CN114341438A - 作业机械 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够兼顾操作员手动操作车身或作业装置的情况下的良好的操作性和由控制器进行自动控制的情况下的车身或作业装置的控制精度的作业机械。控制器在由自动控制功能切换开关指示了自动控制功能的无效化的情况下,将旁路节流阀的开口量调节为最大开口量或与操作杆的输入量相应的开口量,在由上述自动控制功能切换开关指示了上述自动控制功能的有效化的情况下,在上述操作杆的至少一部分的操作区域中,将上述旁路节流阀的开口量调节为比指示了上述自动控制功能的无效化的情况下的开口量小。
Description
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等作业机械。
背景技术
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),作业装置包括能够转动地连接于旋转体的动臂(前部件)、能够转动地连接于该动臂的前端的斗杆(前部件)、能够转动地连接于该动臂的前端的斗杆(前部件)、能够转动地连接于该斗杆的前端的铲斗(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,在通过各个手动操作杆对作业机的前部件进行操作的情况下,对该车身要求良好的操作性。为此,专利文献1所示那样的具备中立全开型的方向控制阀的液压系统为了减轻执行机构的动作开始时的振动和冲击而使动作顺畅,采用了旁路节流功能。该旁路节流功能是指,将从流体泵向执行机构供给的工作流体的一部分经由旁路节流回路向油箱排出。
另一方面,通过各个手动操作杆对作业机械的前部件进行操作来挖掘规定区域并不容易,对操作员来说需要熟练的操作技术。因此,提出了用于容易进行这样的作业的技术(专利文献2)。
专利文献2所记载的工程机械的区域限制挖掘控制装置具备:检测机构,其检测前装置的位置;控制器,其具有根据来自该检测机构的信号运算前装置的位置的运算部、禁止前装置的进入的不可侵入区域的设定部、根据不可侵入区域和前装置位置计算出操作杆信号的控制增益的运算部;和执行机构控制机构,其根据计算出的控制增益控制执行机构的动作。根据这样的结构,与至不可侵入区域的边界线为止的距离相应地控制杆操作信号,因此,即使操作员错误地想要将铲斗前端移动到不可侵入区域,也会控制成自动使铲斗前端的轨迹沿着边界上。由此,不会被操作员的操作技术的熟练度影响,任凭谁都能够进行高精度且稳定的作业。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5572586号公报
专利文献2:日本专利第3056254号公报
发明内容
然而,在为了兼顾手动操作车身或作业装置的情况下的良好的操作性和由控制器进行自动控制的情况下的车身或作业装置的控制精度而在专利文献2记载的工程机械中安装了专利文献1的旁路节流功能的情况下,存在以下课题。
在根据来自控制器的指令进行车身的自动控制的情况下,前装置的前端沿着设为目标的轨迹准确移动是重要的,为此,需要向执行机构准确供给目标流量。但是,由于通过旁路节流功能将从泵排出的流量的一部分向油箱排出,所以会导致产生相对于执行机构的目标流量而所供给的流量不足或到达目标流量为止的延迟时间,有导致执行机构的位置和速度的控制精度降低的隐忧。另外,由于旁路节流流量依赖于压力,所以存在若执行机构的负荷变动则旁路节流流量也会变化而向执行机构的流量供给变得不稳定的隐忧。
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兼顾操作员手动操作车身或作业装置的情况下的良好的操作性和由控制器进行自动控制的情况下的车身或作业装置的控制精度的作业机械。
为了实现上述目的,本发明具备: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多个执行机构;工作油箱;从上述工作油箱吸入工作油并向上述多个执行机构供给的液压泵;与上述液压泵的排出管线并联连接,并控制从上述液压泵向上述多个执行机构供给的工作油的流量的多个流量控制装置;用于指示上述多个执行机构的动作的操作杆;先导泵;对从上述先导泵供给的液压油进行减压,并生成上述多个流量控制装置的操作压的多个电磁比例阀;与上述操作杆的操作量相应地输出向上述多个电磁比例阀的指令信号的控制器;以及用于指示上述车身或上述作业装置的自动控制功能的有效化或无效化的自动控制功能切换开关,上述控制器在由上述自动控制功能切换开关指示了上述自动控制功能的有效化的情况下,通过修正向上述多个电磁比例阀的指令信号来执行上述自动控制功能,在该作业机械中,具备旁路节流阀,该旁路节流阀设于将上述排出管线与上述工作油箱连接的油路上,调节从上述排出管线向上述工作油箱返回的工作油的流量,上述控制器在由上述自动控制功能切换开关指示了上述自动控制功能的无效化的情况下,将上述旁路节流阀的开口量调节为最大开口量或与上述操作杆的输入量相应的开口量,上述控制器在由上述自动控制功能切换开关指示了上述自动控制功能的有效化的情况下,在上述操作杆的至少一部分的操作区域中,将上述旁路节流阀的开口量调节为比指示了上述自动控制功能的无效化的情况下的开口量小。
根据以上那样构成的本发明,在区域限制控制功能被设为无效的情况(操作员手动操作车身或作业装置的情况)下,通过利用旁路节流功能减轻执行机构的动作开始时的振动和冲击而使动作顺畅,能够确保良好的操作性。另一方面,在区域限制控制功能被设为有效的情况(控制器进行自动控制的情况)下,通过抑制旁路节流功能,消除了相对于执行机构的目标流量而从液压泵供给的流量的不足和到达目标流量为止的延迟,因此能够确保执行机构的控制精度。由此,能够兼顾操作员手动操作车身或作业装置的情况下的良好的操作性和由控制器进行自动控制的情况下的车身或作业装置的控制精度。
发明效果
根据本发明的作业机械,能够兼顾操作员手动操作车身或作业装置的情况下的良好的操作性和由控制器进行自动控制的情况下的车身或作业装置的控制精度。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的侧视图。
图2A是搭载于图1所示的液压挖掘机的液压驱动装置的回路图(1/2)。
图2B是搭载于图1所示的液压挖掘机的液压驱动装置的回路图(2/2)。
图3是图2B所示的控制器的功能框图。
图4是表示图2B所示的控制器的与旁路节流阀的控制相关的处理的流程图。
图5是表示操作杆输入量与旁路节流阀目标开口量的关系的图。
图6A是表示图2B所示的控制器的与泵流量控制相关的处理的流程图(1/2)。
图6B是表示图2B所示的控制器的与泵流量控制相关的处理的流程图(2/2)。
图7是表示旁路节流阀目标开口量与推断旁路节流流量的关系的图。
图8是表示图2B所示的控制器的与方向控制阀的控制相关的处理的流程图。
图9是表示图2B所示的控制器的与辅助流量控制阀的控制相关的处理的流程图。
