CN113748246B - 作业设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制回转马达在操作人员的没有意料到的时刻增速的作业设备。该作业设备具备第一以及第二作业致动器控制阀(51、52)、使输入到第二作业致动器控制阀(52)的作业指令根据作业调节指令发生变化的作业指令调节器(60)、包含向作业指令调节器(60)输入作业调节指令的调节指令部的控制器(90)。调节指令部,在单独作业操作状态下进行非同步控制,在包含回转减速操作和作业操作的复合操作状态下进行同步控制,在同步控制,生成使第一作业致动器控制阀(51)开阀的最小的作业操作量和使第二作业致动器控制阀(52)开阀的最小的作业操作量相等的作业调节指令,并将其输入到作业指令调节器(60)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备回转马达以及作业致动器的作业设备。
背景技术
例如,在专利文献1中对现有的作业设备进行了说明。该作业设备具备第一泵、第二泵作业致动器即动臂液压缸、回转马达、两个动臂控制阀即动臂用方向切换阀以及动臂合流阀。
上述动臂用方向切换阀,在使上述作业设备的动臂进行动臂提升动作的动臂提升操作或者进行动臂下降动作的动臂下降操作时,接受先导压的输入而开阀,由此,允许从上述第一泵排出的工作油通过该动臂用方向切换阀供给到上述动臂液压缸。从上述第二泵排出的工作油被供给到上述回转马达。上述动臂合流阀,在进行上述动臂提升操作时与上述动臂用方向切换阀一起接受先导压的输入而开阀,由此,从上述第二泵排出的工作油通过该动臂合流阀供给到上述作业致动器,即,允许从上述第二液压泵排出的工作油与从上述第一泵排出的工作油合流并供给到上述动臂液压缸。
由于通过上述动臂合流阀被允许合流的工作油即从上述第二泵供给到上述动臂液压缸的工作油是在上述动臂提升操作较大的情况下即在被要求的动臂提升速度较大的情况下用于使上述动臂提升动作增速的工作油,通常,为了仅在该动臂提升操作较大的情况下使上述动臂合流阀开阀,对该动臂合流阀的开阀特性与上述动臂用方向切换阀的开阀特性赋予差异。具体而言,以用比使上述动臂用方向切换阀开阀所需的先导压大的先导压让上述动臂合流阀开始开阀的方式,设定两个阀门的开阀特性。
然而,在这样对上述动臂用方向切换阀以及上述动臂合流阀的开阀特性与上述动臂合流阀的开阀特性之间赋予差异的情况下,在从复合操作状态转移至仅进行使回转马达动作的回转操作的回转单独操作状态时,存在上述回转马达的旋转被增速的风险,所述复合操作状态同时进行使回转马达动作的回转操作和使作业致动器动作从而进行上述动臂提升操作的作业操作。具体而言,在上述复合操作状态,通过让上述动臂合流阀,在上述作业操作的操作量被减少(例如,作业操作用的操作杆返回)的过程中在该作业操作的操作量变为零之前(例如,在上述操作杆返回到杆中立位置之前),先于上述动臂用方向切换阀关阀,因为到目前为止从第二泵流向作业致动器的工作油流向回转马达从而供给到该回转马达的工作油的流量急剧增加,存在在操作人员没有意料到的时刻上述回转马达的角加速度增加的风险。特别是,在上述回转操作是用于使上述回转马达减速的回转减速操作的情况下,上述回转马达的急加速与操作人员的意图相悖。
这样的问题不仅在如上所述的包含动臂提升操作和回转操作的复合操作状态会产生,而且,在从复合操作状态转移至单独回转操作状态时也会广泛地产生,所述复合操作状态同时进行用于使作业附属装置进行特定的作业动作的作业操作和回转操作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2005-83427号
发明内容
本发明的目的在于提供一种作业设备,该作业设备具备回转马达以及作业致动器,在用于使上述作业致动器工作的作业操作较大时能以较高的速度驱动该作业致动器,并且,在从同时进行该作业操作和用于使上述回转马达动作的回转动作的复合操作状态减为上述作业操作时能抑制在操作人员没有意料到的时刻上述回转马达的增速。
所提供的作业设备包括:下部行走体;上部回转体,可回转地搭载在所述下部行走体上;作业附属装置,被安装于所述上部回转体;作业致动器,通过接受工作油的供给以使所述作业附属装置进行特定的作业动作的方式而被驱动;回转马达,通过接受工作油的供给以使所述上部回转体相对于所述下部行走体进行回转动作的方式而被驱动;第一泵,排出工作油;第二泵,独立于所述第一泵,排出工作油;作业操作部,通过接受用于使所述作业附属装置进行特定的作业动作的作业操作,输出与该作业操作的大小即作业操作量对应的作业指令;回转操作部,通过接受用于使所述上部回转体进行所述回转动作的回转操作,输出与该回转操作对应的回转指令;第一作业致动器控制阀,被设置在所述第一泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入以使从所述第一泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式进行开闭动作;第二作业致动器控制阀,被设置在所述第二泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入以使从所述第二泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式进行开闭动作;回转控制阀,被设置在所述第二泵与所述回转马达之间并与所述回转操作部连接,通过接受所述回转指令的输入以使从所述第二泵供给到所述回转马达的工作油的流量发生变化的方式进行开闭动作;作业指令调节器,通过接受作业调节指令的输入,根据所述作业调节指令变更从所述作业操作部输入到所述第二作业致动器控制阀的所述作业指令的大小;以及,控制器。所述控制器包含用于生成所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的调节指令部。所述调节指令部,在没有对所述回转操作部施加所述回转操作而是对所述作业操作部施加所述作业操作的单独作业操作状态下,进行生成使所述作业操作量的第二最小操作量大于第一最小操作量的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的非同步控制,在对所述回转操作部施加所述回转操作的同时还对所述作业操作部施加所述作业操作的复合操作状态下,至少在所述回转操作是用于使所述回转动作减速的回转减速操作的情况下,进行生成使所述第二最小操作量与所述第一最小操作量相同的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的同步控制。所述第一最小操作量是可以使所述第一作业致动器控制阀从闭阀状态到开阀的所述作业操作量的最小操作量,所述第二最小操作量是可以使所述第二作业致动器控制阀开阀的所述作业操作量的最小操作量。因此,所述非同步控制是使所述第二作业致动器控制阀从闭阀状态切换到开阀状态的时机迟于(即,使从开阀状态切换到闭阀状态的时机提前)第一作业致动器控制阀开阀的时机的控制,所述同步控制是使所述第一以及第二作业致动器控制阀在开阀状态与闭阀状态之间的切换时机相同的控制。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的作业设备的侧视图。
图2是表示搭载于上述作业设备的液压回路的示意图。
图3是表示动臂提升操作量与上述液压回路所包含的第一动臂控制阀51以及第二动臂控制阀52各自的开度之间的关系的图。
图4是表示回转操作量以及动臂提升操作量的时间变化的一个例子的图。
图5是表示计算从与上述液压回路连接的控制器90输入到先导压限制阀60的指示电流的流程图。
