CN101107400A

CN101107400A - 建筑机械的控制模式切换装置以及建筑机械

Info

Publication number: CN101107400A
Application number: CNA2006800028212A
Authority: CN
Inventors: 金山登; 笹野幸太郎; 川村公一
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2026-01-12
Also published as: WO2006077759A1; JP4171467B2; GB0716153D0; CN101107400B; US20080300757A1; GB2439475A; GB2439475B; US7904224B2; JP2006200220A

Abstract

一种建筑机械的控制模式切换装置，包括：进行不同动作的多个执行机构(2、6、7)；驱动该各执行机构的驱动机构(10、11、12、14、15、16)；对该各驱动机构的动作进行指令的多个操作杆(22a～22c)；多个限制开关(72a～72e)，其分别对该各操作杆到达操作区域终端附近的情况进行检测；模式判定机构(控制器(23))，其根据这些限制开关的接通、断开状态的组合，判定是否为优先作业模式；以及驱动控制机构(控制器(23))，其在由该模式判定机构判定为是优先作业模式时，对驱动机构进行控制，使得特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或者在与其他驱动机构的对比中输出比高。

Description

建筑机械的控制模式切换装置以及建筑机械

技术领域

本发明涉及建筑机械的控制模式切换装置以及建筑机械。详细地说，涉及在挖掘机等建筑机械中，可以简单地进行作业模式的切换操作的控制模式切换装置以及建筑机械。

背景技术

作为进行砂土的挖掘、装载的建筑机械，如图13A以及图13B所示，公知的液压式挖掘机包括：下部行驶体a的行驶用液压马达1；上部旋转体b的旋转用液压马达2；在上部旋转体b的前部安装的作为作业机c的起重臂(boom)3、旋臂(arm)4、铲斗5；以及使这些作业机c工作的起重臂汽缸6、旋臂汽缸7、铲斗汽缸8。

在该液压式挖掘机中，在进行挖掘作业时，进行挖掘、抬起旋转、排土、降下旋转等一系列的连续作业。尤其在抬起旋转中，如图13A所示，在起重臂上升状态、旋臂下降状态下，如图13B所示，对停止在距离挖掘位置45°、90°或者180°附近位置的翻斗车d的货箱进行旋转动作。

在这样的旋转和起重臂、旋转和旋臂等的同时操作时，旋转回路的压力受到起重臂回路或旋臂回路的影响，起重臂回路或旋臂回路在低压时，旋转回路也变成低压，有时无法顺利进行旋转。

另外，由于旋转角度因翻斗车d的停止位置的不同而不同，所以目前，操作员基于这种情况通过控制这些液压执行机构的流量控制阀的阀芯(spool)开度，来控制向各回路供给的供给流量，以使双方的动作相适合来进行操作。例如，在翻斗车d停止在离挖掘位置45°的位置时，使得起重臂上升动作变快、且旋转速度变慢，另外，在翻斗车d停止在离挖掘位置180°的位置时，使得旋转速度变快、且起重臂上升动作变慢，如此按上述方式进行操作来控制向各回路的供给流量，使双方的动作相适合。但是，这样的操作往往非常困难而且劳累。

因此，本申请人在前提出了解决这些课题的液压式挖掘机的液压控制回路(参考专利文献1)。

其是一种液压式挖掘机的液压控制回路，其包括：进行起重臂上升、旋臂上升、旋转动作的各液压执行机构；起重臂用操作杆、旋臂用操作杆以及旋转用操作杆；基于这些操作杆的操作驱动各液压执行机构的液压回路，其中，设有选择作业模式的作业模式选择开关，若通过该作业模式选择开关选择起重臂优先模式、旋转优先模式、标准模式的任一种，则在与选择的模式对应的液压回路中优先流动压油。

专利文献1：特许2583148号公报

但是，在上述专利文献1记载的液压式挖掘机的液压控制回路中，在需要一边操作起重臂用操作杆、旋臂用操作杆、以及旋转用操作杆，一边选择起重臂优先模式或旋转优先模式时，手必须从操作杆离开，去切换操作作业模式切换开关，所以存在切换作业麻烦的缺点。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够简单进行作业模式的切换操作的控制模式切换装置以及建筑机械。

本发明的建筑机械的控制模式切换装置的特征是，包括：进行不同动作的多个执行机构；驱动该各执行机构的驱动机构；对该各驱动机构的动作进行指令的多个操作杆；多个检测机构，其分别对该各操作杆到达操作区域终端附近的情况进行检测；模式判定机构，其根据这些检测机构的检测状态的组合，判定是否为特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或在与其他驱动机构的对比中输出比高的优先作业模式；以及驱动控制机构，其在由该模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述驱动机构进行控制，使得与该优先作业模式对应的特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或者在与其他驱动机构的对比中输出比高。

在此，所谓驱动机构的输出是指速度或力。另外，所谓特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时是指，相对于标准作业模式时的输出，优先作业模式时的输出高。所谓特定的一个以上的驱动机构的输出在与其他的驱动机构的对比中输出比高是指，虽然使特定的一个以上的驱动机构的输出不变，但在降低其他的驱动机构的输出的情况下等，在与其他的驱动机构的输出的关系上，包括全部的输出比相对高的情况。

根据这样的本发明，若对操作杆进行操作，则通过驱动机构使执行机构工作。因此，通过多个操作杆的操作，使多个执行机构同时或顺次动作，从而可以执行希望的作业。

在该作业中，在例如想要加速某一特定的执行机构的动作的情况下，将使该执行机构动作的操作杆操作到操作区域终端附近。于是，由检测机构检测出操作杆已经到达操作区域终端附近，接着，根据检测机构的检测状态的组合，判定是否为优先作业模式。若判定为是优先作业模式，则控制驱动机构，以使与该优先作业模式对应的特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或在与其他的驱动机构的对比中输出比高。如此，可以例如加快特定的执行机构的动作。