具体实施方式
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,并适当省略重复说明。
图1是本实施方式的液压挖掘机的侧视图。
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在旋转体202上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。
作业装置203包括:沿上下方向能够转动地安装于旋转体202的动臂204、沿上下方向能够转动地安装于动臂204的前端的斗杆205、和沿上下方向能够转动地安装于斗杆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。
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之间设有机械室208。在机械室208中收容有发动机、液压泵、控制阀210等。控制阀210控制从液压泵向各执行机构供给的工作油的流动。
在本实施方式的液压挖掘机300中,搭载有以下的各实施例中说明的液压驱动装置。
【实施例1】
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。
(1)结构
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,并具有向液压泵1~3及先导泵91供给油的工作油箱5。
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的调节器包括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的调节器包括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。
第1液压泵1的排出管线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,从上游侧起依次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、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、以及旁路节流阀35。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而并联连接于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。另外,为了相对于过度的压力上升保护回路,排出管线40经由主溢流阀18与工作油箱5连接。在排出管线40上设有检测第1液压泵1的压力的压力传感器(未图示),在中间旁通油路41的旁路节流阀35的上游,设有检测旁路节流阀35的前后差压的压力传感器87。
第2液压泵2的排出管线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的排出管线40连接。在中间旁通油路51上,从上游侧起依次配置有对向动臂缸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、对向例如驱动取代铲斗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、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、以及旁路节流阀36。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以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而并联连接于第2液压泵2的排出管线50。另外,为了相对于过度的压力上升保护回路,排出管线50经由主溢流阀19与工作油箱5连接。在排出管线50上设有检测第2液压泵2的压力的压力传感器81,在中间旁通油路51的旁路节流阀36的上游,设有检测旁路节流阀36的前后差压的压力传感器88。
第3液压泵3的排出管线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,从上游侧起依次配置有对向驱动旋转体202的旋转马达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、第2附属工具用方向控制阀16、以及旁路节流阀37。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,或者在安装了取代第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,控制向第2执行机构供给的液压油的流动。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并联连接于第3液压泵3的排出管线60。另外,为了相对于过度的压力上升保护回路,排出管线60经由主溢流阀20与工作油箱5连接。在排出管线60上设有检测第3液压泵3的压力的压力传感器(未图示),在中间旁通油路61的旁路节流阀37的上游,设有检测旁路节流阀37的前后差压的压力传感器89。
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是多种多样的,如倾斜传感、旋转角传感器、IMU等,不限于上述行程传感器。
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限制从第1液压泵1向各方向控制阀供给的液压油的流量的辅助流量控制阀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限制从第2液压泵2向各方向控制阀供给的液压油的流量的辅助流量控制阀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限制从第3液压泵3向各方向控制阀供给的液压油的流量的辅助流量控制阀27、28、29。
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~93j的一方的输入端口连接。电磁比例阀93a~93j的另一方的输入端口与工作油箱5连接。电磁比例阀93a~93j分别根据来自控制器94的指令信号对先导一次压进行减压,生成先导指令压。
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经由油路71与旁路节流阀35的先导端口连接,电磁比例阀93g经由油路72与旁路节流阀36的先导端口连接,电磁比例阀93h经由油路73与旁路节流阀37的先导端口连接,电磁比例阀93i经由油路74与辅助流量控制阀24连接,电磁比例阀93j经由油路75与辅助流量控制阀25连接。
