JP3574782B2

JP3574782B2 - Work machine control device

Info

Publication number: JP3574782B2
Application number: JP2000314152A
Authority: JP
Inventors: 直行守屋; 秀人古田; 信明的場
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: JP2002121772A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧制御系を搭載した作業機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３および図４に従来例を示す。
【０００３】
図３は、油圧ショベルなどの作業機に搭載されているロードセンシング油圧システムの一例を示し、この図３において、１は作業機に搭載された原動機であり、この原動機１で駆動される可変容量型の油圧ポンプ２は、ポンプ吐出流量を制御する斜板制御機構2aを備えている。この油圧ポンプ２の吐出口には、この油圧ポンプ２から供給される圧油の方向を切換えるコントロールバルブ３，４の入口ポートが接続されている。
【０００４】
このコントロールバルブ３，４の出口ポートには、コントロールバルブ３，４の圧力降下、すなわちコントロールバルブ３，４の入口と出口との差圧を一定に保持するための圧力補償弁5a，5b，6a，6bを介して、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）７，８が接続されている。
【０００５】
油圧ポンプ２からコントロールバルブ３，４の入口ポートに至る管路には、コントロールバルブ３，４の中立位置状態時に油圧ポンプ２から吐出された圧油をタンク11へ逃がすアンロードバルブ９が接続されている。
【０００６】
二つのコントロールバルブ３，４の図面上中央のポートに、配管L1，L2を経て、二つのコントロールバルブ３，４から導かれる負荷圧の高圧側を選択するシャトル弁10の入口が接続されている。このシャトル弁10の入口はコントロールバルブ３，４の中立位置ではタンク11に連通されている。
【０００７】
シャトル弁10の出口は、配管L3により、前記油圧ポンプ２の斜板制御機構2a、前記圧力補償弁5a，5b，6a，6bおよび前記アンロードバルブ９のそれぞれのパイロット操作部に連通されている。
【０００８】
斜板制御機構2aは、油圧ポンプ２の吐出圧による力と、コントロールバルブ３，４から導かれた負荷側の作動油圧のうち前記シャトル弁10で選択された高圧側の負荷圧（以下、この負荷圧を「ロードセンシング圧」と称する）による力およびスプリングで設定された力の和とがバランスするように制御する制御弁2a1 と、この制御弁2a1を経た圧油により作動されて油圧ポンプ２の斜板の傾転角を制御するアクチュエータ2a2 とを有する。
【０００９】
また、オペレータが操作する操作器としての電気ジョイスティック12は、この電気ジョイスティック12の信号に基づいて制御演算を行うコントローラ13の入力側に接続され、このコントローラ13の出力側は、コントロールバルブ３，４に装着された電油変換弁3a，3b，4a，4bに接続されている。
【００１０】
コントロールバルブ３，４は、これらの電油変換弁3a，3b，4a，4bにより駆動され、油圧ポンプ２から作業機の油圧アクチュエータ７，８に供給される作動油を方向制御および流量制御する。
【００１１】
前記コントローラ13の入力側には、オペレータの手動オン／オフ操作により油圧システムをロックまたはロック解除する油圧ロックスイッチ14が接続されている。
【００１２】
図４は従来のコントローラ13の制御ブロック図を示す。この図４において、前記電気ジョイスティック12は、この電気ジョイスティック12から入力された作動指令信号に基づいてそれぞれの電油変換弁3a，3bの指令信号を設定する関数発生器22a ，22b にそれぞれ接続され、これらの関数発生器22a ，22b は、関数発生器22a ，22b から出力される指令信号をオンまたはオフする切替器23a ，23b にそれぞれ接続され、これらの切替器23a ，23b は、電油変換弁3a，3bを駆動するドライバ24a ，24b にそれぞれ接続されている。
【００１３】
切替器23a ，23b は、前記油圧ロックスイッチ14がオン操作されたとき、関数発生器22a ，22b とドライバ24a ，24b との間を開くとともに、油圧ロックスイッチ14がオフ操作されたとき、関数発生器22a ，22b とドライバ24a ，24b とを接続する。
【００１４】
なお、図４には図示していないが電油変換弁4a，4bについても上記と同様の制御ブロックを有する。
【００１５】
上記の電子制御式ロードセンシング油圧システムにおいて、油圧ロックスイッチ14をオフにすると、切替器23a ，23b が接続状態になる。その状態で電気ジョイスティック12を操作するとコントローラ13内の関数発生器22a ，22b で電油変換弁3a，3bの指令信号が設定され、ドライバ24a ，24b にて電油変換弁3a，3bが駆動され、コントロールバルブ３が制御される。
【００１６】
油圧アクチュエータ７，８に作動油が供給されたときは、コントロールバルブ３，４から配管L1，L2を経た各ロードセンシング圧がシャトル弁10に導かれ、シャトル弁10で高圧側のロードセンシング圧が選択され、配管L3を介して油圧ポンプ２の斜板制御機構2aの制御弁2a1 、圧力補償弁5a，5b，6a，6bおよびアンロードバルブ９に導かれる。その結果、油圧ポンプ２の圧力は、シャトル弁10で選択されたロードセンシング圧よりも規定圧高い圧力に設定される。
【００１７】
また、圧力補償弁5a，5b，6a，6bによりコントロールバルブ３，４の入口と出口との差圧が一定に保たれ、コントロールバルブ３，４の開口面積に比例したポンプ流量が油圧アクチュエータ７，８に配分される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の油圧システムでは、油圧機器などに異常が生じた場合は、電気ジョイスティック12が中立位置状態でも油圧アクチュエータ７，８が動き出す誤作動の問題がある。
