CN102348874A - 作业机械的液压驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够以足够的时间连续地实施强制再生的作业机械的液压驱动装置。解决的方法是，控制器(50)利用来自锁门检测开关(40)的锁定检测信号(S1)的输入来检测对锁门用开闭阀(33)进行操作的锁门杆(32)是否为锁定状态，即、液压挖掘机(1)所配备的悬臂油缸(12)等所有液压驱动器是否为非操作状态。在该检测状态下，在从强制再生开关(53)输入强制再生指令信号(So)时，将控制信号(Cp、Cf)输出到升压用比例电磁阀(51)、调节器(52)，使强制再生单元(悬臂油缸控制阀(27)、调节器(52))实施强制再生。

Description

作业机械的液压驱动装置
技术领域
本发明涉及液压缸等作业机械所采用的液压驱动装置，是具备利用过滤器捕捉发动机(原动机)中的因不完全燃烧而产生的排气中的粒子状物质的排气净化装置，并通过使堆积在过滤器上的粒子状物质燃烧而进行除去(所谓强制再生)的作业机械的液压驱动装置。
背景技术
以往，作业机械的液压驱动装置能够检测排气净化装置的过滤器的堵塞。并且，在检测堵塞时，如果作业机械处于非操作状态，则同时自动进行使液压泵的排出压上升、和使液压泵的排出流量增加，由此使发动机输出功率上升。如果发动机输出功率上升，则排气的温度上升，如果排气的温度上升到粒子状物质的燃烧所需要的温度，则堵塞过滤器的粒子状物质被燃烧而除去。(参照专利文献1)
现有技术文献专利文献
专利文献1：日本专利第3073380号公报
发明所要解决的课题
上述现有的液压驱动装置为了在作业机械的非操作状态下自动地进行强制再生，由非操作状态的连续时间的长短来左右强制再生的连续时间，因而不一定能够以足够的时间连续地实施强制再生。如果反复进行连续时间不充分的强制再生，则对于过滤器中温度容易上升的部分，在每次强制再生的过程中，粒子状物质燃烧而消失，但对于温度不易上升的部分，粒子状物质未充分地燃烧而残留，继续进行粒子状物质的堆积。这样，粒子状物质偏于一部分堆积在过滤器上而导致的过滤器的局部堵塞，要比过滤器整体的堵塞更难以检测。因此，对于过滤器的局部堵塞容易置之不理，成为作业机械工作时的发动机输出功率降低的原因。
发明内容
本发明是考虑了上述的事情而提出的技术方案，其目的在于提供一种能够以足够的时间连续地实施强制再生的作业机械的液压驱动装置。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明如下构成。
(1)本发明的作业机械的液压驱动装置具备：驱动作业机械的多个液压驱动器；利用液压泵生成向上述多个液压驱动器供给的压力油的液压源；分别相对于上述多个液压驱动器个别地设置，并控制压力油在对应的液压驱动器与上述液压源之间的流动的控制阀；作为上述液压泵的驱动源的发动机；利用过滤器捕捉由上述发动机产生的排气中的粒子状物质的排气净化装置；使堆积在上述过滤器上的粒子状物质燃烧的强制再生单元；以及控制上述强制再生单元的控制单元，上述强制再生单元通过使上述液压泵的排出压上升而使发动机输出功率上升，将上述粒子状物质的燃烧所需要的热送往排气，上述作业机械的液压驱动装置的特征在于，上述控制阀的阀位置设定成在初始位置和工作位置之间进行变化，该初始位置为切断压力油从上述液压源向上述液压驱动器的流动且将压力油导向工作油箱的位置，该工作位置为将来自上述液压源的压力油导向对应的液压驱动器的位置，上述强制再生单元作为使上述液压泵的排出压上升的装置而包含上述控制阀中的特定的控制阀，设有通过操作来命令实施强制再生的强制再生指令单元、及检测所有上述控制阀的阀位置为初始位置的状态即非操作状态的非操作状态检测单元，上述控制单元将通过上述非操作状态检测单元检测为非操作状态的状态作为实施强制再生的条件，在通过上述强制再生指令单元命令实施强制再生时，使上述特定的控制阀工作，并使上述液压泵的排出压上升。
在该(1)记载的本发明中，在操作了强制再生指令单元时，如果是由非操作状态检测单元检测出了非操作状态的状态，则控制单元使强制再生单元的特定控制阀工作，从而实施强制再生。换言之，作业机械的操作员在所有控制阀的阀位置为初始位置的状态、即作业机械处于不动作的状态之后，通过操作强制再生指令单元，能够使强制再生单元开始强制再生。由此，操作员能够在作业机械开始作业之前及结束作业之后，或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。
(2)本发明在(1)记载的发明中，其特征在于，上述作业机械的作业装置具备起重臂和能转动地与该起重臂连结的悬臂，上述多个液压驱动器包含悬臂油缸，上述特定的控制阀是控制压力油在上述悬臂油缸与上述液压源之间的流动的悬臂油缸控制阀，设有检测上述悬臂油缸是否为使悬臂的前端接近起重臂的一侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元，上述控制单元控制上述悬臂油缸控制阀，以使上述悬臂油缸向上述行程末端动作，基于由上述行程末端状态检测单元得到的检测结果，控制上述悬臂油缸控制阀，以便在强制再生期间保持上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