因此，可以在操作操作杆的同时手不用离开该操作杆，通过将操作杆操作到操作区域终端附近，就可以切换到优先作业模式，因此，可以简单地进行向优先作业模式的切换操作。

在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，所述模式判定机构包括：存储机构，其对应于所述检测机构的检测状态的组合存储有多个优先作业模式；和选择机构，其从所述存储机构中选择与所述检测机构的检测状态的组合对应的优先作业模式。

根据这样的本发明，由于预先在存储机构中对应于检测机构的检测状态的组合存储有多个优先作业模式，因此，可以容易地改变根据检测机构的检测状态的组合而设定的优先作业模式。

在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，所述执行机构由液压执行机构构成，所述各驱动机构由液压回路构成，并且包括对该液压回路的流量进行控制的流量控制机构，所述驱动控制机构，在由所述模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述流量控制机构进行控制，使得向特定的一个以上的液压回路供给的压油供给量比向其他的液压回路供给的压油供给量多。

根据这样的本发明，由于通过液压执行机构构成执行机构，通过液压回路构成各驱动机构，因此，即使适用于需要相当力的机械例如挖掘机等，也能够发挥大的力，可以实现充分的挖掘作业。而且，由于驱动控制机构是对流量控制机构进行控制，使得向液压回路供给的压油供给量比向其他的液压回路供给的压油供给量多的结构，因此可以以比较简单的结构实现。

在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，具有对所述多个驱动机构进行驱动的发动机，所述驱动控制机构使发动机输出增减。

另外，在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，具有对所述多个驱动机构进行驱动的电池，所述驱动控制机构使电池输出增减。

根据这样的本发明，由于使驱动多个驱动机构的发动机、或电池的输出增减来执行优先作业模式，因此可以提高整体的功率。

在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，所述执行机构由液压执行机构构成，所述各驱动机构由液压回路构成，并且包括使该液压回路的压力可变的可变型压力控制阀，所述驱动控制机构，在由所述模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述可变型压力控制阀进行控制，使得特定的一个以上的液压回路的压力升高。

根据这样的本发明，由于执行机构由液压执行机构构成，各驱动机构由液压回路构成，并且对在液压回路上设置的可变型压力控制阀进行控制以执行优先作业模式，因此可以简单地构成。

在本发明的建筑机械的控制模式切换装置中，优选的是，具备告知机构，该告知机构使操作员认识到所述操作杆已经到达操作区域终端附近。

根据这样的本发明，由于具备告知机构，该告知机构使操作员认识到操作杆已经到达操作区域终端附近，因此，操作员可以认识到操作杆已经到达操作区域终端附近。

本发明的建筑机械的特征是，具有所述的本发明的控制模式切换装置。

根据这样的本发明，可以实现具有所述的本发明的控制模式切换装置的功能的建筑机械。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的操作杆的概念图；

图2是表示所述第一实施方式的操作杆的操作力和PPC压力的关系的图；

图3是表示所述第一实施方式的液压控制回路的图；

图4是表示所述第一实施方式的控制器内部的图；

图5是表示所述第一实施方式的优先作业模式的内容的图；

图6是表示所述第一实施方式的变形例的优先作业模式的内容的图；

图7是所述变形例的流程图；

图8是表示本发明的第二实施方式的液压控制回路的图；

图9是所述第二实施方式的操作杆的概念图；

图10是表示所述第二实施方式的操作杆的操作力和输出信号的关系的图；

图11是表示本发明第三实施方式的控制***回路的图；

图12是表示本发明的操作杆的变形例的图；

图13A是用于说明挖掘机的旋转动作的图；

图13B是用于说明挖掘机的旋转动作的图。

图中：2-旋转用液压马达(液压执行机构)；6-起重臂汽缸(液压执行机构)；7-旋臂汽缸(液压执行机构)；10-可变容量型液压泵(驱动机构、液压回路的构成要素)；11-排出管路(驱动机构，液压回路的构成要素)；12-带压力补偿的流量控制阀(驱动机构，液压回路的构成要素，流量控制机构)；13-可变容量型液压泵(驱动机构，液压回路的构成要素)；14-排出管路(驱动机构，液压回路的构成要素)；15-带压力补偿的流量控制阀(驱动机构，液压回路的构成要素，流量控制机构)；16-带压力补偿的流量控制阀(驱动机构，液压回路的构成要素，流量控制机构)；22a-旋臂用操作杆；22b-旋转用操作杆；22c-起重臂用操作杆；22d～22f-电气式操作杆；23-控制器；23A-模式判定机构；23A1-存储机构；23A2-选择机构；23B-驱动控制机构；66、67-可变型压力控制阀；72a、72c、72d、72e-限制开关(检测机构)；80-告知机构；91-发动机；110-电池。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

图1是在本实施方式中使用的操作杆的概念图，图2是表示该操作杆的操作力和PPC(Pilot Pressure Control)压力的输出特性的操作力线图。

本实施方式的操作杆22的结构是，对应于操作方向以及操作角度，阀V1、V2打开，来自先导泵(pilot pump)P的压油通过阀V1、V2，被送向先导管路(pilot pipe)PT1、PT2。

若设通常的操作杆的行程范围为100％，则本实施方式的操作杆22，能够操作到大约110％前后。若操作杆22的操作行程超过100％，则产生如果不施加比至此的操作力更大的操作力则不会动作的操作感觉。例如，若操作杆22的操作行程超过100％，则操作杆22的可动部抵接于弹簧等施力机构，在来自该施力机构的反作用力的作用下，如果不施加比至此的操作力更大的操作力则不会动作。

将操作杆22的操作行程超过100％达到大约110％前后的区域称为下倾(kick-down)区域(KDE)。若操作杆22到达下倾区域，即，操作杆22到达操作区域终端附近，则作为检测机构的限制开关LS1、LS2开启，检测出操作杆22到达下倾区域。在该下倾区域的PPC压力输出不会变化。