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。
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、和设于主阀31的阀芯31a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。内置有主阀31的壳体具有形成于主阀31与油路52的连接部的第1压力室31c、形成于主阀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。第3压力室31e与先导可变节流阀32以油路68a连接,先导可变节流阀32与油路53以油路68b连接。先导可变节流阀32的先导端口32a与电磁比例阀93i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33)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、配线全部为相同结构。
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进行切换操作的操作杆95b。此外,为了简化说明,对于对右行驶用方向控制阀6进行切换操作的右行驶用操作杆、对铲斗用方向控制阀7进行切换操作的铲斗用操作杆、对第1附属工具用方向控制阀12进行切换操作的第1附属工具用操作杆、对左行驶用方向控制阀13进行切换操作的左行驶用操作杆、对旋转用方向控制阀14进行切换操作的旋转用操作杆、对第2附属工具用方向控制阀16进行切换操作的第2附属工具用操作杆,省略了图示。
液压驱动装置400具备控制器94,操作杆95a、95b的输出信号、压力传感器81~83、87~89的输出信号及行程传感器84~86的输出信号被向控制器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~93j(包括未图示的电磁比例阀)输出指令信号。
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、目标旁路节流阀开口运算部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、目标执行机构流量运算部94e、推断旁路节流流量运算部94f、目标泵流量运算部94g、目标方向控制阀开口运算部94h、压力状态判断部94i和目标流量控制阀开口运算部94j。
控制有效化判断部94a基于区域限制控制功能切换开关96的信号来判断区域限制控制功能是有效还是无效。目标旁路节流阀开口运算部94b基于控制有效化判断部94a的判断结果及操作杆95a、95b的信号计算出旁路节流阀35~37的目标开口量,将与该目标开口量相应的指令信号向电磁比例阀93f~93h输出。
要求执行机构流量运算部94c基于操作杆95a、95b的信号运算执行机构的要求流量。限制执行机构流量运算部94d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104的姿势信息及预先设定的设计面信息,将用于控制成车身202或作业装置104不会脱离所设定的限制区域的执行机构流量运算为限制流量。
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94c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94d的执行机构的限制流量,运算向执行机构供给的目标流量。推断旁路节流流量运算部94f基于来自目标旁路节流阀开口运算部94b的旁路节流阀35~37的目标开口量和从压力传感器87~89的输出信号得到的旁路节流阀35~37的前后差压,计算出旁路节流阀35~37的通过流量(推断旁路节流流量)。
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、来自目标执行机构流量运算部94e的执行机构的目标流量、从操作杆95a、95b的信号得到的杆操作量、以及来自推断旁路节流流量运算部94f的推断旁路节流流量,计算出液压泵1~3的目标流量(目标泵流量),并将与该目标泵流量相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。目标方向控制阀开口运算部94h基于从操作杆95a、95b的信号得到的杆操作量计算出方向控制阀的目标开口量,并将与该目标开口量相应的指令信号向电磁比例阀93b~93e输出。
压力状态判断部94i基于操作杆95a、95b及压力传感器81~83的信号,计算出与操作对象的执行机构对应的辅助流量控制阀(主阀)的前后差压,选择它们的最小值(最小前后差压)。目标流量控制阀开口运算部94j基于控制有效化判断部94a的判断结果、来自目标执行机构流量运算部94e的执行机构的目标流量、操作杆95a、95b的信号、压力传感器81~83的信号、来自压力状态判断部94i的与操作对象的执行机构对应的辅助流量控制阀(主阀)的前后差压、以及最小前后差压,计算出辅助流量控制阀(主阀)的目标开口量,并将与该目标开口量相应的指令信号向电磁比例阀93i、93j输出。
图4是表示控制器94的与旁路节流阀35~37的控制相关的处理的流程图。以下,仅说明与旁路节流阀36相关的处理。与其他旁路节流阀相关的处理与之相同,因此省略说明。
控制器94首先判断是否没有操作杆的输入(步骤S101)。在此所说的操作杆是指与配置于旁路节流阀36的上游的方向控制阀10~13对应的操作杆。在步骤S101中判断成没有操作杆输入(是)的情况下,结束该流程。由此,旁路节流阀36成为全开状态。
在步骤S101中判断成有操作杆输入(否)的情况下,判断区域限制控制功能是否有效(步骤S102)。
在步骤S102中判断成区域限制控制功能为无效(否)的情况下,在控制器94的目标旁路节流阀开口运算部94b中,计算出与操作杆输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_M(S103)。在此所说的操作杆输入量是指与配置于旁路节流阀36的上游的方向控制阀10~13对应的操作杆输入量的最大值。
继步骤S103之后,从控制器94向旁路节流阀36用的电磁比例阀93g输出与目标开口量Abo_M相应的指令信号(S104),使电磁比例阀93g生成旁路节流阀36的先导指令压(S105),与先导指令压相应地使旁路节流阀36开口(S106),结束该流程。
在步骤S102中判断成区域限制控制功能为有效(是)的情况下,在控制器94的目标旁路节流阀开口运算部94b中,计算出与操作杆输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_A(S107)。