【００１９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、油圧機器などに異常が生じた場合でも、作業機が誤作動するおそれを防止することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、手動で操作される操作器と、この操作器から出力された作動指令信号により操作可能な油圧制御系におけるコントロールバルブと、このコントロールバルブで制御され作業機の可動部を駆動する油圧アクチュエータと、油圧制御系を駆動するエンジンを始動または停止するエンジンキースイッチと、コントロールバルブの負荷側のロードセンシング圧を検出する圧力検出器と、操作器が中立位置にあり、かつエンジンキースイッチがオン状態にあるとき、ロードセンシング圧が設定圧力より高くなる圧力異常の状態では、コントロールバルブを作動する信号の出力を強制的に停止するコントローラとを具備し、操作器は、コントロールバルブに対する作動指令信号を電気信号で出力する電気ジョイスティックであり、コントローラは、操作器からコントロールバルブへの作動指令信号を断続することにより操作器でコントロールバルブを操作できる状態と操作できない状態とを切替える切替手段を内蔵した作業機の制御装置である。これにより、圧力異常のときは、コントローラが、操作器でコントロールバルブを操作できない状態に制御して、コントロールバルブへの出力を強制的に停止し、コントロールバルブから油圧アクチュエータへの作動油供給を遮断するから、作業機が誤作動するおそれを確実に防止できる。特に、電子制御されるコントロールバルブで油圧システムを制御する作業機において、操作器や油圧制御系の油圧機器などの故障による圧力異常の状態が生じた場合でも、コントロールバルブの作動を強制的に停止させ、コントロールバルブから油圧アクチュエータへの作動油供給を遮断するから、作業機が誤作動することを防止できる。その際、エンジンキースイッチがオン状態のときを圧力異常の条件としたので、修理作業などに当って、エンジンを停止したときは、操作器を操作してコントロールバルブを切替操作し、油圧アクチュエータ内に封入された圧力を抜くことができる。また、圧力検出器でロードセンシング圧を検出するのみで、コントロールバルブが作動油供給を停止する中立位置にあるか否かを簡単に判別できる。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業機の制御装置において、手動で操作される確認スイッチを備え、コントローラは、操作器が中立位置および中立位置の近傍で１を出力するとともに他の操作位置で０を出力する操作信号用関数発生器と、この操作信号用関数発生器から出力されたオン信号を遅延させるオンディレイ回路と、ロードセンシング圧が一定の設定圧力より高いとき１を出力するとともに低いとき０を出力する作動結果用関数発生器と、前記操作信号用関数発生器のオンディレイ回路、エンジンキースイッチおよび前記作動結果用関数発生器の各出力の論理積を演算する論理積演算器と、論理積演算器の出力に基づいて、操作器が中立位置にあり、かつエンジンキースイッチがオン状態にあるとき、ロードセンシング圧が設定圧力より高くなる圧力異常の状態では、コントロールバルブを作動する信号の出力を強制的に停止し、圧力異常の状態が解消され、かつ確認スイッチが少なくとも一度は操作されることにより、コントロールバルブを作動する信号を出力可能に制御するフリップフロップ演算器とを具備したものであり、これにより、操作信号用関数発生器、オンディレイ回路、作動結果用関数発生器、論理積演算器、フリップフロップ演算器を備えた簡単な論理演算回路によりコントローラを容易に形成できるとともに、オンディレイ回路により、全ての操作器が中立状態になってから、設定された時間の経過後に圧力の診断を確実にできる。また、圧力異常の状態が解消されてから、オペレータに確認スイッチを操作させることを運転再開の条件としたから、オペレータに正常状態を強制的に確認させ、誤作動を確実に防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１および図２に示された実施の一形態を参照しながら説明する。なお、図３および図４に示された従来例と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２３】
図１に示されるように、本発明に係る電子制御式ロードセンシング油圧システムの基本的なロードセンシング回路は、図３に示された従来技術と同じ構成であるが、異なる構成は、シャトル弁10の出口に接続された配管L3に、コントロールバルブ３，４の作動結果により出力されるバルブ作動結果圧力としてのロードセンシング圧を検出するバルブ作動結果圧力検出器としての圧力検出器15が付加され、この圧力検出器15が以下に説明するコントローラ13a の入力側に接続されている点である。
【００２４】
コントローラ13a の入力側には、この圧力検出器15に加えて、オペレータが手動操作して作動指令信号を出力する操作器としての電気ジョイスティック12と、油圧ショベルなどの作業機に搭載されている原動機１すなわちエンジンを始動または停止するエンジンキースイッチ28と、確認スイッチ14aとが接続されている。確認スイッチ14aは、油圧ロックスイッチを用いる。
【００２５】
また、コントローラ13a の出力側は、従来例と同様にコントロールバルブ３，４に装着された電油変換弁3a，3b，4a，4bに接続されている。
【００２６】
この図１において、電気ジョイスティック12からコントローラ13a を経てコントロールバルブ３，４の電油変換弁3a，3b，4a，4bに至る電気系統を操作系とし、また、油圧ポンプ２からコントロールバルブ３，４および圧力補償弁5a，5b，6a，6bを経て油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）７，８に至る油圧系統を油圧制御系とする。
【００２７】
図２は、コントローラ13a の制御演算ブロック図を示す。この図２に示されるように、電気ジョイスティック12の出力部に、その作動指令信号に基づいて電油変換弁3a，3bの指令信号を設定する関数発生器22a ，22b が接続され、これらの関数発生器22a ，22b に、これらの関数発生器22a ，22b から出力される指令信号をオン／オフ動作により伝達または遮断する切替手段としての切替器23a ，23b が接続され、これらの切替器23a ，23b に、各電油変換弁3a，3bを駆動するドライバ24a ，24b がそれぞれ接続された点は、従来例と同様である。
【００２８】
