CN109563853B - 作业机械 - Google Patents

Abstract

作业机械具备对向执行机构(31～33)供给的工作油的流动进行控制的控制阀(41～43)、根据操作来生成向对应的控制阀输出的液压信号的操作杆装置(51～53)、对由对应的操作杆装置生成的液压信号进行减压的比例电磁阀(61b…)、以及对比例电磁阀进行控制的前部控制部，在该作业机械中设有：与操作杆装置连接的操作信号线路(51a1、51b1…)；与控制阀连接的信号输入线路(51a2、51b2…)；设有比例电磁阀的减压线路(51b3…)；和切换阀(81b…)，其具有切断操作信号线路与减压线路的连接而将操作信号线路与信号输入线路直接连接的第1位置(A)、以及经由减压线路将操作信号线路与信号输入线路连接的第2位置(B)。

Description

作业机械

技术领域

本发明涉及例如进行前部控制(其进行区域限制挖掘控制)的作业机械。

背景技术

在液压挖掘机等作业机械中，通常对多个操作杆装置进行复合操作来使前部作业机动作，但对于不熟练的操作者来说，以在规定区域内使前部作业机动作且不超过挖掘目标面进行挖掘的方式灵活地操纵操作杆装置是难度很高的。

近年来，实施基于铲斗位置等来限制前部作业机动作的前部控制的作业机械逐渐被广泛应用。当前部控制起作用时，以不会对挖掘目标面的下侧进行挖掘的方式限制前部作业机的动作。作为相关技术，提出了一种在操作杆装置的操作信号线路(line)上设置比例电磁阀、并利用比例电磁阀对从操作杆装置输出的液压信号进行减压以使前部作业机的速度不超过限制值的技术(参照专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3091667号公报

发明内容

例如在液压挖掘机中，在使铲斗微微摆动而将沙土等内容物分开的所谓快速摆动作业时要求对于杆操作的响应性。即使在坡面的成型作业即所谓坡面夯实作业中，有时为了提高使动臂迅速抬升下降的作业的效率也会要求响应性。

然而，在专利文献1记载的技术中，在操作信号线路上存在比例电磁阀。比例电磁阀即使在最大开度下也伴随着压力损失。因此，具有前部控制功能的作业机械与不具有该功能的作业机械相比，即使在前部控制不起作用的情况下，也有可能因比例电磁阀的压力损失而导致执行机构相对于杆操作的响应性降低。

本发明的目的在于，提供一种能够同时实现执行机构相对于操作的响应性和前部控制功能的作业机械。

为了达成上述目的，本发明的作业机械具备：车身；设于所述车身的前部作业机；对所述前部作业机进行驱动的多个执行机构；检测所述前部作业机的姿势的姿势检测器；排出对所述执行机构进行驱动的工作油的液压泵；对从所述液压泵向对应的执行机构供给的工作油的流动进行控制的多个控制阀；根据操作来生成向对应的控制阀输出的液压信号的多个操作杆装置；将所述操作杆装置与对应的控制阀连接的先导线路；向所述操作杆装置供给工作油的先导泵；设于所述先导线路并对由对应的操作杆装置生成的液压信号进行减压的至少一个比例电磁阀；以及基于所述姿势检测器的检测信号对所述比例电磁阀进行控制来限制所述前部作业机的动作的前部控制部，在该作业机械中，所述先导线路包括与对应的操作杆装置的信号输出阀连接的多条操作信号线路、与对应的控制阀的液压驱动部连接的多条信号输入线路、和设有所述比例电磁阀的至少一条减压线路，所述作业机械具备至少一个切换阀，该切换阀设于所述操作信号线路与对应的减压线路之间，且具有第1位置和第2位置，所述第1位置是切断所述操作信号线路与对应的减压线路的连接而将该操作信号线路与对应的信号输入线路直接连接的位置，所述第2位置是切断所述操作信号线路与对应的信号输入线路的直接连接而将该操作信号线路经由对应的减压线路与该信号输入线路连接的位置。

发明效果

根据本发明，能够同时实现执行机构相对于操作的响应性和前部控制功能。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的作业机械的外观的立体图。

图2是将图1所示的液压挖掘机具备的液压驱动装置与控制器单元一起示出的图。

图3是图1所示的液压挖掘机具备的前部控制用液压单元的液压回路图。

图4是图1所示的液压挖掘机具备的控制器单元的功能框图。

图5是图1所示的液压挖掘机具备的切换阀控制部的功能框图。

图6是表示基于图5所示的切换阀控制部进行的切换阀的控制步骤的流程图。

图7是本发明第2实施方式的作业机械具备的切换阀控制部的功能框图。

图8是基于图7所示的切换阀控制部具备的距离运算部进行的前部作业机的特定点与挖掘目标面的距离的运算方法的说明图。

图9是表示基于图7所示的切换阀控制部进行的切换阀的控制步骤的流程图。

图10是基于本发明第2实施方式的作业机械具备的切换阀控制部的其它例进行的切换阀的控制的说明图。

图11是将变形例的作业机械具备的前部控制用液压单元的主要部分提取出的液压回路图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

1-1.作业机械

图1是表示本发明第1实施方式的作业机械的外观的立体图。在本实施方式中，以作为前部作业机前端的配件而安装有铲斗23的液压挖掘机为作业机械的例子进行说明。但是，本发明也能适用于具备铲斗以外的配件的液压挖掘机或推土机等其它种类的作业机械。以下，将从坐在驾驶席的操作者观察到的前侧(图1中的左上侧)、后侧(该图中的右下侧)、左侧(该图中的左下侧)、右侧(该图中的右上侧)设为液压挖掘机的前、后、左、右，并分别仅记载为前侧、后侧、左侧、右侧。

该图所示的液压挖掘机具备车身10及前部作业机20。车身10具备行驶体11及旋转体12。

行驶体11在本实施方式中具备具有环形轨道履带的左右的履带(行驶驱动体)13，并通过利用左右的行驶马达35分别驱动左右的履带13而行驶。对于行驶马达35例如使用液压马达。

旋转体12经由旋转装置(未图示)以能够旋转的方式设于行驶体11上。在旋转体12的前部(在本实施方式中为前部左侧)设有供操作者搭乘的驾驶室14。在旋转体12上的驾驶室14的后侧搭载有容纳原动机17(图2)和液压驱动装置等的动力室15，并在最后部搭载有调节机体的前后方向上的平衡的配重16。原动机17是发动机(内燃机)或电动机。将旋转体12相对于行驶体11连结的旋转装置中包括旋转马达34(图2)，通过旋转马达34将旋转体12相对于行驶体11旋转驱动。本实施方式中的旋转马达34是液压马达，但有时使用电动马达，还有时使用液压马达及电动马达双方。

前部作业机20是用于进行沙土挖掘等作业的装置，设于旋转体12的前部(在本实施方式中为驾驶室14的右侧)。该前部作业机20是具备动臂21、斗杆22及铲斗23的多关节型作业装置。动臂21通过左右延伸的销(未图示)与旋转体12的框架连结，并通过动臂液压缸31与旋转体12连结。构成为动臂21随着动臂液压缸31的伸缩而相对于旋转体12上下转动。斗杆22通过左右延伸的销(未图示)与动臂21的前端连结，并通过斗杆液压缸32与动臂21连结。构成为斗杆22随着斗杆液压缸32的伸缩而相对于动臂21转动。铲斗23通过水平左右延伸的销(未图示)与斗杆22的前端连结，并经由铲斗液压缸33及连杆与斗杆22连结。构成为铲斗23随着铲斗液压缸33的伸缩而相对于斗杆22转动。动臂液压缸31、斗杆液压缸32及铲斗液压缸33是对前部作业机20进行驱动的液压缸。

另外，在液压挖掘机中，在适当部位设有检测与位置和姿势相关的信息的检测器。例如，在动臂21、斗杆22及铲斗23的各转动支点分别设有角度检测器8a～8c。角度检测器8a～8c作为检测与前部作业机20的位置和姿势相关的信息的姿势检测器来使用，分别检测动臂21、斗杆22及铲斗23的转动角度。另外，旋转体12中具备倾斜检测器8d、位置检测装置9a、9b(图4)、无线通信设备9c(图4)、液压驱动装置30(图2)、控制器单元100(图2等)。倾斜检测器8d作为对旋转体12的前后方向及左右方向中的至少一方的倾斜进行检测的旋转体12的姿势检测机构来使用。对于位置检测装置9a、9b例如使用RTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System：实时动态-全球导航卫星***)，通过位置检测装置9a、9b获取车身10的位置信息。无线通信设备9c接收来自基站GNSS(未图示)的修正信息。位置检测装置9a、9b及无线通信设备9c是检测旋转体12的位置、朝向的机构。另外，在驾驶室14内的操作面板(未图示)和/或操作杆装置51～54(图2等)中的至少一个的杆部设有开启/关闭前部控制部120的控制的开关7(参照图3)。对液压驱动装置30和控制器单元100进行如下说明。

1-2.液压驱动装置

图2是将图1所示的液压挖掘机具备的液压驱动装置与控制器单元一起示出的图。对于已说明的结构，在该图中标注与已说明的附图相同的附图标记并省略说明。

液压驱动装置30是对液压挖掘机的被驱动部件进行驱动的装置，容纳在动力室15内。被驱动部件中包括前部作业机20(动臂21、斗杆22及铲斗23)以及车身10(履带13及旋转体12)。该液压驱动装置30包括执行机构31～34、液压泵36、控制阀41～44、先导泵37、操作杆装置51～54、前部控制用液压单元60等。

1-2.1.执行机构

执行机构31～34分别是指动臂液压缸31、斗杆液压缸32、铲斗液压缸33及旋转马达34。行驶马达35在图2中省略图示。在列举动臂液压缸31、斗杆液压缸32、铲斗液压缸33、旋转马达34及行驶马达35中的多个的情况下，有时记载为“执行机构31～35”、“执行机构31、32”等。执行机构31～35由从液压泵36排出的工作油驱动。

1-2.2.液压泵

液压泵36是排出对执行机构31～35等进行驱动的工作油的可变容量型泵，由原动机17驱动。本实施方式中的原动机17是将内燃机等的燃烧能量转换为动力的发动机。在图2中仅图示了一个液压泵36，但也有设置多个的情况。从液压泵36排出的工作油在排出配管36a内流动，并经由控制阀41～44被分别供给至执行机构31～34。来自执行机构31～34的各返回油分别经由控制阀41～44流入返回油配管36b并返回至油箱38。在排出配管36a上设有限制该排出配管36a的最高压力的溢流阀(未图示)。图2中虽未图示，但行驶马达35也由同样的回路结构驱动。在行驶体11的前后至少一方设有推土板的情况下、代替铲斗23而将碎石器等具有执行机构的配件安装于前部作业机20的情况下，推土板、配件的执行机构也由同样的回路结构驱动。

1-2.3.控制阀

控制阀41～44是对从液压泵36向对应的执行机构供给的工作油的流动(方向及流量)进行控制的液压驱动式流量控制阀，分别具备供液压信号输入的液压驱动部45、46。控制阀41是动臂液压缸用，控制阀42是斗杆液压缸用，控制阀43是铲斗液压缸用，控制阀44是旋转马达用。行驶马达用的控制阀省略图示。控制阀41～44的液压驱动部45或46经由先导线路50与对应的操作杆装置连接。先导线路50包括：操作信号线路51a1、51b1、52a1、52b1、53a1、53b1、54a1、54b1；信号输入线路51a2、51b2、52a2、52b2、53a2、53b2、54a2、54b2；和减压线路51b3、52a3、52b3、53a3、53b3。控制阀41～44构成为：当向液压驱动部45或46输入了液压信号(励磁)时在图中右移或左移，当液压信号的输入停止(消磁)时因弹簧的力而复位至中立位置。例如当向动臂液压缸用的控制阀41的液压驱动部45输入了液压信号时，在图2中控制阀41的阀芯右移与液压信号的大小相应的距离。由此，与液压信号相应的流量的工作油被供给至动臂液压缸31的缸底侧油室，动臂液压缸31以与液压信号的大小相应的速度伸长从而动臂21抬升。

1-2.4.先导泵

先导泵37是排出对控制阀41～44等控制阀进行驱动的工作油的固定容量型泵，与液压泵36同样地由原动机17驱动。也能构成为通过原动机17之外的动力源驱动先导泵37。泵线路37a是先导泵37的排出配管，在从锁定阀39通过之后分支成多个，并与操作杆装置51～54及前部控制用液压单元60连接。虽以图3后述，但在前部控制用液压单元60内，泵线路37a连接于与特定的控制阀(在本例中为控制阀41、43)的液压驱动部相连的***。从先导泵37排出的工作油经由该泵线路37a被供给至操作杆装置51～54和特定的控制阀的液压驱动部。

此外，锁定阀39在本例中为电磁切换阀，其电磁驱动部与配置在驾驶室14(图1)内的门锁杆(未图示)的位置检测器电连接。门锁杆是以通过横置的闭锁姿势阻止操作者下车的方式设置在驾驶席的乘降侧的杆，若不将门锁杆上提来打开对驾驶席的乘降部的话则无法下车。作为门锁杆的位置，将横置的姿势记载为操作***的“锁定解除位置”，将上提后的姿势记载为操作***的“锁定位置”。门锁杆的位置由位置检测器检测，从位置检测器对锁定阀39输入与门锁杆的位置相应的信号。若门锁杆位于锁定位置则锁定阀39关闭而泵线路37a被切断，若门锁杆位于锁定解除位置则锁定阀39打开而泵线路37a开通。在泵线路37a被切断的状态下，由于液压信号的压力来源被切断，所以无论有无操作都不再向控制阀41～44输入液压信号。也就是说，基于操作杆装置51～54的操作被无效化，旋转和挖掘等动作被禁止。

1-2.5.操作杆装置

操作杆装置51～54分别是根据操作来生成对各自对应的执行机构31～34的动作进行指示的液压信号并将其输出的杆操作式操作装置，设于驾驶室14(图1)内。操作杆装置51是动臂操作用，操作杆装置52是斗杆操作用，操作杆装置53是铲斗操作用，操作杆装置54是旋转操作用。在液压挖掘机的情况下，通常，操作杆装置51～54是十字操作式杆装置，能够以向前后方向的倾倒操作来指示一个执行机构的动作，并以向左右方向的倾倒操作来指示另一执行机构的动作。因此，四个操作杆装置51～54以每两个为一组而分为两组，在各组中共用一根杆部。因此，操作杆装置51～54的杆部为右手操作用和左手操作用共计两根，在将前述的开关7设于杆部的情况下设于两根杆部中的至少一方。行驶用的操作杆装置省略图示。

动臂操作用的操作杆装置51具备动臂抬升指令用的信号输出阀51a及动臂下降指令用的信号输出阀51b。在信号输出阀51a、51b的输入端口(一级侧端口)连接有泵线路37a。动臂抬升指令用的信号输出阀51a的输出端口(二级侧端口)经由操作信号线路51a1及信号输入线路51a2与动臂液压缸用的控制阀41的液压驱动部45连接。动臂下降指令用的信号输出阀51b的输出端口经由操作信号线路51b1及信号输入线路51b2与控制阀41的液压驱动部46连接。例如当将操作杆装置51倒向动臂抬升指令侧时，信号输出阀51a以与操作量相应的开度打开。由此，从泵线路37a输入的先导泵37的排出油通过信号输出阀51a根据操作量而被减压，并作为针对控制阀41的液压驱动部45的液压信号而被输出。此外，在操作信号线路51a1、51b1上分别设有压力检测器6a、6b，信号输出阀51a、51b输出的液压信号的大小(压力值)由压力检测器6a、6b检测。

同样地，斗杆操作用的操作杆装置52具备斗杆回收指令用的信号输出阀52a及斗杆放出指令用的信号输出阀52b。铲斗操作用的操作杆装置53具备铲斗装载指令用的信号输出阀53a及铲斗卸载指令用的信号输出阀53b。旋转操作用的操作杆装置54具备右旋转指令用的信号输出阀54a及左旋转指令用的信号输出阀54b。

信号输出阀52a、52b、53a、53b、54a、54b的输入端口与泵线路37a连接。斗杆操作用的操作杆装置52的信号输出阀52a的输出端口经由操作信号线路52a1及信号输入线路52a2与斗杆液压缸用的控制阀42的液压驱动部45连接。斗杆操作用的操作杆装置52的信号输出阀52b的输出端口经由操作信号线路52b1及信号输入线路52b2与斗杆液压缸用的控制阀42的液压驱动部46连接。铲斗装载指令用的信号输出阀53a的输出端口经由操作信号线路53a1及信号输入线路53a2与铲斗液压缸用的控制阀43的液压驱动部45连接。铲斗卸载指令用的信号输出阀53b的输出端口经由操作信号线路53b1及信号输入线路53b2与控制阀43的液压驱动部46连接。旋转操作用的操作杆装置54的信号输出阀54a的输出端口经由操作信号线路54a1及信号输入线路54a2与旋转马达用的控制阀44的液压驱动部45连接。旋转操作用的操作杆装置54的信号输出阀54b的输出端口经由操作信号线路54b1及信号输入线路54b2与旋转马达用的控制阀44的液压驱动部46连接。操作杆装置52～54的液压信号的输出原理与动臂操作用的操作杆装置51相同。

此外，在本实施方式中，在信号输入线路51a2、51b2、52a2、52b2、53a2、5362、54a2、54b2的中途设有梭阀块(shuttle block)47。从操作杆装置51～54输出的液压信号经由梭阀块47也被输入至液压泵36的调节器48。梭阀块47的详细结构省略，但液压信号经由梭阀块47被输入至调节器48，从而根据液压信号对液压泵36的排出流量进行控制。

1-2.6.前部控制用液压单元

图3是前部控制用液压单元的液压回路图。在该图中标注有与其它附图相同的附图标记的要素是与其它附图中图示的要素同样的要素。如该图所示，前部控制用液压单元60具备切换阀单元60A及比例电磁阀单元60B，由来自控制器单元100的信号驱动。比例电磁阀单元60B是用于根据状况对从操作杆装置51～53输出的液压信号进行增减压而使前部作业机20不会超过挖掘目标面进行挖掘等的硬件。切换阀单元60A是用于切换是否使从操作杆装置51～53向控制阀41～43输出的液压信号的路径经由比例电磁阀单元60B的硬件。

比例电磁阀单元60B具备减压用的比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b、增压用的比例电磁阀71a、73a、73b、截止阀70及梭阀92、93。切换阀单元60A具备切换阀81b、82a、82b、83a、83b。以下，对这些要素依次进行说明。

·减压用比例电磁阀

比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b发挥为了抑制对与挖掘目标面相比的下侧进行挖掘而根据来自控制器单元100的信号来限制从对应的信号输出阀输出的液压信号的最大值的作用。它们是常开型比例阀，当被消磁时成为最大开度，当根据来自控制器单元100的信号而被励磁时，与信号的大小成比例地使开度下降(逐渐关闭)。比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b分别设于减压线路51b3、52a3、52b3、53a3、53b3，并位于先导线路50中的对应的控制阀与操作杆装置之间。

减压线路51b3的两端经由切换阀81b与动臂下降操作用的操作信号线路51b1及信号输入线路51b2连接。向减压线路51b3导入由动臂下降操作用的信号输出阀51b生成的液压信号。比例电磁阀61b由控制器单元100的信号S61b驱动，并限制动臂下降操作用的液压信号的最大值。

同样地，减压线路52a3的两端经由切换阀82a与斗杆回收操作用的操作信号线路52a1及信号输入线路52a2连接。向减压线路52a3导入由斗杆回收操作用的信号输出阀52a生成的液压信号。减压线路52b3的两端经由切换阀82b与斗杆放出操作用的操作信号线路52b1及信号输入线路52b2连接。向减压线路52b3导入由斗杆放出操作用的信号输出阀52b生成的液压信号。减压线路53a3的两端经由切换阀83a与铲斗装载操作用的操作信号线路53a1及信号输入线路53a2连接。向减压线路53a3导入由铲斗装载操作用的信号输出阀53a生成的液压信号。减压线路53b3的两端经由切换阀83b与铲斗卸载操作用的操作信号线路53b1及信号输入线路53b2连接。向减压线路53b3导入由铲斗卸载操作用的信号输出阀53b生成的液压信号。比例电磁阀62a、62b、63a、63b由控制器单元100的信号S62a、S62b、S63a、S63b驱动，并限制各自对应的液压信号的最大值。

·梭阀

除了组装入比例电磁阀单元60B的梭阀92、93之外，在本实施方式中在前部控制用液压单元60的外部还使用梭阀91。梭阀91～93是高压选择阀，分别具备两个入口端口和一个出口端口。

梭阀91的一个入口端口与动臂抬升操作用的操作信号线路51a1连接，且另一个入口端口不经由信号输出阀地与泵线路37a连接。梭阀91的出口端口与动臂抬升操作用的信号输入线路51a2连接。

梭阀92设于铲斗装载操作用的减压线路53a3。也就是说，梭阀92的一个入口端口与铲斗装载操作用的操作信号线路53a1连接，且出口端口与铲斗装载操作用的信号输入线路53a2连接。梭阀92的另一个入口端口不经由信号输出阀地与泵线路37a连接。

梭阀93设于铲斗卸载操作用的减压线路53b3。也就是说，梭阀93的一个入口端口与铲斗卸载操作用的操作信号线路53b1连接，且出口端口与铲斗卸载操作用的信号输入线路53b2连接。梭阀93的另一个入口端口不经由信号输出阀地与泵线路37a连接。

·增压用比例电磁阀

比例电磁阀71a、73a、73b发挥绕过操作杆装置而根据控制器单元100的信号来输出不依赖于操作杆装置的操作的液压信号的作用。它们是常闭型比例阀，当被消磁时成为最小开度(零开度)，当根据来自控制器单元100的信号而被励磁时，与信号的大小成比例地使开度上升(逐渐打开)。比例电磁阀71a、73a、73b设于分支后分别与梭阀91～93相连的泵线路37a。从比例电磁阀71a、73a、73b向梭阀91～93的另一侧入口端口输入的液压信号会干扰输入至梭阀91～93的一侧入口端口的来自操作杆装置51、53的液压信号。由于能够输出比从操作杆装置51、53输出的液压信号高压的液压信号这点，在本申请说明书中将比例电磁阀71a、73a、73b称为增压用的比例电磁阀。

具体而言，比例电磁阀71a由控制器单元100的信号S71a驱动，并输出指示动臂自动抬升动作的液压信号。在向比例电磁阀71a输出开指令信号的情况下通常向减压用的比例电磁阀61b输出闭指令信号，当比例电磁阀71a打开时比例电磁阀61b关闭。在该情况下，即使正在进行动臂下降操作，对于控制阀41也仅向液压驱动部45输入液压信号而强制进行动臂抬升动作。该比例电磁阀71a在对与挖掘目标面相比的下侧进行挖掘时等发挥功能。

比例电磁阀73a由控制器单元100的信号S73a驱动，并输出指示铲斗装载动作的液压信号。比例电磁阀73b由控制器单元100的信号S73b驱动，并输出指示铲斗卸载动作的液压信号。比例电磁阀73a、73b输出的液压信号是修正铲斗23的姿势的信号。这些液压信号由梭阀92、93进行选择并被输入至控制阀43，由此以相对于挖掘目标面成为一定角度的方式修正铲斗23的姿势。

·截止阀

截止阀70是常闭型的电磁驱动式开闭阀，当被消磁时全闭(成为零开度)，当接收到来自控制器单元100的信号而被励磁时打开。该截止阀70设于泵线路37a中的与梭阀91～93相连的支流的分支部与锁定阀39(图2)之间。当截止阀70根据来自控制器单元100的指令信号而关闭时，禁止不基于操作杆装置51、53的操作而进行的液压信号的生成、输出。

·切换阀

切换阀81b、82a、82b、83a、83b发挥对减压线路相对于对应的操作信号线路及信号输入线路的连接及切断进行切换的作用。切换阀81b、82a、82b、83a、83b设于各自对应的操作信号线路、信号输入线路及减压线路之间。这些阀各具备第1位置A及第2位置B这两个切换位置，在消磁状态下切换至第1位置A，当接收到来自控制器单元100的信号而被励磁时切换至第2位置B。

第1位置A是切断操作信号线路与对应的减压线路的连接而将该操作信号线路与对应的信号输入线路直接连接的位置。对于切换阀81b、82a、82b、83a、83b，对应的操作信号线路及减压线路与其一侧连接，对应的减压线路与其另一侧连接。也就是说，在第1位置A形成有折回流路。在切换阀切换至第1位置A的情况下，相对于切换阀从一侧输入的液压信号被从一侧输出，而对于在回路中被切断的减压线路进而对于比例电磁阀单元60B则完全不会有液压信号输入。

第2位置B是切断操作信号线路及对应的信号输入线路的直接连接而将该操作信号线路经由对应的减压线路与该信号输入线路连接的位置。在第2位置B，形成有与对应的减压线路的端部连接并使工作油向彼此相反的方向流通的两条流路。在切换阀切换至第2位置B的情况下，相对于切换阀从一侧输入的液压信号被输出至另一侧的减压线路。输入至减压线路的液压信号从减压用的比例电磁阀通过之后返回、并从另一侧再次输入至切换阀且被输出至对应的信号输入线路。

如上所述，切换阀81b、82a、82b、83a、83b与对应的减压用的比例电磁阀串联连接。当将切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第2位置B时，液压信号从对应的减压线路通过而被传递；当切换至第1位置A时，液压信号的传递路径在第1位置A被短路(short-cut)。

·切换阀单元、比例电磁阀单元

如前所述，切换阀单元60A是具备切换阀81b、82a、82b、83a、83b的阀单元。如图3所示，操作信号线路的路径中的接头J1、信号输入线路的路径中的接头J2及减压线路的路径中的接头J3各自的单侧设于切换阀单元60A。当解除接头J1～J3的连结时，切换阀单元60A能够相对于图3的回路独立地拆装。

比例电磁阀单元60B是具备比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b、71a、73a、73b、截止阀70及梭阀92、93的阀单元。如图3所示，泵线路的路径中的接头J4及减压线路的路径中的接头J5的单侧设于比例电磁阀单元60B。比例电磁阀单元60B也能通过解除接头J4、J5的连结而相对于图3的回路独立地拆装。

1-2.7.控制器单元

图4是控制器单元的功能框图。如该图所示，控制器单元100具备输入部110、前部控制部120、切换阀控制部130及输出部170等功能部。以下，对各功能部进行说明。

·输入部/输出部

输入部110是输入来自传感器类等的信号的功能部。来自压力检测器6a、6b、开关7、角度检测器8a～8c、倾斜检测器8d、位置检测装置9a、9b、无线通信设备9c等的信号被输入至该输入部110。

输出部170是将由前部控制部120及切换阀控制部130生成的指令信号向前部控制用液压单元60输出、并对对应的阀进行控制的功能部。能够作为控制对象的阀是比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b、71a、73a、73b、切换阀81b、82a、82b、83a、83b及截止阀70。

·前部控制部

前部控制部120是基于角度检测器8a～8c及倾斜检测器8d的信号来运算限制指令值的功能部，该限制指令值用于以不超过挖掘目标面进行挖掘(不对挖掘目标面的下侧进行挖掘)的方式限制前部作业机20的动作。前部控制是根据挖掘目标面与铲斗23的特定点的距离、执行机构31～33的伸缩速度等对前部控制用液压单元60进行控制的控制的总称。例如，对减压用的比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b中的至少一个进行控制而在挖掘目标面附近使执行机构31～33中的至少一个的动作减速的控制也是前部控制之一。对增压用的比例电磁阀71a、73a、73b中的至少一个进行控制而在对挖掘目标面的下侧进行挖掘的情况下强制性地进行动臂抬升动作的动臂自动抬升控制、和将铲斗23的角度保持一定的控制也包括在前部控制内。也包括其它的所谓动臂下降停止控制和铲斗增压控制等。另外，对减压用的比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b中的至少一个和增压用的比例电磁阀71a、73a、73b中的至少一个进行复合控制的控制也包括在前部控制内。另外，在本申请说明书中，将前部作业机20描画的轨迹控制在一定轨迹的所谓轨迹控制也是前部控制之一。关于前部控制部120的详细内容省略说明，但对于该前部控制部120能够适当地应用例如日本特开平8-333768号公报和日本特开2016-003442号公报等记载的公知技术。

·切换阀控制部

图5是切换阀控制部的功能框图。如该图所示，切换阀控制部130是对切换阀81b、82a、82b、83a、83b进行控制的功能部，具备开启/关闭判定部131及切换指令部137。

开启/关闭判定部131是判定经由输入部110输入的来自开关7的信号是将基于前部控制部120的控制设为开启状态的开启信号还是设为关闭状态的关闭信号的功能部。

切换指令部137是选择性地生成将切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第1位置A的指令信号以及切换至第2位置B的指令信号的功能部。具体而言，在由开启/关闭判定部131判定为从开关7输入的信号是关闭信号的情况下，由切换指令部137生成将全部切换阀切换至第1位置A的信号S70。反之，在由开启/关闭判定部131判定为从开关7输入的信号是开启信号的情况下，由切换指令部137生成将全部切换阀切换至第2位置B的信号S70。

此外，在本实施方式中，向切换阀81b、82a、82b、83a、83b和截止阀70输出的指令信号S70是相同值的信号。当信号S70是将切换阀切换至第1位置A的信号时，在本实施方式中指令信号S70为消磁信号(励磁电流的停止)，常闭型截止阀70成为切断位置。反之，当信号S70是将切换阀切换至第2位置B的信号时，在本实施方式中指令信号S70为励磁信号(励磁电流的输出)，常闭型截止阀70成为开通位置。

1-3动作

图6是表示基于切换阀控制部进行的切换阀的控制步骤的流程图。在运转中，切换阀控制部130以规定的处理周期(例如0.1s)反复执行图6的步骤。首先，经由输入部110输入开关7的信号(步骤S101)，并由开启/关闭判定部131判定其为开启信号还是关闭信号(步骤S102)。若开关7的信号为关闭信号，则切换阀控制部130通过切换指令部137生成将各切换阀切换至第1位置A的信号，并将其经由输出部170输出。由此，使各操作信号线路不经由减压线路地与对应的信号输入线路直接连接，并结束图6的步骤(步骤S103)。若开关7的信号为开启信号，则切换阀控制部130通过切换指令部137生成将各切换阀切换至第2位置B的信号，并将其经由输出部170输出。由此，各操作信号线路经由减压线路与对应的信号输入线路连接，图6的步骤结束(步骤S104)。根据图6的步骤，当操作开关7而将前部控制功能设为开启状态时，切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第2位置B，各减压线路与对应的操作信号线路连接。反之，当操作开关7而将前部控制功能设为关闭状态时，切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第1位置A，各减压线路被从对应的操作信号线路切断。

1-3.1.前部控制有效时

例如在利用操作杆装置51进行了动臂下降操作的情况下，动臂下降指令用的信号输出阀51b根据操作量而打开，液压信号经由操作信号线路51b1向动臂液压缸用的控制阀41的液压驱动部46输入。由此，动臂液压缸31收缩，执行动臂下降动作。在前部控制功能为开启状态的情况下，根据铲斗23的与挖掘目标面的距离和下降速度，通过从前部控制部120输出的限制指令值来抑制比例电磁阀61b的开度，限制液压信号的最大值。在超过由比例电磁阀61b的开度规定的限制值的情况下，液压信号在于减压线路51b3内流通的过程中由比例电磁阀61b减压为限制值。其结果是，与和操作量相应的原本速度相比动臂下降动作减速，从而抑制铲斗23进入与挖掘目标面相比的下侧。

对于向经由切换阀的其它操作信号线路输出压力信号的操作(斗杆回收、斗杆放出、铲斗装载、铲斗卸载的各操作)也是同样的。

1-3.2.前部控制无效时

例如在利用操作杆装置51进行了动臂下降操作的情况下，动臂下降指令用的信号输出阀51b根据操作量而打开。在前部控制功能为关闭状态的情况下，无论铲斗23的位置等如何，比例电磁阀61b均为最大开度，但操作信号线路51b1与减压线路51b3之间被切断。因此，从信号输出阀51b输出的液压信号均不流入减压线路51b3而是直接流入信号输入线路51b2，并被输入至动臂液压缸用的控制阀41的液压驱动部46。

对于向经由切换阀的其它操作信号线路输出压力信号的操作(斗杆回收、斗杆放出、铲斗装载、铲斗卸载的各操作)也是同样的。

1-4.效果

假设在不经由切换阀而将减压线路与操作信号线路及信号输入线路连接的情况下，在这些配管中液压信号必然会从比例电磁阀通过。在该情况下，当关闭前部控制功能而进行通常的挖掘作业时，与未搭载前部控制功能的液压挖掘机(此处为了方便而记载为“标准机”)相比，液压信号的损失增加比例电磁阀的压力损失量。因此，执行机构31～33的动作相对于操作杆装置51～53的操作的响应性与标准机相比降低。

于是，在本实施方式中构成为，经由切换阀将减压线路与操作信号线路及信号输入线路连接，并在前部控制功能为关闭状态时将减压线路从操作信号线路及信号输入线路断开。在前部控制功能为关闭状态的情况下，不经由减压线路而是操作信号线路与信号输入线路直接相连，因此能够避免因比例电磁阀导致的液压信号的损失。因此，尽管具备前部控制用的比例电磁阀，也能够确保与标准机同等或接近的响应性。因此，能够同时实现执行机构31～33的动作相对于操作杆装置51～53的操作的响应性和前部控制功能。由于液压信号的损失减少，所以也有助于能效的提高。

另外，使用第1位置A具有折回流路的切换阀，并对于切换阀而隔着该切换阀在操作信号线路和信号输入线路的相反侧连接有减压线路。由此，在不进行前部控制的情况下，液压信号完全不经由减压线路而是短路地向信号输入线路传递。这点也有助于响应性的提高。

另外，在本实施方式的情况下，将切换阀81b、82a、82b、83a、83b单元化为切换阀单元60A，因此配管作业和相对于作业机械的拆装容易。比例电磁阀单元60B也是同样的。单元化也与配管的管路长度和配管数量的抑制相关，也有助于响应性的进一步提高和零件数量的抑制。另外，通过不将前部控制用液压单元60的整体设为一个单元而是分成切换阀单元60A和比例电磁阀单元60B，能够在产生问题时仅更换包含成为更换对象的阀的某一单元，从而维护性良好。通过阀的上述单元化，将上述标准机和具有前部控制功能的以往的作业机械的回路如图3那样进行改造的作业也变得容易。

此外，通过开启/关闭前部控制功能的开关7的开启/关闭来对切换阀81b、82a、82b、83a、83b进行切换控制，因此只要使前部控制功能关闭就能自动将减压线路切离。另外，由于在操作杆装置的杆部设有开关7，所以能够在从驾驶席14确认状况的同时一边进行前部作业机20的操作一边容易地对切换阀81b等进行切换操作。

(第2实施方式)

本实施方式与第1实施方式的不同点是：即使前部控制功能为开启状态，在前部作业机20距挖掘目标面有一定距离的情况下，切换阀81b、82a、82b、83a、83b也会自动切换至第1位置A。为了实现该控制，在本实施方式中对切换阀控制部实施了变更。对本实施方式的切换阀控制部进行如下说明。

2-1切换阀控制部

图7是本发明第2实施方式的作业机械具备的切换阀控制部的功能框图。在图7中，对已说明的要素标注与已说明的附图相同的附图标记并省略说明。图7所示的切换阀控制部130A除了开启/关闭判定部131及切换指令部137之外还具备存储部132、距离运算部133、距离判定部134、速度运算部135及速度判定部136。另外，切换指令部137中包括自动切换指令部138。

·存储部

存储部132是存储各种信息的功能部，包括设定距离存储部141、设定速度存储部142、挖掘目标面存储部143及机体尺寸存储部144。设定距离存储部141是存储有针对前部作业机20的特定点P与挖掘目标面S的距离D而预先确定的设定距离D0(＞0)的存储区域。设定速度存储部142是存储有针对特定的执行机构(例如动臂液压缸31)的动作速度V而预先确定的设定速度V0(＞0)的存储区域。挖掘目标面存储部143是存储有挖掘目标面S的存储区域。挖掘目标面S是由液压挖掘机挖掘形成(造型)的目标地形，有存储有利用以旋转体12为基准的坐标系手动设定的目标地形的情况，也有利用地球坐标系的三维位置信息预先存储有目标地形的情况。挖掘目标面S的三维位置信息是在将挖掘目标面S以多边形表示的地形数据中标记有位置数据的信息，是预先创建的信息。机体尺寸存储部144是存储有前部作业机20及旋转体12的各部分尺寸的存储区域。

·距离运算部

距离运算部133是基于经由输入部110输入的角度检测器8a～8c的检测信号来运算前部作业机20的特定点P与挖掘目标面S的距离D的功能部。对于距离D的运算例稍后说明。

·距离判定部

距离判定部134是判定由距离运算部133运算出的特定点P与挖掘目标面S的距离D是否大于从设定距离存储部141读取的设定距离D0的功能部。

·速度运算部

速度运算部135是基于经由输入部110输入的压力检测器6a、6b的信号来运算特定的执行机构、在本例中为动臂液压缸31的动作速度V(伸缩速度)的功能部。例如，速度运算部135中包括存储有动臂液压缸用的控制阀41的流量特性(流通的工作油的流量与开度的关系等)的存储部。控制阀41的开度与由压力检测器6a、6b检测出的针对控制阀41的液压信号的大小为对应关系。在此基础上，基于控制阀41的流量特性和压力检测器6a、6b的信号来利用速度运算部135运算动臂液压缸31的动作速度V。此外，在速度运算部135中，选择压力检测器6a、6b的信号中较大的一方作为运算基础来运算动臂液压缸31的动作速度。根据以哪个信号为运算基础，能够区分所运算的动作速度V是动臂液压缸31的伸长速度还是收缩速度。当然，例如基于对动臂下降指令用的压力信号进行检测的压力检测器6b的信号而运算出的动作速度V是与动臂下降动作对应的动臂液压缸31的收缩速度。而且，将动臂液压缸31的收缩方向设为动作速度V的正方向，伸长速度作为负的速度分量处理。

·速度判定部

速度判定部136是判定由速度运算部135运算出的动臂液压缸31的动作速度V是否大于从设定速度存储部142读取的设定速度V0的功能部。

·切换指令部

本实施方式的切换指令部137所包括的自动切换指令部138是即使前部控制功能为开启状态、在一定条件下也生成将各切换阀切换至第1位置A的信号的功能部。自动切换指令部138生成将各切换阀切换至第1位置A的信号的条件为如下三个。

(第1条件)开关7的信号为开启信号；

(第2条件)从距离判定部134输入的判定信号是表示特定点P与挖掘目标面S的距离D大于设定距离D0这一判定结果的信号；

(第3条件)从速度判定部136输入的判定信号是表示特定的执行机构(在本例中为动臂液压缸31)的动作速度V小于设定速度V1这一判定结果的信号：

通过满足第1条件，在切换指令部137中自动切换指令部138的功能为开启状态，执行自动切换指令部138的处理。当在此基础上满足第2条件及第3条件时，由自动切换指令部138生成将各切换阀切换至第1位置A的信号。总之，配合着基于自动切换指令部138的处理，在切换指令部137中，在第1～第3条件同时满足的情况以及前部控制功能为关闭状态的情况下生成将各切换阀切换至第1位置A的信号。在除此以外的情况下生成将各切换阀切换至第2位置B的信号。

关于其它硬件，本实施方式的作业机械是与第1实施方式的作业机械相同的结构。

2-2特定点与挖掘目标面的距离的运算例

图8是基于距离运算部进行的前部作业机的特定点与挖掘目标面的距离的运算方法的说明图。在图8中，从正交方向(动臂21等的转动轴的延伸方向)观察前部作业机20的动作平面(与动臂21等的转动轴正交的平面)。关于执行机构31～33，为了避免复杂而省略图示。

在图8中，特定点P设定于铲斗23的顶端(齿尖)位置。特定点P的代表例为设定于铲斗23的顶端，但也可以设定于前部作业机20中的其它部位。对于距离运算部133，经由输入部110输入来自角度检测器8a～8c的信号，并从挖掘目标面存储部143输入挖掘目标面S的信息。另外，在利用地球坐标系运算距离D的情况下，倾斜检测器8d的检测信号、由位置检测装置9a、9b获取的车身10的位置信息、以及由无线通信设备9c接收到的修正信息也经由输入部110被输入至距离运算部133。在利用地球坐标系求出距离D的情况下，在距离运算部133中用修正信息来修正位置检测装置9a、9b的位置信息并运算车身10的位置和朝向，并根据倾斜检测器8d的信号来运算车身10的倾斜。

挖掘目标面S由前部作业机20的动作平面与目标地形的交线来定义，并与车身10的位置、朝向、倾斜等信息配合着利用地球坐标系来掌握挖掘目标面S与车身10的位置关系。相对于挖掘目标面S位于上侧的区域被规定为允许特定点P移动的挖掘区域。挖掘目标面S例如暂且被规定为以液压挖掘机为基准的XY坐标系中的至少一条直线的形式。XY坐标系例如是以动臂21的转动支点为原点的正交坐标系，将经过原点且与旋转体12的旋转中心轴平行地延伸的轴设为Y轴(上方向为正方向)，并将相对于该Y轴在原点正交且向前方延伸的轴设为X轴(前方向为正方向)。此外，在手动设定了挖掘目标面S的情况下，挖掘目标面S与车身10的位置关系是已知的。

由XY坐标系规定的挖掘目标面S能够由以自身为一个轴(Xa轴)的原点O的正交坐标系即XaYa坐标系来重新规定。XaYa坐标系与XY坐标系是同一平面。当然，Ya轴是在原点O处与Xa轴正交的轴。Xa轴以前方向为正方向，Ya轴以上方向为正方向。

在距离运算部133中，使用从机体尺寸存储部144读取的前部作业机20的尺寸数据(L1、L2、L3)和由角度检测器8a～8c检测出的转动角α、β、γ的各值来计算特定点P的位置。特定点P的位置例如作为以液压挖掘机为基准的XY坐标系的坐标值(X，Y)而求出。特定点P的坐标值(X，Y)由下述的式(1)和式(2)求出。

X＝L1·sinα+L2·sin(α+β)+L3·sin(α+β+γ)...(1)

Y＝L1·cosα+L2·cos(α+β)+L3·cos(α+β+γ)...(2)

L1是动臂21与斗杆22的转动支点间的距离，L2是斗杆22与铲斗23的转动支点间的距离，L3是铲斗23的转动支点与特定点P的距离。α是Y轴(从原点向上侧延伸的部分)与经过动臂21和斗杆22的转动支点的直线11(从原点向斗杆22的转动支点侧延伸的部分)的夹角。β是直线11(从斗杆22的转动支点向原点的相反侧延伸的部分)与经过斗杆22和铲斗23的转动支点的直线12(从斗杆22的转动支点向铲斗23的转动支点侧延伸的部分)的夹角。γ是直线12(从铲斗23的转动支点向斗杆22的转动支点的相反侧延伸的部分)与经过特定点P的直线13的夹角。

距离运算部133将如上所述由XY坐标系规定的特定点P的坐标值(X，Y)转换成XaYa坐标系的坐标值(Xa，Ya)。这样求出的特定点P的Ya的值是特定点P与挖掘目标面S的距离D的值。距离D是从经过特定点P且正交于挖掘目标面S的直线与挖掘目标面S的交点到特定点P的距离，并区分Ya的值的正负(也就是说，在挖掘区域内距离D为正值，在与挖掘目标面S相比的下侧区域内距离D为负值)。

2-3切换阀控制

图9是表示基于本实施方式的切换阀控制部进行的切换阀的控制步骤的流程图。在运转中，切换阀控制部130A以规定的处理周期(例如0.1s)反复执行图9的步骤。

·步骤S201

切换阀控制部130A在开始图9的步骤时，首先在步骤S201中经由输入部110输入开关7、角度检测器8a～8c、压力检测器6a、6b的各信号。在该例中，挖掘目标面S与机体的位置关系作为已知信息进行说明，但在例如如前述那样利用地球坐标系运算机体与挖掘目标面S的位置关系的情况下，也一并输入位置检测装置9a、9b和无线通信设备9c、倾斜检测器8d的信号。

·步骤S202→S205

接着，切换阀控制部130A判定开关7的信号是否为关闭信号(步骤S202)。在为关闭信号的情况下，切换阀控制部130A通过切换指令部137输出切换至第1位置A的信号(步骤S205)，将切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第1位置A。步骤S202、S205是与图6的步骤S102、S103相同的步骤。

·步骤S202→S203→S204→S205

在开关7的信号为开启信号的情况下，切换阀控制部130A将步骤移至步骤S203，利用距离运算部133运算挖掘目标面S与特定点P的距离D，并利用速度运算部135运算动臂液压缸31的动作速度V。当步骤移至步骤S204时，切换阀控制部130A利用距离判定部134判定距离D是否大于从设定距离存储部141读取的设定距离D0。由于设定距离D0为正值且距离D的正负也如前述那样区分，所以在此判定特定点P是否位于挖掘区域内且与挖掘目标面S的距离比设定距离D0远。同时，切换阀控制部130A利用速度判定部136判定动作速度V是否小于从设定速度存储部142读取的设定速度V0。由于设定速度V0为正值且动作速度V的正负也如前述那样区分，所以在此判定动臂液压缸31是否以超过设定速度V0的速度收缩。在判定的结果为D＞D0且V＜V0的情况(在步骤S202、S204中满足了上述第1～第3条件的情况)下，切换阀控制部130A将步骤移至步骤S205，通过自动切换指令部138输出将各切换阀切换至第1位置A的信号。

·步骤S202→S203→S204→S206

在执行步骤S202、S203、S204的步骤而D＞D0且V＜V0的条件未满足的情况下，切换阀控制部130A将步骤从步骤S204移至步骤S206。当步骤移至步骤S206时，切换阀控制部130A通过自动切换指令部138输出指令信号，将切换阀81b、82a、82b、83a、83b切换至第2位置B。步骤S206是与图6的步骤S104对应的步骤。

此外，在本实施方式中，设定距离D0与基于前部控制部120对比例电磁阀61b等进行的控制的执行判断的阈值相匹配。也就是说，在距离D为设定距离D0以下的情况下，在切换阀81b等切换至第2位置B的同时截止阀70打开，通过前部控制部120根据距离D等对比例电磁阀61b等进行励磁(变更开度)。反之，在距离D超过设定距离D0的情况下，在切换阀81b等切换至第1位置A的同时截止阀70关闭，比例电磁阀61b等也被消磁。

2-4效果

在本实施方式中也能获得与第1实施方式相同的效果。此外，在特定点P与挖掘目标面S的距离超过设定距离D0、且动臂液压缸31未以超过设定速度V0的速度收缩的情况下，即使前部控制功能为开启状态，切换阀81b、82a、82b、83a、83b也切换至第1位置A。也就是说，在铲斗23距挖掘目标面S远、即使考虑前部作业机20的动作状况也不用担心铲斗23会立即进入挖掘区域外的情况下，即使前部控制功能为开启状态也自动地使响应性优先。由此，能够期待作业效率的进一步提高。

(变形例)

在第2实施方式中例示了如下结构：在D＞D0且V＜V0的情况下在步骤S204中满足第1～第3条件，即使前部控制功能为开启状态，切换阀81b等也切换至第1位置A。然而，也可以省略与动作速度V相关的上述第3条件。也就是说，也可以构成为：即使前部控制功能为开启状态，但只要距离D超过设定距离D0(只要满足第1条件及第2条件)，如图10所示，无论动作速度V如何，切换阀81b等也都切换至第1位置A。图10表示针对切换阀81b等的指令信号与距离D的关系。在图10的例子中，在距离D超过设定距离D0的情况下，无论动作速度V如何，各切换阀都切换至第1位置A；在距离D为设定距离D0以下的情况下，无论动作速度V如何，各切换阀都切换至第2位置B。即使在该情况下也具有如下优点：能够在特定点P远离挖掘目标面S且铲斗23越出到挖掘区域外的可能性低的状况下提高作业效率，且控制能够简化。另外，能够省略设定速度存储部142、速度运算部135、速度判定部136。

另外，在第2实施方式中，列举将动臂液压缸31的伸缩速度作为执行机构的动作速度V来运算的情况为例进行了说明，但也可以将斗杆液压缸32或铲斗液压缸33的伸缩速度作为动作速度V加入切换阀81b等的切换判断中。当然，也可以从执行机构31～33中选择多个并将它们的动作速度V加入切换判断中。另外，能够根据一个或多个执行机构的动作速度V来运算特定点P的移动速度，并提取与挖掘目标面S垂直的分量来运算挖掘区域内的特定点P向挖掘目标面S的接近速度。也可以考虑并非仅考虑执行机构的动作速度V、而是将其转换成特定点P向挖掘目标面S的接近速度来作为判断的基础。

此外，与距离运算部133和/或速度运算部135相当的功能部也可以设于前部控制部120。在该情况下，也可以构成为将由前部控制部120运算出的距离D和/或动作速度V输入至切换阀控制部130A的距离判定部134和/或速度判定部136。

另外，切换阀、减压线路及比例电磁阀也能如图11那样连接。图11是仅提取出了动臂下降操作用的信号线路的图，该图中的附图标记与要素的关系对应于图3。即使是图11的结构，也能在将前部控制功能关闭时不使液压信号从比例电磁阀61b通过。但在该图的回路结构中，减压线路51b3与信号输入线路51b2合流，在将前部控制功能关闭时未必不会在减压线路51b3的合流点处发生液压信号的损失。在这点上，没有这种合流点的第1实施方式的回路结构(图3)在响应性方面更有利。另外，在图11的回路结构中，即使在将前部控制关闭时液压信号也从比例电磁阀单元60B通过，相对于此，在信号路径不从比例电磁阀单元60B通过而短路这点上，第1实施方式的回路结构(图3)也在响应性方面有利。

另外，关于切换阀81b、82a、82b、83a、83b，也可以分成多个组并分别将设定距离D0设定为不同的值。另外，切换阀81b、82a、82b、83a、83b也并非全部必要，只要从其中选择至少一个必要的来安装即可。另外，在已说明的例子中，在动臂抬升指令用的操作信号线路51a1上并未连接比例电磁阀及切换阀，但若有必要，也能在操作信号线路51a1上经由切换阀连接减压线路及比例电磁阀。

另外，切换阀81b、82a、82b、83a、83b也可以不是电磁阀而是液压驱动式切换阀。例如，若构成为经由开关7将泵线路37a引导至切换阀81b、82a、82b、83a、83b的液压驱动部、并由开关7开闭泵线路37a，则即使将切换阀81b等设为液压驱动式切换阀，回路也成立。

例示了将减压用的比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b设为常开型、并将增压用的比例电磁阀71a、73a、73b及截止阀70设为常闭型的情况。即使将该常开型及常闭型的应用反过来，只要使励磁及消磁的时机反转，则回路也成立。

另外，例示在前部控制用中设有减压用的比例电磁阀61b、62a、62b、63a、63b及增压用的比例电磁阀71a、73a、73b的情况进行了说明，但这些并非全部必要。只要具有其中至少一个(例如对动臂下降指令用的液压信号进行减压的比例电磁阀61b及减压线路51b3)，就能执行前部控制的一种。只要是至少使用一个对操作杆装置51～54的液压信号进行减压的比例电磁阀的作业机械，就能适用本发明。

另外，列举基于压力信号的大小来运算执行机构的动作速度V的情况为例进行了说明，但即使是例如基于角度检测器8a～8c的信号的变化率，也能求出执行机构的动作速度V。例如能够基于角度检测器8a的信号的变化率来求出动臂液压缸31的伸缩速度。即使利用检测执行机构31～33的行程量的行程检测器或检测动臂21、斗杆22及铲斗23的倾斜角的倾斜角检测器，也能求出执行机构的动作速度V。

另外，列举将发动机用作原动机17并利用发动机驱动液压泵36等的通常的液压挖掘机为例进行了说明，但本发明也能适用于将发动机及电动机作为原动机来驱动液压泵36等的混合动力式液压挖掘机。另外，本发明还能适用于将电动机作为原动机来驱动液压泵的电动式液压挖掘机等。

附图标记说明

6a、6b：压力检测器，7：开关，8a～8c：角度检测器(姿势检测器)，10：车身，20：前部作业机，31：动臂液压缸(执行机构)，32：斗杆液压缸(执行机构)，33：铲斗液压缸(执行机构)，36：液压泵，37：先导泵，41～44：控制阀，51～54：操作杆装置，51a1、51b1、52a1、52b1、53a1、53b1、54a1、54b1：操作信号线路，51a2、51b2、52a2、52b2、53a2、53b2、54a2、54b2：信号输入线路，51b3、52a3、52b3、53a3、53b3：减压线路，61b、62a、62b、63a、63b：比例电磁阀，81b、82a、82b、83a、83b：切换阀，100：控制器单元，110：输入部，120：前部控制部，130、130A：切换阀控制部，131：开启/关闭判定部，133：距离运算部，134：距离判定部，135：速度运算部，136：速度判定部，137：切换指令部，138：自动切换指令部，141：设定距离存储部，142：设定速度存储部，D：特定点与挖掘目标面的距离，D0：设定距离，170：输出部，P：特定点，S：挖掘目标面，V：执行机构的动作速度，V0：设定速度。

Claims (4)

1.一种作业机械，其具备：车身；设于所述车身的前部作业机；对所述前部作业机进行驱动的多个执行机构；检测所述前部作业机的姿势的姿势检测器；排出对所述执行机构进行驱动的工作油的液压泵；对从所述液压泵向对应的执行机构供给的工作油的流动进行控制的多个控制阀；根据操作来生成向对应的控制阀输出的液压信号的多个操作杆装置；将所述操作杆装置与对应的控制阀连接的先导线路；向所述操作杆装置供给工作油的先导泵；设于所述先导线路并对由对应的操作杆装置生成的液压信号进行减压的至少一个比例电磁阀；以及基于所述姿势检测器的检测信号对所述比例电磁阀进行控制来限制所述前部作业机的动作的前部控制部，所述作业机械的特征在于，

所述先导线路包括与对应的操作杆装置的信号输出阀连接的多条操作信号线路、与对应的控制阀的液压驱动部连接的多条信号输入线路、和设有所述比例电磁阀的至少一条减压线路，

所述作业机械具备至少一个切换阀，该切换阀设于所述操作信号线路与对应的减压线路之间，且具有第1位置和第2位置，所述第1位置是切断所述操作信号线路与对应的减压线路的连接而将该操作信号线路与对应的信号输入线路直接连接的位置，所述第2位置是切断所述操作信号线路与对应的信号输入线路的直接连接而将该操作信号线路经由对应的减压线路与该信号输入线路连接的位置，

所述作业机械还具备：

包括所述切换阀的切换阀单元；

包括所述比例电磁阀的比例电磁阀单元；

输出使所述前部控制部的控制开启/关闭的信号的开关；和

对所述切换阀单元及所述比例电磁阀单元进行控制的控制器单元，

所述控制器单元具备：

输入来自所述开关的信号的输入部；

对所述切换阀进行控制的切换阀控制部；和

将由所述切换阀控制部生成的指令信号输出至所述切换阀的输出部，

所述切换阀控制部具备：

开启/关闭判定部，其判定经由所述输入部输入的来自所述开关的信号是将基于所述前部控制部的控制设为开启状态的开启信号还是将基于所述前部控制部的控制设为关闭状态的关闭信号；和

切换指令部，其在由所述开启/关闭判定部判定为从所述开关输入的信号是所述关闭信号的情况下生成将所述切换阀切换至所述第1位置的指令信号，在由所述开启/关闭判定部判定为从所述开关输入的信号是所述开启信号的情况下生成将所述切换阀切换至所述第2位置的指令信号。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述操作信号线路及所述信号输入线路与所述切换阀的一侧连接，所述减压线路与所述切换阀的另一侧连接。

3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述切换阀控制部具备：

距离运算部，其基于经由所述输入部输入的所述姿势检测器的检测信号来运算所述前部作业机的特定点与挖掘目标面的距离；

存储部，其具有存储有针对所述特定点与挖掘目标面的距离而预先确定的设定距离的设定距离存储部；和

距离判定部，其判定由所述距离运算部运算出的所述特定点与挖掘目标面的距离是否大于所述设定距离，

所述切换指令部具备自动切换指令部，该自动切换指令部在由所述距离判定部判定为所述特定点与挖掘目标面的距离大于所述设定距离的情况下，无论来自所述开关的信号是所述开启信号还是所述关闭信号，都生成将所述切换阀切换至所述第1位置的指令信号。

4.根据权利要求3所述的作业机械，其特征在于，

所述存储部具备存储有针对特定的执行机构的动作速度而预先确定的设定速度的设定速度存储部，

所述切换阀控制部具备：

速度运算部，其基于所述操作杆装置的液压信号的压力或所述姿势检测器的检测信号来运算所述特定的执行机构的动作速度；和

速度判定部，其判定由所述速度运算部运算出的所述特定的执行机构的动作速度是否大于所述设定速度，

所述自动切换指令部在由所述距离判定部判定为所述特定点与挖掘目标面的距离大于所述设定距离、且由所述速度判定部判定为所述特定的执行机构的动作速度小于所述设定速度的情况下，无论来自所述开关的信号是所述开启信号还是所述关闭信号，都生成将所述切换阀切换至所述第1位置的指令信号。

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