图3表示在液压式挖掘机的液压控制回路中的、尤其本发明的起重臂工作用液压汽缸6(以下简称为起重臂汽缸)、旋臂工作用液压汽缸7(以下简称为旋臂汽缸)以及旋转用液压马达2的三个液压执行机构的液压控制回路。

本液压控制回路由具备两个可变容量型液压泵10、13的双泵方式构成。在可变容量型液压泵10的排出管路11上，通过控制流量以及流动方向的带压力补偿的流量控制阀12连接有起重臂汽缸6。可变容量型液压泵13的排出管路14具有两个分支管路14a、14b。在分支管路14a上经由带压力补偿的流量控制阀15连接有旋转用液压马达2。在分支管路14b上经由带压力补偿的流量控制阀16连接有旋臂汽缸7。

而且，可变容量型液压泵10、13由发动机91驱动(在图3中，表现为在各泵10、13上分别连接发动机91，但实际上通过单一的发动机91驱动泵10、13)，该发动机91的最高转速以及最高输出经由没有图示的调节器(governor)由控制器23的指令信号控制。

如此，起重臂汽缸6、旋臂汽缸7以及旋转用液压马达2，与2基的可变容量型液压泵10、13并联连接，在此基础上经由返回回路17连接于油箱18。

带压力补偿的流量控制阀12、15、16由引导操作方式构成。先导泵1 9的主管20分别通过操作杆22a、22b、22c的先导管路73a～73f与各带压力补偿的流量控制阀12、15、16的两端连接。

在起重臂用操作杆22c上设有在将操作杆22c向起重臂上升方向操作时，检测操作杆22c到达下倾区域的限制开关72a；在旋转用操作杆22b上设有在将操作杆22b向左右两旋转方向操作时，检测操作杆22b到达下倾区域的限制开关72c、72d；在旋臂用操作杆22a上设有在将操作杆22a向旋臂挖掘方向操作时，检测操作杆22a到达下倾区域的限制开关72e。

这些限制开关72a、72c、72d、72e通过信号回路71a、71c、71d、71e与控制器23连接。

在可变容量型液压泵10、13的排出管路11、14上连接有可变型压力控制阀67、66。若利用从控制器23通过信号回路60、62输出的指令信号，切换先导阀61、63，则来自先导泵19的先导压力通过先导管路64、65作用于可变型压力控制阀67、66的操作部。由此，控制可变容量型液压泵10、13的排出管路11、14的最大压力(安全压力)。此外，26是引导油压的返回管路。

为了限制最大流量，在带压力补偿的流量控制阀12、15、16上设有可以限制该控制阀内的阀芯行程的机构。若利用从控制器23通过信号回路74b、74c、74d而输出的指令信号，切换先导阀75b、75c、75d，则来自先导泵19的先导压力通过先导管路阀76b、76c、76d，作用于各带压力补偿的流量控制阀12、15的操作部，由此，进行控制来限制带压力补偿的流量控制阀12、15的流量。

在此，构成作为驱动机构的液压回路，其包括液压泵10、13、排出管路11、14以及带压力补偿的流量控制阀12、15、16，用于驱动液压执行机构(旋转用液压马达2、起重臂汽缸6以及旋臂汽缸7)。

在带压力补偿的流量控制阀12、15、16上设有压力补偿阀27a、27b、27c，其检测并补偿相对于各个液压执行机构(起重臂汽缸6、旋臂汽缸7、旋转用液压马达2)的必要流量的液压泵10、13的排出压力。压力补偿阀27a、27b、27c通过先导管路29a、29b与液压泵10、13的负载传感调节器(load sensing regulator)28a、28b连接。

作为负载传感回路，在从带压力补偿的流量控制阀15的出口32检测出旋转用液压马达2的最大负荷压力的先导管路33、和从带压力补偿的流量控制阀16的出口30检测出旋臂汽缸7的最大负荷压力的先导管路31中，用梭阀(shuttle valve)34检测出最大负荷压力侧的压力，在与该梭阀34连接的先导管路35、和从带压力补偿的流量控制阀12的出口36检测出起重臂汽缸6的最大负荷压力的先导管路37中，用梭阀38检测出最大负荷压力侧的压力，在此基础上，将其通过先导管路39，一方面通过先导管路29a输入到液压泵10的负载传感调节器28a，另外，另一方面通过先导管路29b输入到另一方的液压泵13的负载传感调节器28b。

在上述负载传感回路中夹设有旋转负载传感切换阀40。该切换阀40在通过先导管路41由控制器23的信号回路51控制的电磁式先导阀52的作用下被切换控制。

负载传感调节器28a、28b分别在排出管路11、14和控制液压泵10、13的斜板倾转量的伺服活塞42a、42b之间具有引导操作方式的负载传感阀44a、44b，在一方的负载传感阀44a的两端连接有先导管路29a、43a，在另一方的负载传感阀44b的两端连接有先导管路29b、43b。

若通过先导管路29a、29b引导的最大负荷压力和弹簧45a、45b的弹簧力之和大于由先导管路43a、43b引导的液压泵10、13的排出压力，则负载传感阀44a、44b从(A)位置切换到(B)位置，伺服活塞42a、42b的压油返回到油箱18，增加液压泵10、13的斜板角，增大排出流量。相反，若最大负荷压力和弹簧力之和小于液压泵10、13的排出压力，则负载传感阀44a、44b从(B)位置切换到(A)位置，来自先导管路43a、43b的压油进入伺服活塞42a、42b，减少液压泵10、13的斜板角，减少排出流量。

即，液压泵10的排出压力P1从管路43a作用于负载传感阀44a的一方的操作部，并且从先导管路29a引导的负荷压力LP1和弹簧力作用于负载传感阀44a的另一方的操作部。由此，在P1＞LP1时，进行控制以减少液压泵10的斜板角，在P1＜LP1时，进行控制以增加液压泵10的斜板角。