さらに、前記電気ジョイスティック12の出力部に、この電気ジョイスティック12から出力された作動指令信号の大きさに応じてオン信号「１」またはオフ信号「０」を発生する操作信号用関数発生器25の入力部が接続され、この操作信号用関数発生器25の出力部にオンディレイ回路26が接続されている。
【００２９】
このオンディレイ回路26は、全ての電気ジョイスティック12が中立状態になってから、設定された時間の経過後に圧力の診断を開始するためのものである。
【００３０】
また、ロードセンシング圧を検出する圧力検出器15の出力部に、この圧力検出器15から出力されたバルブ作動結果圧力としてのロードセンシング圧信号の大きさに応じてオン信号「１」またはオフ信号「０」を発生する作動結果用関数発生器27の入力部が接続されている。
【００３１】
さらに、これらの操作信号用関数発生器25のオンディレイ回路26、および作動結果用関数発生器27のそれぞれの出力部とともに、前記エンジンキースイッチ28が、それらの出力信号の論理積を演算する論理積演算器（以下、この論理積演算器を「ＡＮＤ演算器」という）29の入力部に接続されている。
【００３２】
このＡＮＤ演算器29の出力部に、その出力信号を反転する否定演算器（以下、この否定演算器を「ＮＯＴ演算器」という）31を介して、Ｄ−Ｑ型のフリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLRが接続されている。このフリップフロップ演算器32のクロック入力端子CLKには前記確認スイッチ14aの出力部が接続され、データ入力端子Ｄには常に「１」が接続されている。
【００３３】
このフリップフロップ演算器32の出力端子Ｑからの出力信号を反転した信号を出力する出力端子／Ｑは、前記切替器23a ，23b の接点駆動部にそれぞれ接続されている。
【００３４】
Ｄ−Ｑ型のフリップフロップ演算器32は、ＮＯＴ演算器31からの出力信号が「０」のときは、リセット入力端子CLR はリセット状態となるので、出力端子Ｑの出力信号は「０」となり、出力端子／Ｑの出力信号は「１」となる。このリセット状態では、確認スイッチ14aからクロック入力端子CLK にクロックパルスの立上りエッジが入力されても、出力端子Ｑの出力信号は「０」、出力端子／Ｑの出力信号は「１」のままの状態が継続される。
【００３５】
さらに、ＮＯＴ演算器31からの出力信号が「１」のときは、リセット入力端子CLR は非リセット状態となるので、クロック入力端子CLK にクロックパルスの立上りエッジが入ると、データ入力端子Ｄへの入力信号「１」がコピーされて出力端子Ｑから「１」が出力され、出力端子／Ｑからは反転された「０」が出力され、この状態が継続される。
【００３６】
なお、図２はコントロールバルブ３に関する制御演算ブロック図を示しているが、コントロールバルブ４についても同様の制御演算ブロックを有する。
【００３７】
次に、図１および図２に示された実施形態の作用を説明する。
【００３８】
（１）圧力異常のとき
全ての電気ジョイスティック12が中立位置にあるにもかかわらず、エンジンキースイッチ28がオン状態のときに、圧力検出器15で検出されたロードセンシング圧が所定の設定圧力より高くなる圧力異常の状態では、オンディレイ回路26からの出力、作動結果用関数発生器27からの出力およびエンジンキースイッチ28からの出力がいずれも「１」になり、ＡＮＤ演算器29の出力が「１」になり、ＮＯＴ演算器31の出力が「０」になり、フリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLR にリセット信号が入力されるので、出力端子Ｑの出力信号はリセットされて「０」となり、出力端子／Ｑの出力信号は「１」となり、切替器23a ，23b の接点をオフにして、関数発生器22a，22bからドライバ24a ，24b への出力を停止できるロック実行状態となるとともに、このロック実行状態を保持できる。これにより、コントロールバルブ３，４を中立位置に保ち、油圧アクチュエータ７，８の誤作動を防止できる。
【００３９】
（２）圧力異常の状態で確認スイッチ14aがオンとなったとき
この圧力異常の状態では、フリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLR にはリセット信号が入力されているから、オペレータが確認スイッチ14aをオン操作して、クロック入力端子CLK にクロックパルスの立上りエッジが入力されても、出力端子Ｑの出力信号は「０」のままであり、出力端子／Ｑの出力信号は「１」のままの状態が継続され、ロック実行状態を保持できる。
【００４０】
（３）圧力異常が解消されたとき
さらに、全ての電気ジョイスティック12が中立位置にあるとき、圧力検出器15で検出されたロードセンシング圧が所定の設定圧力より低くなり、圧力異常の状態が解消されて正常な状態になると、ＡＮＤ演算器29の出力が「０」になり、ＮＯＴ演算器31の出力が「１」になり、フリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLR にはリセット信号がなくなるが、圧力異常の状態が解消されてもロック状態は引続き保持され、出力端子Ｑの出力信号は「０」、出力端子／Ｑの出力信号は「１」、切替器23a ，23b の接点はオフのままであり、ドライバ24a ，24b への出力は停止されている。
【００４１】
（４）圧力異常が解消された状態で確認スイッチ14aがオンとなったとき
この圧力異常が解消された状態で、オペレータが確認スイッチ14aをオン操作して、クロック入力端子CLK にクロックパルスの立上りエッジが入ると、データ入力端子Ｄへの入力信号「１」がコピーされて出力端子Ｑから「１」が出力され、出力端子／Ｑの出力信号は「０」となるから、切替器23a ，23b の接点がオンとなり、ドライバ24a ，24b への出力が可能となるロック解除状態になるとともに、このロック解除状態を保持できる。
【００４２】
（５）ロック解除状態で電気ジョイスティック12を操作したとき
このロック解除状態で電気ジョイスティック12を操作すると、そのレバー操作量に応じた関数発生器22a ，22b の指令信号が、切替器23a ，23b を経て、ドライバ24a ，24b に出力され、電油変換弁3a，3bを介してコントロールバルブ３が制御され、油圧アクチュエータ７が駆動される。
【００４３】
