CN111201351B - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
提供一种即使发生手抖动也能够抑制挖土机主体的振动放大的挖土机。因此,挖土机具备:作为液压致动器的动臂缸(7)及斗杆缸(8);作为操作装置的斗杆操作杆(26A)及动臂操作杆(26B),用于液压致动器的操作;及作为控制装置的控制器(30)的加减速特性控制部(300),在挖土机主体振动时进行控制,以使液压致动器相对于操作装置的操作的响应性变得迟钝。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
以往,提出了一种具备如下电路结构的操纵杆操作***:即使在由挖土机的操作人员进行操纵杆的突然操作的情况下,也能够通过限制相对于操纵杆的输入控制液压致动器的动作的控制阀的先导输入来减少冲击的发生(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-125827号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,液压致动器相对于操纵杆操作的响应性与突然操作操纵杆时的冲击的减少处于权衡关系,在突然操作时要减少的先导压必须设定为也满足通常要求的响应性的值。即,难以任意地减少先导压。
并且,例如,在行走到木材、石头等障碍物上的状态等由挖土机的工作人员在挖土机的立脚点不稳定的部位进行操作的情况下,即使为微小的操纵杆操作,有时也会在挖土机中发生振动。由于该振动而操作人员本身也晃动,因此引起操作人员经由操作杆输入意外的操作输入的现象(所谓的手抖动(hand hunting)),其结果,有时会由于手抖动的影响而挖土机主体(即,包含挖土机的下部行走体及上部回转体的机身)的振动进一步放大。在专利文献1的方式中,无法抑制发生这种手抖动时的振动放大。
本发明的目的在于提供一种即使发生手抖动也能够抑制挖土机主体的振动放大的挖土机。
用于解决课题的手段
实施方式的一观点所涉及的挖土机具备:液压致动器;操作装置,用于所述液压致动器的操作;及控制装置,在挖土机主体振动时、或在挖土机主体中发生振动的可能性高时进行控制,以使所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的响应性变得迟钝。
发明效果
根据本发明,能够提供一种即使发生手抖动也能够抑制挖土机主体的振动放大的挖土机。
附图说明
图1是第1实施方式所涉及的挖土机(挖掘机)的侧视图。
图2是表示图1的挖土机的驱动***的结构例的框图。
图3是表示搭载于图1的挖土机上的液压电路的结构例的概略图。
图4是表示与工作模式相对应的操纵杆操作量和泄放阀开口面积之间的关系的图。
图5是表示主体倾斜角度通常时和发生振动时的波形的一例的图。
图6是由加减速特性控制部实施的加减速特性控制的流程图。
图7是表示搭载于第2实施方式所涉及的挖土机上的液压电路的结构例的概略图。
图8是表示与工作模式相对应的操纵杆操作量和控制阀的PT开口面积之间的关系的图。
图9是表示搭载于第3实施方式所涉及的挖土机上的控制器的结构例的框图。
图10是用于说明与振动的发生相关的短期检测方式的例子的图。
图11是用于说明与振动的发生相关的长期检测方式的例子的图。
图12是用于说明利用了基准倾斜的振动判定的例子的图。
图13是表示显示装置的结构的一例的图。
图14是由第3实施方式的控制器实施的加减速特性控制的流程图。
图15是表示第1实施方式的加减速特性控制部及第3实施方式的振动预测部的其他结构例的框图。
图16是表示在挖土机主体中发生振动的可能性高的情况的一例的图。
图17是表示挖土机主体发生振动的可能性高的情况的另一例的图。
图18是表示图6及图14的步骤S3的子程序处理的一例的流程图。
图19是对图6的各处理进行了一般化的流程图。
图20是对图14的各处理进行了一般化的流程图。
具体实施方式
以下,参考附图,对实施方式进行说明。为了便于理解说明,在各附图中尽可能对相同的构成要件标注相同的符号,并省略重复说明。
[第1实施方式]
参考图1~图6,对第1实施方式进行说明。
[挖土机的整体结构]
首先,参考图1,对第1实施方式所涉及的挖土机的整体结构进行说明。图1是第1实施方式所涉及的挖土机(挖掘机)的侧视图。
如图1所示,上部回转体3经由回转机构2能够回转地搭载于挖土机的下部行走体1上。在上部回转体3安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5,在斗杆5的前端安装有作为端接附属装置的铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6构成作为附属装置的一例的挖掘附属装置,并且分别由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在上部回转体3设置作为驾驶室的驾驶舱10,并且搭载发动机11等动力源。
在驾驶舱10内设置有控制器30。控制器30是作为进行挖土机的驱动控制的主控制部发挥作用的控制装置。在本实施方式中,控制器30由包含CPU、RAM、ROM等的计算机构成。例如,以下示为加减速特性控制部300的控制器30的各种功能例如通过由CPU执行存储于ROM中的程序来实现。
[驱动***的结构]
接着,参考图2,对图1的挖土机的驱动***的结构进行说明。图2是表示图1的挖土机的驱动***的结构例的框图。图2中,分别由双重线、粗实线、虚线及点线表示机械动力***、高压液压管路、先导管路及电气控制***。
如图2所示,挖土机的驱动***主要包含发动机11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀17、操作装置26、吐出压力传感器28、操作压力传感器29、控制器30、比例阀31、主体倾斜传感器32等。
发动机11为挖土机的驱动源。在本实施方式中,发动机11例如为以保持规定的转速的方式进行动作的柴油发动机。并且,发动机11的输出轴与主泵14及先导泵15的输入轴连结。
主泵14经由高压液压管路将工作油供给至控制阀17。在本实施方式中,主泵14为斜板式可变容量型液压泵。
调节器13控制主泵14的吐出量。在本实施方式中,调节器13通过根据来自控制器30的控制指示调节主泵14的斜板偏转角来控制主泵14的吐出量。
先导泵15经由先导管路将工作油供给至包含操作装置26及比例阀31的各种液压控制设备。在本实施方式中,先导泵15为固定容量型液压泵。
控制阀17为控制挖土机中的液压***的液压控制装置。控制阀17包含控制阀171~176及泄放阀177。控制阀17能够通过控制阀171~176将由主泵14吐出的工作油选择性地供给至1个或多个液压致动器。控制阀171~176控制从主泵14流到液压致动器的工作油的流量及从液压致动器流到工作油罐的工作油的流量。液压致动器包含动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左侧行走用液压马达1A、右侧行走用液压马达1B及回转用液压马达2A。泄放阀177控制由主泵14吐出的工作油中不经由液压致动器而流到工作油罐的工作油的流量(以下,称为“泄放流量”。)。泄放阀177可以设置于控制阀17的外部。