另外，液压泵13的排出压力P2从管路43b作用于负载传感阀44b的一方的操作部，并且从先导管路29b引导的负荷压力LP2和弹簧力作用于负载传感阀44b的另一方的操作部。由此，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角。

通过使用上述的负载传感***和带压力补偿的流量控制阀12、15、16，可将液压泵10、13的排出压油控制在必要流量，实现节能，同时利用各液压执行机构(起重臂汽缸6、旋臂汽缸7、旋转用液压马达2)中的最大负荷压力控制各压力补偿阀27a、27b、27c。

2基的可变容量型液压泵10、13各自的排出管路11、14通过连通管路46连接。在连通管路46上设有两液压泵10、13的排出压油的合流、分流切换阀47。切换阀47在从控制器23通过信号回路49指令的电磁式先导阀50的工作下，通过先导管路48的引导油压进行切换控制。

而且，与合流、分流切换阀47联动而被控制的负载传感压入切用切换阀53夹装在负载传感回路中。

对于由如此构成的负载传感***形成的液压式挖掘机的液压控制回路，在控制器23中预先设定各种优先模式，以改变诸如抬起旋转中的砂土的挖掘、向翻斗车装货之类的起重臂、旋臂和旋转同时操作下的流量分配的作业的协调，进而能够在坚硬的土质上进行挖掘作业或瞬间用发动机的额定输出以上的输出进行作业。

即，如图4所示，在控制器23中设有：模式判定机构23A，其根据来自在各操作杆22a、22b、22c上设置的限制开关72a、72c、72d、72e的信号的组合，判断是否为特定的一个以上的驱动机构的输出能够高于通常时的或能够在与其他驱动机构的对比中输出比高的优先作业模式；和驱动控制机构23B，其在通过该模式判定机构23A判定为是优先作业模式时，控制驱动机构，使得与该优先作业模式对应的特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或者在与其他的驱动机构的对比中输出比高。

模式判定机构23A包括：存储机构23A1，其对应于限制开关72a、72c、72d、72e的接通、断开状态的组合存储有多个优先作业模式；和选择机构23A2，其从存储机构23A1中选择与限制开关72a、72c、72d、72e的接通、断开状态的组合对应的优先作业模式。

驱动控制机构23B根据由模式判定机构23A选择的优先作业模式，对于应执行该优先作业模式的先导阀50、先导阀75b～75d、先导阀52、先导阀61、63发出指令信号。

在存储机构23A1中，如图5所示，对应于限制开关72a、72c、72d、72e的接通、断开状态的组合而设定存储有：(I)标准作业模式和七种优先作业模式，即：(II)挖掘力提高模式、(III)旋转优先模式、(IV)起重臂上升优先模式、(V)旋臂挖掘优先模式、(VI)功率提高模式(旋转+起重臂)、(VII)功率提高模式(起重臂+旋臂)、(VIII)功率提高模式(旋转+旋臂)。进而，对应于该各模式，存储有合流、分流切换阀47、旋转负载传感切换阀40、可变型压力控制阀67、66、限制各流量控制阀12、15、16的最大流量的先导阀75b、75c、75d的状态，还有发动机的旋转、输出状态。

而且，55是监视器，显示各作业模式。

(I)标准模式

在同时进行90°旋转操作和起重臂上升操作时，在既不使旋转优先、也不使起重臂优先，而想要确保大致相同程度的必要流量时，或者，在没有必要暂时增加挖掘力或提高发动机输出时，在通常的行程范围内使用各操作杆22a、22b、22c。即，不操作到下倾区域来使用。

在该状态下，不向先导阀50发出来自控制器23的指令信号。因此，由于先导阀50位于图3所示的位置，所以作用于合流、分流切换阀47的操作部的先导压力从先导管路48向油箱18泄出，合流、分流切换阀47进行断开动作，变成图3所示的合流位置。即，通过合流、分流切换阀47，来自液压泵10的压油和来自液压泵13的压油变成合流的状态。

在该状态下，若操作起重臂用操作杆22c，则对应于其操作方向以及操作角度，来自先导泵19的压油通过先导管路73a、73b被提供给带压力补偿的流量控制阀12的操作部，其结果是起重臂汽缸6进行进退动作。即，进行起重臂的上升下降动作。

若操作旋转用操作杆22b，则对应于其操作方向以及操作角度，来自先导泵19的压油通过先导管路73c、73d被提供给带压力补偿的流量控制阀15的操作部，其结果是旋转用液压马达2进行左右旋转。即，进行旋转动作。

若操作旋臂用操作杆22a，则对应于其操作方向以及操作角度，来自先导泵19的压油通过先导管路73e、73f被提供给带压力补偿的流量控制阀16的操作部，其结果是旋臂汽缸7进行进退动作。

另一方面，在标准模式中，向先导阀52发出来自控制器23的指令信号。于是，由于切换先导阀52，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀52从先导管路41作用于旋转负载传感切换阀40的操作部，其结果是旋转负载传感切换阀40进行接通动作，切换到“切”位置。

因此，由于驱动旋转用液压马达2的负荷压力被旋转负载传感切换阀40切断，所以由梭阀38检测出起重臂汽缸6的负荷压力。该负荷压力通过先导管路29a作用于负载传感阀44a的操作部，并且还通过先导管路29b作用于负载传感阀44b的操作部。

由此，液压泵10的排出压力P1从管路43a作用于负载传感阀44a的一方的操作部，并且从先导管路29a引导的起重臂汽缸6的负荷压力LP1和弹簧力作用于负载传感阀44a的另一方的操作部。其结果是，在P1＞LP1时，进行控制以减少液压泵10的斜板角，在P1＜LP1时，进行控制以增加液压泵10的斜板角。