继步骤S110之后,从控制器94向旁路节流阀36用的电磁比例阀93g输出与目标开口量Abo_A相应的指令信号(S108),在执行了步骤S105、S106的处理后,结束该流程。
图5中示出操作杆输入量与旁路节流阀35~37的目标开口量Abo_M、Abo_A的关系。在图5中,区域限制控制功能无效的情况下的目标开口量Abo_M被设定为,在操作杆输入量为规定的输入量以下时成为最大开口量,若超过规定的输入量则与输入量的增加相应地减少。区域限制控制功能有效的情况下的目标开口量Abo_A也是同样地,被设定为在操作杆输入量为规定的输入量以下时成为最大开口量,若超过规定的输入量则与输入量的增加相应地减少。在此,操作杆输入量超过了规定的输入量的情况下的目标开口量Abo_A被设定为比区域限制控制功能无效的情况下的目标开口量Abo_M小。此外,对于旁路节流阀相对于操作杆输入量的开口特性,为了得到设计者所期望的液压系统控制特性,除了图示的开口特性以外还使用各种各样的开口特性。
图6A及图6B是表示控制器94的与液压泵1~3的流量控制相关的处理的流程图。以下,仅说明与第2液压泵2的流量控制相关的处理。与其他液压泵的流量控制相关的处理与之相同,因此省略说明。
控制器94首先判断是否没有操作杆输入(步骤S201)。在步骤S201中判断成没有操作杆输入(是)的情况下,结束该流程。
在步骤S201中判断成有操作杆输入(否)的情况下,判断区域限制控制功能是否有效(步骤S202)。
在步骤S202中判断成区域限制控制功能为无效(否)的情况下,在控制器94的目标泵流量运算部94g中,计算出与操作杆输入量相应的第2液压泵2的目标流量Qpmp_M(S203),将与目标流量Qpmp_M相应的指令信号向第2液压泵2的流量控制用的电磁比例阀93a输出(S204),使电磁比例阀93a生成第2液压泵2的流量控制指令压(S205),与流量控制指令压相应地使第2液压泵2的倾转变化(S206),结束该流程。
在步骤S202中判断成区域限制控制功能为有效(是)的情况下,在控制器94的要求执行机构流量运算部94c中,运算与操作杆输入量相应的执行机构a的要求流量Qact_Ra(S207a)。同时在控制器94的限制执行机构流量运算部94d中,根据姿势信息和设计面信息运算执行机构的限制流量Qact_La(S208a)。接着,判断执行机构的要求流量Qact_Ra是否大于限制流量Qact_La(步骤S209a)。
在步骤S209a中判断成执行机构的要求流量Qact_Ra为限制流量Qact_La以下(否)的情况下,在控制器94的目标执行机构流量运算部94e中,基于执行机构的要求流量Qact_Ra运算执行机构的目标流量Qact_Aa(步骤S210a)。
在步骤S209a中判断成执行机构的要求流量Qact_Ra大于限制流量Qact_La(是)的情况下,在控制器94的目标执行机构流量运算部94e中,基于执行机构的限制流量Qact_La运算执行机构的目标流量Qact_Aa(步骤S211a)。
此外,在图6B中省略了一部分表述,但对于被从第2液压泵2供给工作油的全部执行机构a、b、…执行上述运算处理,计算出各执行机构的目标流量Qact_Aa、Qact_Ab、…。
另外,与上述处理并行地,在控制器94的推断旁路节流流量运算部94f中,基于旁路节流阀36的目标开口量Abo_A和从压力传感器88的信号得到的旁路节流阀36的前后差压,计算出推断旁路节流流量Qbo_A(步骤S212)。
图7中示出旁路节流阀35~37的目标开口量与推断旁路节流流量的关系。旁路节流阀35~37的流量特性与旁路节流阀35~37的前后差压相应地设定多个,在计算推断旁路节流流量时选择恰当的流量特性。在图7中,示出了相对于前后差压ΔPbo1、ΔPbo2、ΔPbo3(ΔPbo1<ΔPbo2<ΔPbo3)的流量特性。推断旁路节流流量随着旁路节流阀35~37的目标开口量变大而变大。另外,随着旁路节流阀35~37的前后差压变大,推断旁路节流流量相对于目标开口量的增加程度变大。在此,对于推断旁路节流流量相对于旁路节流阀的目标开口量的特性,为了得到设计者所期望的液压系统控制特性,除了图示的流量特性以外还使用各种各样的流量特性。另外,推断旁路节流流量的特性也可以考虑油温等对旁路节流阀的流量特性带来影响的对其他因素的影响而设定。此外,在推断旁路节流流量的运算中,除了选择预先设定的多个流量特性中的某一个的方法以外,也可以采用通过对预先设定的多个流量特性进行内插或外插而生成新的流量特性的方法。
继步骤S210a、S211a、…、S212之后,在控制器94的目标泵流量运算部94g中,将各执行机构的目标流量Qact_Aa、Qact_Ab、…及推断旁路节流流量Qbo_A的合计计算为目标泵流量Qpmp_A(步骤S213)。
继步骤S213之后,从控制器94向第2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(S214),在执行了步骤S205、S206的处理后,结束该流程。
图8是表示控制器94的与方向控制阀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与之相同,因此省略说明。
控制器94首先判断是否没有动臂用操作杆95a的输入(步骤S301)。在步骤S301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S301中判断成有动臂用操作杆95a的输入(否)的情况下,在控制器94的目标方向控制阀开口运算部94h中,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S302)。
继步骤S302之后,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(S303),使电磁比例阀93b、93c生成方向控制阀10的先导指令压(S304),与先导指令压相应地使方向控制阀10开口(S305),结束该流程。
图9是表示控制器94的与辅助流量控制阀21~29的控制相关的处理的流程图。以下,仅说明与对应于第2动臂用方向控制阀10的辅助流量控制阀24的控制相关的处理。与其他辅助流量控制阀的控制相关的处理与之相同,因此省略说明。
控制器94首先判断是否没有动臂用操作杆95a的输入(步骤S401)。在步骤S401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S401中判断成有动臂用操作杆95a的输入(否)的情况下,判断区域限制控制功能是否有效(步骤S402)。
在步骤S402中判断成区域限制控制功能为无效(否)的情况下,在控制器94的目标流量控制阀开口运算部94j中,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S403),将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向辅助流量控制阀24用的电磁比例阀93i输出(S404),使电磁比例阀93i生成先导可变节流阀32的先导指令压(S405),与先导指令压相应地使辅助流量控制阀24(主阀31)开口(S406),结束该流程。