操作装置26为操作人员为了液压致动器的操作而使用的装置。在本实施方式中,操作装置26经由先导管路将由先导泵15吐出的工作油供给至与各液压致动器对应的控制阀的先导端口。供给至各先导端口的工作油的压力(先导压)为与和各液压致动器对应的操作装置26的操纵杆或踏板(未图示。)的操作方向及操作量相对应的压力。
吐出压力传感器28检测主泵14的吐出压力。在本实施方式中,吐出压力传感器28将检测到的值输出到控制器30。
操作压力传感器29检测使用了操作装置26的操作人员的操作内容。在本实施方式中,操作压力传感器29以压力(操作压力)的形式检测与各液压致动器对应的操作装置26的操纵杆或踏板的操作方向及操作量,并将检测到的值输出到控制器30。操作装置26的操作内容可以使用除了操作压力传感器以外的其他传感器来检测。
比例阀31根据由控制器30输出的控制指示来进行动作。在本实施方式中,比例阀31为根据由控制器30输出的电流指示来调整从先导泵15导入到控制阀17内的泄放阀177的先导端口的二次压力的电磁阀。比例阀31例如以电流指示越大则导入到泄放阀177的先导端口的二次压力越大的方式进行动作。
主体倾斜传感器32检测挖土机主体(即,包含下部行走体1及上部回转体3的机身)的倾斜角度(主体倾斜角度)。主体倾斜传感器32例如设置于上部回转体3,并且将上部回转体3的倾斜角度作为主体倾斜角度而输出到控制器30。
[液压电路的结构]
接着,参考图3,对搭载于挖土机上的液压电路的结构例进行说明。图3是表示搭载于图1的挖土机上的液压电路的结构例的概略图。与图2同样地,图3中,分别由双重线、粗实线、虚线及点线表示机械动力***、高压液压管路、先导管路及电气控制***。
图3的液压电路使工作油从由发动机11驱动的主泵14L、14R经由管路42L、42R循环到工作油罐。主泵14L、14R对应于图2的主泵14。
管路42L为在主泵14L与工作油罐之间并联连接配置于控制阀17内的控制阀171、173、175L及176L的每一个的高压液压管路。管路42R为在主泵14R与工作油罐之间并联连接配置于控制阀17内的控制阀172、174、175R及176R的每一个的高压液压管路。
控制阀171是为了将由主泵14L吐出的工作油供给至左侧行走用液压马达1A并且将由左侧行走用液压马达1A吐出的工作油排出到工作油罐而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀172是为了将由主泵14R吐出的工作油供给至右侧行走用液压马达1B并且将由右侧行走用液压马达1B吐出的工作油排出到工作油罐而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀173是为了将由主泵14L吐出的工作油供给至回转用液压马达2A并且将由回转用液压马达2A吐出的工作油排出到工作油罐而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀174是用于将由主泵14R吐出的工作油供给至铲斗缸9并且将铲斗缸9内的工作油排出到工作油罐的滑阀。
控制阀175L、175R是为了将由主泵14L、14R吐出的工作油供给至动臂缸7并且将动臂缸7内的工作油排出到工作油罐而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀176L、176R是为了将由主泵14L、14R吐出的工作油供给至斗杆缸8并且将斗杆缸8内的工作油排出到工作油罐而切换工作油的流动的滑阀。
泄放阀177L为控制与由主泵14L吐出的工作油相关的泄放流量的滑阀。泄放阀177R为控制与由主泵14R吐出的工作油相关的泄放流量的滑阀。泄放阀177L、177R对应于图2的泄放阀177。
泄放阀177L、177R例如具有最小开口面积(开度0%)的第1阀位置和最大开口面积(开度100%)的第2阀位置。泄放阀177L、177R能够在第1阀位置与第2阀位置之间连续地移动。
调节器13L、13R通过调节主泵14L、14R的斜板偏转角来控制主泵14L、14R的吐出量。调节器13L、13R对应于图2的调节器13。控制器30例如根据主泵14L、14R的吐出压力的增加来利用调节器13L、13R调节主泵14L、14R的斜板偏转角而减少吐出量。这是为了避免由吐出压力与吐出量之积表示的主泵14的吸收马力超过发动机11的输出马力。
斗杆操作杆26A为操作装置26的一例,并且用于操作斗杆5。斗杆操作杆26A利用由先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压力导入到控制阀176L、176R的先导端口。具体而言,在斗杆闭合方向上操作斗杆操作杆26A的情况下,将工作油导入到控制阀176L的右侧先导端口,并且将工作油导入到控制阀176R的左侧先导端口。并且,在斗杆打开方向上操作斗杆操作杆26A的情况下,将工作油导入到控制阀176L的左侧先导端口,并且将工作油导入到控制阀176R的右侧先导端口。
动臂操作杆26B为操作装置26的一例,并且用于操作动臂4。动臂操作杆26B利用由先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压力导入到控制阀175L、175R的先导端口。具体而言,在动臂提升方向上操作动臂操作杆26B的情况下,将工作油导入到控制阀175L的右侧先导端口,并且将工作油导入到控制阀175R的左侧先导端口。并且,在动臂下降方向上操作动臂操作杆26B的情况下,将工作油导入到控制阀175L的左侧先导端口,并且将工作油导入到控制阀175R的右侧先导端口。
吐出压力传感器28L、28R为吐出压力传感器28的一例,检测主泵14L、14R的吐出压力,并将检测到的值输出到控制器30。
操作压力传感器29A、29B为操作压力传感器29的一例,以压力的形式检测操作人员对斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B的操作内容,并将检测到的值输出到控制器30。操作内容例如为操纵杆操作方向、操纵杆操作量(操纵杆操作角度)等。
左右行走杆(或踏板)、铲斗操作杆及回转操作杆(均未图示。)分别为用于操作下部行走体1的行走、铲斗6的开合及上部回转体3的回转的操作装置。与斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B同样地,这些操作装置利用由先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量(或踏板操作量)相对应的控制压力导入到与各液压致动器对应的控制阀的左右任一个先导端口。对于操作人员对这些操作装置的每一个的操作内容,与操作压力传感器29A、29B同样地,通过对应的操作压力传感器以压力的形式进行检测,并将检测值输出到控制器30。
控制器30接收操作压力传感器29A、29B等的输出,根据需要将控制指示输出到调节器13L、13R,改变主泵14L、14R的吐出量。并且,根据需要将电流指示输出到比例阀31L1、31R1,改变泄放阀177L、177R的开口面积。