另外，液压泵13的排出压力P2从管路43b作用于负载传感阀44b的一方的操作部，并且从先导管路29b引导的起重臂汽缸6的负荷压力LP2和弹簧力作用于负载传感阀44b的另一方的操作部。其结果是，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角。

即，在标准模式下的起重臂和旋转的同时操作时，控制成与起重臂的执行机构(起重臂汽缸6)的负荷压力相应的液压泵10、13的斜板角，向起重臂和旋转的各执行机构(起重臂汽缸6、旋转用液压马达2)供给必要流量。

(II)挖掘力提高模式(单独操作)

例如，在进行旋臂挖掘单独操作时，使旋臂用操作杆22a超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

由此，向先导阀61发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀61切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀61从先导管路64作用于可变型压力控制阀66的操作部。其结果是，可变型压力控制阀66进行接通动作而处于切换升压位置。即，由于旋臂汽缸7的驱动液压回路升压(相对于额定升压110％)，因此可以暂时增加旋臂挖掘力来进行作业。

同样即使在进行旋转单独操作的情况下，通过使旋转用操作杆22b超过通常的使用范围而操作到下倾区域，从而也可以暂时增加旋转力来进行作业。

另外，在进行起重臂上升单独操作时，使起重臂用操作杆22c超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

由此，向先导阀63发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀63切换，所以来自先导阀19的先导压力通过先导阀63从先导管路65作用于可变型压力控制阀67的操作部。其结果是，可变型压力控制阀67进行接通动作而处于切换升压位置。即，由于起重臂汽缸6的驱动液压回路升压(相对于额定升压110％)，所以，可以暂时增加起重臂上升力来进行作业。

(III)旋转优先模式(旋转力以及旋转速度提高)

例如，在同时进行180°旋转操作和起重臂上升操作时，旋转用液压马达2的负荷压力增大，而且需要较大的流量时，或者，在暂时只增加旋转力来进行作业时，只使旋转用操作杆22b超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

由此，向先导阀50发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀50切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀50从先导管路48作用于合流、分流切换阀47的操作部。其结果是，合流、分流切换阀47进行接通动作而处于切换分流位置。

此时，来自先导泵19的先导压力还作用于负载传感压入切用切换阀53的操作部，将负载传感压入切用切换阀53切换到a位置。

与此同时，向先导阀75b发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀75b切换，所以来自先导泵19的先导压力从先导阀75b作用于带压力补偿的流量控制阀12的下降侧操作部。其结果是，带压力补偿的流量控制阀12内的上升侧阀芯行程受到限制，因此起重臂上升侧流量受到限制。

进而，向先导阀61发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀61切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀61从先导管路64作用于可变型压力控制阀66的操作部。其结果是，可变型压力控制阀66进行接通动作而处于切换升压位置。即，由于旋转用液压马达2的驱动液压回路升压(相对于额定升压110％)，所以，在同时进行旋转操作和起重臂上升操作的情况下，可以暂时只增加旋转力来进行作业。

另一方面，不向先导阀52发出来自控制器23的指令信号。因此，作用在先导阀52上的先导压力从管路41向油箱18泄出，因此，先导阀52进行断开动作切换到图3所示的“入”位置。

由此，驱动旋转用液压马达2的负荷压力，通过旋转负载传感切换阀40、梭阀34、先导管路35、负载传感压入切用切换阀53的a位置，从先导管路29b作用于负载传感阀44b的操作部。

因此，液压泵13的排出压力P2从管路43b作用于负载传感阀44b的一方的操作部，并且从先导管路29b引导的旋转用液压马达2的负荷压力LP2和弹簧力作用于负载传感阀44b的另一方的操作部。其结果是，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角。

因此，在选择了旋转优先模式时，液压泵13可以独立地向旋转用液压马达2供给必要的流量，并且可以使驱动回路压力升压。此时，起重臂汽缸6和上述标准模式同样地由排出压力P1和负荷压力LP1的差压控制，但由于带压力补偿的流量控制阀12的阀芯行程受到限制，所以来自液压泵10的流量也受到限制。

即，在旋转优先模式下的起重臂和旋转同时操作时，从液压泵10向起重臂的执行机构(起重臂汽缸6)的流量受到限制，并且在与旋转的执行机构(旋转用液压马达2)的驱动液压回路升压的同时，控制成与负荷压力相应的液压泵13的斜板角，因此旋转用液压马达2的驱动力和必要流量增加。

(IV)起重臂上升优先模式(起重臂上升挖掘力以及速度提高)

例如，在同时进行旋转操作和起重臂上升操作的情况下，旋转角度比较小(例如45°)，而且，在为了进行起重臂上升操作而需要较大流量时，或者，在暂时只增加起重臂上升力来进行作业时，只使起重臂用操作杆22c超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

由此，向先导阀50发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀50切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀50从先导管路48作用于合流、分流切换阀47的操作部。其结果是，分流切换阀47进行接通动作而处于切换分流位置。

与此同时，向先导阀52发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀52切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀52从先导管路41作用于旋转负载传感切换阀40的操作部。其结果是，驱动旋转用液压马达2的负荷压力被旋转负载传感切换阀40截断。

另外，向先导阀75c或先导阀75d发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀75c或先导阀75d切换，所以来自先导泵19的先导压力从先导阀75c或先导阀75d作用于带压力补偿的流量控制阀15的驱动侧操作部的相反侧。其结果是，带压力补偿的流量控制阀15内的驱动侧阀芯行程受到限制，因此旋转流量受到限制。

进而，向先导阀63发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀63切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀63从先导管路65作用于可变型压力控制阀67的操作部。其结果是，可变型压力控制阀67进行接通动作而处于切换升压位置。