在该(2)记载的发明中，在强制再生期间，悬臂及起重臂作为整体构成为折叠在作业机械的主体侧的姿势。由此，能够减小强制再生期间的作业机械在水平方向的占有空间。另外，作为强制再生时的悬臂的动作，由于进行悬臂的前端接近起重臂的动作，因此与进行悬臂的前端远离起重臂的动作的情况相比较，不易发生使作业装置与其周围的物体接触的事态。
关于悬臂油缸的行程末端状态，以液压挖掘机为例进行说明，液压挖掘机的种类有反铲斗和装料铲斗，就反铲斗而言，悬臂油缸的伸展侧的行程末端是使悬臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸的状态，就装料铲斗而言，悬臂油缸的收缩侧的行程末端是使悬臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸状态。
(3)本发明在(1)记载的发明中，其特征在于，上述作业机械的作业装置具备起重臂、能转动地与该起重臂连结的悬臂、以及能转动地与该悬臂连结的铲斗或附属装置，上述多个液压驱动器包含使与上述悬臂连结的上述铲斗或上述附属装置转动的铲斗油缸，上述特定的控制阀是控制压力油在上述铲斗油缸与上述液压源之间流动的铲斗油缸控制阀，设有检测上述铲斗油缸为伸展侧还是收缩侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元，上述控制单元控制上述铲斗油缸控制阀，以使上述铲斗油缸向上述行程末端动作，基于由上述行程末端状态检测单元得到的检测结果，控制上述铲斗油缸控制阀，以便在强制再生期间保持上述铲斗油缸的上述行程末端状态。
在该(3)记载的发明中，在进行强制再生时，作业装置之中进行动作的部位为铲斗或附属装置。这些部位与起重臂或悬臂相比较，可以使伴随其动作的作业装置的姿势的变化小。换言之，就(3)记载的本发明而言，尽管作业装置伴随强制再生而进行动作，但能够在作业装置中比起重臂或悬臂的动作所需要的狭窄的空间实施强制再生。
(4)本发明在(2)记载的发明中，其特征在于，上述行程末端状态检测单元基于上述悬臂相对于上述起重臂的姿势来检测上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
在作业机械上，在将起重臂与悬臂可转动地结合起来的结合部，设有检测悬臂相对于起重臂的姿势即角度的角度传感器。(4)记载的本发明能够利用该角度传感器检测悬臂油缸的行程末端状态。
(5)本发明在(3)记载的发明中，其特征在于，上述行程末端状态检测单元基于上述铲斗或上述附属装置相对于上述悬臂的姿势来检测上述铲斗油缸的上述行程末端状态。
在作业机械上，在将悬臂与铲斗可转动地结合起来的结合部、或介于悬臂与铲斗之间的联杆机构部上设有检测铲斗相对于悬臂的姿势、即铲斗相对于悬臂的角度或铲斗相对于联杆机构部的角度的角度传感器。(5)记载的本发明能够利用该角度传感器检测铲斗油缸的行程末端状态。
本发明的效果如下。
根据本发明，如上所述，操作员能够在作业机械开始作业之前及结束作业之后，或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。因此，能够对防止起因于置之不理排气净化装置的过滤器的局部堵塞，导致作业机械工作时发动机输出功率低下做出贡献。
附图说明
图1是作为本发明的第1实施方式的作业机械的液压挖掘机的左侧视图。
图2-1是将图1中所示的液压挖掘机所配备的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。
图2-2是表示用图2-1中所示的控制器进行的处理的流程的流程图。
图3-1是将本发明的第2实施方式的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。
图3-2是表示用图3-1中所示的控制器进行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
对本发明的第1、第2实施方式进行说明。
(第1实施方式)
使用图1、图2-1、图2-2对第1实施方式进行说明。图1是作为本发明的第1实施方式的作业机械的液压挖掘机的左侧视图。图2-1是将图1中所示的液压挖掘机所配备的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。图2-2是表示用图2-1中所示的控制器进行的处理的流程的流程图。
如图1所示，液压挖掘机1具备驱动履带3进行行驶的行驶体2；可回旋地与该行驶体2结合的回旋体4；以及装配在该回旋体4的前部的大致中央的作业装置7。
在回旋体4的左前部设有驾驶室5。在驾驶室5的后方设有收放后述的液压驱动装置20的主泵22、发动机23等的机械室6。将发动机23的排气导向液压挖掘机1外部的排出管26从机械室6的上部突出。
作业装置7具备起重臂8。作业装置7的起重臂8在其一端相对于回旋体4能转动地销结合。在起重臂8的另一端，悬臂9在其一端能转动地销结合。在悬臂9的另一端，铲斗10在其一端能转动地销结合。起重臂8由起重臂油缸11驱动。该起重臂油缸11在缸筒11a的底侧的端部相对于回旋体4能转动地销结合，并且在杆11b的端部，能转动地销结合在起重臂8的中间部。悬臂9由悬臂油缸12驱动。该悬臂油缸12在缸筒12a的底侧的端部相对于起重臂8能转动地销结合，并且在杆12b的端部相对于悬臂9的一端能转动地销结合。铲斗10利用联杆机构部13c传递铲斗油缸13的伸缩动作地被驱动。该铲斗油缸13在缸筒13a的底侧的端部相对于悬臂9能转动地销结合，并且在杆13b的端部相对于联杆机构部13c能转动地销结合。
如图2-1所示，第1实施方式的液压驱动装置20作为液压挖掘机1的驱动源即多个液压驱动器，具备作为行驶体2的驱动源的左行驶马达(未图示)及右行驶马达(未图示)、作为回旋体4的驱动源的回旋马达(未图示)、起重臂油缸11、悬臂油缸12、铲斗油缸13。(此外，图2-1仅图示了悬臂用油缸12，其他省略图示)
给与这些多个液压驱动器的驱动压的液压源是主泵22(可变容量形液压泵)。该主泵22的驱动源是发动机23(原动机：柴油发动机)。排气管24从发动机23导出，在该排气管24上设有排气净化装置25。该排气净化装置25是利用过滤器捕捉发动机23中的因燃料不完全燃烧而产生的排气中的粒子状物质的装置。上述的排出管26从排气净化装置25突出。
在主泵22与各液压驱动器之间，装有控制向该液压驱动器供给的压力油的方向及流动的驱动器控制阀。在图2-1中，以这些驱动器控制阀为代表，仅表示了介于主泵22与悬臂油缸12之间的悬臂油缸控制阀27。该悬臂油缸控制阀27是液压先导式且双边弹簧式的三位置阀。悬臂油缸控制阀27的阀位置设定成，在初始位置27c(中立位置)与第一工作位置27d之间、以及初始位置27c与第二工作位置27e之间进行变化。初始位置27c(中立位置)是切断压力油从主泵22向悬臂油缸12的底侧室12a1及杆侧室12a2的任一个流动的同时，形成导向工作油箱21的通道的阀位置。第一工作位置27d是形成有将主泵22排出油导向悬臂油缸12的底侧室12a1的通道、和将杆侧室12a2内的压力油导向工作油箱21的通道的、使悬臂油缸12伸展的一侧的阀位置。第二工作位置27e是形成有将主泵22的排出油导向悬臂油缸12的杆侧室12a2的通道、和将底侧室12a1内的压力油导向工作油箱21的通道的、使悬臂油缸12收缩的一侧的阀位置。起重臂油缸控制阀、铲斗油缸控制阀、左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀以及回旋马达控制阀均与悬臂油缸控制阀27同样地构成。
给与悬臂油缸控制阀27的先导压力由悬臂操作装置29生成。该悬臂操作装置29具有杆操作式的一对先导阀，通过这些先导阀将先导泵28的排出压作为一次压力生成先导压力。对起重臂油缸控制阀、铲斗油缸控制阀、左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀、回旋马达控制阀也设置与该悬臂操作装置29同样的操作装置。
在从先导泵28导出的先导管道31即、将分配到悬臂操作装置29等所有操作装置上的先导泵28的排出油导出的管道上，设有能够一并切断对所有操作装置的一次压力的锁门用开闭阀33。
锁门用开闭阀33是弹簧复位式且杆操作式的阀，利用锁门杆32进行操作。在该锁门用开闭阀33中，初始位置为打开位置33a，工作位置为关闭位置33b。关闭位置33b是封闭先导管道31而一并切断对悬臂操作装置29等所有操作装置的一次压的阀位置。锁门杆32通过未图示的结构而能够有选择地保持在与锁门用开闭阀33的阀位置对应的锁定位置、与锁门用开闭阀33的打开位置33a对应的解除位置。
在锁门杆32上安装有锁定检测开关40，该锁定检测开关40检测该锁门杆32是否在锁定位置即锁定状态，并输出锁定检测信号Sl(电信号)。
在将起重臂与回旋体4可转动地结合起来的销结合部，设有将起重臂8相对于回旋体4的角度转换成起重臂角度检测信号Sbm(电信号)并输出的起重臂角度传感器43。在将悬臂9与起重臂8可转动地结合起来的销结合部，设有将悬臂9相对于起重臂8的角度转换成悬臂角度检测信号Sa(电信号)并输出的悬臂角度传感器41。在将悬臂9与铲斗10可转动地结合起来的销结合部，设有将铲斗10相对于悬臂9的角度转换成铲斗角度检测信号Sbt(电信号)并输出的铲斗角度传感器42。
在主管道30上，在比悬臂油缸控制阀27等所有驱动器控制阀靠上游侧，设有将主泵22的排出压转换成排出压检测信号Sp(电信号)并输出的排出压传感器44。
悬臂油缸控制阀27具有一对液压先导部27a、27b，这些液压先导部27a、27b均与悬臂操作装置29连接。另外，仅有液压先导部27a除了与悬臂操作装置29连接以外，还与升压用控制阀51连接。液压先导部27a若施加先导压力，则悬臂油缸12向使悬臂9的前端接近起重臂8的一侧动作，也就是，使悬臂油缸控制阀27的阀柱向使悬臂油缸12伸展的一侧的阀位置即第一工作位置侧动作。升压用控制阀51介于先导管道31中的锁门用开闭阀33的上游与液压先导部27a之间。该升压用控制阀51为弹簧复位式的比例电磁阀，被施加控制信号Cp(电信号)而进行动作。初始位置51a是形成使液压先导部27a与工作油箱21连通的通道的阀位置。工作位置51b是形成使液压先导部27a与先导泵28连通的通道的阀位置。施加在液压先导部27a上的先导压力根据升压用控制阀51的阀位置的变化而无级地变化，与此同时，该阀位置越接近工作位置51b越高。
主泵22的排出流量由调节器52控制。该调节器52是电操作式，通过给与控制信号Cf(电信号)而向增加主泵22的排出流量的方向动作。
发动机23被控制为可得到与主泵22负载的变动相应的发动机输出功率。因此，如果主泵22的排出流量增加，主泵22的排出压上升，则发动机输出功率上升。由于发动机输出功率的上升，排气的温度上升，如果该温度达到粒子状物质的燃烧所需要的值，则会进行使堆积在排气净化装置25的过滤器上的粒子状物质燃烧并除去的强制再生。液压驱动装置20能够实施该强制再生。在进行强制再生时，使主泵22的排出流量增加的装置是调节器52，作为使主泵22的排出压上升的装置可利用所有驱动器之中特定的驱动器控制阀、例如悬臂油缸控制阀27。换言之，悬臂油缸控制阀27和调节器52构成使发动机输出功率上升而将堆积在排气净化装置25的过滤器上的粒子状物质的燃烧所需要的热送往排气的强制再生单元。
设有强制再生开关53，该强制再生开关53作为伴随由人体的一部分进行的操作而命令实施强制再生的强制再生指令单元。该强制再生开关53是弹簧复位式的按钮开关，在其接通状态下，输出命令实施强制再生的强制再生指令信号So(电信号)。
从锁定检测开关40输出的锁定检测信号Sl、从起重臂角度传感器43输出的起重臂角度检测信号Sbm、从悬臂角度传感器41输出的悬臂角度检测信号Sa、从铲斗角度传感器42输出的铲斗角度检测信号Sbt、从排出压传感器44输出的排出压检测信号Sp、以及从强制再生开关53输出的强制再生指令信号So被输入到控制器50。
控制器50是具备CPU、ROM、RAM等并按照计算机程序进行动作的装置。该控制器50设定成判断是否从锁定检测开关40给与了锁定检测信号Sl。锁定检测开关40输出锁定检测信号的状态是锁门用开闭阀33工作的状态。在该状态下，由于先导管道31被切断，因此不向悬臂油缸控制阀27等的所有驱动器控制阀(左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀、起重臂油缸控制阀、悬臂油缸控制阀27、铲斗油缸控制阀、回旋马达控制阀)的液压先导部的任意一个供给先导压力，所有驱动器控制阀的阀位置均为初始位置(中立位置)。换言之，控制器50通过判断是否从锁定检测开关40给与了锁定检测信号Sl，从而作为检测所有驱动器控制阀是否均为初始位置的非操作状态的非操作状态检测单元起作用。
控制器50设定成输出控制信号Cp、Cf并控制升压用控制阀51、调节器52。控制器50和升压用控制阀51构成控制单元，该控制单元控制由调节器52和悬臂油缸控制阀27构成的强制再生单元。
控制器50设定成，基于来自起重臂角度传感器43的起重臂角度检测信号Sbm、来自悬臂角度传感器41的悬臂角度信号Sa、来自铲斗角度传感器42的铲斗角度检测信号Sbt，判断作业装置7的姿势是否为适当姿势。适当姿势如图1所示，是铲斗10相对于悬臂9被抱住，且悬臂9相对于起重臂8被抱住，起重臂8下降，悬臂9的前端(联杆13c)与基准地表面G接触的状态。
控制器50设定成按照图2-2所示的步骤S1-S6进行动作。控制器50伴随发动机23的启动而起动。起动后，控制器50若输入来自强制再生开关53的强制再生指令信号So(在步骤S1中为YES)，则判断来自锁定检测开关40的锁定检测信号Sl的输入是否为继续的状态、即锁门杆32是否为锁定状态(步骤S2)。与此同时，基于来自起重臂角度传感器43的起重臂角度检测信号Sbm、来自悬臂角度传感器41的悬臂角度信号Sa、来自铲斗角度传感器42的铲斗角度检测信号Sbt，判断作业装置7的姿势是否为适当姿势(步骤S2)。
通过步骤S2中的判断，在检测出锁门杆32的锁定状态和适当姿势双方时(在步骤S2中为YES)，控制器50使强制再生单元(悬臂油缸控制阀27、调节器52)开始强制再生(步骤S3)。换言之，将与预先设定的控制值相应的控制信号Cp、Cf分别输出到升压用控制阀51、调节器52。如果不是检测出锁门杆32的锁定状态和适当姿势双方的状态，则不开始强制再生(在步骤S2中为NO)。
被给与了控制信号Cp的升压用控制阀51生成先导压力，该先导压力被施加给悬臂油缸控制阀27的液压先导部27a。由此，悬臂油缸控制阀27的阀位置从初始位置27c向第一工作位置27d侧变化。其结果，随着悬臂油缸12伸展，主泵22的排出压上升。另外，被给与了控制信号Cf的调节器52使主泵22的排出流量增加。
在锁门杆32的锁定状态下，出于节能及降低噪音的目的，发动机23被控制为空转状态，但伴随着主泵22的排出流量的增加和排出压力的上升，控制为使发动机输出功率上升。若发动机输出功率上升，则排气的温度上升，粒子状物质通过排气的热而燃烧，即进行强制再生。在强制再生过程中，控制器50基于来自排出压传感器44的排出压检测信号Sp，进行控制信号Cp的调整，将主泵22的排出压保持在强制再生所需要的规定压力以上。
另外，控制器50从开始向升压用控制阀51输出控制信号Cp的时刻，基于来自悬臂角度传感器41的悬臂角度检测信号Sa，判断悬臂油缸12是否为伸展侧的行程末端状态。换言之，控制器50作为检测悬臂9的前端为接近起重臂8的一侧、即悬臂油缸12的伸展侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元起作用。并且，基于该判断结果，对悬臂油缸控制阀27给与控制信号Cp，以保持悬臂油缸12的行程末端状态。
控制器50在步骤S3中从开始输出控制信号Cp、Cf的时刻对经过时间进行计时，直到经过规定时间期间，只要继续检测锁门杆32的锁定状态，就连续输出控制信号Cp、Cf。在控制信号Cp、Cf的连续输出时间经过了规定时间时(在步骤S4中为YES)，停止这些控制信号Cp、Cf的输出，结束强制再生(步骤S5)。此外，规定时间是作为足以从排气净化装置25的过滤器除去粒子状物质的时间而设定的时间。
另一方面，在经过规定时间前，在不是检测出锁门杆32的锁定状态的情况下(在步骤S4中为NO)，控制器50在该时刻停止控制信号Cp、Cf的输出，并中止强制再生(步骤S6)。
根据第1实施方式的液压驱动装置20具有如下效果。
在液压驱动装置20中，液压挖掘机1的操作员通过使锁门杆32处于锁定状态，在悬臂油缸控制阀27等所有驱动器控制阀的阀位置为初始位置的状态、即、液压挖掘机1处于不动作的状态后，通过操作强制再生开关53，从而能够使强制再生单元(悬臂油缸控制阀27、调节器52)开始强制再生。由此，操作员能够在液压挖掘机1开始作业之前及结束作业之后，或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。因此，能够对防止起因于置之不理排气净化装置25的过滤器的局部堵塞，导致液压挖掘机1工作时发动机输出功率低下做出贡献。
在液压驱动装置20中，在强制再生期间，悬臂9及起重臂8作为整体构成为折叠在液压挖掘机1的回旋体4侧的姿势。由此，能够减小强制再生期间的液压挖掘机1在水平方向的占有空间。另外，作为强制再生时的悬臂9的动作，由于进行悬臂9的前端接近起重臂8的动作，因此与进行悬臂9的前端远离起重臂8的动作的情况相比较，不易发生使作业装置7与其周围的物体接触的事态。
在液压驱动装置20中，基于悬臂9相对于起重臂8的角度、即悬臂9相对于起重臂8的姿势检测悬臂油缸12的行程末端状态。液压挖掘机1与强制再生无关地设有悬臂角度传感器41，液压驱动装置20利用悬臂角度传感器41能够检测悬臂油缸的行程末端状态。
此外，上述第1实施方式的液压驱动装置20用于反铲斗，但本发明并不限定用于反铲斗，也可以用于装料铲斗。但是，就反铲斗而言，悬臂油缸的伸展侧的行程末端是使悬臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸的状态，就装料铲斗而言，悬臂油缸的收缩侧的行程末端是使悬臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸状态。因此，在将强制再生时的悬臂的动作设定为使悬臂的前端接近起重臂的动作的情况下，需要使油缸控制阀向使悬臂油缸收缩的一侧动作。
另外，在液压驱动装置20中，作为特定的驱动器控制阀利用了悬臂油缸控制阀27，但本发明的特定的控制阀也可以为铲斗油缸控制阀。根据该结构，在进行强制再生时，作业装置之中进行动作的部位为铲斗或附属装置，这些部位与起重臂或悬臂相比较，可以使伴随其动作的作业装置的姿势的变化小。因此，能够在作业装置中比起重臂或悬臂的动作所需要的空间狭窄的空间实施强制再生。此外，在液压挖掘机上，在将悬臂与铲斗可转动地结合起来的销结合部，或者在介于悬臂与铲斗之间的联杆机构部上，与强制再生无关地设有角度传感器，在铲斗油缸控制阀为特定的控制阀的情况下，能够利用该角度传感器检测铲斗油缸的行程末端状态。
另外，关于液压驱动装置20，作为适当姿势的一个例子，如图1所示，举例说明了铲斗10相对于悬臂9被抱住，悬臂9相对于起重臂8被抱住，起重臂8下降，悬臂9的前端(联杆13c)与基准地表面G接触的状态，但该适当姿势也可以不是该状态。仅悬臂相对于起重臂被抱住的状态、仅铲斗相对于悬臂被抱住的状态、或者仅悬臂和铲斗双方被抱住的状态也可以。换言之，只要起重臂、悬臂及铲斗中至少一个为驱动到可动界限角度的状态，就能够作为适当姿势采用。
(第2实施方式)
使用图3-1、图3-2对本发明的第2实施方式进行说明。图3-1是将本发明的第2实施方式的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。图3-2是表示由图3-1所示的控制器进行的处理的流程的流程图。对于图3-1所示的结构中与图2-1所示的结构相同的部分，使用了与图2-1中附注的符号相同的符号。
在第2实施方式的液压驱动装置60中，悬臂油缸控制阀27等的驱动器控制阀为能够电控制的结构。以悬臂油缸控制阀27为例进行说明，在悬臂油缸控制阀27的液压先导部27a附设比例电磁阀62。在悬臂油缸控制阀27的液压先导部27b附设比例电磁阀63。比例电磁阀62将先导泵28的排出压作为一次压生成给与液压先导部27a的先导压力。比例电磁阀63将先导泵28的排出压作为一次压生成给与液压先导部27b的先导压力。给与比例电磁阀62的螺线管的控制信号Ce、给与比例电磁阀63的螺线管的控制信号Cc均从控制器64输出。
控制器64是具有CPU、ROM、RAM，并按照计算机程序进行动作的装置。就该控制器64而言，从起重臂角度传感器43输出的起重臂角度检测信号Sbm、从悬臂角度传感器41输出的悬臂角度检测信号Sa、从铲斗角度传感器42输出的铲斗角度检测信号Sbt、从排出压传感器44输出的排出压检测信号Sp、以及从强制再生开关53输出的强制再生指令信号So被输入到控制器64。
与悬臂油缸12的动作的指令值相对应的动作指令信号Ea(电信号)通过悬臂操作装置29被输入控制器64。悬臂操作装置29是杆操作式的具有可变电阻器的装置，将操作杆的操作方向及操作量转换成作为电信号的上述动作指令信号并输出。控制器64设定成，基于动作指令信号对比例电磁阀62、63的控制值进行运算，并输出与这些控制值相应的控制信号Ce、Cc。比例电磁阀62、63是弹簧复位式的控制阀。在比例电磁阀62中，初始位置62a是形成使液压先导部27a与工作油箱21连通的通道的阀位置，工作位置62b是形成使液压先导部27a与先导泵28连通的通道的阀位置。施加给液压先导部27a的先导压力根据比例电磁阀62的阀位置变化而无级地变化，与此同时，该阀位置越接近工作位置62b越高。比例电磁阀63也与比例电磁阀62同样地构成。
对于悬臂油缸控制阀27以外的驱动器控制阀，即起重臂油缸控制阀、铲斗油缸控制阀、左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀及回旋马达控制阀，也附设与相对于悬臂油缸控制阀27的比例电磁阀62、63同样的比例电磁阀。另外，与相对于悬臂油缸控制阀27的悬臂操作装置29同样，对起重臂油缸控制阀、铲斗油缸控制阀、左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀及回旋马达控制阀也分别设置操作装置，并通过这些操作装置将与起重臂油缸、铲斗油缸、左行驶马达、右行驶马达及回旋马达各自的动作指令值相应的动作指令信号(电信号)输入到控制器64。控制器64对于来自悬臂操作装置29以外的各操作装置的动作指令信号，也与对来自悬臂操作装置的动作指令信号Ea的情况相同，设置成运算在与该动作指令信号对应的驱动器控制阀上所附设的比例电磁阀的控制值，并输出与这些控制值相应的控制信号。
控制器64设置成，判断悬臂操作装置61等所有操作装置是否均为未输出动作指令信号的状态。在所有操作装置均为未输出动作指令信号的状态下，控制器64对所有在驱动器控制阀(左行驶马达控制阀、右行驶马达控制阀、起重臂油缸控制阀、悬臂油缸控制阀27、铲斗油缸控制阀、回旋马达控制阀)上附设的比例电磁阀都不给与控制信号。因此，对悬臂油缸控制阀27等所有驱动器控制阀的液压先导部都不供给先导压力，由此，所有驱动器控制阀的阀位置都为初始位置(中立位置)。换言之，控制器64通过判断悬臂操作装置61等所有操作装置是否均为未输出动作指令信号的状态，从而作为检测所有驱动器控制阀均为初始位置的非操作状态的非操作状态检测单元起作用。
控制器64也与第1实施方式中的控制器50同样，设定成基于来自起重臂角度传感器43的起重臂角度检测信号Sbm、来自悬臂角度传感器41的悬臂角度信号Sa、来自铲斗角度传感器42的铲斗角度检测信号Sbt，判断作业装置7的姿势是否为适当姿势。
在第2实施方式中，与第1实施方式同样，调节器52和悬臂油缸控制阀27构成强制再生单元，但该强制再生单元的控制单元与第1实施方式的情况不同，由控制器64和比例电磁阀62构成。
控制器64设置成按照图3-2所示的步骤S11～S16进行动作。控制器64伴随发动机23的启动而起动。起动后，控制器64若输入来自强制再生开关53的强制再生指令信号So(在步骤S11中为YES)，则判断悬臂操作装置61等所有操作装置是否均为未输出动作指令信号的状态、还是没有动作指令的状态(步骤S12)。与此同时，基于来自起重臂角度传感器43的起重臂角度检测信号Sbm、来自悬臂角度传感器41的悬臂角度信号Sa、来自铲斗角度传感器42的铲斗角度检测信号Sbt，判断作业装置7的姿势是够为适当姿势(步骤S12)。
通过步骤S12的判断，在检测出任何操作装置均为没有动作指令的状态和适当姿势这双方时(在步骤S12中为YES)，控制器64使强制再生单元(悬臂油缸控制阀27、调节器52)开始强制再生(步骤S13)。换言之，将与预先设定的控制值相应的控制信号Ce、Cf分别输出到比例电磁阀62、调节器52。如果不是任何操作装置均为没有动作指令的状态和检测出适当姿势这双方的状态，则不开始强制再生(在步骤S12中为NO)。
给与了控制信号Ce的比例电磁阀62生成先导压力，该先导压力被施加在悬臂油缸控制阀27的液压先导部27a上。由此，悬臂油缸控制阀27的阀位置从初始位置27c向第一工作位置27d侧变化。其结果，悬臂油缸12伸展的同时，主泵22的排出压上升。另外，给与了控制信号Cf的调节器52使主泵22的排出流量增加。
在所有驱动器未***作的状态下，出于节能及降低噪音的目的，发动机23被控制为空转状态，但伴随着主泵22的排出流量的增加和排出压的上升，控制为使发动机输出功率上升。若发动机输出功率上升，则排气的温度上升，粒子状物质因排气的热而燃烧，即、进行强制再生。在强制再生过程中，控制器64基于来自排出压传感器44的排出压检测信号Sp进行控制信号Ce的调整，将主泵22的排出压保持为强制再生所需要的规定压力以上。
另外，在步骤S13中，控制器64从开始向比例电磁阀62输出控制信号Ce的时刻开始，基于来自悬臂角度传感器41的悬臂角度检测信号Sa，判断悬臂油缸12是否为伸展侧的行程末端状态。换言之，控制器64作为检测悬臂9的前端为接近起重臂8的一侧、即悬臂油缸12的伸展侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元起作用。并且，基于该判断结果，向比例电磁阀62给与控制信号Ce，以便保持悬臂油缸12的行程末端状态。
控制器64从开始输出控制信号Ce、Cf的时刻开始对经过时间进行计时，直到经过规定时间期间，只要任何操作装置都没有动作指令的状态的检测继续，就使控制信号Ce、Cf连续地输出。当控制信号Ce、Cf的连续输出时间经过了规定时间时(在步骤S14中为YES)，停止这些控制信号Ce、Cf的输出，结束强制再生(步骤S15)。此外，规定时间设定为足以由排气净化装置25的过滤器去除粒子状物质的时间。
另一方面，在经过规定时间前，在没有检测到任何操作装置都没有动作指令的状态的情况下(在步骤S14中为NO)，控制器64在该时刻停止控制信号Ce、Cf的输出，中止强制再生(步骤S16)。
根据第2实施方式的液压驱动装置60，具有以下效果。
在液压驱动装置60中，液压挖掘机1的操作员通过停止悬臂操作装置29等所有操作装置的操作，在悬臂油缸控制阀27等所有驱动器控制阀的阀位置为初始位置的状态、即液压挖掘机1处于不动作的状态后，通过操作强制再生开关53，能够使强制再生单元(悬臂油缸控制阀27、调节器52)开始强制再生。由此，操作员能够在液压挖掘机1开始作业之前及结束作业之后，或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。因此，能够对防止起因于置之不理排气净化装置25的过滤器的局部堵塞，导致液压挖掘机1工作时发动机输出功率低下做出贡献。
另外，在液压驱动装置60中，也与第1实施方式的液压驱动装置20的情况同样，在强制再生期间，悬臂9及起重臂8作为整体构成为折叠在液压挖掘机1的回旋体4侧的姿势。由此，能够减小强制再生期间的液压挖掘机1在水平方向的占有空间。另外，作为强制再生时的悬臂9的动作，由于进行悬臂9的前端接近起重臂8的动作，因此与进行悬臂9的前端远离起重臂8的动作的情况相比较，不易发生使作业装置7与其周围的物体接触的事态。
另外，在液压驱动装置60中，也与第1实施方式的液压驱动装置20的情况同样，基于悬臂9相对于起重臂8的角度、即悬臂9相对于起重臂8的姿势检测悬臂油缸12的行程末端状态。液压挖掘机1与强制再生无关地设有悬臂角度传感器41，液压驱动装置20利用悬臂角度传感器41能够检测悬臂油缸的行程末端状态。
此外，在上述的第2实施方式的液压驱动装置60中，非操作状态检测单元用于判断所有操作装置是否均为未向控制器64输出动作指令信号的状态，但非操作状态检测单元并不限于此，也可以是与第1实施方式的液压驱动装置20同样的非操作状态检测单元，即基于是否从锁定检测开关40输出了锁定检测信号，判断锁门杆32是否为锁定状态，从而检测非操作状态。
另外，液压驱动装置60也与第1实施方式的液压驱动装置20同样，用于反铲斗，但本发明并不限定用于反铲斗，也可以用于装料铲斗。
另外，在液压驱动装置60中，也与第1实施方式的液压驱动装置20同样，作为特定的驱动器控制阀而利用了悬臂油缸控制阀27，但本发明中的特定的控制阀也可以是铲斗油缸控制阀。
符号说明
1-液压挖掘机，2-行驶体，3-履带，4-回旋体，5-驾驶室，6-机械室，7-作业装置，8-起重臂，9-悬臂，10-铲斗，11-起重臂油缸，11a-缸筒，11b-杆，12-悬臂油缸，12a-缸筒，12a1-底侧室，12a2-杆侧室，12b-杆，13-铲斗油缸，13a-缸筒，13b-杆，13c-联杆机构部，20-液压驱动装置，21-工作油箱，22-主泵，23-发动机，24-排气管，25-排气净化装置，26-排出管，27-悬臂油缸控制阀，27a、27b-液压先导部，27c-初始位置，27d-第一工作位置，27e-第二工作位置，28-先导泵，29-悬臂操作装置，30-主管道，31-先导管道，32-锁门杆，33-锁门用开闭阀，40-锁定检测开关，41-悬臂角度传感器，42-铲斗角度传感器，43-起重臂角度传感器，44-排出压传感器，50-控制器，51-升压用控制阀，51a-初始位置，51b-工作位置，52-调节器，53-强制再生开关，60-液压驱动装置，61-悬臂操作装置，62-比例电磁阀，62a-初始位置，62b-工作位置，63-比例电磁阀，64-控制器。

Claims (5)

1.一种作业机械的液压驱动装置，具备：驱动作业机械的多个液压驱动器；利用液压泵生成向上述多个液压驱动器供给的压力油的液压源；分别相对于上述多个液压驱动器个别地设置，并控制压力油在对应的液压驱动器与上述液压源之间的流动的控制阀；作为上述液压泵的驱动源的发动机；利用过滤器捕捉由上述发动机产生的排气中的粒子状物质的排气净化装置；使堆积在上述过滤器上的粒子状物质燃烧的强制再生单元；以及控制上述强制再生单元的控制单元，
上述强制再生单元通过使上述液压泵的排出压上升而使发动机输出功率上升，将上述粒子状物质的燃烧所需要的热送往排气，
上述作业机械的液压驱动装置的特征在于，
上述控制阀的阀位置设定成在初始位置和工作位置之间进行变化，该初始位置为切断压力油从上述液压源向上述液压驱动器的流动且将压力油导向工作油箱的位置，该工作位置为将来自上述液压源的压力油导向对应的液压驱动器的位置，
上述强制再生单元作为使上述液压泵的排出压上升的装置而包含上述控制阀中的特定的控制阀，
设有通过操作来命令实施强制再生的强制再生指令单元、及检测所有上述控制阀的阀位置为初始位置的状态即非操作状态的非操作状态检测单元，
上述控制单元将通过上述非操作状态检测单元检测为非操作状态的状态作为实施强制再生的条件，在通过上述强制再生指令单元命令实施强制再生时，使上述特定的控制阀工作，并使上述液压泵的排出压上升。
2.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动装置，其特征在于，
上述作业机械的作业装置具备起重臂和能转动地与该起重臂连结的悬臂，
上述多个液压驱动器包含悬臂油缸，
上述特定的控制阀是控制压力油在上述悬臂油缸与上述液压源之间流动的悬臂油缸控制阀，
设有检测上述悬臂油缸是否为使悬臂的前端接近起重臂的一侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元，
上述控制单元控制上述悬臂油缸控制阀，以使上述悬臂油缸向上述行程末端动作，基于由上述行程末端状态检测单元得到的检测结果，控制上述悬臂油缸控制阀，以便在强制再生期间保持上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
3.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动装置，其特征在于，
上述作业机械的作业装置具备起重臂、能转动地与该起重臂连结的悬臂、以及能转动地与该悬臂连结的铲斗或附属装置，
上述多个液压驱动器包含使与上述悬臂连结的上述铲斗或上述附属装置转动的铲斗油缸，
上述特定的控制阀是控制压力油在上述铲斗油缸与上述液压源之间流动的铲斗油缸控制阀，
设有检测上述铲斗油缸为伸展侧还是收缩侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元，
上述控制单元控制上述铲斗油缸控制阀，以使上述铲斗油缸向上述行程末端动作，基于由上述行程末端状态检测单元得到的检测结果，控制上述铲斗油缸控制阀，以便在强制再生期间保持上述铲斗油缸的上述行程末端状态。
4.根据权利要求2所述的作业机械的液压驱动装置，其特征在于，
上述行程末端状态检测单元基于上述悬臂相对于上述起重臂的姿势来检测上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
5.根据权利要求3所述的作业机械的液压驱动装置，其特征在于，
上述行程末端状态检测单元基于上述铲斗或上述附属装置相对于上述悬臂的姿势来检测上述铲斗油缸的上述行程末端状态。
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