比例阀31L1、31R1根据由控制器30输出的电流指示来调整从先导泵15导入到泄放阀177L、177R的先导端口的二次压力。比例阀31L1、31R1对应于图2的比例阀31。
比例阀31L1能够调整二次压力以使泄放阀177L能够在第1阀位置与第2阀位置之间的任意的位置停止。比例阀31R1能够调整二次压力以使泄放阀177R能够在第1阀位置与第2阀位置之间的任意的位置停止。
[加减速特性的控制]
然而,在挖土机中,有时通过根据工作内容缓慢地变更对操作装置26的操纵杆操作(或踏板操作)的响应性、加减速特性,基于工作人员的挖土机的操作性、挖土机的工作效率得到改善,或者工作人员的疲劳得到减轻,或者安全性得到提高。
例如,在挖土机的主体振动时,由于该振动而操作人员本身晃动,因此引起输入意外的操作输入的、所谓的手抖动,有时会由于该手抖动的影响而挖土机主体的振动进一步放大。此时,优选对操作装置26的操纵杆操作(或踏板操作)响应性、加减速特性低。由于能够慎重(缓慢)地移动挖土机,因此能够抑制液压致动器(动臂、斗杆、铲斗等)相对于操纵杆操作快速地动作。
因此,在本实施方式中,控制器30的加减速特性控制部300根据挖土机主体是否发生振动来控制液压致动器相对于操作装置26的操纵杆操作(或踏板操作)的加减速特性。具体而言,加减速特性控制部300在检测到挖土机主体的振动时,进行变更,以使液压致动器的加减速特性下降。由此,能够实现工作人员的工作效率的改善、工作人员的疲劳的减轻及安全性的提高。
图4是表示与工作模式相对应的操纵杆操作量和泄放阀开口面积之间的关系的图。操纵杆操作量与泄放阀开口面积之间的关系(以下,称为“泄放阀开口特性”。)例如可以作为参考表而存储于ROM等中,也可以由规定的计算公式表述。
加减速特性控制部300通过根据挖土机主体是否发生振动来变更泄放阀开口特性,由此控制泄放阀177的开口面积。例如,如图4所示,在操纵杆操作量相同的情况下,加减速特性控制部300使“发生振动时的模式”设定下的泄放阀177的开口面积大于“通常时的模式”设定下的泄放阀177的开口面积。这是为了增加泄放流量并减少致动器流量。由此,能够减慢对操作装置26的操纵杆操作的响应性而降低加减速特性。
更具体而言,加减速特性控制部300通过将与工作模式对应的控制指示输出到比例阀31来增加或减小泄放阀177的开口面积。例如,与选择“通常时的模式”的情况相比,在选择“发生振动时的模式”的情况下,通过减少对比例阀31的电流指示而减小比例阀31的二次压力,能够增加泄放阀177的开口面积。这是为了增加泄放流量并减少致动器流量。
加减速特性控制部300例如能够根据由主体倾斜传感器32检测到的主体倾斜角度来检测挖土机主体是否发生振动。图5是表示主体倾斜角度通常时和发生振动时的波形的一例的图。如图5所示,在通常时主体倾斜角度在大致0度左右稳定。另一方面,在发生振动时主体倾斜角度以0度为中心在正方向、负方向上大幅摆动。加减速特性控制部300根据这种通常时与发生振动时的主体倾斜角度的波形的差异来检测挖土机主体是否发生振动。
接着,参考图6,对加减速特性控制部300变更泄放阀177L、177R的开口面积来控制液压致动器的加减速特性的处理进行说明。图6是由加减速特性控制部300实施的加减速特性控制的流程图。加减速特性控制部300在挖土机的运转期间以规定的控制周期反复执行该处理。
在步骤S1中,泄放阀开口特性设定为通常时的模式。加减速特性控制部300根据图4中所示的通常时的模式的泄放阀开口特性来选择与操纵杆操作量相对应的泄放阀开口面积,并确定成为所选择的泄放阀开口面积的比例阀31L1、31R1的目标电流值。然后,加减速特性控制部300将与目标电流值对应的电流指示输出到比例阀31L1、31R1。
在步骤S2中,测量主体倾斜角度。加减速特性控制部300能够根据主体倾斜传感器32的输出信息来计算主体倾斜角度。
在步骤S3中,判定在挖土机主体中是否发生了振动。加减速特性控制部300根据在步骤S2中测量出的主体倾斜角度的时序信息来检测振动的发生。例如,在主体倾斜角度的时序信息的振幅、振动数为规定的阈值以上时,加减速特性控制部300判断为成为图5中例示的发生振动时的波形,能够检测振动的发生。在检测到振动的发生的情况(步骤S3中为“是”)下,进入步骤S4。在未检测到振动的发生的情况(步骤S3中为“否”)下,返回到步骤S2,泄放阀开口特性保持为通常时的模式。
在步骤S4中,步骤S3的判定结果,在挖土机主体中发生了振动,因此泄放阀开口特性从通常时的模式变更为发生振动时的模式。此时,比例阀31L1、31R1减小作用于泄放阀177L、177R的先导端口上的二次压力。由此,泄放阀177L、177R的开口面积增加,泄放流量增加,致动器流量减少。其结果,能够减慢对操作装置26的操纵杆操作的响应性而降低加减速特性。
在步骤S5中,以与步骤S2相同的方式测量主体倾斜角度。
在步骤S6中,判定在挖土机主体中发生的振动是否已收敛。例如,与步骤S3同样地,加减速特性控制部300能够根据在步骤S5中测量出的主体倾斜角度的波形来检测振动收敛。在检测到振动收敛的情况(步骤S6中为“是”)下,进入步骤S7。在未检测到振动收敛的情况(步骤S6中为“否”)下,挖土机主体仍处于振动的状态,因此返回到步骤S5,泄放阀开口特性保持为发生振动时的模式,直至振动收敛为止。
在步骤S7中,步骤S6的判定结果,挖土机主体的振动已收敛,因此泄放阀开口特性从发生振动时的模式恢复到通常时的模式,结束本控制流程。
对第1实施方式所涉及的挖土机的效果进行说明。第1实施方式的挖土机具备:作为液压致动器的动臂缸7及斗杆缸8;作为操作装置的斗杆操作杆26A及动臂操作杆26B,用于液压致动器的操作;及作为控制装置的控制器30的加减速特性控制部300,在检测到挖土机主体的振动时进行控制,以使液压致动器相对于操作装置的操作的响应性变得迟钝。更详细而言,加减速特性控制部300在检测到挖土机主体的振动时进行控制,以使液压致动器相对于操作装置的操作的加减速特性下降。
例如,在行走到木材、石头等障碍物上的状态等由挖土机的工作人员在挖土机的立脚点不稳定的部位进行操作的情况下,即使为微小的操纵杆操作,也会在挖土机中发生振动,由于该振动而发生手抖动,其结果,挖土机主体的振动有时会放大。针对该问题,在本实施方式中,根据上述结构,在挖土机主体中发生振动的情况下,降低液压致动器的加减速特性,由此能够使液压致动器相对于挖土机的工作人员的操纵杆操作的响应变得迟钝。由此,即使随着发生振动操作人员本身摇晃而发生手抖动,也能够防止由该手抖动引起的挖土机主体的振动放大。
并且,在第1实施方式的挖土机中,控制器30根据主体倾斜角度的变化来检测挖土机主体的振动。由于主体倾斜角度的变化与挖土机主体的振动的关联性高,因此能够精确地检测振动。由此,在实际上无需降低液压致动器的加减速特性时,能够抑制错误地检测振动的发生而变更不必要的加减速特性。