在步骤S402中判断成区域限制控制功能为有效(是)的情况下,在控制器94的压力状态判断部94i中,获取与操作对象的全部执行机构对应的辅助流量控制阀(主阀)的前后差压ΔPfcva、ΔPfcvb、…,选择它们中的最小值(最小前后差压ΔPmin)(步骤S411)。
继步骤S411之后,判断辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压ΔPfcv是否与最小前后差压ΔPmin相等(步骤S412)。
在步骤S412中判断成辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压ΔPfcv与最小前后差压ΔPmin相等(是)的情况下,执行步骤S403以后的处理。由此,辅助流量控制阀24(主阀31)与动臂用操作杆95a的输入量相应地开口,针对方向控制阀10的通过流量的限制被解除。
在步骤S412中判断成主阀31的前后差压ΔPfcv与最小前后差压ΔPmin不相等(否)的情况下,在控制器94的目标流量控制阀开口运算部94j中,基于执行机构204a的目标流量Qact_A和主阀31的前后差压ΔPfcv,计算出主阀31的目标开口量Afcv_A(步骤S413),将与目标开口量Afcv_A相应的指令信号向电磁比例阀93i输出(S414),在执行了步骤S405、S405的处理后,结束该流程。由此,辅助流量控制阀24(主阀31)与执行机构204a的目标流量相应地开口,方向控制阀10的通过流量受到限制。
此外,在上述结构中,作为基于控制器94进行的自动控制功能的一例,采用了防止车身202及作业装置203侵入预先设定的区域的区域限制控制功能,但本发明的自动控制功能不限于上述说明的区域限制控制功能,例如,也包含控制器94输出指令以使得铲斗206的前端沿着预先设定的目标轨迹的自动控制等。
(2)动作
关于液压驱动装置400的动作,采用与第2液压泵2相关的部分进行说明。关于与其他液压泵相关的部分的动作与之相同,因此省略说明。
(2-1)“基于操作员的手动操作”且“无分流”的情况
说明在区域限制控制功能无效的状态下仅操作了斗杆用操作杆95b的情况(即,在基于操作员的手动操作中没有产生从第2液压泵2向多个执行机构的分流的情况)下的各设备的动作。
·旁路节流阀
控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_M,并将与目标开口量Abo_M相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g与指令信号相应地生成先导指令压,控制旁路节流阀36的开口量。
·液压泵
控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的第2液压泵的目标流量Qpmp_M,并将与目标流量Qpmp_M相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a与指令信号相应地生成先导指令压PiP2,控制第2液压泵2的流量。
·方向控制阀
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,并将与目标开口量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与指令信号相应地生成先导指令压PiAm1U、PiAm1D,控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。
·辅助流量控制阀
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,并将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93j输出。电磁比例阀93j与指令信号相应地生成先导指令压,控制主阀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)全开)的方式进行控制。
通过以上的动作,能够与操作员的杆操作相应地使执行机构205a驱动。此时,能够利用旁路节流功能减轻执行机构205a的动作开始时的振动和冲击而使动作顺畅,确保了良好的操作性。
(2-2)“基于操作员的手动操作”且“有分流”的情况
说明在区域限制控制功能无效的状态下操作了动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆95b的情况(即,在基于操作员的手动操作中产生从第2液压泵2向两个执行机构204a、205a的分流的情况)下的各设备的动作。
·旁路节流阀
控制器94计算出与动臂用操作杆95a或斗杆用操作杆95b的输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_M,并将与目标开口量Abo_M相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g与指令信号相应地生成先导指令压,控制旁路节流阀36的开口量。
·液压泵
控制器94计算出与动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆95b的输入量相应的第2液压泵的目标泵流量Qpmp_M,并将与目标流量Qpmp_M相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a与指令信号相应地生成先导指令压PiP2,控制第2液压泵2的流量。在本动作例中,以使第2液压泵2的流量至少比与斗杆用操作杆95b的输入量相应的斗杆205的动作所需的流量多的方式进行控制。
·方向控制阀
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,并将与目标开口量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与指令信号相应地生成先导指令压PiAm1U、PiAm1D,控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。同时,控制器94计算出与动臂用操作杆95a输入量相应的第2动臂用方向控制阀10的目标开口量Ams,并将与目标开口量Ams相应的指令信号向电磁比例阀93b、93c输出。电磁比例阀93b、93c与指令信号相应地生成先导指令压PiBm2U、PiBm2D,控制第2动臂用方向控制阀10的开口量。
·辅助流量控制阀
