱动所述控制阀；

异常检测机构，其基于各所述液压执行机构的所述驱动信号和由所述驱动许可判定机构判定得到的驱动许可信号，检测控制异常；和

驱动信号停止机构，其在由所述异常检测机构检测到所述控制异常时，切断针对所述控制阀的所述先导压。

2.根据权利要求1所述的工程机械的驱动控制装置，其特征在于，还具备异常通知机构，该异常通知机构在由所述异常检测机构检测到所述控制异常时通知异常。

3.一种工程机械的驱动控制装置，其基于来自根据对具备作业装置的工程机械的多个液压执行机构进行操作的多个操作杆的操作量而输出操作信号的操作量测量机构的信号、和来自根据所述工程机械的姿态而输出姿态信号的姿态测量机构的信号，将驱动各所述液压执行机构的各控制阀的驱动信号输出至对向所述控制阀供给的先导压进行增压而使各所述液压执行机构启动或增速的增压比例电磁阀，

该工程机械的驱动控制装置的特征在于，具备：

驱动信号上限决定机构，其具有预先设定的表示操作人员的杆操作与驱动各所述控制阀的所述驱动信号的上限值之间的对应关系的上限值设定表，并基于该上限值设定表和所述操作信号，即使在未由所述操作杆操作的情况下也决定以所述作业装置不脱离预先设定的空间区域的方式驱动各所述控制阀的所述驱动信号的上限值，并且在所述操作杆处于中立位置时将所述驱动信号的上限值决定为0；

驱动信号选择机构，其以如下方式选择所述驱动信号，即，针对各所述液压执行机构中的所述驱动信号为由所述驱动信号上限决定机构决定的上限值以下的液压执行机构，以该驱动信号通过所述增压比例电磁阀驱动所述控制阀，针对各所述液压执行机构中的所述驱动信号超过由所述驱动信号上限决定机构决定的上限值的液压执行机构，即使有异常的驱动信号也以所述上限值通过所述增压比例电磁阀驱动所述控制阀；

异常检测机构，其基于各所述液压执行机构的所述驱动信号和由所述驱动信号上限决定机构决定的所述驱动信号的上限值，检测控制异常；和

驱动信号停止机构，其在由所述异常检测机构检测到所述控制异常时，切断针对所述控制阀的所述先导压，

在操作了各所述操作杆中的某一个操作杆时，所述驱动信号上限决定机构针对包括通过该被操作的操作杆而动作的液压执行机构在内的各所述液压执行机构分别决定所述驱动信号的上限值。

4.根据权利要求3所述的工程机械的驱动控制装置，其特征在于，还具备异常通知机构，该异常通知机构在由所述异常检测机构检测到所述控制异常时通知异常。

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