第1实施方式的挖土机具备:下部行走体1;上部回转体3,能够回转地搭载于下部行走体1;主泵14L、14R,搭载于上部回转体3;及泄放阀177L、177R,控制由主泵14L、14R吐出的工作油中不经由液压致动器而流到工作油罐的工作油的流量。控制器30通过变更泄放阀177L、177R的开口面积来控制液压致动器的加减速特性。
泄放阀177L、177R为控制由主泵14L、14R吐出的工作油的泄放流量的阀,因此仅通过变更泄放阀177L、177R的开口面积,就能够统一变更供给至各液压致动器(动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左侧行走用液压马达1A、右侧行走用液压马达1B及回转用液压马达2A)的工作油的流量(致动器流量)。由此,能够简单地进行液压致动器的加减速特性的变更控制。
[第2实施方式]
接着,参考图7及图8,对第2实施方式进行说明。图7是表示搭载于第2实施方式所涉及的挖土机上的液压电路的结构例的概略图。在图7中所示的液压电路中,在设置有减压阀33L1、33R1、33L2、33R2来代替比例阀31L1、31R1的方面,与第1实施方式的液压电路不同。
以下,对与第1实施方式的液压电路不同的方面进行说明。
控制器30接收操作压力传感器29A、29B等的输出,根据需要将控制指示输出到调节器13L、13R,改变主泵14L、14R的吐出量。并且,控制器30将电流指示输出到减压阀33L1、33R1,并根据动臂操作杆26B的操作量来减小导入到控制阀175L、175R的先导端口的二次压力。并且,控制器30将电流指示输出到减压阀33L2、33R2,并根据斗杆操作杆26A的操作量来减小导入到控制阀176L、176R的先导端口的二次压力。
在第2实施方式中,与第1实施方式同样地,控制器30的加减速特性控制部300根据挖土机主体是否发生振动来控制液压致动器相对于操作装置26的操纵杆操作(或踏板操作)的加减速特性。由此,能够实现工作人员的工作效率的改善、工作人员的疲劳的减轻及安全性的提高。
图8是表示与工作模式相对应的操纵杆操作量和控制阀的PT开口面积之间的关系的图。另外,控制阀的PT开口面积是指与控制阀175L、175R的主泵14L、14R连通的端口和与工作油罐连通的端口之间的开口面积。并且,操纵杆操作量与控制阀的PT开口面积之间的关系(以下,称为“控制阀开口特性”。)例如可以作为参考表而存储于ROM等中,也可以由规定的计算公式表述。
加减速特性控制部300通过根据挖土机主体是否发生振动来变更控制阀开口特性,由此控制控制阀的PT开口面积。例如,如图8所示,在操纵杆操作量相同的情况下,加减速特性控制部300使“发生振动时的模式”设定下的控制阀175L、175R的PT开口面积大于“通常时的模式”设定下的控制阀175L、175R的PT开口面积。这是为了在“发生振动时的模式”下,增加流到工作油罐的工作油的流量并减少流到动臂缸7的工作油的流量。由此,能够减慢对操作装置26的操纵杆操作的响应性而降低加减速特性。
更具体而言,加减速特性控制部300例如通过将与工作模式对应的控制指示输出到减压阀33L1、33R1来增加或减小控制阀175L、175R的PT开口面积。例如,与选择“通常时的模式”的情况相比,在选择“发生振动时的模式”的情况下,通过减少对减压阀33L1、33R1的电流指示而减小减压阀33L1、33R1的二次压力,能够增加控制阀175L、175R的PT开口面积。
并且,加减速特性控制部300例如通过将与工作模式对应的控制指示输出到减压阀33L2、33R2来增加或减小控制阀176L、176R的PT开口面积。例如,与选择“通常时的模式”的情况相比,在选择“发生振动时的模式”的情况下,通过减少对减压阀33L2、33R2的电流指示而减小减压阀33L2、33R2的二次压力,能够增加控制阀176L、176R的PT开口面积。
在第2实施方式中,加减速特性控制部300实施调整作用于控制阀175L、175R的先导压来控制液压致动器的加减速特性的处理。该处理的基本流程与参考图6进行了说明的第1实施方式的处理相同。在根据是否发生振动来进行变更的特性是图8的“控制阀开口特性”而不是图4的“泄放阀开口特性”的方面,与第1实施方式不同。
第2实施方式的挖土机具备:主泵14L、14R,搭载于上部回转体3;及控制阀175L、175R、176L、176R,控制从主泵14L、14R朝向液压致动器(动臂缸7及斗杆缸8)的工作油的流动,控制器30通过变更作用于控制阀175L、175R、176L、176R的先导压来控制液压致动器的加减速特性。
根据该结构,通过变更与各液压致动器连接的控制阀175L、175R、176L、176R的先导压,能够与第1实施方式同样地,控制该液压致动器的加减速特性,并能够防止由手抖动引起的挖土机主体的振动放大。并且,与第1实施方式不同,通过控制与各液压致动器连接的控制阀175L、175R、176L、176R,能够分别进行各液压致动器的加减速特性的控制,能够提高控制的自由度。
[第3实施方式]
参考图9~图14,对第3实施方式进行说明。图9是表示搭载于第3实施方式所涉及的挖土机上的控制器30A的结构例的框图。在第3实施方式中,作为用于进行控制以使液压致动器的响应性变得迟钝的触发器的判定“挖土机主体的振动的发生”的方式与上述的第1实施方式、第2实施方式不同。
在第1实施方式、第2实施方式中,例示了在检测到挖土机主体的振动之后变更液压致动器的加减速特性的结构,但是也可以如第3实施方式那样,在发生振动的可能性高的工作状态时预先将加减速特性变更为发生振动时的模式。此时,控制器30A例如根据基于主体倾斜传感器32等的各种传感器信息的短期或长期的检测来判断是否为容易引起振动的发生的工作状态。并且,在判定为这种工作状态时,预测振动的发生并自动调整加减速特性。控制器30A例如能够通过数据库、学习来获取发生振动的可能性高的工作状态的判断基准。
如图9所示,除了在第1实施方式、第2实施方式中也进行了说明的加减速特性控制部300以外,控制器30A还具有振动预测部310和基准倾斜判定部320。
振动预测部310根据基于主体倾斜传感器32等的各种传感器信息的短期或长期的检测来判定是否为挖土机主体发生振动的可能性高的工作状态,并预测挖土机主体的振动的发生。加减速特性控制部300根据基于振动预测部310的振动的发生的判定来进行控制,以使液压致动器的响应性变得迟钝。
参考图10,对基于振动预测部310的与振动的发生相关的短期检测方式的例子进行说明。图10是用于说明与振动的发生相关的短期检测方式的例子的图。图10示出主体倾斜角度通常时和发生振动时的波形的一例,并且为与图5相同的结构。在该检测方式中,如图10所示,用在通常时的波形中未达到且在发生振动时的波形中达到的值设定主体倾斜角度的正方向的规定的阈值T1、负方向的规定的阈值T2。在主体倾斜传感器32的测量值在1~5秒左右的短期的规定期间内达到阈值T1、T2规定次数时,振动预测部310能够判定为发生振动。
根据该结构,在从发生振动起经过规定期间之后(例如,6秒之后),通过加减速特性控制部300进行控制,以使液压致动器的响应性变得迟钝,抑制由于该振动发生手抖动,以后,即使挖土机的立脚点为不稳定的部位,也能够减少振动。