图6是表示与上述动臂提升操作量相对应而计算出的指示电流Ir的图。
图7是表示与上述回转操作量相对应而计算出的指示电流Is的图。
具体实施方式
参照图1至图7对本发明的实施方式涉及的作业设备1进行说明。
上述作业设备1是用于进行特定的作业的设备。上述作业设备1例如是用于进行建筑作业的工程机械,该工程机械既可以是挖掘机也可以是吊车。上述作业设备1具备下部行走体 11、上部圆转体13、作业附属装置15、图2所示的液压控制装置20。
所述下部行走体11进行行走动作。所述上部回转体13可回转地搭载在下部行走体11 上。所述上部回转体13包含让操作上述作业设备1的操作人员进行驾驶的驾驶室13a。
上述作业附属装置15是进行作业动作的装置即作业装置。上述作业附属装置15被安装在所述上部回转体13上。上述作业附属装置15包含多个附属部件,即,动臂15a、斗杆15b 以及铲斗15c。上述动臂15a可起伏(在上下方向转动)地安装于上部回转体13。上述斗杆 15b在上下方向可转动地安装于上述动臂15a。上述铲斗15c在上下方向可转动地安装于上述斗杆15b。
上述液压控制装置20是液压控制上述作业设备1的动作的装置,包含图2所示的液压回路。上述液压控制装置20具备工作油供给单元30、多个致动器40、多个控制阀50、多个操作部70、先导压限制阀60、多个操作量检测器80、控制器90。
上述工作油供给单元30包含多个液压泵,该多个液压泵分别排出工作油。上述多个液压泵与作为驱动源的未图示的引擎连接,通过被该引擎输出的动力驱动而排出工作油。上述多个液压泵包含第一泵31、不同于第一泵31的排出工作油的第二泵32。上述第一泵31可以向上述多个作业致动器40所包含的一对动臂液压缸41分别供给工作油。上述第二泵32 可以向上述一对动臂液压缸41和上述多个致动器40所包含的回转马达47供给工作油。上述第二泵32可以同时且并行地向上述一对动臂液压缸41以及上述回转马达47供给工作油。
上述多个致动器40分别以使上述作业设备1工作的方式而配置。上述多个致动器40分别是接受工作油的供给而被驱动的液压致动器。上述多个致动器40包含多个作业致动器40a 和上述回转马达47。
上述多个作业致动器40a以使上述作业附属装置15工作的方式而配置。上述多个作业致动器40a包含可伸缩的多个液压缸,即,上述一对动臂液压缸41、斗杆液压缸43以及铲斗液压缸45。
上述一对动臂液压缸41使动臂15a相对于图1所示的上部回转体13进行起伏动作(以使其可在上下方向转动的方式而配置)。上述动臂液压缸41的个数没有限定。这种情况对上述斗杆液压缸43以及上述铲斗液压缸45也同样。如图2所示,上述动臂液压缸41包含头室41a和杆室41b。通过向上述头室41a供给工作油,从上述杆室41b排出工作油并且上述动臂液压缸41被向伸长方向驱动,从而使上述动臂15a朝上转动。即,使动臂15a进行动臂提升动作。相反,通过向上述杆室41b供给工作油,从上述头室41a排出工作油并且动臂液压缸41被向收缩方向驱动,从而使上述动臂15a朝下转动。即,使动臂15a进行动臂下降动作。
上述斗杆液压缸43以使上述斗杆15b相对于上述动臂15a在上下方向转动的方式而配置。上述铲斗液压缸45以使上述铲斗15c相对于上述斗杆15b在上下方向转动的方式而配置。上述斗杆液压缸43以及上述铲斗液压缸45包含与上述动臂液压缸41的上述头室41a以及杆室41b相同的头室以及杆室,与上述动臀液压缸41同样地为可伸缩。
在该实施方式,上述多个作业致动器之中的上述一对动臂液压缸41分别为本发明涉及的“作业致动器”的例子,上述动臂提升动作相当于“特定的作业动作”。但是,本发明涉及的“作业致动器”以及该作业致动器使作业附属装置进行的“特定的作业动作”并不局限于上述动臂液压缸41以及上述动臂提升动作。
上述回转马达47以使所述上部回转体13进行相对于所述下部行走体11的回转动作的方式与该上部回转体13连接。如图2所示,上述回转马达47是液压马达,通过接受从上述第二泵32排出的工作油的供给而被驱动,使所述上部回转体13进行上述回转动作。
上述多个控制阀50被分别设置在上述工作油供给单元30和上述多个致动器40之间 (连接上述工作油供给单元30与上述多个致动器40之中的每个致动器40的油路的中途)。上述多个控制阀50分别,以使从上述工作油供给单元30排出并供给到上述多个致动器40 之中的与该控制阀50对应的致动器40的工作油的流动方向以及流量发生变化的方式,进行开闭动作。上述多个控制阀50包含多个作业致动器控制阀50a和回转控制阀57。
上述多个作业致动器控制阀50a被分别设置在上述工作油供给单元30和上述多个作业致动器40a之间,以控制从上述工作油供给单元30分别供给到上述多个作业致动器40的工作油的流动方向以及流量的方式,进行开闭动作。上述多个作业致动器控制阀50a包含第一动臂控制阀51、第二动臂控制阀52、斗杆控制阀53、铲斗控制阀55。
上述第一动臂控制阀51是“第一作业致动器控制阀”的例子。该第一动臂控制阀51也被称为“动臂第1速阀(boom lst speed valve)”或“动臂主滑阀(boom main spoolvalve)”。上述第一动臂控制阀51被设置在上述第一泵31和上述一对动臂液压缸41之间,以使从上述第一泵31供给到上述一对动臂液压缸41的工作油的流动方向以及流量发生变化的方式,进行开闭动作。具体而言,上述第一动臂控制阀51,通过接受作为作业指令的例子的动臂提升指令的输入,以使从上述第一泵31供给到上述一对动臂液压缸41(进一步具体而言是每个头室41a)的工作油的流量变成与上述作业指令对应的流量的方式,进行开闭动作。上述“动臂提升指令”是让上述动臂15a进行上述动臂提升动作的指令,换句话说,是使上述动臂液压缸41伸展的指令。
具体而言,上述第一动臂控制阀51,以形成允许工作油从上述第一泵31向上述头室41a 供给的流路的方式进行开阀,并以使该流路的开口的开度发生变化的方式进行开闭动作。上述第一动臂控制阀51是包含阀芯(spool)并且根据该阀芯的位置改变上述开口即动臂提升限入开口(meter-in opening)的开度的滑阀(spool valve)。而且,上述第一动臂控制阀51是具有动臂提升先导端口51a以及动臂下降先导端口51b的先导操作式(pilot-operated)的液压切换阀,通过向上述先导端口51a、51b的其中之一输入先导压,上述阀芯向与输入了该先导压的先导端口对应的方向位移与该先导压的大小对应的行程。上述多个控制阀50之中的上述第一动臂控制阀51以外的控制阀50也由相同的滑阀构成。
上述动臂提升指令,在该实施方式是输入到上述第一动臂控制阀51的上述先导端口的先导压即动臂提升先导压,上述第一动臂控制阀51,根据该动臂提升先导压的输入,以使上述一对动臂液压缸41的每个动臂液压缸伸长(即,使动臂15a进行动臂提升动作)的方式,以与上述动臂提升先导压的大小对应的开度进行开阀。上述第一动臂控制阀51或者也可以根据输入到该第一动臂控制阀51的电信号进行工作。即,通过上述动臂提升指令例示的作业指令也可以是电信号等。相反,上述第一动臂控制阀51,通过接受使上述动臂15a下降的指令即动臂下降指令的输入,以使从上述第一泵31供给到上述动臂液压缸41的上述杆室 41b的工作油的流量变成与上述动臂下降指令对应的流量的方式,进行开闭动作。
上述第二动臂控制阀52是第二作业致动器控制阀的例子。该第二动臂控制阀52也被称为“动臂第2速阀(boom 2nd speed valve)”或“动臂提升合流阀”。该第二动臂控制阀52 被设置在上述第二泵32和上述动臂液压缸41之间,以使从上述第二泵32供给到上述动臂液压缸41的工作油的流量发生变化的方式进行开闭动作。上述第二动臂控制阀52,以允许从上述第二泵32向上述动臂液压缸41的头室41a供给工作油从而使上述动臂15a的上述动臂提升动作增速的方式,进行开阀。即,上述第二动臂控制阀52是以允许从上述第二泵32排出的工作油与从上述第一泵31排出并供给到上述头室41a的工作油合流的方式进行开阀的阀门。