控制器94计算出与动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆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,并将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93j输出。电磁比例阀93j与指令信号相应地生成先导指令压,控制辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量。同时,控制器94计算出与动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆95b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,并将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93i输出。电磁比例阀93i与指令信号相应地生成先导指令压,控制辅助流量控制阀24的主阀31的开口量。在本动作例中,以将与第2动臂用方向控制阀10对应的辅助流量控制阀24(主阀31)设为全开且将与第1斗杆用方向控制阀11对应的辅助流量控制阀25(主阀33)的开口缩小的方式进行控制。
通过以上的动作,能够与操作员的杆操作相应地使执行机构204a、205a驱动。此时,利用旁路节流功能减轻了执行机构204a、205a的动作开始时的振动和冲击而动作变得顺畅,因此确保了良好的操作性。
(2-3)“基于区域限制控制的自动操作”且“无分流”的情况
说明在区域限制控制功能有效的状态下仅操作了斗杆用操作杆95b的情况(即,在基于区域限制控制的自动操作中没有产生从第2液压泵2向多个执行机构的分流的情况)下的各设备的动作。
·旁路节流阀
控制器94计算出与斗杆用操作杆95b的输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_A,并将与目标开口量Abo_A相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g与指令信号相应地生成先导指令压,控制旁路节流阀36的开口量。在本动作例中,以使旁路节流阀36的目标开口量Abo_A成为零(即,旁路节流阀36成为全闭)的方式进行控制。
·液压泵
控制器94计算出第2液压泵的目标泵流量Qpmp_A,并将与目标泵流量Qpmp_A相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a与指令信号相应地生成先导指令压PiP2,控制第2液压泵2的流量。在本动作例中,由于旁路节流阀36为全闭(即,推断旁路节流流量成为零),所以以使目标泵流量Qpmp_A与斗杆用操作杆95b的输入量相应或者与利用区域限制控制功能运算的执行机构的目标流量Qact_A相等的方式进行控制。
·方向控制阀
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,并将与目标开口量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与指令信号相应地生成先导指令压PiAm1U、PiAM1D,控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。
·辅助流量控制阀
控制器94将与斗杆缸205a对应的辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压ΔPfcv选择作为最小前后差压ΔPmin。由于辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压ΔPfcv与最小前后差压ΔPmin一致,所以控制器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,并将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93j输出。电磁比例阀93j与指令信号相应地生成先导指令压,控制辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量。在本动作例中,以使辅助流量控制阀25的开口量成为最大开口量的方式进行控制。
由此,能够利用控制器94的控制使执行机构驱动,能够进行液压挖掘机300的区域限制控制。此时,通过使旁路节流阀36成为全闭而消除从旁路节流阀36向工作油箱5排出的旁路节流流量。因此,通过将从第2液压泵2排出的工作油不受旁路节流流量的影响地向执行机构供给,消除了相对于执行机构的目标流量而所供给的流量的不足和到达目标流量为止的延迟时间的增大,能够不导致执行机构的位置和速度的控制精度的降低地使执行机构驱动。
此外,上述中说明了将旁路节流阀36设为全闭的情况下的动作,但无需将旁路节流阀36一定设为全闭,只要在至少一部分的操作区域中,调节为比区域限制控制功能被无效化的情况(操作员手动操作的情况)下的旁路节流阀36相对于操作杆输入量的开口量小,就能够降低区域限制控制功能有效的情况下的旁路节流流量对执行机构控制带来的影响,能够得到提高执行机构控制精度的效果。
(2-4)“基于区域限制控制的自动操作”且“有分流”的情况
说明在区域限制控制功能有效的状态下操作了动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆95b的情况(即,在基于区域限制控制的自动操作中产生从第2液压泵2向多个执行机构的分流的情况)下的各设备的动作。
·旁路节流阀
控制器94计算出与动臂用操作杆95a或斗杆用操作杆95b的输入量相应的旁路节流阀36的目标开口量Abo_A,并将与目标开口量Abo_A相应的指令信号向电磁比例阀93g输出。电磁比例阀93g与指令信号相应地生成先导指令压,控制旁路节流阀36的开口量。在本动作例中,以旁路节流阀36的目标开口量Abo_A成为零(即,旁路节流阀36成为全闭)的方式进行控制。
·液压泵
控制器94计算出第2液压泵2的目标泵流量Qpmp_A,并将与目标泵流量Qpmp_A相应的指令信号向电磁比例阀93a输出。电磁比例阀93a与指令信号相应地生成先导指令压PiP2,控制第2液压泵2的流量。在本动作例中,由于旁路节流阀36成为全闭(即,推断旁路节流流量成为零),因此以目标泵流量Qpmp_A与动臂用操作杆95a及斗杆用操作杆95b的输入量相应或者与利用区域限制控制功能运算的目标执行机构流量Qact_Aa、Qact_Ab的合计相等的方式进行控制。
·方向控制阀
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,并将与目标开口量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与指令信号相应地生成先导指令压PiAm1U、PiAM1D,控制第1斗杆用方向控制阀11的开口量。同时,控制器94计算出与动臂用操作杆95a输入量相应的第2动臂用方向控制阀10的目标开口量Ams,并将与目标开口量Ams相应的指令信号向电磁比例阀93b、93c输出。电磁比例阀93b、93c与指令信号相应地生成先导指令压PiBm2U、PiBm2D,控制第2动臂用方向控制阀10的开口量。