并且,在主体倾斜角度的波形在规定期间内达到阈值T1、T2规定次数时,振动预测部310进一步检测到操作装置(斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B等)的输入是振动的情况下,可以判定为发生振动。对于操作装置的输入,与挖土机主体的振动检测方式同样地,例如,在操作装置的输入达到正/负的规定的阈值规定次数时,能够判定为处于振动。
另外,即使振动预测部310预测振动的发生,加减速特性控制部300也可以如下方式根据挖土机操作人员的技能来判断是否发挥振动抑制功能,并进行不同的动作:在挖土机的操作人员为熟练者的情况下,使液压致动器的响应性保持不变,在挖土机的操作人员为初学者的情况下,使液压致动器的响应性变得迟钝或者支持操作。此时,例如,能够事先将挖土机操作人员的名单登录到控制器30A的内部存储器等中,并利用基于操作人员的选择操作、基于摄像机的面部检测等方式由控制器30A识别当前的操作人员。而且,在减少振动的方向的操作方向的情况下,也可以停止振动抑制功能。
或者,可以是如下结构:能够根据操作人员自己掌握的技能来自己选择操作支持等级。例如,在设置于驾驶舱10内的显示装置340中能够设置可以对振动抑制功能的支持等级进行多个阶段(例如,等级1~5这5个阶段)的显示、选择操作的支持等级显示部344(参考图13)。由此,掌握自己的操作熟练度的操作人员能够自己适当地选择操作抑制支持等级,并能够从机器享受与操作人员自己掌握的技能相对应的支持。
参考图11,对基于振动预测部310的与振动的发生相关的长期检测方式的例子进行说明。图11是用于说明与振动的发生相关的长期检测方式的例子的图。图11示出主体倾斜角度通常时和发生振动时的波形的一例,并且为重复了3次与图10相同的波形的结构。如图11所示,在如图10那样的短期的振动检测在长期的规定期间(例如,1分钟)内发生适当的次数(图11中为3次)的情况下,振动预测部310能够判定为立脚点差且发生振动的可能性高。
返回到图9,基准倾斜判定部320将相对于挖土机进行工作的部位的水平的倾斜角度判定为基准倾斜。例如,在挖土机在坡地进行工作的情况下,基准倾斜判定部320能够根据主体倾斜角度在规定期间内的平均值的信息等来计算坡地的倾斜角度并设为基准倾斜。
振动预测部310能够利用通过基准倾斜判定部320判定的基准倾斜来判定振动的发生。图12是用于说明利用了基准倾斜的振动判定的例子的图。图12示出主体倾斜角度通常时和发生振动时的波形的一例,振动的中心相对于图10从0度偏移。该振动中心自0度的偏移量相当于通过基准倾斜判定部320判定的基准倾斜S。在图12中所示的例子中,振动预测部310通过从图10的阈值T1、T2向基准倾斜S的方向偏移来设定正阈值T1′、负阈值T2′。根据该结构,即使在各种倾斜条件下也能够精确地预测振动的发生,并能够更可靠地防止振动的发生。
另外,在振动预测部310使用长期检测方式的情况下,基准倾斜判定部320可以判定每次的基准倾斜S并提供给振动预测部310。振动预测部310根据每次的基准倾斜S来检测主体倾斜角度的振动的发生频率。
如图9所示,控制器30A还具有通知部330。在加减速特性控制部300进行使液压致动器的响应性变得迟钝的控制、或恢复到通常时的特性的控制时,通知部330将该情况通知给挖土机的操作人员。通知部330例如显示于设置于驾驶舱10内的显示装置340。
通过设置这种通知部330的功能,挖土机的操作人员能够认识液压致动器的响应性的变化,并进行与其相应的操作。由此,能够防止工作性的下降。
并且,如图9所示,振动预测部310例如可以具备通过开关350等操作机构来打开/关闭动作的功能。在挖土机的操作中,例如,有时会欲抖掉粘在铲斗6上的泥等、特意以振动的方式进行操作。在这种情况下,操作人员通过将开关350操作为关闭,停止加减速特性控制部300的动作来停止使液压致动器的响应性变得迟钝的控制,由此能够防止违背操作人员的意图而响应性发生变化。
图13是表示显示装置340的结构的一例的图。如图13所示,在显示装置340中除了显示各种信息的显示画面341以外还能够设置显示由通知部330通知的信息(例如,图4的泄放阀开口特性是通常时的模式还是发生振动时的模式的信息)的模式显示部342、显示振动判定功能的打开/关闭状态的打开/关闭显示部343。模式显示部342及打开/关闭显示部343可以设为在硬件上与显示画面341划分的其他显示器,也可以设为在软件上划分显示画面341的一部分,并与显示画面341成为一体的显示器。
图14是由第3实施方式的控制器30A实施的加减速特性控制的流程图。步骤S1~S7与参考图6进行了说明的第1实施方式的流程图的步骤S1~S7相同,因此省略说明。
在步骤S11中,通过振动预测部310判定开关350是否为打开状态。在开关350为打开状态的情况(步骤S11中为“是”)下,进入步骤S2。否则(步骤S11中为“否”),挖土机的操作人员停止振动判定功能,因此不实施加减速特性控制而结束本控制流程。
在步骤S12中,通过基准倾斜判定部320判定基准倾斜S。基准倾斜判定部320根据在步骤S2中测量出的主体倾斜角度的时序信息来判定基准倾斜S,并输出到振动预测部310。若完成步骤S12的处理,则进入步骤S13。
在步骤S13中,通过振动预测部310预测挖土机主体的振动的发生。振动预测部310根据基于在步骤S2中测量出的主体倾斜角度的时序信息的短期或长期的检测来预测挖土机主体的振动的发生。并且,振动预测部310在检测到斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B等操作装置的输入是振动的情况下,可以判定为具有发生振动的可能性。振动预测部310将发生振动的判定结果输出到加减速特性控制部300。在步骤S3中,加减速特性控制部300根据振动预测部310的判定结果来进行与是否发生振动相对应的动作。
在步骤S14中,通过通知部330,经由显示装置340的模式显示部342,将在步骤S4中泄放阀开口特性从通常时的模式变更为发生振动时的模式的情况通知给挖土机的操作人员。若完成步骤S14的处理,则进入步骤S5。
在步骤S15中,通过通知部330,经由显示装置340的模式显示部342,将在步骤S7中泄放阀开口特性从发生振动时的模式恢复到通常时的模式的情况通知给挖土机的操作人员。若完成步骤S15的处理,则结束本控制流程。
另外,第3实施方式的控制器30A可以是仅具备振动预测部310、基准倾斜判定部320、通知部330所涉及的各功能的一部分的结构。
以上,参考具体例,对本实施方式进行了说明。但是,本发明并不限定于这些具体例。本领域技术人员对这些具体例适当地施加设计变更而得的内容只要具备本发明的特征,则也包含在本发明的范围内。对于前述的各具体例所具备的各要件及其配置、条件、形状等,并不限定于示例,能够适当地进行变更。对于前述的各具体例所具备的各要件,只要不产生技术上的矛盾,则能够适当地改变组合。
在控制上述加减速特性的处理中,对根据所选择的工作模式来仅增加或减小加减速特性的情况进行了说明,但是除了加减速特性以外,还可以增加或减小驱动主泵14L、14R的发动机11的转速。例如,在选择“发生振动时的模式”的情况下,可以减小发动机11的转速来抑制泵流量。并且,通过控制主泵14L、14R的倾斜角度,也可以减少每旋转1次的吐出量来抑制泵流量。或者,可以仅进行抑制泵流量的控制,来代替加减速特性的控制。