上述第二动臂控制阀52可以通过接受上述动臂提升指令的输入,以使从上述第二泵32 供给到上述动臂液压缸41(进一步具体而言是头室41a)的工作油的流量变成与上述动臂提升先导压对应的流量的方式,进行开闭动作。具体而言,上述第二动臂控制阀52,以形成允许向动臂液压缸41的头室41a供给工作油的流路的方式进行开阀,并以使该流路的开度即动臂提升合流限入开口的面积发生变化的方式进行动作。上述第二动臂控制阀52在上述动臂15a下降时不需要工作。换句话说,不需要形成用于从上述第二动臂控制阀52向上述杆室41b供给工作油的流路。但是,也可以设置用于从上述第二动臂控制阀52向上述杆室41b 供给工作油的流路。在这种情况下,第二动臂控制阀52例如形成允许通过接受上述动臂下降指令的输入使从上述第二泵32排出的工作油不是供给到上述头室41a而是供给到上述杆室41b的流路。
该实施方式涉及的上述第二动臂控制阀52是具有动臂提升先导端口52a的先导操作式的液压切换阀,被输入到该第二动臂控制阀52的上述动臂提升指令是被输入到上述动臂提升先导端口52a的动臂提升先导压。上述第二动臂控制阀52,通过接受上述动臂提升先导压的输入,以与该动臂提升先导压对应的开度进行开阀。在该第二动臂控制阀52或者也可以输入作为上述动臂提升指令(作业指令)的电信号。
上述斗杆控制阀53,以使从上述工作油供给单元30的上述第二泵32排出并供给到上述斗杆液压缸43的工作油的流动方向以及流量发生变化的方式,进行开闭动作。上述斗杆控制阀53也可以与上述第一动臂控制阀51和上述第二动臂控制阀52同样,针对上述第一泵31以及上述第二泵32分别设置。
上述铲斗控制阀55,以使从上述工作油供给单元30的上述第一泵31供给到上述铲斗液压缸45的工作油的流动方向以及流量发生变化的方式,进行开闭动作。上述铲斗控制阀 54也可以与上述第一动臂控制阀51和上述第二动臂控制阀52同样,针对上述第一泵31以及上述第二泵32分别设置。
上述回转控制阀57被设置在上述第二泵32与上述回转马达47之间,以使从上述第二泵32供给到上述回转马达47的工作油的流动方向以及流量发生变化的方式,进行开闭动作。进一步具体而言,上述回转控制阀57以允许从以下所述的泵具体而言为第二泵32向上述回转马达47供给工作油的方式进行开阀,所述泵经由上述工作油供给单元30所包含的液压泵之中的上述第二动臂控制阀52向上述动臂液压缸41供给工作油。上述回转控制阀57和上述第二动臂控制阀52并列地连接到第二泵32。上述回转控制阀57可以通过接受回转指令的输入,以使从上述第二泵32供给到上述回转马达47的工作油的流量变成与上述回转指令对应的流量的方式,进行开闭动作。上述“回转指令”是用于使所述上部回转体13进行回转动作的指令,即,使上述回转马达47工作的指令。
该实施方式涉及的上述回转控制阀57是具有一对回转先导端口57a、57b的先导操作式的液压切换阀,上述回转指令在该实施方式是被输入到上述一对回转先导端口57a、57b 的其中之一的先导压即回转先导压。该回转指令或者也可以是电信号。
上述多个操作部70分别接受操作人员进行的用于使上述作业设备1动作的操作。上述多个操作部70既可以设置在上述驾驶室13a内也可以设置在远离驾驶室13a的位置。例如,也可以进行上述作业设备1的远程操纵。上述多个操作部70分别输出具有与对该操作部70 施加的上述操作的大小即操作量对应的指令值的指令。图2所示的上述操作部70包含遥控阀(remote control valve),该遥控阀包含接受上述操作的操作杆,输出具有与上述操作的大小即操作量对应的大小的先导压。上述操作部70也可以或者输出与上述操作对应的电信号。上述操作部70以所述操作量越大则指令值就越大的方式输出具有指令值的指令。
上述多个操作部70包含动臂操作部71和回转操作部77。
上述动臂操作部71被施加动臂提升操作以及动臂下降操作。上述动臂操作部71是作业操作部的例子,上述动臂提升操作是作业操作的例子。上述动臂提升操作是用于使上述动臂 15a进行上述动臂提升动作的操作,具体而言,是使上述一对动臂液压缸41分别伸展的操作。上述动臂下降操作是用于使上述动臂15a进行上述动臂下降动作的操作,具体而言,是使上述一对动臂液压缸41收缩的操作。
上述动臂操作部71,在被施加了上述动臂提升操作时,输出与该动臂提升操作对应的动臂提升指令即动臂提升先导压,在被施加了动臂下降操作时,输出与该动臂下降操作对应的动臂下降指令即动臂下降先导压。上述动臂操作部71,分别经由第一动臂提升先导线61以及未图示的动臂下降先导线与上述第一动臂控制阀51的上述动臂提升先导端口51a以及上述动臂下降先导端口51b连接,并经由第二动臂提升先导线62与上述第二动臂控制阀52的上述动臂提升先导端口52a连接。因此,上述动臂操作部71可以通过上述第一以及第二动臂提升先导线61、62,向上述第一动臂控制阀51的动臂提升先导端口51a以及上述第二动臂控制阀52的动臂提升先导端口52a分别输入上述动臂提升先导压。在第二动臂控制阀52 是根据电信号而被控制的情况下,动臂操作部71也可以通过控制器90输出与对其施加的动臂提升操作对应的动臂提升指令(对于第一动臂控制阀51也相同)。
该实施方式涉及的上述动臂操作部71输出与对该动臂操作部71施加的上述动臂提升操作对应的先导压即动臂提升先导压。如此输出的动臂提升先导压,通过上述第一动臂提升先导线61被直接输入到上述第一动臂提升控制阀51的动臂提升先导端口51a,并通过如后所述的在中途设置了上述先导压限制阀60的第二动臂提升先导线62,经由上述先导压限制阀 60被输入到上述第二动臂控制阀52的动臂提升先导端口52a。另外,该实施方式的上述动臂提升操作是将构成上述动臂操作部71的操作杆从该操作杆的杆中立位置倒向动臂提升操作方向的操作,动臂下降操作是将上述操作杆从上述杆中立位置倒向与上述动臂提升操作方向相反的动臂下降操作方向的操作。
上述回转操作部77被施加回转操作。上述回转操作是用于使图1所示的所述上部回转体13相对于所述下部行走体11进行回转动作的操作,具体而言,是使上述回转马达47工作的操作。上述回转操作部77输出与对其施加的上述回转操作对应的回转指令。该实施方式涉及的上述回转操作部77输出与上述回转操作对应的回转先导压。上述回转操作部77经由回转先导线67与上述回转控制阀57的一回转先导端口57a连接,并经由未图示的回转先导线与另一回转先导端口57b连接。因此,上述回转操作部77,通过上述回转先导线67 或者未图示的回转先导线,向上述回转控制阀57的回转先导端口57a、57b的其中之一输入上述回转先导压。该实施方式涉及的上述回转操作是将上述回转操作部77所包含的操作杆倒向第一回转操作方向或与其相反的第二回转操作方向的操作。上述回转操作部77向上述一对回转先导端口57a、57b之中与对上述操作杆施加的上述回转操作的方向对应的回转先导端口输入上述回转先导压。