このように、Ｄ−Ｑ型のフリップフロップ演算器32は、いったん圧力異常の状態を検出したらロック実行状態を保持するとともに、その圧力異常の状態が解消してもロック実行状態を引続き保持し、一方、圧力異常の状態が解消してから、確認スイッチ14aを少なくとも一度はオン操作することでロック解除状態が得られるようにしたから、正常状態を確認する行為をオペレータに強制するものである。
【００４４】
（６）エンジンを停止して修理作業をするとき
「エンジンキースイッチ28がオン状態のときに、」を、圧力異常の状態の条件としたのは、エンジンキースイッチ28がオン状態でないときはコントロールバルブ３，４を切替操作できるようにするためである。
【００４５】
すなわち、負荷回路の圧力が高いときに油圧ロックをかけた場合は、エンジン停止状態でも、中立位置のコントロールバルブ３，４により油圧アクチュエータ７，８内に圧力が封入されるから、操作信号用関数発生器25およびオンディレイ回路26の出力と、作動結果用関数発生器27の出力だけで圧力異常の状態を判断すると、常にフリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLRがリセット状態になり、切替器23a ，23b の接点をオフにして、ドライバ24a ，24b への出力を停止するロック実行状態となるから、コントロールバルブ３，４を切替操作できなくなるが、これでは、エンジンを停止した後、修理作業の前に油圧アクチュエータ７，８内の圧力を抜く必要性に答えられない。
【００４６】
そこで、エンジンキースイッチ28がオフ状態のときは、圧力異常の状態が解消されたものとして、ＡＮＤ演算器29の出力が「０」、ＮＯＴ演算器31の出力が「１」、フリップフロップ演算器32のリセット入力端子CLR が非リセット状態となるようにして、確認スイッチ14aの確認用オン操作により、切替器23a ，23b の接点をロック解除のオン状態にして、ドライバ24a ，24b への出力を可能にするから、電気ジョイスティック12を操作してコントロールバルブ３，４を非中立位置に切替操作することにより、油圧アクチュエータ７，８にこもった圧力をタンク11へ抜く作業ができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、圧力異常のときは、コントローラが、操作器でコントロールバルブを操作できない状態に制御して、コントロールバルブへの出力を強制的に停止し、コントロールバルブから油圧アクチュエータへの作動油供給を遮断するから、作業機が誤作動するおそれを確実に防止できる。特に、電子制御されるコントロールバルブで油圧システムを制御する作業機において、操作器や油圧制御系の油圧機器などの故障による圧力異常の状態が生じた場合でも、コントローラの切替手段により操作器からコントロールバルブへの作動指令信号を遮断して、コントロールバルブの作動を強制的に停止させ、コントロールバルブから油圧アクチュエータへの作動油供給を遮断するから、作業機が誤作動することを防止できる。その際、エンジンキースイッチがオン状態のときを圧力異常の条件としたので、修理作業などに当って、エンジンを停止したときは、操作器を操作してコントロールバルブを切替操作し、油圧アクチュエータ内に封入された圧力を抜くことができる。また、圧力検出器でロードセンシング圧を検出するのみで、コントロールバルブが作動油供給を停止する中立位置にあるか否かを簡単に判別できる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、操作信号用関数発生器、オンディレイ回路、作動結果用関数発生器、論理積演算器、フリップフロップ演算器を備えた簡単な論理演算回路によりコントローラを容易に形成できるとともに、オンディレイ回路により、全ての操作器が中立状態になってから、設定された時間の経過後に圧力の診断を確実にできる。また、圧力異常の状態が解消されてから、オペレータに確認スイッチを操作させることを運転再開の条件としたから、オペレータに正常状態を強制的に確認させ、誤作動を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業機の制御装置を電子制御式ロードセンシング油圧システムに適用した場合の実施形態を示す回路図である。
【図２】図１の制御装置におけるコントローラの制御演算ブロックを示すブロック図である。
【図３】従来の電子制御式ロードセンシング油圧システムを示す回路図である。
【図４】従来システムにおけるコントローラの制御演算ブロックを示すブロック図である。
【符号の説明】
３，４コントロールバルブ
７，８油圧アクチュエータ
12 操作器としての電気ジョイスティック
13a ，13b コントローラ
14a 確認スイッチ
15 圧力検出器
23a ，23b 切替手段としての切替器
25 操作信号用関数発生器
27 作動結果用関数発生器
28 エンジンキースイッチ
29 論理積演算器
32 フリップフロップ演算器 [0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a working machine equipped with a hydraulic control system.
[0002]
[Prior art]
3 and 4 show a conventional example.
[0003]
FIG. 3 shows an example of a load sensing hydraulic system mounted on a working machine such as a hydraulic shovel. In FIG. 3 , reference numeral 1 denotes a prime mover mounted on the working machine, and a variable displacement driven by the prime mover 1. The hydraulic pump 2 of the type includes a swash plate control mechanism 2a for controlling a pump discharge flow rate. The discharge ports of the hydraulic pump 2 are connected to inlet ports of control valves 3 and 4 for switching the direction of the pressure oil supplied from the hydraulic pump 2.