·辅助流量控制阀
控制器94将与动臂缸204a对应的辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压ΔPfcva以及与斗杆缸205a对应的辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压ΔPfcvb的最小值选择作为最小前后差压ΔPmin。在本动作例中,将辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压ΔPfcva设为最小前后差压ΔPmin。
由于辅助流量控制阀24(主阀31)的前后差压ΔPfcva与最小前后差压ΔPmin一致,因此控制器94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,并将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93i输出。电磁比例阀93i与指令信号相应地生成先导指令压,控制辅助流量控制阀24(主阀31)的开口量。在本动作例中,以辅助流量控制阀24(主阀31)的开口量成为最大开口量的方式进行控制。
同时,由于辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压ΔPfcva与最小前后差压ΔPmin不一致,因此控制器94与斗杆用操作杆95b的输入量相应地,或者基于利用区域限制控制功能运算的执行机构的目标流量Qact_A和从压力传感器81、83的信号得到的辅助流量控制阀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_M,将与目标开口量Afcv_M相应的指令信号向电磁比例阀93j输出。电磁比例阀93j与指令信号相应地生成先导指令压,控制辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量。
由此,辅助流量控制阀25的流量控制功能成为有效,与辅助流量控制阀25(主阀33)的前后差压相应地调节辅助流量控制阀25(主阀33)的开口量,因此能够防止基于斗杆缸205a的负荷变动导致的向斗杆缸205a的供给流量的不稳定化。
(3)效果
在本实施方式中,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的多个执行机构204a、205a、206a、211;工作油箱5;从工作油箱5吸入工作油并向多个执行机构204a、205、206a、211供给的液压泵1~3;与液压泵1~3的排出管线40、50、60并联连接并控制从液压泵1~3向多个执行机构204a、205a、206a、211供给的工作油的流量的多个流量控制装置6~16、21~29;用于指示多个执行机构204a、205a、206a、211的动作的操作杆95a、95b;先导泵91;对从先导泵91供给的液压油进行减压并生成多个流量控制装置6~16、21~29的操作压的多个电磁比例阀93a~93j;与操作杆95a、95b的操作量相应地输出向多个电磁比例阀93a~93j的指令信号的控制器94;以及用于指示车身202或作业装置203的自动控制功能的有效化或无效化的自动控制功能切换开关9,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有效化的情况下,通过修正向多个电磁比例阀93a~93j的指令信号来执行自动控制功能,在作业机械300中,具备旁路节流阀35~37,其设于将排出管线40、50、60和工作油箱5连接的油路41、51、61,调节从排出管线40、50、60向工作油箱5返回的工作油的流量,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,将旁路节流阀35~37的开口量调节为最大开口量或与操作杆95a、95b的输入量相应的开口量Abo_M,在由自动控制功能切换开关96指示了自动控制功能的有效化的情况下,在操作杆95a、95b的至少一部分的操作区域中,将旁路节流阀35~37的开口量Abo_A调节为比指示了自动控制功能的无效化的情况下的开口量Abo_M小。
根据以上那样构成的本实施方式,在区域限制控制功能被设为无效的情况(操作员手动操作车身202或作业装置203的情况)下,利用旁路节流功能减轻执行机构的动作开始时的振动和冲击而使动作顺畅,由此能够确保良好的操作性。另一方面,在区域限制控制功能被设为有效的情况(控制器94进行自动控制的情况)下,通过抑制旁路节流功能,消除了相对于执行机构的目标流量而从液压泵1~3供给的流量的不足和到达目标流量为止的延迟,因此能够确保执行机构的控制精度。由此,能够兼顾操作员手动操作车身202或作业装置203的情况下的良好的操作性和由控制器94进行自动控制的情况下的车身202或作业装置203的控制精度。
另外,本实施方式的作业机械300具备检测旁路节流阀35~37的前后差压的第1压力传感器87~89,控制器94在由区域限制控制功能切换开关(自动控制功能切换开关)96指示了区域限制控制功能(自动控制功能)的有效化的情况下,计算出与操作杆95a、95b的输入量相应的多个执行机构204a、205a、206a、211的各目标流量,基于旁路节流阀35~37的开口量Abo_A和由第1压力传感器87~89检测出的旁路节流阀35~37的前后差压计算出旁路节流阀35~37的通过流量(推断旁路节流流量Qbo_A),将液压泵1~3的排出流量调节为和多个执行机构204a、205a、206a、211的各目标流量与旁路节流阀35~37的通过流量(推断旁路节流流量Qbo_A)的合计相等。由此,能够将液压泵1~3的排出流量抑制到最小限度,且不受旁路节流流量的影响地向各执行机构供给目标流量。
另外,在本实施方式中,多个流量控制装置6~16、21~29具有:控制向多个执行机构204a、205a、206a、211供给的工作油的方向的多个方向控制阀6~16;和控制向多个方向控制阀6~16供给的工作油的流量的多个辅助流量控制阀21~29,作业机械300具备检测多个辅助流量控制阀21~29(主阀31、33)的各前后差压的第2压力传感器81~83,控制器94具有流量限制功能,在流量限制功能中,与由第2压力传感器81~83检测出的多个辅助流量控制阀21~29的各前后差压相应地调节多个辅助流量控制阀21~29(主阀31、33)的各开口量,由此限制多个方向控制阀6~16的各通过流量,在由区域限制控制功能切换开关(自动控制功能切换开关)96指示了区域限制控制功能(自动控制功能)的无效化的情况下,将上述流量限制功能无效化,在由自动控制功能切换开关96指示了自动控制功能的有效化的情况下,将上述流量限制功能有效化。由此,在流量控制装置6~16、21~29由方向控制阀6~16和辅助流量控制阀21~29构成的液压驱动装置400中,能够兼顾操作员手动操作车身202或作业装置203的情况下的良好的操作性和由控制器94进行自动控制的情况下的车身202或作业装置203的控制精度。