在上述实施方式中,作为在发生振动时进行变更加减速特性的控制的液压致动器而例示了动臂缸7及斗杆缸8,但是也可以使用铲斗缸9、左侧行走用液压马达1A、右侧行走用液压马达1B、回转用液压马达2A等其他液压致动器。同样地,在上述实施方式中,作为用于液压致动器的操作的操作装置而例示了斗杆操作杆26A及动臂操作杆26B,但是也可以使用左右行走杆(或踏板)、铲斗操作杆、回转操作杆等其他操作装置。
在上述实施方式中,第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310根据使用主体倾斜传感器32测量出的主体倾斜角度来检测或预测振动的发生,但是振动的发生的检测方式并不限于此。例如,如图15所示,可以是具备除了主体倾斜角度以外的多种振动检测机构的结构。另外,在图15中,为了便于说明,例示为第3实施方式的振动预测部310的变形例,但是也能够应用于第1实施方式的加减速特性控制部300。
图15是表示第3实施方式的振动预测部310的变形例的框图。如图15所示,振动预测部310具有倾斜角度变动检测部311、加速度/角速度变动检测部312、重心变化检测部313、按钮操作检测部314、图像分析部315、地面信息判定部316、起重机模式检测部317、铲斗位置检测部318及朝向检测部319。
与上述实施方式同样地,倾斜角度变动检测部311可以根据使用主体倾斜传感器32测量出的主体倾斜角度来检测或预测振动的发生。
代替主体倾斜传感器32,加速度/角速度变动检测部312可以根据通过传感器361等测量出的加速度信息、角速度信息来检测或预测振动的发生,该传感器361可以包含陀螺仪传感器、加速度传感器、IMU(Inertial Measurement Unit:惯性测量单元)等。
重心变化检测部313可以根据挖土机的重心位置的变化、挖土机的位置、速度的变化来检测或预测振动的发生。
挖土机的重心位置根据当前放置挖土机的情况而发生变化。这种情况可以包含倾斜的角度、回转体的朝向、铲斗的重量、发动机转速、工作模式等。
例如,车身变得不稳定的铲斗位置、附属装置的动作根据由铲斗装载的沙土的重量或起重机模式时的货物的重量而发生变化。因此,铲斗重量适合作为限定挖土机的重心位置的变化的参数。
由于从液压泵吐出的压力油的量的基值(上限值)发生变化,因此作为实际状态,附属装置的速度发生变化。因此,发动机的转速适合作为限定挖土机的重心位置的变化的参数。
并且,根据挖土机,存在能够切换工作模式(例如,功率、通常、环保等)的情况。此时,根据工作模式,针对相同的操作输入的挖土机的姿势发生变化,因此工作模式适合作为限定挖土机的重心位置的变化的参数。另外,挖土机的位置、速度的信息例如能够利用GPS来获取。
在按钮操作检测部314中设置用于发挥振动抑制功能的功能激活按钮362,操作人员例如在欲从此朝向荒地、废料上的情况下,能动地按下功能激活按钮时,可以检测(预测)到发生振动的可能性高。这是因为:如荒地、废料上等那样,在挖土机主体的稳定度相对下降的情况下,由于来自地面的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰,容易在挖土机主体中发生振动。
图像分析部315可以利用摄像机363(摄像机构)拍摄挖土机的行走位置的前方,并且在根据摄像机图像确认荒地时,检测或预测振动的发生。这是因为:挖土机在如荒地等那样挖土机主体的稳定度相对下降的情况下容易在挖土机主体中发生振动。并且,图像分析部315可以根据摄像机363的图像抖动大小的程度、或通过针对摄像机363的撮像图像的图像识别确认地面的凹凸程度而得的结果来检测或预测振动的发生。这是因为:在图像抖动变得相对大的情况下,能够判断为发生了振动或者具有发生振动的可能性。并且,这是因为:若地面的凹凸程度变得相对大,则挖土机主体的稳定度相对下降,由于来自地面的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰,容易在挖土机主体中发生振动。
地面信息判定部316可以根据能够从数据库364等获取的ICT(Information andCommunication Technology:信息和通信技术)信息来掌握挖土机的位置为荒地、有凹凸、起伏大等的信息,并检测或预测振动的发生。这是因为:如上所述,在荒地、具有相对大的凹凸的部位、或起伏大的部位中,挖土机主体的稳定度相对下降,由于来自地面的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰,容易在挖土机主体中发生振动。
在起重机模式被启动时,起重机模式检测部317可以检测或预测振动的发生。这是因为:在起重机模式时,成为从作为端接附属装置而安装于斗杆5的前端的吊钩,通过金属线吊挂货物的状态,因此由于来自地面的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰而容易在挖土机主体中发生振动。
铲斗位置检测部318可以检测铲斗6的位置,并根据铲斗6的位置来检测或预测振动的发生。这是因为:例如,若铲斗6远离挖土机主体,则重心从挖土机主体的中央向外侧移动,由此挖土机主体的稳定度相对下降,由于来自地面等外部的动态外部干扰、由挖土机本身的动作引起的动态外部干扰而容易振动。
例如,图16是表示在挖土机主体中发生振动的可能性高的情况的一例的图。
如图16所示,基于动臂4的自身重量W4、斗杆5的自身重量W5及(包含铲斗6内的容纳物)铲斗6的自身重量W6的静态的翻转力矩(以下,“静态翻转力矩”)作用于挖土机上,该静态的翻转力矩欲使挖土机主体以翻转支点F为中心向前方翻转。另一方面,基于包含回转机构2的自身重量的下部行走体1的自身重量W1及上部回转体3的自身重量W3的抑制力矩作用于挖土机上,该抑制力矩欲以翻转支点F为中心抑制挖土机主体的翻转。此时,翻转支点F相当于沿着附属装置的朝向的下部行走体1的接地面的端部。因此,在铲斗6的位置相对远离挖土机主体的情况下,静态翻转力矩变得相对大,挖土机主体的稳定度相对下降。由此,若在这种情况下,由于来自地面等外部的动态外部干扰、由挖土机本身的动作引起的动态外部干扰,如使后部浮起的动态的翻转力矩(以下,“动态翻转力矩”)进一步作用于挖土机主体上,则容易在挖土机主体中发生振动。
尤其,如图16所示,在铲斗6位于距离地面相对高的位置的情况下,铲斗6的位置进一步大幅远离挖土机主体、具体而言是翻转支点F。因此,在这种情况下,由于来自地面等外部的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰,进一步容易在挖土机主体中发生振动。由此,在铲斗6的位置相对远离地面时、具体而言在铲斗6距离地面的高度超过规定阈值时,铲斗位置检测部318可以预测在挖土机主体中发生振动的可能性高。
朝向检测部319可以检测以下部行走体1的行进方向为基准的附属装置的朝向(在俯视观察时,附属装置从上部回转体3延伸的方向),并根据附属装置的朝向与下部行走体1的行进方向的差异来检测或预测挖土机主体的振动。