[0004]
At the outlet ports of the control valves 3 and 4, pressure compensating valves 5a, 5b and 6a for keeping the pressure drop of the control valves 3 and 4, that is, the differential pressure between the inlet and the outlet of the control valves 3 and 4 constant. , 6b, hydraulic actuators (hydraulic cylinders) 7, 8 are connected.
[0005]
An unload valve 9 for releasing the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 to the tank 11 when the control valves 3 and 4 are in the neutral position is connected to a pipeline from the hydraulic pump 2 to the inlet ports of the control valves 3 and 4. ing.
[0006]
The inlet of the shuttle valve 10 for selecting the high pressure side of the load pressure guided from the two control valves 3 and 4 is connected to the center port in the drawing of the two control valves 3 and 4 via pipes L1 and L2. . The inlet of the shuttle valve 10 communicates with the tank 11 at the neutral position of the control valves 3 and 4.
[0007]
An outlet of the shuttle valve 10 is connected to a pilot operation unit of each of the swash plate control mechanism 2a of the hydraulic pump 2, the pressure compensating valves 5a, 5b, 6a, 6b, and the unload valve 9 by a pipe L3. .
[0008]
The swash plate control mechanism 2a is configured to control the force by the discharge pressure of the hydraulic pump 2 and the load pressure on the high pressure side selected by the shuttle valve 10 (hereinafter referred to as the load pressure) of the operating hydraulic pressure on the load side guided from the control valves 3 and 4. A control valve 2a1 for controlling the balance between the force of the load pressure (referred to as "load sensing pressure") and the sum of the force set by the spring, and a hydraulic pump 2 operated by the pressure oil passing through the control valve 2a1. And an actuator 2a2 for controlling the tilt angle of the swash plate.
[0009]
An electric joystick 12 as an operating device operated by an operator is connected to an input side of a controller 13 which performs control calculation based on a signal of the electric joystick 12, and an output side of the controller 13 is connected to control valves 3 and 4. Are connected to the electro-oil conversion valves 3a, 3b, 4a, and 4b mounted on the.
[0010]
The control valves 3 and 4 are driven by the electro-hydraulic conversion valves 3a, 3b, 4a and 4b, and control the direction and flow of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 2 to the hydraulic actuators 7 and 8 of the working machine.
[0011]
The input side of the controller 13 is connected to a hydraulic lock switch 14 for locking or unlocking the hydraulic system by an operator's manual on / off operation.
[0012]
FIG. 4 is a control block diagram of the conventional controller 13. In FIG. 4 , the electric joystick 12 is connected to function generators 22a and 22b that set command signals for the respective electro-hydraulic conversion valves 3a and 3b based on an operation command signal input from the electric joystick 12. , These function generators 22a, 22b are respectively connected to switchers 23a, 23b for turning on or off the command signals output from the function generators 22a, 22b, and these switchers 23a, 23b They are connected to drivers 24a, 24b for driving the valves 3a, 3b, respectively.
[0013]
The switches 23a and 23b open between the function generators 22a and 22b and the drivers 24a and 24b when the hydraulic lock switch 14 is turned on, and generate functions when the hydraulic lock switch 14 is turned off. The devices 22a and 22b are connected to the drivers 24a and 24b.
[0014]
Although not shown in FIG. 4 , the electric oil conversion valves 4a and 4b also have control blocks similar to the above.
[0015]
In the above electronically controlled load sensing hydraulic system, when the hydraulic lock switch 14 is turned off, the switches 23a and 23b are connected. When the electric joystick 12 is operated in this state, the command signals of the electro-oil conversion valves 3a and 3b are set by the function generators 22a and 22b in the controller 13, and the electro-oil conversion valves 3a and 3b are driven by the drivers 24a and 24b. , The control valve 3 is controlled.
[0016]
When hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuators 7 and 8, each load sensing pressure via the pipes L1 and L2 from the control valves 3 and 4 is guided to the shuttle valve 10, and the load sensing pressure on the high pressure side is reduced by the shuttle valve 10. The selected valve is guided to the control valve 2a1, the pressure compensating valves 5a, 5b, 6a, 6b and the unload valve 9 of the swash plate control mechanism 2a of the hydraulic pump 2 via the pipe L3. As a result, the pressure of the hydraulic pump 2 is set to a pressure higher than the load sensing pressure selected by the shuttle valve 10 by a specified pressure.
[0017]
Further, the pressure difference between the inlet and the outlet of the control valves 3 and 4 is kept constant by the pressure compensating valves 5a, 5b, 6a and 6b, and the pump flow rate proportional to the opening area of the control valves 3 and 4 is changed. 8 allocated.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional hydraulic system, when an abnormality occurs in a hydraulic device or the like, there is a problem that the hydraulic actuators 7 and 8 start to operate even when the electric joystick 12 is in the neutral position.