即，由于起重臂汽缸6的驱动液压回路升压(相对于额定而言升压110％)，所以，在同时进行旋转操作和起重臂上升操作的情况下，可以暂时只增加起重臂上升力来进行作业。

一方面，起重臂汽缸6的负荷压力通过先导管路29a作用于负载传感阀44a的操作部，另一方面，旋转用液压马达2的负荷压力不作用于负载传感阀44b的操作部。

由此，液压泵10的排出压力P1从管路43a作用于负载传感阀44a的一方的操作部，并且从先导管路29a引导的起重臂汽缸6的负荷压力P1和弹簧力作用于负载传感阀44a的另一方的操作部。其结果是，对于液压泵10的排出压力P1和起重臂汽缸的负荷压力LP1，在P1＞LP1时，进行控制以减少液压泵10的斜板角，在P1＜LP1时，进行控制以增加液压泵10的斜板角。

另外，在来自旋转用液压马达2的负荷压力不作用于负载传感阀44b时，由液压泵13的排出压力P2控制，在该排出压力P2大于弹簧力时，进行控制以减少斜板角。

因此，在起重臂上升优先模式下的起重臂上升和旋转的同时操作时，限制从液压泵13向旋转的执行机构(旋转用液压马达2)的流量，并且在起重臂的执行机构(起重臂汽缸6)的驱动液压回路升压的同时，控制成与负荷压力相称的液压泵10的斜板角，因此增加起重臂汽缸6的驱动力和必要流量。

此外，在驱动旋臂汽缸7时，旋臂的负荷压力从梭阀34经由先导管路35通过切换阀53的a位置从先导管路29b作用于负载传感阀44b的操作部。由此，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角，因此，可以向旋臂汽缸7供给必要的流量。

(V)旋臂挖掘优先模式(旋臂挖掘力以及速度提高)

例如，在粗加工时同时进行旋臂挖掘操作和起重臂上升操作的情况下，在需要加快旋臂挖掘速度时、或暂时只增加旋臂挖掘力来进行作业时，只使旋臂用操作杆22a超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

另外，向先导阀75b发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀75b切换，所以来自先导泵19的先导压力从先导阀75b作用于带压力补偿的流量控制阀12的下降侧操作部。其结果是，带压力补偿的流量控制阀12内的上升侧阀芯行程受到限制，因此起重臂上升侧流量受到限制。

进而，向先导阀61发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀63切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀61从先导管路64作用于可变型压力控制阀66的操作部。其结果是，可变型压力控制阀66进行接通动作而处于切换升压位置。

即，由于旋臂汽缸7的驱动液压回路升压(相对于额定而言升压110％)，所以，在同时进行旋臂挖掘操作和起重臂上升操作的情况下，可以加快旋臂挖掘速度、或者暂时只增加旋臂挖掘力来进行作业。

一方面，旋臂汽缸7的负荷压力通过先导管路29b作用于负载传感阀44b的操作部，另一方面，旋转用液压马达2的负荷压力不作用于负载传感阀44b的操作部。

由此，液压泵13的排出压力P2从管路43b作用于负载传感阀44b的一方的操作部，并且从先导管路29b引导的旋臂汽缸7的负荷压力LP2和弹簧力作用于负载传感阀44b的另一方的操作部。

因此，对于液压泵13的排出压力P2和旋臂汽缸7的负荷压力LP2，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角。

因此，在旋臂挖掘优先模式下的起重臂上升和旋臂挖掘的同时操作时，限制从液压泵10向起重臂的执行机构(起重臂汽缸6)的流量，并且在旋臂的执行机构(旋臂汽缸7)的驱动液压回路升压的同时，控制成与负荷压力相称的液压泵13的斜板角，因此增加旋臂汽缸7的驱动力和必要流量。

(VI)功率提高模式(旋转+起重臂上升)

有时想要暂时提高功率来迅速地进行装货作业等。例如，为了同时提高起重臂上升速度和旋转速度，而在两执行机构中需要较大的流量的情况下，使旋转用操作杆22b和起重臂用操作杆22c超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

在该状态下，不向先导阀50发出来自控制器23的指令信号。因此，由于先导阀50位于图3所示的位置，所以作用于合流、分流切换阀47的操作部的先导压力从先导管路48向油箱18泄出，合流、分流切换阀47进行断开动作，变成图3所示的合流位置。即，通过合流、分流切换阀47，来自液压泵10的压油和来自液压泵13的压油处于合流的状态。

另一方面，向先导阀52发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀52切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀52从先导管路41作用于旋转负载传感切换阀40的操作部。其结果是，驱动旋转用液压马达2的负荷压力被旋转负载传感切换阀40截断。

与此同时，向先导阀61、63发出来自控制器23的指令信号。于是，由于先导阀61、63切换，所以来自先导泵19的先导压力通过先导阀61、63从先导管路64、65作用于可变型压力控制阀66、67的操作部。其结果是，可变型压力控制阀66、67进行接通动作而处于切换升压位置。

进而，来自控制器23的指令信号被发送向对驱动液压泵10、13的发动机的旋转、输出进行控制的调节器(没有图示)。于是，进行控制使得发动机的旋转、输出提高(相对于额定大约为110％)。

即，由于驱动液压泵10、13的发动机的旋转、输出提高，所以在装货作业等中，可以同时提高起重臂上升速度和旋转速度，因此可以迅速地进行装货作业。

由此，液压泵13的排出压力P2从管路43b作用于负载传感阀44b的一方的操作部，并且从先导管路29b引导的旋臂汽缸7的负荷压力LP2和弹簧力作用于负载传感阀44b的另一方的操作部。因此，对于液压泵13的排出压力P2和旋臂汽缸7的负荷压力LP2的差压，在P2＞LP2时，进行控制以减少液压泵13的斜板角，在P2＜LP2时，进行控制以增加液压泵13的斜板角。

(VII)功率提高模式(起重臂上升+旋臂挖掘)