例如,图17是表示在挖土机主体中发生振动的可能性高的情况的另一例的图。
如图17所示,在附属装置的朝向与下部行走体1的行进方向大致一致的情况(附图中的点线的下部行走体1的情况)下,翻转支点F(附图中的点线)与挖土机主体的重心位置变得相对较远。此时,作用于挖土机主体上的抑制力矩变得相对较大,静态翻转力矩变得相对较小。另一方面,在附属装置的朝向相对于下部行走体1的行进方向大幅远离并成为回转90°的方向的情况(附图中的实线的下部行走体1的情况)下,翻转支点F(附图中的实线)与挖土机主体的重心位置变得相对较近。此时,作用于挖土机主体上的抑制力矩变得相对较小,静态翻转力矩变得相对较大。因此,在这种情况中,挖土机主体的稳定度相对下降。即,在附属装置的朝向相对大幅远离下部行走体1的行进方向的情况下,由于来自地面等外部的动态外部干扰、由挖土机的动作本身引起的动态外部干扰,容易在挖土机主体中发生振动。由此,在附属装置的朝向相对大幅远离下部行走体1的行进方向(具体而言,附属装置的朝向与下部行走体1的行进方向在俯视观察时的角度差超过规定阈值)时,朝向检测部319可以预测在挖土机主体中发生振动的可能性高。
如此,在挖土机主体的稳定度下降的方向的规定条件成立时,第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310能够判断为在挖土机主体中发生振动的可能性高,并切换到发生振动时的模式。具体而言,如上所述,在处于挖土机主体的稳定度相对低的情况(例如,铲斗6的位置大幅远离挖土机主体的情况、附属装置的朝向相对远离下部行走体1的行进方向的情况)时,第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310可以判断为在挖土机主体中发生振动的可能性高,并切换到发生振动时的模式。并且,若挖土机上的任意的基准位置或基准平面上的位置、速度或加速度等的值、或它们的变动量等与挖土机的姿势的变化相关的信息为阈值以上或阈值以上为规定次数以上,则第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310能够检测振动的发生或预测挖土机主体发生振动的可能性高的工作状态,并切换到发生振动时的模式。另外,关于上述基准位置、基准平面,确定于具有驾驶座(驾驶舱10)且存在操作人员的操作机构的上部回转体3,而不是附属装置。或者,第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310可以根据挖土机的稳定度、挖土机的滑动、挖土机的浮起、挖土机的重心位置中的至少一个运算出的信息来检测或预测振动的发生。
另外,图15中所示的各要件311~319不是全部必须的,可以是仅具有一部分的结构。
并且,例示了第3实施方式的振动预测部310根据基于与挖土机的姿势的变化相关的信息等参数的短期或长期的检测来预测挖土机主体的振动的发生的结构,但是与振动的发生相关的短期或长期检测方式不仅能够应用于振动的预测,还能够应用于实际发生振动的检测。
图18是表示图6及图14的步骤S3的子程序处理的一例的流程图。图18的子程序示出在步骤S3的判定振动的发生的处理中应用与振动的发生相关的短期及长期检测方式时的流程的一例。图18中所示的一系列的流程由加减速特性控制部300实施。
首先,在步骤S31中,判定通过短期检测方式是否检测到振动的发生。在检测到振动的发生的情况(S31中为“是”)下,进入步骤S33。在未检测到振动的发生的情况(S31中为“否”)下,进入步骤S32。
在步骤S32中,由于在步骤S31中通过短期检测方式未检测到振动的发生,因此判定通过长期检测方式是否检测到振动的发生。在检测到振动的发生的情况(S32中为“是”)下,进入步骤S33。在未检测到振动的发生的情况(S32中为“否”)下,进入步骤S34。
在步骤S33中,由于在步骤S31中通过短期检测方式检测到振动的发生或在步骤S32中通过长期检测方式检测到振动的发生,因此判断为检测到振动的发生而返回到主流程,并进入步骤S4。
在步骤S34中,由于在步骤S31中通过短期检测方式未检测到振动的发生且在步骤S32中通过长期检测方式未检测到振动的发生,因此判断为未检测到振动的发生而返回到主流程,并返回到步骤S2。
如图15所示,在第1实施方式的加减速特性控制部300及第3实施方式的振动预测部310具备除了主体倾斜角度以外的多种振动检测机构的情况下,图6及图14中所示的流程图能够如图19及图20那样进行一般化。图19是对图6的各处理进行了一般化的流程图。
如图19所示,在步骤S101中,操作响应性(例如,泄放阀开口特性、控制阀开口特性等)设定为通常时的模式。
在步骤S102中,判定是否检测到挖土机主体的振动的发生。加减速特性控制部300例如能够使用图15中所示的各要件311~319中的任一个来检测振动的发生。在检测到振动的发生的情况(步骤S102中为“是”)下,进入步骤S103。在未检测到振动的发生的情况(步骤S102中为“否”)下,操作响应性原样保持为通常时的模式。
在步骤S103中,由于在步骤S102中检测到挖土机主体的振动的发生,因此操作响应性从通常时的模式变更为发生振动时的模式。
在步骤S104中,判定在挖土机主体中发生的振动是否已收敛。例如,与步骤S102同样地,加减速特性控制部300能够使用图15中所示的各要件311~319中的任一个来检测振动的收敛。在未检测到振动收敛的情况(步骤S104中为“否”)下,操作响应性保持为发生振动时的模式,直至振动收敛为止。
在步骤S105中,步骤S104的判定结果,挖土机主体的振动已收敛,因此操作响应性从发生振动时的模式恢复到通常时的模式,结束本控制流程。
图20是对图14的各处理进行了一般化的流程图。由于步骤S201、S204、S206、S207与图19的步骤S101~S105相同,因此省略说明。
如图20所示,在步骤S202中,判定是否正在执行振动对应控制(例如,加减速特性控制)。在正在执行振动对应控制的情况(步骤S202中为“是”)下,进入步骤S203。否则(步骤S202中为“否”),不实施振动对应控制而结束本控制流程。
在步骤S203中,判定是否检测或预测到挖土机主体的振动的发生。加减速特性控制部300或振动预测部310例如能够使用图15中所示的各要件311~319中的任一个来检测/预测振动的发生。在检测或预测到振动的发生的情况(步骤S203中为“是”)下,进入步骤S204。在未检测或未预测到振动的发生的情况(步骤S203中为“否”)下,操作响应性原样保持为通常时的模式。
在步骤S205中,将在步骤S204中操作响应性从通常时的模式变更为发生振动时的模式的情况通知给挖土机的操作人员。若完成步骤S205的处理,则进入步骤S206。
在步骤S208中,将在步骤S207中操作响应性从发生振动时的模式恢复到通常时的模式的情况通知给挖土机的操作人员。若完成步骤S208的处理,则结束本控制流程。