[0019]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to prevent a malfunction of a working machine even when an abnormality occurs in a hydraulic device or the like.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
請 Motomeko invention described in 1, the operating device to be operated manually, and a control valve in the hydraulic control system can be operated by an operation command signal output from the operation unit, the working machine is controlled by this control valve The hydraulic actuator that drives the movable part of the engine, the engine key switch that starts or stops the engine that drives the hydraulic control system, the pressure detector that detects the load sensing pressure on the load side of the control valve, and the operating device are in the neutral position A controller for forcibly stopping the output of a signal for operating the control valve in a pressure abnormality state in which the load sensing pressure is higher than a set pressure when the engine key switch is in an ON state . It is an electric joystick outputs an operation instruction signal to the control valve by an electrical signal Ri, controller, Ru controller der the built-in operating machine switching means for switching between a state that can not be operated in a state capable of operating the control valve at operating unit by intermittent actuation command signal to the control valve from the operating device. This allows the controller to control the operation of the control valve so that it cannot be operated by the actuator, forcibly stop the output to the control valve, and shut off the supply of hydraulic oil from the control valve to the hydraulic actuator in the event of an abnormal pressure. Therefore, it is possible to reliably prevent the work machine from malfunctioning. Especially, in the case of a working machine that controls a hydraulic system with an electronically controlled control valve, the operation of the control valve is forcibly stopped even if a pressure abnormality occurs due to a failure of the operating device or hydraulic equipment of the hydraulic control system. As a result, the supply of hydraulic oil from the control valve to the hydraulic actuator is shut off, so that malfunction of the working machine can be prevented. At that time, when the engine key switch was in the ON state, the condition of the pressure abnormality was considered as an abnormal condition. Therefore, when the engine was stopped for repair work, etc., the operating device was operated to switch the control valve, and the hydraulic actuator was operated. The pressure enclosed in can be released. Further, only by detecting the load sensing pressure with the pressure detector, it can be easily determined whether or not the control valve is at the neutral position where the supply of the hydraulic oil is stopped.
[0021]
請 Motomeko 2 inventions described in, in the control device for a working machine according to claim 1, further comprising a confirmation switch operated manually, the controller, the operating device is output 1 in the vicinity of the neutral position and the neutral position A function generator for an operation signal that outputs 0 at another operation position, an on-delay circuit that delays an ON signal output from the function generator for the operation signal, and a load sensing pressure higher than a predetermined set pressure. The logical product of the output of the function generator for the operation result, which outputs 1 when it is 1 and outputs 0 when it is low, the on-delay circuit of the function generator for the operation signal, the engine key switch and the output of the function generator for the operation result A logical AND operator for performing an operation and a load sensor when the operating device is in a neutral position and an engine key switch is in an ON state based on an output of the logical AND operator; In the case of a pressure abnormality where the pressure is higher than the set pressure, the output of the signal that activates the control valve is forcibly stopped, the condition of the pressure abnormality is resolved, and the confirmation switch is operated at least once. A flip-flop arithmetic unit for controlling output of a signal for operating the valve, whereby a function generator for an operation signal, an on-delay circuit, a function generator for an operation result, an AND operator, a flip-flop The controller can be easily formed by a simple logic operation circuit equipped with a loop operation unit, and the on-delay circuit reliably diagnoses the pressure after a set time has elapsed after all the operation units have reached the neutral state. it can. In addition, since the condition for restarting the operation is that the operator operates the confirmation switch after the state of the abnormal pressure is resolved, the operator can forcibly confirm the normal state and the malfunction can be reliably prevented.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention, reference Shinano an embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is bright et theory. The same parts as those in the conventional example shown in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0023]
As shown in FIG. 1, the basic load sensing circuit of the electronically controlled load-sensing hydraulic system according to the present invention is the prior art the same configuration shown in FIG. 3, different configurations, the shuttle valve 10 A pressure detector 15 as a valve operation result pressure detector for detecting a load sensing pressure as a valve operation result pressure output according to an operation result of the control valves 3 and 4 is added to a pipe L3 connected to an outlet of The point is that this pressure detector 15 is connected to the input side of a controller 13a described below.
[0024]
On the input side of the controller 13a, in addition to the pressure detector 15, an electric joystick 12 as an operating device for manually outputting an operation command signal by an operator, and a motor mounted on a working machine such as a hydraulic shovel. 1, that is, an engine key switch 28 for starting or stopping the engine and the confirmation switch 14a are connected. The confirmation switch 14a uses a hydraulic lock switch.
[0025]
The output side of the controller 13a is connected to electro-hydraulic conversion valves 3a, 3b, 4a, 4b mounted on the control valves 3, 4 as in the conventional example.
[0026]
In FIG. 1, the electric system from the electric joystick 12 to the electro-hydraulic conversion valves 3a, 3b, 4a and 4b of the control valves 3 and 4 via the controller 13a is used as an operation system, and the hydraulic pump 2 is connected to the control valves 3 and 4 A hydraulic system that reaches hydraulic actuators (hydraulic cylinders) 7 and 8 via the pressure compensating valves 5a, 5b, 6a and 6b is a hydraulic control system.
[0027]
FIG. 2 is a control calculation block diagram of the controller 13a. As shown in FIG. 2, function generators 22a and 22b for setting command signals for the electro-hydraulic conversion valves 3a and 3b based on the operation command signals are connected to the output portion of the electric joystick 12, and these functions are The generators 22a and 22b are connected to switches 23a and 23b as switching means for transmitting or interrupting command signals output from the function generators 22a and 22b by ON / OFF operations. The point that the drivers 24a and 24b for driving the electro-hydraulic conversion valves 3a and 3b are respectively connected to 23b is the same as the conventional example.
[0028]
Further, an output portion of the electric joystick 12 has an operation signal function generator 25 for generating an ON signal “1” or an OFF signal “0” according to the magnitude of the operation command signal output from the electric joystick 12. An input section is connected, and an on-delay circuit 26 is connected to an output section of the operation signal function generator 25.
[0029]
The on-delay circuit 26 is for starting a pressure diagnosis after a lapse of a set time after all the electric joysticks 12 are in a neutral state.