另外,控制器94在由区域限制控制功能切换开关(自动控制功能切换开关)96指示了区域限制控制功能(自动控制功能)的有效化、且经由操作杆95a、95b同时指示了多个执行机构204a、205a、206a、211中的两个以上的执行机构的动作的情况下,解除基于多个辅助流量控制阀21~29所包含的、与上述两个以上的执行机构对应的两个以上的辅助流量控制阀中的、前后差压最小的辅助流量控制阀进行的通过流量的限制。由此,在液压泵1~3的排出流量和目标泵流量Qpmp_A中产生了误差的情况下,解除对前后差压最小的辅助流量控制阀的流量限制,通过使液压泵1~3的排出流量的误差包含于向作用最大负荷的执行机构的供给流量,能够防止基于液压泵1~3的排出流量的误差导致的液压系统的不稳定化(例如,液压泵1~3的排出流量过多而排出管线40、50、60的压力上升至主溢流压等)。
以上,详细说明了本发明的实施方式,但本发明不限定于上述实施方式,包含各种各样的变形例。例如,上述实施方式为了容易理解本发明而详细进行了说明,不限定于一定具备所说明的全部结构。
附图标记说明
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(流量控制装置),7…铲斗用方向控制阀(流量控制装置),8…第2斗杆用方向控制阀(流量控制装置),9…第1动臂用方向控制阀(流量控制装置),10…第2动臂用方向控制阀(流量控制装置),11…第1斗杆用方向控制阀(流量控制装置),12…第1附属工具用方向控制阀(流量控制装置),13…左行驶用方向控制阀(流量控制装置),14…旋转用方向控制阀(流量控制装置),15…第3动臂用方向控制阀(流量控制装置),16…第2附属工具用方向控制阀(流量控制装置),17…合流阀,18~20…主溢流阀,21~29…辅助流量控制阀(流量控制装置),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,35~37…旁路节流阀,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,62~67、68a、68b、69a、69b、71~75…油路,81~83…压力传感器(第2压力传感器),84~86…行程传感器,87~89…压力传感器(第1压力传感器),91…先导泵,92…先导溢流阀,93…电磁阀单元,93a~93j…电磁比例阀,94…控制器,94a…控制有效化判断部,94b…目标旁路节流阀开口运算部,94c…要求执行机构流量运算部,94d…限制执行机构流量运算部,94e…目标执行机构流量运算部,94f…推断旁路节流流量运算部,94g…目标泵流量运算部,94h…目标方向控制阀开口运算部,94i…压力状态判断部,94j…目标流量控制阀开口运算部,95a…动臂用操作杆,95b…斗杆用操作杆,96…区域限制控制功能切换开关(自动控制功能切换开关),97…油路,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…液压驱动装置。
Claims (4)
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多个执行机构;
工作油箱;
从所述工作油箱吸入工作油并向所述多个执行机构供给的液压泵;
与所述液压泵的排出管线并联连接,并控制从所述液压泵向所述多个执行机构供给的工作油的流量的多个流量控制装置;
用于指示所述多个执行机构的动作的操作杆;
先导泵;
对从所述先导泵供给的液压油进行减压,并生成所述多个流量控制装置的操作压的多个电磁比例阀;
与所述操作杆的操作量相应地输出向所述多个电磁比例阀的指令信号的控制器;以及
用于指示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有效化的情况下,通过修正向所述多个电磁比例阀的指令信号来执行所述自动控制功能,
所述作业机械的特征在于,
具备旁路节流阀,该旁路节流阀设于将所述排出管线与所述工作油箱连接的油路上,调节从所述排出管线向所述工作油箱返回的工作油的流量,
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,将所述旁路节流阀的开口量调节为最大开口量或与所述操作杆的输入量相应的开口量,
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有效化的情况下,在所述操作杆的至少一部分的操作区域中,将所述旁路节流阀的开口量调节为比指示了所述自动控制功能的无效化的情况下的开口量小。
2.如权利要求1所述的作业机械,其特征在于,
具备检测所述旁路节流阀的前后差压的第1压力传感器,
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有效化的情况下,计算出与所述操作杆的输入量相应的所述多个执行机构的各目标流量,基于所述旁路节流阀的开口量和由所述第1压力传感器检测出的所述旁路节流阀的前后差压计算出所述旁路节流阀的通过流量,将所述液压泵的排出流量调节为和所述多个执行机构的各目标流量与所述旁路节流阀的通过流量的合计相等。
3.如权利要求2所述的作业机械,其特征在于,
所述多个流量控制装置具有控制向所述多个执行机构供给的工作油的方向的多个方向控制阀、和控制向所述多个方向控制阀供给的工作油的流量的多个辅助流量控制阀,
所述作业机械具备检测所述多个辅助流量控制阀的各前后差压的第2压力传感器,
所述控制器具有流量限制功能,在流量限制功能中,与由所述第2压力传感器检测出的所述多个辅助流量控制阀的各前后差压相应地调节所述多个辅助流量控制阀的各开口量,由此限制所述多个方向控制阀的各通过流量,
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,将所述流量限制功能无效化,
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有效化的情况下,将所述流量限制功能有效化。
4.如权利要求3所述的作业机械,其特征在于,
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有效化、且经由所述操作杆同时指示了所述多个执行机构中的两个以上的执行机构的动作的情况下,解除基于所述多个辅助流量控制阀所包含的、与所述两个以上的执行机构对应的两个以上的辅助流量控制阀中的前后差压最小的辅助流量控制阀进行的通过流量的限制。
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