同样，在为了同时提高起重臂上升速度和旋臂挖掘速度，而在两执行机构中需要较大的流量的情况下，使起重臂用操作杆22c和旋臂用操作杆22a超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

进而，来自控制器23的指令信号被发送向对驱动液压泵10、13的发动机91的旋转、输出进行控制的调节器(没有图示)。于是，进行控制使得发动机91的旋转、输出提高(相对于额定大约为110％)。

即，由于驱动液压泵10、13的发动机91的旋转、输出提高，所以在挖掘作业等中，可以同时提高起重臂上升速度和旋臂挖掘速度，因此可以迅速地进行挖掘作业。

而且，对于液压泵10、13的斜板角的控制，由于和所述的(VI)的作用相同，所以省略说明。

(VIII)功率提高模式(旋转+旋臂挖掘)

为了暂时提高功率来迅速地进行旋转而进行作业等，在为了同时提高旋臂挖掘速度和旋转速度，而在两执行机构中需要较大的流量的情况下，使旋臂用操作杆22a和旋转用操作杆22b超过通常的使用范围而操作到下倾区域。

对于此时的作用，由于和所述的(VI)的作用相同，所以省略说明。

<第一实施方式的变形例>

在第一实施方式中，在起重臂用操作杆22c上设有一个限制开关72a，在旋转用操作杆22b上设有两个限制开关72c、72d，在旋臂用操作杆22a上设有一个限制开关72e，但除了起重臂用操作杆22c、旋转用操作杆22b、旋臂用操作杆22a之外，还可以设置铲斗用操作杆，在其上分别设置检测下倾区域的两个限制开关，对应于这些限制开关的接通、断开状态的组合来设定优先作业模式。

例如，如图6所示，可以对应于起重臂用开关BSW1(上升、下降)、旋臂用开关ASW(挖掘、卸载)、铲斗用开关BSW2(挖掘、卸载)、旋转用开关TSW(右、左)的接通、断开状态的组合，设定挖掘力提高模式、起重臂优先模式、旋臂优先模式、铲斗优先模式、旋转优先模式、功率提高模式，根据开关的接通、断开状态的组合来选择并执行对应的模式。

在执行时，如图7所示，在判断了开关的接通、断开状态之后(ST1)，根据这些开关的接通、断开状态的组合判定模式(ST2)。其中，判定开关的接通、断开状态的组合是否在图6所示的设定模式中。不在设定作业模式中时，以标准模式(正常模式)进行通常的动作(ST3)。

在设定作业模式中时，进入到挖掘力提高模式(ST4)、起重臂优先模式(ST5)、旋臂优先模式(ST6)、铲斗优先模式(ST7)、旋转优先模式(ST8)、功率提高模式(ST9)中的任一个。

在挖掘力提高模式(ST4)时，接着，进行使可变型压力控制阀升压(ST10)。即，将可变型压力控制阀66、67切换到升压位置。

在起重臂优先模式(ST5)时，在各驱动液压回路中，在稍微减小了起重臂以外的控制流量之后，进行ST10的处理。在旋臂优先模式(ST6)时，在各驱动液压回路中，在稍微减小了旋臂以外的控制流量之后，进行ST10的处理。在铲斗优先模式(ST7)时，在各驱动液压回路中，在稍微减小了铲斗以外的控制流量之后，进行ST10的处理。在旋转优先模式(ST8)时，在各驱动液压回路中，在稍微减小了旋转以外的控制流量之后，进行ST10的处理。在功率提高模式(ST9)时，在进行了使发动机91的输出提高的动作之后，进行ST10的处理。

在该例中，通过抑制所选择的优先作业模式以外的驱动液压回路的控制流量，使得与所选择的优先作业模式对应的液压回路的控制流量比其他的液压回路的控制流量多，所以结果是，与所选择的优先作业模式对应的液压回路优先。此时，具有可以适用现有的液压回路来实施的优点。

<第二实施方式>

图8表示本发明的第二实施方式中的液压式挖掘机的液压控制回路。本实施方式的液压控制回路相对于第一实施方式的液压控制回路，在以下几点不同。

在第一实施方式中，省略PPC式操作杆22a、22b、22c，限制开关72a、72c、72d、72d，主管20，和先导管路73a、73b、73c、73d、73e、73f，取而代之，设有电气式操作杆22d、22e、22f。与此相关，在控制器23上，经由信号回路24a、24b、24c、24d、24e、24f设有由电磁比例控制阀构成的先导阀25a、25b、25c、25d、25e、25f，这些先导阀25a、25b、25c、25d、25e、25f与带压力补偿的流量控制阀12、15、16的两端连接。

在第二实施方式中使用的电气式操作杆22d、22e、22f，如图9以及图10所示，与在第一实施方式中使用的操作杆22a、22b、22c同样，相对于通常的操作杆的行程范围100％，可以操作到大约110％前后(下倾区域)。另外，若操作杆22的操作行程超过100％，则产生如果不施加比至此的操作力更大的操作力就不会动作的操作感觉。

另外，若操作操作杆22d、22e、22f，则从行程0％到下倾区域的行程110％，输出信号同样地变化。控制器23构成为，若接收来自操作杆22d、22e、22f的输出信号，输出信号超过某一设定值(SL)，则识别出操作杆22d、22e、22f达到下倾区域。

在第二实施方式中，也可以期待与第一实施方式相同的作用效果。

<第三实施方式>

图11表示本发明的第三实施方式中的电动式挖掘的控制***回路。本实施方式的控制***回路，相对于第二实施方式的液压控制回路，在以下的点上不同。

在第二实施方式中，取代旋转的执行机构(旋转用液压马达2)、旋转用液压马达2的带压力补偿的流量控制阀15、起重臂的执行机构(起重臂汽缸6)、起重臂汽缸6的带压力补偿的流量控制阀12、旋臂的执行机构(旋臂汽缸7)、旋臂汽缸7的带压力补偿的流量控制阀16，而设有：旋转的执行机构(旋转电动马达102)、旋转电动马达102的变换器115、起重臂的执行机构(起重臂汽缸装置106)、起重臂汽缸装置106的变换器112、旋臂的执行机构(旋臂汽缸装置107)、旋臂汽缸装置107的变换器116。另外，在这些变换器115、112、116上，经由电源控制器120连接有电池110，并且经由电源控制器120连接有从电池110充电的电容器(蓄电器)113。

与此相关，来自控制器23的控制信号经由信号回路24a、24c、24e、24g、24h、24i，对各变换器115、112、116，电源控制器120、电池110以及电容器113施加指令。

在第三实施方式中使用的电气式操作杆22d、22e、22f，通过由与在第二实施方式中使用的电气式操作杆同样的杆构成，从而在第三实施方式中也可以期待和第一实施方式同样的作用效果。

另外，在本实施方式中，根据从控制器23向各变换器12、15、16以及电源控制器120输出的指令，对整体输出进行控制，因此，功率提高模式启动时的输出(110％)也同样，根据从控制器23向各变换器12、15、16以及电源控制器120施加的指令而增加。

另外，不言自明，还可以适用于组合了液压式执行机构和电动式执行机构的、所谓混合动力式挖掘机。

此外，本发明并不限定于所述的实施方式，在能够达成本发明的目的的范围内，各种变形、改良等也包含于本发明。

例如，对于操作杆具有的操作感觉(告知机构)，其构成为，若操作杆达到下倾区域，则如果不施加比至此的操作力更大的操作力就不会动作，但并不限定于此。相反，也可以是若操作杆到达下倾区域，则以比至此的操作力更小的力就可以操作、或者也可以是图12所示的告知机构80的结构。

图12所示的告知机构80包括：扇型的转动板81，其设置于操作杆22的转动支点；两根滑动杆83A、83B，其抵接于该转动板81的各斜边，伴随着转动板81的转动而进退，并且夹着途中的突起87A、87B而在轴方向上具有切口槽82A、82B；弹簧84A、84B，其向轴方向对滑动杆83A、83B施力，以使该各滑动杆83A、83B的前端抵接于转动板81的各斜边；滚珠85A、85B，其能够滑动地设置在各滑动杆83A、83B的侧面；以及弹簧86A、86B，其向与滑动杆83A、83B的侧面抵接的方向对该滚珠85A、85B进行按压施力。

由于是这样的结构，所以若对操作杆22进行转动操作，则转动板81转动。于是，对应于其转动方向任一个滑动杆83a、83B向该图中下方滑动。若任一个滑动杆83A、83B的突起87A、87B到达滚珠85A、85B位置，则突起87A、87B克服弹簧86A、86B压入滚珠85A、85B，因此，用于使滑动杆83A、83B向该图中下方滑动的力瞬间发生变化。由此，对操作杆22进行操作的操作员感觉到操作杆22的操作力的变化，可以认识到已经到达下倾区域。

另外，并不限定于操作力，也可以是操作员以视觉、听觉、触觉等能够认识到的。即，还可以在显示装置中以文字或图画等告知显示操作杆已经到达下倾区域，或者通过扬声器以声音来告知，还可以通过操作杆的振动等来告知。

另外，作为对操作杆已经到达操作区域附近进行检测的检测机构，并不限定于在上述实施方式中举出的限制开关，也可以是其他机构。例如，可以是在操作杆的操作区域附近设置与操作杆电接触的电接点，通过该电接点检测到操作杆的接触而进行检测的结构，或者是在操作杆的操作区域附近设置光传感器，通过操作杆遮断光传感器来进行检测的结构。

(产业上的可利用性)

本发明除了可以利用于液压式挖掘机以外，一般还可以利用于其他的建筑机械。

Claims

1.一种建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，包括：

进行不同动作的多个执行机构；

驱动该各执行机构的驱动机构；

对该各驱动机构的动作进行指令的多个操作杆；

多个检测机构，其分别对该各操作杆到达操作区域终端附近的情况进行检测；

模式判定机构，其根据这些检测机构的检测状态的组合，判定是否为特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或在与其他驱动机构的对比中输出比高的优先作业模式；以及

驱动控制机构，其在由该模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述驱动机构进行控制，使得与该优先作业模式对应的特定的一个以上的驱动机构的输出高于通常时或者在与其他驱动机构的对比中输出比高。

2.根据权利要求1所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

所述模式判定机构包括：

存储机构，其对应于所述检测机构的检测状态的组合存储有多个优先作业模式；和

选择机构，其从所述存储机构中选择与所述检测机构的检测状态的组合对应的优先作业模式。

3.根据权利要求1或2所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

所述执行机构由液压执行机构构成，

所述各驱动机构由液压回路构成，并且包括对该液压回路的流量进行控制的流量控制机构，

所述驱动控制机构，在由所述模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述流量控制机构进行控制，使得向特定的一个以上的液压回路供给的压油供给量比向其他的液压回路供给的压油供给量多。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

具备对所述多个驱动机构进行驱动的发动机，

所述驱动控制机构使发动机输出增减。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

具备对所述多个驱动机构进行驱动的电池，

所述驱动控制机构使电池输出增减。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

所述执行机构由液压执行机构构成，

所述各驱动机构由液压回路构成，并且包括使该液压回路的压力可变的可变型压力控制阀，

所述驱动控制机构，在由所述模式判定机构判定为是优先作业模式时，对所述可变型压力控制阀进行控制，使得特定的一个以上的液压回路的压力升高。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的建筑机械的控制模式切换装置，其特征在于，

具备告知机构，该告知机构使操作员认识到所述操作杆已经到达操作区域终端附近。

8.一种建筑机械，其特征在于，

具备权利要求1～7中任一项所述的控制模式切换装置。