[0030]
Also, an output signal of the pressure detector 15 for detecting the load sensing pressure is supplied to the output signal of the pressure sensor 15 as an ON signal “1” or an OFF signal according to the magnitude of the load sensing pressure signal as the valve operation result pressure output from the pressure detector 15. The input of the operation result function generator 27 for generating "0" is connected.
[0031]
Further, together with the on-delay circuit 26 of the operation signal function generator 25 and the output of the operation result function generator 27, the engine key switch 28 is used to calculate the logical product of the output signals. It is connected to the input of a product operator (hereinafter, this logical operator is referred to as “AND operator”) 29.
[0032]
The output of the AND operator 29 is connected to a DQ flip-flop operator 32 via a NOT operator 31 for inverting the output signal (hereinafter, this NOT operator is referred to as a “NOT operator”) 31. The reset input terminal CLR is connected. The output of the confirmation switch 14a is connected to the clock input terminal CLK of the flip-flop operation unit 32, and "1" is always connected to the data input terminal D.
[0033]
An output terminal / Q for outputting a signal obtained by inverting the output signal from the output terminal Q of the flip-flop operation unit 32 is connected to the contact drive units of the switches 23a and 23b, respectively.
[0034]
When the output signal from the NOT operator 31 is “0”, the reset input terminal CLR is in the reset state, so that the output signal of the output terminal Q becomes “0”. , And the output signal of the output terminal / Q becomes “1”. In this reset state, even when the rising edge of the clock pulse is input from the confirmation switch 14a to the clock input terminal CLK, the output signal of the output terminal Q remains "0" and the output signal of the output terminal / Q remains "1". The state continues.
[0035]
Further, when the output signal from the NOT operator 31 is "1", the reset input terminal CLR is in a non-reset state. Therefore, when the rising edge of the clock pulse enters the clock input terminal CLK, the data input terminal D The input signal "1" is copied, "1" is output from the output terminal Q, and the inverted "0" is output from the output terminal / Q, and this state is continued.
[0036]
Although FIG. 2 shows a control calculation block diagram relating to the control valve 3, the control valve 4 also has a similar control calculation block.
[0037]
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0038]
(1) When the pressure is abnormal Even when all the electric joysticks 12 are in the neutral position, when the engine key switch 28 is in the ON state, the load sensing pressure detected by the pressure detector 15 exceeds the predetermined set pressure. In the state of high pressure abnormality, the output from the on-delay circuit 26, the output from the operation result function generator 27, and the output from the engine key switch 28 all become "1", and the output of the AND operator 29 becomes It becomes "1", the output of the NOT operator 31 becomes "0", and a reset signal is input to the reset input terminal CLR of the flip-flop operator 32. Therefore, the output signal of the output terminal Q is reset to "0". , The output signal of the output terminal / Q becomes "1", and the contacts of the switches 23a and 23b are turned off to stop the output from the function generators 22a and 22b to the drivers 24a and 24b. On purpose with made, it can hold the lock execution state. Thereby, the control valves 3 and 4 can be maintained at the neutral position, and malfunction of the hydraulic actuators 7 and 8 can be prevented.
[0039]
(2) When the confirmation switch 14a is turned on in the state of abnormal pressure In this state of abnormal pressure, a reset signal is input to the reset input terminal CLR of the flip-flop calculator 32. Is turned on, the output signal of the output terminal Q remains "0" and the output signal of the output terminal / Q remains "1" even if the rising edge of the clock pulse is input to the clock input terminal CLK. Is maintained, and the lock execution state can be maintained.
[0040]
(3) When the pressure abnormality is eliminated Further, when all the electric joysticks 12 are at the neutral position, the load sensing pressure detected by the pressure detector 15 becomes lower than a predetermined set pressure, and the state of the pressure abnormality is eliminated. Then, when the state becomes normal, the output of the AND operator 29 becomes "0", the output of the NOT operator 31 becomes "1", and the reset signal is not present at the reset input terminal CLR of the flip-flop operator 32. However, even if the abnormal pressure state is resolved, the locked state is maintained, the output signal of the output terminal Q is "0", the output signal of the output terminal / Q is "1", and the contacts of the switches 23a and 23b are off. The output to the drivers 24a and 24b is stopped.
[0041]
(4) When the confirmation switch 14a is turned on in a state in which the pressure abnormality has been resolved In a state in which the pressure abnormality has been resolved, the operator turns on the confirmation switch 14a, and the rising of the clock pulse is applied to the clock input terminal CLK. When the edge enters, the input signal "1" to the data input terminal D is copied and "1" is output from the output terminal Q, and the output signal of the output terminal / Q becomes "0". The contact of 23b is turned on, the lock is released and output to the drivers 24a and 24b is enabled, and this unlocked state can be maintained.
[0042]
(5) When the electric joystick 12 is operated in the unlocked state When the electric joystick 12 is operated in the unlocked state, the command signals of the function generators 22a and 22b corresponding to the lever operation amount cause the switchers 23a and 23b to operate. Then, the output is outputted to the drivers 24a and 24b, the control valve 3 is controlled via the electro-hydraulic conversion valves 3a and 3b, and the hydraulic actuator 7 is driven.
[0043]
As described above, the DQ flip-flop arithmetic unit 32 holds the lock execution state once the state of the pressure abnormality is detected, and keeps the lock execution state even if the state of the pressure abnormality is resolved. On the other hand, since the unlocked state is obtained by turning on the confirmation switch 14a at least once after the state of the abnormal pressure is resolved, the operator is forced to confirm the normal state.
[0044]
(6) When the engine is stopped and repair work is performed, "when the engine key switch 28 is turned on", the condition of the abnormal pressure condition is set when the engine key switch 28 is not turned on. This is because the valves 3 and 4 can be switched.