在上述实施方式中,作为操作装置而例示了斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B等液压式操作装置,但是也可以使用电动式操作装置。在上述实施方式的斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B为电动操纵杆的情况下,例如,控制器30将斗杆操作杆26A、动臂操作杆26B的操作方向及操作量(若为操纵杆,则为倾斜量)转换为电气检测值(电压、电流等),并根据该值来调整先导泵15的吐出量,由此能够控制向第1实施方式的比例阀31L1、31R1、第2实施方式的减压阀33L1、33R1、33L2、33R2的工作油的供给量。由此,能够直接改变第1实施方式的泄放阀177L、177R、第2实施方式的控制阀175L、175R、176L、176R的先导特性。若操作装置为电动操纵杆,则关于其响应性的调整,可以直接调整相对于操作量的电气检测值的值。由此,能够实现与前提为先导压的情况相同的调整。
在上述实施方式中,例示了在检测振动时将加减速特性从通常时的模式切换到发生振动时的模式的结构,但是也可以是根据振动的程度以多个阶段进行切换的结构。
在上述实施方式中,例示了在检测到挖土机主体的振动时进行控制以使液压致动器的加减速特性下降的结构,但是也可以是如下结构:若能够使液压致动器相对于操作装置的操作的响应性变得迟钝以能够抑制由手抖动引起的挖土机主体的振动放大,则变更其他特性。
最后,本申请主张基于2017年10月20日申请的日本专利申请2017-203882号的优先权,且该日本申请的全部内容通过参考援用于本申请中。
符号说明
1-下部行走体,1A-左侧行走用液压马达(液压致动器),1B-右侧行走用液压马达(液压致动器),2A-回转用液压马达(液压致动器),3-上部回转体,7-动臂缸(液压致动器),8-斗杆缸(液压致动器),9-铲斗缸(液压致动器),14、14L、14R-主泵(液压泵),26-操作装置,26A-斗杆操作杆(操作装置),26B-动臂操作杆(操作装置),30、30A-控制器(控制装置),32-主体倾斜传感器,175L、175R、176L、176R-控制阀,177、177L、177R-泄放阀,300-加减速特性控制部,310-振动预测部,320-基准倾斜判定部,330-通知部,340-显示装置,350-开关。
Claims (14)
1.一种挖土机,其具备:
液压致动器;
操作装置,用于所述液压致动器的操作;
获取装置,获取与挖土机主体的振动相关的信息;及
控制装置,具有如下控制模式:基于所述获取装置的输出,在挖土机主体振动时、或在挖土机主体中发生振动的可能性高时,使相对于所述操作装置的操作的向所述液压致动器的工作油的供给量降低。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在挖土机主体的稳定度下降的方向的规定条件成立时,所述控制装置判断为在挖土机主体中发生振动的可能性高。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在挖土机主体振动时、或在挖土机主体中发生振动的可能性高时,所述控制装置执行如下操作中的至少一种:进行控制以使所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的加减速特性下降;减小向所述液压致动器供给工作油的液压泵的驱动源即发动机的转速来抑制泵流量;或控制所述液压泵的倾斜角度来抑制所述液压泵的泵流量。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在挖土机主体振动时、或在挖土机主体中发生振动的可能性高时,所述控制装置根据所发生的振动或可能发生的振动的程度,以多个阶段切换所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的响应性。
5.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据由所述获取装置获取的与挖土机的姿势的变化相关的信息来检测挖土机主体的振动。
6.根据权利要求5所述的挖土机,其中,
与所述挖土机的姿势的变化相关的信息通过倾斜传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器、IMU传感器、GPS及摄像机构中的至少一个来获取。
7.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据基于所述获取装置的输出而运算出的与挖土机的稳定度、挖土机的滑动、挖土机的浮起及挖土机的重心位置中的至少一个相关的信息来检测所述振动。
8.根据权利要求1所述的挖土机,其具备:
下部行走体;
上部回转体,能够回转地搭载于所述下部行走体;
液压泵,搭载于所述上部回转体;及
泄放阀,控制由所述液压泵吐出的工作油中不经由所述液压致动器而流到工作油罐的工作油的流量,
所述控制装置通过变更所述泄放阀的开口面积来控制所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的响应性。
9.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
所述操作装置为电动操纵杆,
所述控制装置根据所述电动操纵杆的操作方向及操作量来变更所述泄放阀的开口面积。
10.根据权利要求1所述的挖土机,其具备:
下部行走体;
上部回转体,能够回转地搭载于所述下部行走体;
液压泵,搭载于所述上部回转体;及
控制阀,控制从所述液压泵朝向所述液压致动器的工作油的流动,
所述控制装置通过变更作用于所述控制阀的先导压来控制所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的响应性。
11.根据权利要求10所述的挖土机,其中,
所述操作装置为电动操纵杆,
所述控制装置根据所述电动操纵杆的操作方向及操作量来变更所述先导压。
12.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据由所述获取装置获取的该挖土机上的任意的基准位置或基准平面上的位置、速度或加速度的值、或它们的变动量来判定是否为挖土机主体发生振动的可能性高的工作状态,在判定为所述工作状态时,预先使所述液压致动器相对于所述操作装置的操作的响应性变得迟钝。
13.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
在该挖土机上的任意的基准位置或基准平面上的位置、速度或加速度的值、或它们的变动量在短期的规定期间内达到阈值规定次数时,所述控制装置判定为挖土机主体发生振动的可能性高的工作状态。
14.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
在该挖土机上的任意的基准位置或基准平面上的位置、速度或加速度的值、或它们的变动量在短期的规定期间内达到阈值规定次数的检测在长期的规定期间内发生规定次数时,所述控制装置判定为挖土机主体发生振动的可能性高的工作状态。
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