上述先导压限制阀60是作业指令调节器的例子,通过接收来自上述控制器90的先导压限制指令的输入,根据该先导压限制指令限制动臂提升指令(动臂提升先导压),所述动臂提升指令通过上述第二动臂提升先导线62被从上述动臂操作部71输入到上述第二动臂控制阀 52的动臂提升先导端口52a。上述先导压限制指令是用于变更作业指令的大小的作业调节指令的例子。上述动臂提升先导压的限制牵连到对上述第二动臂控制阀52的开度的限制。具体而言,上述先导压限制阀60,根据上述先导压限制指令,限制从上述动臂操作部71输入到上述第二动臂控制阀52的动臂提升先导压,即,使动臂提升先导压降低。该实施方式涉及的先导压限制阀60是电磁式的减压阀,通过接收作为上述先导压限制指令的电信号,具体而言,图6所示的指示电流Ir或者图7所示的指示电流Is的输入,根据上述先导压制指令使从上述动臂操作部71输出的动臂提升先导压减压,并将被减压的先导压作为最终的动臂提升先导压输入到上述动臂提升先导端口52a。具体而言,上述先导压限制阀60,根据被输入到该先导压限制阀60的先导压限制指令,改变该先导压限制阀60的开度,进行与该开度对应的上述动臂提升先导压的减压。上述先导压限制阀60可以是逆比例电磁阀(inverse proportional solenoid valve),在这种情况下,上述先导压限制阀60的开度随着被输入到该先导压限制阀60的先导压限制指令具体而言是基于图6以及图7所示的关系计算出的指示电流Ir或者指示电流Is变大而变小,从该先导压限制阀60输出的先导压变小。该先导压限制阀60也可以由向其输入的所述指示电流的值越大则开度就越大的阀例如电磁比例减压阀来构成。
在本发明,向第二作业致动器控制阀(在图2为上述第二动臂控制阀52)输入变更后的作业指令(在图2为动臂提升指令)的装置,并不局限于包含诸如上述先导压限制阀60这样的减压阀的构成,也可以是自身输出先导压并根据上述作业调节指令变更该先导压的构成。例如,在上述第二动臂控制阀52是被电信号操作的情况下,也可以是将控制器90自身变更了的作业指令信号输入到上述第二动臂控制阀52的构成。
上述多个操作量检测器80检测对上述多个操作部70分别施加的操作的大小即操作量。上述多个操作量检测器80分别检测例如从与该操作量检测器80对应的操作部70输出的指令的大小即指令值。在图2所示的实施方式,上述多个操作量检测器80分别包含检测先导压的压力传感器。在上述操作部70输出电信号的情况下,与其对应的操作量检测器80检测电信号。在这种情况下,该操作量检测器80也可以由控制器90的一部分来构成。
该实施方式涉及的操作量检测器80包含动臂提升先导压传感器81和回转先导压传感器 87。动臂提升先导压传感器81,通过将从动臂操作部71输出的动臂提升先导压的大小转换为电信号,可以确定对该动臂操作部71施加的动臂提升操作的大小即动臂提升操作量。上述回转先导压传感器87,将从上述回转操作部77输出的回转先导压的大小转换成作为电信号的检测信号并输入到上述控制器90,由此,可以确定对该回转操作部77施加的回转操作的大小即回转操作量。
上述控制器90进行从上述多个操作量检测器80输入的检测信号的读取、多个指令信号的输出、多个运算动作(处理、判断、计算)、信息的存储等。上述控制器90包含生成作业调节指令并将其输入到作业指令调节器的调节指令部。该实施方式涉及的调节指令部将相当于上述先导压限制指令的电信号,具体而言,图6所示的指示电流Ir或者图7所示的指示电流Is输入到上述先导压限制阀60,由此,操作该先导压限制阀60的开度。
其次,对该实施方式涉及的上述作业没备1的作用进行说明。
在使动臂15a进行动臂提升动作的情况下,操作人员对动臂操作部71施加动臂提升操作。该动臂提升操作部71根据该动臂提升操作输出作业指令即动臂提升先导压。该动臂提升先导压,通过第一动臂提升先导线61被直接输入到第一动臂控制阀51的动臂提升先导端口51a,由此,该第一动臂控制阀51开阀使连通第一泵31和动臂液压缸41的头室41a的流路开通。该流路的开口面积即上述第一动臂控制阀51的开度与上述动臂提升先导压的大小相对应。所述流路允许从上述第一泵31排出的工作油通过上述第一动臂控制阀51供给到上述头室41a。由此,上述动臂液压缸41延伸,使动臂15a相对于图1所示的上部回转体13朝上转动。即,使动臂15a进行作为“特定的作业动作”的例子的动臂提升动作。
而且,通过上述动臂操作部71输出的动臂提升先导压也被输入到设置在第二动臂提升先导线62的先导压限制阀60,该先导压限制阀60,根据被输入到该先导压限制阀60的先导压限制指令将减压之后的动臂提升先导压输入到第二动臂控制阀52的动臂提升先导端口 52a。上述第二动臂控制阀52,以与被上述先导压限制阀60减压之后的动臂提升先导压的大小对应的开度开阀,由此,使连通第二泵32和动臂液压缸41的头室41a的流路开通,并使该流路的开口面积成为与上述动臂提升先导压的大小对应的开口面积。所述流路允许从上述第二泵32排出的工作油通过上述第二动臂控制阀52供给到上述头室41a。由此,从上述第二泵32排出并流经上述第二动臂控制阀52的工作油与从上述第一泵31排出并供给到头室41a的工作油合流。该合流,与只有从上述第一泵31排出的工作油供给到上述头室41a的情况相比较,增加了供给到该头室41a的工作油的流量,由此,使动臂液压缸41的驱动速度增大。
另一方面,如果操作人员对上述回转操作部77施加回转操作,该回转操作部77就输出与该回转操作对应的回转指令即回转先导压。该回转先导压被输入到上述回转控制阀57的一对回转先导端口57a、57b的其中之一,由此,该回转控制阀57开阀使连通上述第二泵32和上述回转马达47的流路开通,使该流路的开口面积成为与上述回转先导压的大小对应的开口面积。所述流路允许从上述第二泵32排出的工作油通过上述回转控制阀57供给到上述回转马达47。由此,上述回转马达47被回转驱动使图1所示的上部回转体13相对于下部行走体11进行回转动作。
图3示意了上述第一动臂控制阀51以及上述第二动臂控制阀52的开度相对于上述动臂提升操作量即对上述动臂操作部71施加的动臂提升操作的大小的特性。如图3的实线C1 所示,第一动臂控制阀51,如果与从上述动臂操作部71输出的动臂提升先导压的值即动臂提升先导压输出值(作业指令输出值)对应的动臂提升操作量在第一最小操作量A1以上,就开阀,并且,该第一动臂控制阀51的开度随着上述动臂提升操作量的增大以及伴随该操作量的增大上述动臂提升先导压输出值的增大而增大。另一方面,上述第二动臂控制阀52的开度相对于上述动臂提升操作量的特性,如图3的双点划线C2a以及虚线C2b所示,根据介于该第二动臂控制阀52的动臂提升先导端口52a和上述动臂操作部71之间的上述先导压限制阀60的开度而变化。即,上述第二动臂控制阀52相对于上述动臂提升操作量的开阀特性可以根据通过上述控制器90的上述调节指令部输入到上述先导压限制阀60的先导压限制指令(作业调节指令)进行改变。上述控制器90的上述调节指令部,基于上述动臂提升操作以及上述回转操作,判断执行以下的非同步控制以及同步控制之中的哪一个控制,并生成用于执行该控制的先导压限制指令并将其输入到上述先导压限制阀60。
上述非同步控制,如图3的双点划线C2a所示,是以使让上述第二动臂控制阀52从闭阀状态变为开阀所需的动臂提升操作量的最小操作量即第二最小操作量A2大于上述第一最小操作量A1的方式,通过上述先导压限制阀60限制被输入到上述第二动臂控制阀52的动臂提升先导压的控制,所述第一最小操作量A1是使上述第一动臂控制阀51开阀所需的与上述动臂提升先导压输出值对应的动臂提升操作量的最小值。换句话说,上述非同步控制是使上述第二动臂控制阀52随着动臂提升操作量的减少而达到全闭的时机早于上述第一动臂控制阀51达到全闭的时机的控制,相反,也是使上述第二动臂控制阀52随着动臂提升操作量的增加而开阀的时机迟于上述第一动臂控制阀51开阀的时机的控制。
具体而言,上述控制器90的调节指令部,如以后详细说明所述,通过将图6所示的指示电流Ir输入到上述先导压限制阀60执行上述非同步控制,所述指示电流Ir随着上述动臂提升操作量以及与其对应的上述动臂提升先导压输出值的增大而减小。
上述非同步控制被执行时的作用的例子如下所示。
上述动臂操作部71的操作杆位于杆中立位置时的动臂提升操作量为零,第一以及第二动臂控制阀51、52的开度也都为零。上述动臂提升操作量随着上述操作杆从上述杆中立位置倒向动臂提升操作方向而增大,在该动臂提升操作量变成大于上述第一最小操作量A1的时刻,第一动臂控制阀51从到目前为止的闭阀状态切换为开阀状态。在上述动臂提升操作量变成大于上述第一最小操作量A1且在上述第二最小操作量A2以下的情况下,上述第一动臂控制阀51以与上述动臂提升操作量对应的开度开阀,但上述第二动臂控制阀52保持全闭状态。此时,从上述第一泵31排出的工作油通过上述第一动臂控制阀51供给到动臂液压缸41的头室41a,由此,动臂液压缸41伸展。另一方面,处于全闭状态的第二动臂控制阀52阻止从上述第二泵32排出的工作油供给到上述动臂液压缸41。
如果上述动臂操作部71进一步倾倒上述动臂提升操作量达到上述第二最小操作量A2 以上,除了上述第一动臂控制阀51开阀以外,上述第二动臂控制阀52也以与上述动臂提升操作量对应的开度开阀,从上述第二泵32排出的工作油的一部分可与从上述第一泵31通过上述第一动臂控制阀51供给到上述动臂液压缸41的头室41a的工作油合流,并将合流后的工作油供给到该头室41a。
该非同步控制至少在单独动臂提升操作状态下进行。上述单独动臂提升操作状态是在回转操作以及动臂提升操作之中仅进行动臂提升操作的状态,是仅进行作业操作的单独作业操作状态的例子。上述非同步控制,仅在上述动臂提升操作量较大时即动臂提升动作所要求的速度较大时,通过使从第二泵32排出的工作油与从第一泵31排出的工作油合流并供给到动臂液压缸41,能够使上述动臂提升动作增速。
在该实施方式,即使是在同时进行上述回转操作和上述动臂提升操作的复合操作状态且上述回转操作是使所述上部回转体13的回转动作加速的回转加速操作的情况下,也执行上述非同步控制。其优点的一个例子如下所示。在从静止状态转移至同时进行动臂提升操作以及回转操作的复合操作状态时,上述回转马达47的动作需要使具有较大惯性力矩的上部回转体13开始移动所需的较大的动力,具体而言是比该回转马达47处于已经动作的状态大的动力,所述静止状态是上述动臂提升操作以及上述回转操作都没有进行的状态。此时,如果进行上述非同步控制,在上述动臂提升操作量达到上述第二最小操作量A2为止的期间上述第二动臂控制阀52保持全闭状态从而阻止从上述第二泵32排出的工作油供给到上述动臂液压缸41,由此,该工作油通过上述回转控制阀57供给到上述回转马达47,即,能够对回转马达47供给在其启动时所需的充足的动力。对此,如果回转马达47一旦开始动作(即,如果上部回转体13开始回转),驱动回转马达47所需的动力下降,产生将上述第二泵32的排出工作油供给到上述动臂液压缸41的余地。另一方面,因为上述第二动臂控制阀52在上述动臂提升操作量达到上述第二最小操作量A2以上时开阀并允许将从第二泵32排出的工作油与从上述第一泵31向上述动臂液压缸41的头室41a供给的工作油进行合流,与仅将从上述第一泵31排出的工作油供给到上述动臂液压缸41的情况相比,可以提高该动臂液压缸 41的驱动速度以及与其对应的动臂15a的动臂提升动作的速度。
另一方面,控制器90的上述调节指令部,在上述复合操作状态,在上述回转操作是使所述上部回转体13的回转动作减速的操作即回转减速操作的情况下,不进行上述非同步控制而是进行在后面详细说明的同步控制。在同时进行上述动臂提升操作以及上述回转操作的上述复合操作状态,如果一边执行上述非同步控制一边减少上述动臂提升操作量,上述第二动臂控制阀52比上述第一动臂控制阀51先闭阀,上述回转马达47的角加速度会增加。具体而言,如果在进行上述回转操作期间上述动臂提升操作量减少至上述第二最小操作量A2以下,上述第二动臂控制阀52先于上述第一动臂控制阀51从开阀状态转移至全闭状态,在此之前允许从上述第二泵32供给到上述动臂液压缸41的工作油流向回转马达47。这使得供给到回转马达47的工作油的压力急剧上升。例如,使该压力从上述动臂液压缸41的工作压 (保持压)瞬间上升至上述回转马达47的释放压(relief pressure)。该压力即供给到上述回转马达47的工作油的压力的急剧上升使该回转马达47的输出扭矩上升,从而使该回转马达47的输出轴的角加速度上升。特别是在操作人员进行使回转马达47减速的回转减速操作的情况下,该回转马达47的减速度会与进行该回转减速操作的操作人员的意图无关地降低。另一方面,如上所述,即使动臂提升操作量减少至上述第二最小操作量A2以下上述第二动臂控制阀52变为全闭,在该动臂提升操作量达到上述第一最小操作量A1以下为止的期间上述第一动臂控制阀51开阀。如此,会产生在动臂操作部71的操作杆没有返回到杆中立位置的状况下、操作人员没有意料到的、上部回转体13的角加速度的上升。即,尽管操作人员一边减少动臂提升操作量一边进行使上部回转体13的回转动作减速的回转减速操作,上部回转体13的回转动作也有可能突然增速。而且,尽管进行了上述回转减速操作,上部回转体 13的回转动作还增速会导致不必要的能量的消耗。
根据如上所述的理由,上述控制器90的调节指令部,在上述复合操作状态,在上述回转操作是上述回转减速操作的情况下,进行以下的同步控制。
上述同步控制,如图3的虚线C2b所示,是以使上述第一最小操作量A1与上述第二最小操作量A2成为相等的方式,设定应输入到上述先导压限制阀60的先导压限制指令(指示电压Is)的控制,上述第一最小操作量A1是上述第一动臂控制阀51从开阀状态转移至全闭状态时的上述动臂提升操作量,上述第二最小操作量A2是上述第二动臂控制阀52从开阀状态转移至全闭状态时的上述动臂提升操作量。具体而言,该实施方式涉及的上述调节指令部,通过采用图7所示的指示电流Is,执行上述同步控制。上述指示电流Is,在上述回转操作量为预先设定的第二回转操作量C2以上的情况下即在被判断为实质上进行了回转操作的情况下,被维持在恒定的最小指示电流值Is1,上述最小指示电流值Is1是使上述先导压限制阀60的开度为最大的指示电流Is的值。即,以在上述先导压限制阀60的开度为最大的状态下使上述第二最小操作量A2与上述第一最小操作量A1相等的方式,设定上述第二动臂控制阀52的开度特性(与输入到动臂提升先导端口52a的动臂提升先导压对应的该第二动臂控制阀52的开度的特性)。
在上述同步控制,上述第一最小操作量A1和上述第二最小操作量A2并不一定需要完全(严格地)一致,只要是可以防止因上述非同步控制由上述第一以及第二最小操作量A1、 A2的偏差引起的上述回转马达47的意外的增速的程度的一致即可。即,上述同步控制是使第一动臂控制阀51全闭的时机与上述第二动臂控制阀52全闭的时机相同的控制,以便可以防止在上述复合操作状态下当操作人员减少动臂提升操作量时发生该操作人员没有意料到的回转的增速。
上述同步控制可以防止上述回转马达47发生意外的增速的理由如下所述。在上述复合操作状态,即使上述动臂提升操作量从大于非同步控制执行时的上述第二最小操作量A2的量减少至该第二最小操作量A2以下的量,在该动臂提升操作量减少至第一最小操作量A1 (即,执行同步控制时的第二最小操作量A2)为止的期间,上述第二动臂控制阀52与上述第一动臂控制阀51同样维持开阀状态。而且,在上述动臂提升操作量变为上述第一最小操作量A1的时刻,上述第一动臂控制阀51全闭,同时,为了使上述第二最小操作量A2与上述第一最小操作量A1一致,上述第二动臂控制阀52也全闭。这能有效地抑制,在上述复合操作状态下的上述动臂提升操作量减少时,到该动臂提升操作量变为零之前在操作人员没有意料到的时刻,因先于上述第二动臂控制阀52闭阀引起的回转马达47的角加速度的突变。
另外,在上述复合操作状态下上述回转操作的操作量被维持在大于零的恒定的操作量的情况下,上述控制器90的上述调节指令部既可以进行上述同步控制也可以进行上述非同步控制。在执行上述同步控制的情况,与上述同样,能够抑制回转马达47伴随着第二动臂控制阀52的全闭的急加速,该第二动臂控制阀52在上述动臂提升操作量减少至零为止的期间在操作人员没有意料到的时刻全闭。
在上述复合操作状态下当进行使上述回转马达47加速的回转操作即回转加速操作的情况下,上述控制器90的上述调节指令部既可以进行上述非同步控制也可以进行上述同步控制。如果在这种情况下进行上述非同步控制,如上所述,因上述第二动臂控制阀52先于上述第一动臂控制阀51闭阀,上述回转马达47有可能增速,但是,通常,由于该增速是反映了进行上述回转加速操作的操作人员的意图的现象,给操作人员带来的不适感较少。另一方面,在上述动臂提升操作量为大于上述第一最小操作量A1且在上述第二二最小操作量A2以下的期间,可以使因上述第二动臂控制阀52全闭从上述第二泵32排出的工作油不供给到上述动臂液压缸41而是供给到回转马达47。这使得能够确保回转马达47的加速性即所述上部回转体13的回转加速性。特别是能够提高回转马达47从停止状态开始启动时的加速性即上部回转体13的回转的启动性。
另外,在上述复合操作状态下进行上述回转加速操作时进行上述同步控制的情况下,与上述同样,能够抑制上述回转马达47的急加速。
如上所述,在根据是否正在进行回转减速操作来决定是执行同步控制还是执行非同步控制的情况下,上述控制器90最好还包含判断是否正在进行上述回转减速操作的回转减速操作判断部。该回转减速判断部可以在,例如作为上述回转操作的大小的回转操作量从大于图 4所示的恒定的减速阈值th的状态转移至小于该减速阈值th的状态的情况下,判断为正在进行回转减速操作。上述减速阈值th是针对上述回转操作量而预先设定的阈值。该减速阈值th被保存在上述控制器90。上述减速阈值th最好设定为能够辨别上述回转操作量被从为最大操作量tmax的状态例如上述回转操作部77的操作杆被全挡操作的状态变为该回转操作量被减少的状态(不是全挡操作)的值。减速阈值th,例如,如图4所示被设定成作为上述回转操作量的最大值的最大操作量的附近的值。在上述实施方式,上述减速阈值th是针对上述回转先导压而设定的值。在上述回转操作部77输出具有与回转操作量对应的电流值的电信号的情况下,上述减速阈值th针对该电流值而设定。
图4是分别用实线Ls和点划线Lr表示上述回转操作量和上述动臂提升操作量的时间变化的例子的示意图。在该例子,从时刻t0起到时刻t1为止,回转操作量在增加。从时刻t1起到时刻t2为止,回转操作量被维持在最大操作量tmax(维持全挡操作)。回转操作量从经过时刻t2起被减少在时刻t3达到减速阈值th。在该时刻,上述控制器90的回转减速操作判断部判断正在进行回转减速操作。因为动臂提升操作在该时刻t3正在进行,所以控制器90的控制在该时刻被从非同步控制切换为同步控制。因此,之后,在动臂提升操作量达到零为止的期间,上述第一动臂控制阀51和上述第二动臂控制阀52在同一时机转移至全闭状态,由此,上述第二动臂控制阀52随着用点划线Lr所示的动臂提升操作量的减少而先行闭阀,由此可以防止回转马达47的急增速。
但是,用于判断所述回转减速操作的方法并不局限于此。例如,上述控制器90的回转减速操作判断部,也可以基于上述回转操作量的单位时间的变化量等其它的值,判断是否正在进行回转减速操作。
上述控制器90,如上所述,通过向先导压限制阀60输入作为作业调节指令的先导压限制指令(图6所示的用于非同步控制的指示电流Ir或者图7所示的用于同步控制的指示电流Is)来操作先导压限制阀60的开度,执行上述非同步控制以及上述同步控制。上述先导压限制阀60,根据从上述控制器90输入的先导压限制指令,限制从上述动臂操作部71输入到上述第二动臂控制阀52的动臂提升指令,在该实施方式为输入到上述第二动臂控制阀52的动臂提升先导端口52a的动臂提升先导压。因此,上述控制器90的调节指令部,在执行同步控制时,生成比执行非同步控制时通过上述先导压限制阀60对动臂提升先导压的限制小的先导压限制指令,并将其输入到上述先导压限制阀60。即,上述控制器90的上述调节指令部,以使与任意的动臂提升操作量对应的第二动臂控制阀52的开度在进行同步控制时比进行非同步控制时大的方式,生成上述先导压限制指令。上述先导压限制指令还包含解除上述动臂提升先导压的限制的指令,即,使上述先导压限制阀60的开度为最大的指令。在该实施方式,该指令是为了同步控制而生成的。上述控制器90,在执行同步控制以及非同步控制时,既可以变更输入到上述第一动臂控制阀51的动臂提升先导压,也可以不变更输入到上述第一动臂控制阀51的动臂提升先导压。在上述实施方式,上述第一动臂控制阀51的开度不受上述控制器90的控制,而是受从上述动臂操作部71输出的动臂提升先导压的直接操作。
上述非同步控制以及上述同步控制基于上述动臂提升操作以及上述回转操作的执行,例如可以通过图5的流程图所示的处理来执行。
首先,上述控制器90的调节指令部,基于预先设定的指示电流Ir的特性,即,所述指示电流Ir相对于如图6所示的动臂提升操作量(动臂提升先导压)的特性,计算与实际的动臂提升操作量(具体而言是通过上述动臂提升先导压传感器81检测到的动臂提升先导压即从动臂操作部71输出的动臂提升先导压)对应的指示电流Ir(指令值)(图5所示的步骤S11)。即,上述控制器90的上述调节指令部,以使上述动臂提升操作量越大则上述先导压限制阀60的开度以及上述第二动臂控制阀52的开度就越大的方式,计算指示电流Ir(即,较小的指示电流Ir)。换句话说,上述控制器90的调节指令部,以使上述动臂提升操作量越小则上述先导压限制阀60的开度以及上述第二动臂控制阀52的开度就越小的方式,计算指示电流Ir(即,较大的指示电流Is)。
具体而言,上述控制器90,保存图6所示的用于确定与上述动臂提升操作量(动臂提升先导压)对应的指示电流Ir的图,基于该动臂提升操作量(从动臂提升先导压传感器61输入到控制器90的动臂提升先导压检测信号),利用该图计算出与该动臂提升操作量对应的指示电流Ir。图6所示的特性以先导压限制阀60的构成为上述指示电流Ir越大则开度就越小为前提而设定。根据图6所示的特性,上述控制器90的上述调节指令部,在上述动臂提升操作量小于第一动臂提升操作量B1时,计算出使先导压限制阀60全闭的最大的指示电流Ir1,在动臂提升操作量大于第二动臂提升操作量B2(>B1)时,计算出使先导压限制阀60全开的最小指示电流Ir2。而且,当上述动臂提升操作量在上述第一动臂提升操作量B1以上且在上述第二动臂提升操作量B2以下时,上述调节指令部计算出随着上述动臂提升操作量的增大而减少的指示电流Ir2。
在步骤S11的阶段,实际上应输入到先导压限制阀60的指示电流还没有确定。
其次,上述控制器90的回转减速操作判断部,判断是否正在进行回转减速操作(步骤 S13)。
上述控制器90的调节指令部,在被判断为还没有进行上述回转操作或者虽然进行了回转操作但该回转操作不是回转减速操作的情况下(在图5所示的步骤S13为“否”),采用在步骤S11计算出的与上述动臂提升操作量对应的指示电流Ir并将其输入到先导压限制阀60 (图5所示的步骤S15)。即,上述控制器90的调节指令部,与回转操作量无关地,基于动臂提升操作量决定实际上应输入到先导压限制阀60的先导压限制指令(指示电流Ir)。这样,在没有进行回转操作而是进行动臂提升操作的单独动臂提升操作状态,或者,虽然是复合操作状态但是回转操作不是回转减速操作的状态下,执行非同步控制。
与此相对,在上述回转减速操作判断部判断为正在进行上述回转减速操作的情况下(在图5所示的步骤S13为“是”),上述调节指令部,根据图7所示的图计算出与上述回转操作量对应的指示电流Is,并将其输入到先导压限制阀60。上述控制器90,保存用于确定与上述图即上述回转操作量(具体而言是通过上述回转先导压传感器87检测到的回转先导压)对应的指示电流Is的图,并基于该图计算出与上述回转操作量对应的上述指示电流Is,并将其输入到先导压限制阀60。
根据图7所示的图,在上述回转操作量在预先设定的第一回转操作量C1以下的情况下,控制器90的调节指令部将在上述步骤S11基于动臂提升操作量计算出的指示电流Ir直接设定为指示电流Is。上述第一回转操作量C1是可以视为实质上没有进行回转操作的回转操作量的最大值,是接近于零的微小的值。即,在即使进行了回转减速操作但其结果到可以视为实质上回转操作已消失为止回转操作量接近于零的情况下,因为已经不是复合操作状态,所以可以采用非同步控制用的指示电流Ir。由此,被执行的控制从到目前为止的同步控制被切换为非同步控制。而且,在没有进行动臂提升操作的情况下,即,在动臂提升操作量小于上述第一最小操作量A1的情况下,上述第一以及第二动臂控制阀51、52都处于全闭状态。
相反,在上述回转操作量为稍微大于上述第一回转操作量C1的第二回转操作量C2以上的情况下,即,在被认为实质上进行了回转操作的情况下,上述控制器90的调节指令部,通过使上述指示电流Is为最小指示电流Is1,执行上述同步控制。该最小指示电流Is1,与对应于上述动臂提升操作量的指示电流的最小值即上述最小指示电流Ir2相同,是使上述先导压限制阀60以及上述第二动臂控制阀52全开的电流值。即,在同步控制,控制器90的调节指令部与动臂提升操作量无关地使指示电流Is为最小指示电流Is,从而解除上述先导压限制阀60对动臂提升先导压的限制。另外,上述第一回转操作量C1与上述第二回转操作量C2之间的差,在两者之间可以使指示电流Is从上述指示电流Ir连续地(在图7的例子为直线)减少至上述最小指示电流Is1的范围内被设定成较小。但是,图7只是上述指示电流Is的一个例子,也可以进行各种变形。例如,在上述回转操作量在上述第二回转操作量C2 以上的情况下,也可以是以使上述同步控制成立的方式,基于上述动臂提升操作量计算出上述指示电流Is。
本发明涉及的作业附属装置的特定的作业操作以及用于进行该作业操作的作业致动器,并不分别局限于上述动臂提升操作以及上述动臂液压缸41。例如,上述作业致动器也可以是斗杆液压缸43或者铲斗液压缸45。
图2所示的回路也可以进行适当的变更。例如,作业致动器(在上述实施方式为动臂液压缸41)以及回转马达(在上述实施方式为回转马达47)以外的液压致动器(例如,上述斗杆液压缸43、铲斗液压缸45、行走马达)可以连接到第1以及第二泵31、32中的其中之一,或者也可以连接到除此之外的液压泵(例如,第3泵)。
用于执行非同步控制以及同步控制的运算控制动作并不局限于图5的流程图中所示的动作。例如,代替步骤S13的判断处理,也可以进行判断是否处于同时进行动臂提升操作和回转减速操作的复合操作状态的处理,进行基于该判断结果决定是进行非同步控制还是进行同步控制的动作。或者,上述调节指令部也可以是如下的构成,即,无论回转操作是否为回转减速动作,在上述复合操作状态下进行上述同步控制。
图4所示的减速阈值th既可以恒定,也可以通过手动操作进行变更,还可以根据某些条件自动地进行变更。
图1所示的作业设备1的各构成要素的数量既可以进行变更也可以省略构成要素的一部分。例如,作为相互不同的多个部件或一部分而说明的部件也可以作为一个部件或一个部分来构成。相反,作为一个部件或一个部分而说明的部件也可以分成相互不同的多个部件或一部分而设置。
如上所述,本发明提供具备回转马达以及作业致动器的作业设备,该作业设备,在用于使所述作业致动器工作的作业操作较大时能以较高的速度驱动该作业致动器,并且,在从同时进行该作业操作和用于使上述回转马达动作的回转动作的复合操作状态减为上述作业操作时能抑制在操作人员没有意料到的时刻上述回转马达的增速。
所提供的作业设备包括:下部行走体;上部回转体,可回转地搭载在所述下部行走体上;作业附属装置,被安装于所述上部回转体;作业致动器,通过接受工作油的供给以使所述作业附属装置进行特定的作业动作的方式而被驱动;回转马达,通过接受工作油的供给以使所述上部回转体相对于所述下部行走体进行回转动作的方式而被驱动;第一泵,排出工作油;第二泵,独立于所述第一泵,排出工作油;作业操作部,通过接受用于使所述作业附属装置进行特定的作业动作的作业操作,输出与该作业操作的大小即作业操作量对应的作业指令;回转操作部,通过接受用于使所述上部回转体进行所述回转动作的回转操作,输出与该回转操作对应的回转指令;第一作业致动器控制阀,被设置在所述第一泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入以使从所述第一泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式进行开闭动作;第二作业致动器控制阀,被设置在所述第二泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入以使从所述第二泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式进行开闭动作;回转控制阀,被设置在所述第二泵与所述回转马达之间并与所述回转操作部连接,通过接受所述回转指令的输入以使从所述第二泵供给到所述回转马达的工作油的流量发生变化的方式进行开闭动作;作业指令调节器,通过接受作业调节指令的输入,根据所述作业调节指令变更从所述作业操作部输入到所述第作业致动器控制阀的所述作业指令的大小;以及,控制器。所述控制器包含用于生成所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的调节指令部。所述调节指令部,在没有对所述回转操作部施加所述回转操作而是对所述作业操作部施加所述作业操作的单独作业操作状态下,进行生成使所述作业操作量的第二最小操作量大于第一最小操作量的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的非同步控制,在对所述回转操作部施加所述回转操作的同时还对所述作业操作部施加所述作业操作的复合操作状态下,至少在所述回转操作是用于使所述回转动作减速的回转减速操作的情况下,进行生成使所述第二最小操作量与所述第一最小操作量相同的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的同步控制。所述第一最小操作量是可以使所述第一作业致动器控制阀从闭阀状态到开阀的所述作业操作量的最小操作量,所述第二最小操作量是可以使所述第二作业致动器控制阀开阀的所述作业操作量的最小操作量。因此,所述非同步控制是使所述第二作业致动器控制阀从闭阀状态切换到开阀状态的时机迟于(即,使从开阀状态切换到闭阀状态的时机提前)第一作业致动器控制阀开阀的时机的控制,所述同步控制是使所述第一以及第二作业致动器控制阀在开阀状态与闭阀状态之间的切换时机相同的控制。
该作业设备,在至少所述单独作业操作状态下,通过让所述调节指令部生成用于执行所述非同步控制的作业调节指令并将其输入到作业指令调节器,可以进行仅在所述作业操作量大于所述第二最小操作量(即,特定的作业动作所要求的速度较高)的情况下,使从第二泵排出的工作油供给到所述作业致动器从而使该作业致动器增速。另一方面,在所述复合操作状态下,至少在所述回转操作是回转减速操作的情况下,通过让所述调节指令部生成用于执行所述同步控制的作业调节指令并将其输入到作业指令调节器,可以防止在所述复合操作状态下所述作业操作量减少时,因所述第二作业致动器控制阀先于所述第一作业致动器控制阀全闭导致的操作人员没有意料到的回转马达的突然增速。
所述第一作业致动器控制阀以及所述第二作业致动器控制阀分别可以由先导操作式的液压切换阀构成,该液压切换阀,例如,通过接受先导压的输入而以与该先导压的大小对应的开度进行开阀。在这种情况下,所述作业操作部输出用于分别输入到所述第一作业致动器控制阀以及所述第二作业致动器控制阀的先导压作为所述作业指令,所述作业指令调节器为先导压限制阀,该先导压限制阀通过接受先导压限制指令的输入,以根据所述先导压限制指令使所述第二作业致动器控制阀的开度变小的方式,限制从所述作业操作部输出的所述先导压的大小,所述调节指令部,生成所述先导压限制指令作为所述作业调节指令,并将所生成的先导压限制指令输入到所述先导压限制阀,通过该调节指令部生成的用于所述同步控制的所述先导压限制指令,与用于所述非同步控制的所述先导压限制指令相比,使所述先导压限制阀对所述先导压的限制变小。在该实施方式,所述控制器只需利用改变从所述作业操作部输入到所述第二作业致动器控制阀的所述先导压的限制程度这样的简单操作,就可以执行所述非同步控制和所述同步控制。
在所述的作业设备,优选,所述作业附属装置包含可起伏地安装在所述上部回转体的动臂,所述作业致动器是使所述动臂相对于所述上部回转体在上下方向可转动地伸缩的动臂液压缸,所述作业致动器使所述作业附属装置进行的所述特定的作业动作是使所述动臂相对于所述上部回转体朝上转动的动臂提升动作。因为进行该动臂提升动作需要较大的动力,在复合操作状态下从第二液压泵向作业致动器供给工作油特别有效。
而且,优选,所述控制器还包含回转减速操作判断部,用于判断对所述回转操作部施加的所述回转操作是否为所述回转减速操作,所述调节指令部,在所述复合操作状态,仅在所述回转减速操作判断部将所述回转操作判断为所述回转减速操作的情况下,进行所述同步控制。该实施方式的所述控制器,通过同步控制可以防止在操作人员进行所述回转减速操作时回转马达违背操作人员的意愿突然增速,另一方面,在操作人员例如进行回转加速操作而所述回转马达的增速并没有违背该操作人员的意愿时,可以执行上述非同步控制优先从所述第二液压泵向所述回转马达供给工作油。
具体而言,优选,所述回转减速操作判断部,在作为所述回转操作的大小的回转操作量从减速阈值大的状态转移至较小的状态的情况下,判断为正在进行所述回转减速操作,所述减速阈值是针对该回转操作量设定的阈值。该回转减速操作判断部,通过只需将所述回转减速操作与所述减速阈值进行比较的简单动作,即可以判断有无所述回转减速操作。
Claims (6)
1.一种作业设备,其特征在于包括:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载在所述下部行走体上;
作业附属装置,被安装于所述上部回转体;
作业致动器,通过接受工作油的供给以使所述作业附属装置进行特定的作业动作的方式而被驱动;
回转马达,通过接受工作油的供给以使所述上部回转体相对于所述下部行走体进行回转动作的方式而被驱动;
第一泵,排出工作油;
第二泵,独立于所述第一泵,排出工作油;
作业操作部,通过接受用于使所述作业附属装置进行特定的作业动作的作业操作,输出与该作业操作的大小即作业操作量对应的作业指令;
回转操作部,通过接受用于使所述上部回转体进行所述回转动作的回转操作,输出与该回转操作对应的回转指令;
第一作业致动器控制阀,被设置在所述第一泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入,以使从所述第一泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式,进行开闭动作;
第二作业致动器控制阀,被设置在所述第二泵和所述作业致动器之间并与所述作业操作部连接,通过接受所述作业指令的输入,以使从所述第二泵供给到所述作业致动器的工作油的流量根据所述作业指令而变化的方式,进行开闭动作;
回转控制阀,被设置在所述第二泵与所述回转马达之间并与所述回转操作部连接,通过接受所述回转指令的输入,以使从所述第二泵供给到所述回转马达的工作油的流量发生变化的方式,进行开闭动作;
作业指令调节器,通过接受作业调节指令的输入,根据所述作业调节指令变更从所述作业操作部输入到所述第二作业致动器控制阀的所述作业指令的大小;以及,
控制器,包含用于生成所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的调节指令部,其中,所述调节指令部,
在没有对所述回转操作部施加所述回转操作而是对所述作业操作部施加所述作业操作的单独作业操作状态下,进行生成使所述作业操作量的第二最小操作量大于第一最小操作量的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的非同步控制,
在对所述回转操作部施加所述回转操作的同时还对所述作业操作部施加所述作业操作的复合操作状态下,至少在所述回转操作是用于使所述回转动作减速的回转减速操作的情况下,进行生成使所述第二最小操作量与所述第一最小操作量相同的所述作业调节指令并将其输入到所述作业指令调节器的同步控制,其中,
所述第一最小操作量是可以使所述第一作业致动器控制阀从闭阀状态到开阀的所述作业操作量的最小操作量,
所述第二最小操作量是可以使所述第二作业致动器控制阀开阀的所述作业操作量的最小操作量。
2.根据权利要求1所述的作业设备,其特征在于,
所述第一作业致动器控制阀以及所述第二作业致动器控制阀分别是通过接受先导压的输入而以与该先导压的大小对应的开度开阀的先导操作式的液压切换阀,
所述作业操作部输出用于分别输入到所述第一作业致动器控制阀以及所述第二作业致动器控制阀的先导压作为所述作业指令,
所述作业指令调节器为先导压限制阀,该先导压限制阀通过接受先导压限制指令的输入,以根据所述先导压限制指令使所述第二作业致动器控制阀的开度变小的方式,限制从所述作业操作部输出的所述先导压的大小,
所述调节指令部,生成所述先导压限制指令作为所述作业调节指令,并将所生成的先导压限制指令输入到所述先导压限制阀,
通过该调节指令部生成的用于所述同步控制的所述先导压限制指令,与用于所述非同步控制的所述先导压限制指令相比,使所述先导压限制阀对所述先导压的限制变小。
3.根据权利要求1所述的作业设备,其特征在于,
所述作业附属装置包含可起伏地安装在所述上部回转体的动臂,
所述作业致动器是使所述动臂相对于所述上部回转体在上下方向可转动地伸缩的动臂液压缸,
所述作业致动器使所述作业附属装置进行的所述特定的作业动作是使所述动臂相对于所述上部回转体朝上转动的动臂提升动作。
4.根据权利要求2所述的作业设备,其特征在于,
所述作业附属装置包含可起伏地安装在所述上部回转体的动臂,
所述作业致动器是使所述动臂相对于所述上部回转体在上下方向可转动地伸缩的动臂液压缸,
所述作业致动器使所述作业附属装置进行的所述特定的作业动作是使所述动臂相对于所述上部回转体朝上转动的动臂提升动作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业设备,其特征在于,
所述控制器还包含回转减速操作判断部,用于判断对所述回转操作部施加的所述回转操作是否为所述回转减速操作,
所述调节指令部,在所述复合操作状态,仅在所述回转减速操作判断部将所述回转操作判断为所述回转减速操作的情况下,进行所述同步控制。
6.根据权利要求5所述的作业设备,其特征在于,
所述回转减速操作判断部,在作为所述回转操作的大小的回转操作量从比减速阈值大的状态转移至较小的状态的情况下,判断为正在进行所述回转减速操作,所述减速阈值是针对该回转操作量设定的阈值。
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