[0045]
That is, when the hydraulic pressure is locked when the pressure of the load circuit is high, the pressure is sealed in the hydraulic actuators 7, 8 by the control valves 3, 4 in the neutral position even when the engine is stopped. When the pressure abnormal state is determined only by the output of the generator 25 and the on-delay circuit 26 and the output of the operation result function generator 27, the reset input terminal CLR of the flip-flop calculator 32 is always reset and the switch The control valves 3 and 4 cannot be switched because the locks are executed in which the contacts of 23a and 23b are turned off and the output to the drivers 24a and 24b is stopped. Does not respond to the need to release the pressure in the hydraulic actuators 7, 8 before the operation.
[0046]
Therefore, when the engine key switch 28 is in the off state, the output of the AND operator 29 is set to "0", the output of the NOT operator 31 is set to "1", and the flip-flop The reset input terminal CLR of 32 is set to the non-reset state, and the contact of the switches 23a and 23b is turned on to release the lock by the confirmation ON operation of the confirmation switch 14a, and the output to the drivers 24a and 24b is output. because allows, by switching operation of the control valves 3 and 4 in the non-neutral position by operating the electric joy stick 12, Ru can work to pull out the pressure muffled hydraulic actuators 7,8 to the tank 11.
[0047]
【The invention's effect】
According to the invention 請 Motomeko 1 wherein, when the pressure abnormality, the controller controls a state which can not operate the control valve in the operating device, forcibly stops the output to the control valve, the hydraulic from the control valve Since the supply of the hydraulic oil to the actuator is shut off, it is possible to reliably prevent the work machine from malfunctioning. Especially, in the case of a working machine that controls the hydraulic system with an electronically controlled control valve, even if a pressure abnormality occurs due to a failure of the operating device or hydraulic equipment of the hydraulic control system, the operating device is controlled by the controller switching means. Since the operation command signal to the valve is cut off, the operation of the control valve is forcibly stopped, and the supply of hydraulic oil from the control valve to the hydraulic actuator is cut off, malfunction of the work machine can be prevented. At that time, when the engine key switch was in the ON state, the condition of the pressure abnormality was considered as an abnormal condition. Therefore, when the engine was stopped for repair work, etc., the operating device was operated to switch the control valve, and the hydraulic actuator was operated. The pressure enclosed in can be released. Further, only by detecting the load sensing pressure with the pressure detector, it can be easily determined whether or not the control valve is at the neutral position where the supply of the hydraulic oil is stopped.
[0048]
According to the invention 請 Motomeko 2, wherein the function generator for the operation signal, on-delay circuit, a function generator for actuating a result, the logical product operation unit, a simple controller by a logical operation circuit comprising a flip-flop calculator easily In addition, the on-delay circuit can reliably diagnose the pressure after a lapse of a set time after all the operating devices are in the neutral state. In addition, since the condition for restarting the operation is that the operator operates the confirmation switch after the state of the abnormal pressure is resolved, the operator can forcibly confirm the normal state and the malfunction can be reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment in which a control device for a working machine according to the present invention is applied to an electronically controlled load sensing hydraulic system.
FIG. 2 is a block diagram showing a control calculation block of a controller in the control device of FIG .
3 is a circuit diagram illustrating a traditional electronically controlled load-sensing hydraulic system.
FIG. 4 is a block diagram showing a control operation block of a controller in a conventional system.
[Explanation of symbols]
3,4 Control valve 7,8 Hydraulic actuator
12 Electric joystick as actuator
13a, 13b controller
14a Confirmation switch
15 Pressure detector
23a, 23b Switching device as switching means
25 Function generator for operation signals
27 Function generator for operation results
28 Engine key switch
29 AND operator
32 flip-flop operation unit

Claims

An actuator that is manually operated,
A control valve in a hydraulic control system operable by an operation command signal output from the operating device,
A hydraulic actuator controlled by the control valve to drive a movable part of the work machine,
An engine key switch for starting or stopping the engine that drives the hydraulic control system;
A pressure detector for detecting the load sensing pressure on the load side of the control valve,
A controller that forcibly stops the output of a signal for operating the control valve in a pressure abnormal state where the load sensing pressure is higher than a set pressure when the actuator is in the neutral position and the engine key switch is in an on state; With
The operation device is an electric joystick that outputs an operation command signal to the control valve as an electric signal,
The controller controls the operating unit of work machine you characterized in that a built-in switching means for switching between a state that can not be operated in a state capable of operating the control valve at operating unit by intermittent actuation command signal to the control valve apparatus.

Equipped with a manually operated confirmation switch,
The controller is
A function generator for an operation signal, wherein the operation device outputs 1 in the vicinity of the neutral position and the neutral position and outputs 0 in other operation positions,
An on-delay circuit for delaying an on-signal output from the operation signal function generator;
A function generator for an operation result that outputs 1 when the load sensing pressure is higher than a predetermined set pressure and outputs 0 when the load sensing pressure is lower than a predetermined set pressure;
An on-delay circuit of the function generator for the operation signal, an AND key calculator, and an AND operator for calculating an AND of respective outputs of the function generator for the operation result;
Based on the output of the logical product operator, when the operation device is in the neutral position and the engine key switch is in the ON state, the signal for operating the control valve in the case of a pressure abnormality in which the load sensing pressure becomes higher than the set pressure. And a flip-flop arithmetic unit for controlling the output of the signal for operating the control valve by forcibly stopping the output of the control valve, eliminating the state of the abnormal pressure, and operating the confirmation switch at least once. The control device for a working machine according to claim 1, wherein: