CN117881859A - 工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工程机械,具有:多个液压致动器;液压泵,其喷出驱动所述液压致动器的压力油;发动机,其驱动所述液压泵;多个操作杆装置,其操作对应的液压致动器;钥匙开关,其起动所述发动机;转速传感器,其检测发动机转速;多个操作传感器,其检测对应的操作杆装置的操作;控制器,其根据所述操作杆装置的操作来驱动对应的液压致动器,所述控制器根据来自所述钥匙开关、所述转速传感器以及所述多个操作传感器的信号,判定所述操作杆装置的操作是否是发动机起动后的初次操作,在所述操作杆装置的操作是发动机起动后的初次操作时,限制所述液压致动器的动作速度。
Description
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等工程机械。
背景技术
在液压挖掘机等工程机械中,通过多个操作杆装置分别操作对应的致动器。操作杆装置与致动器的对应关系(以下,称为操作分配)根据工程机械的制造商的不同而不同。因此,例如在使用制造商与熟悉的工程机械不同的工程机械时,在操作员没有掌握操作分配不同的情况下,存在误操作的可能性。
对此,在具有操作分配的变更功能的工程机械中,已知有如下的工程机械:将所选择的操作分配显示于监视器,以操作员进行表示确认了所显示的操作分配的响应操作为条件,允许开始驾驶(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-144296号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,即使应用了专利文献1的技术,若操作员没有确认操作分配就进行响应操作,则也会成为在操作员没有掌握操作分配的状态下就能够驾驶工程机械的状态,未必能够充分地抑制误操作。
本发明的目的在于提供一种能够抑制由操作分配的误认引起的误操作的工程机械。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明提供一种工程机械,具有:原动机;液压泵,其由所述原动机驱动并喷出压力油;多个液压致动器,其通过由所述液压泵喷出的压力油而进行动作;多个操作杆装置,其操作所述液压致动器;钥匙开关,其起动所述原动机;转速传感器,其检测所述原动机的转速;多个操作传感器,其检测所述操作杆装置的操作;以及控制器,其根据所述操作杆装置的操作来控制对应的液压致动器的动作,其中,所述控制器根据来自所述钥匙开关、所述转速传感器以及所述多个操作传感器的信号,判定所述操作杆装置的操作是否是所述原动机起动后的初次操作,所述控制器在判定为所述操作杆装置的操作是所述原动机起动后的初次操作时,限制所述液压致动器的动作速度。
发明效果
根据本发明,能够抑制操作分配的误认引起的误操作。
附图说明
图1是作为本发明的第一实施方式的工程机械的一例的液压挖掘机的侧视图。
图2是表示本发明的第一实施方式的工程机械所具有的液压***的主要部分的回路图。
图3是本发明的第一实施方式的工程机械所具有的控制器的功能框图。
图4是表示本发明的第一实施方式的工程机械中液压致动器的动作指令的过程的流程图。
图5是表示本发明的第一实施方式的工程机械中发动机起动后初次操作判定的过程的流程图。
图6是本发明的第二实施方式的工程机械所具有的控制器的功能框图。
图7是对本发明的第二实施方式的工程机械中紧急操作判定进行说明的示意图。
图8是对本发明的第二实施方式的工程机械中动作限制进行说明的示意图。
图9是表示本发明的第二实施方式的工程机械中液压致动器的动作指令的过程的流程图。
具体实施方式
以下使用附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
-液压挖掘机-
图1是作为本发明的第一实施方式的工程机械的一例的液压挖掘机的侧视图。在图1中,将图中的左右设为液压挖掘机(准确地说是回转体)的前后。该图所示的液压挖掘机构成为包含行驶体10、回转体20、前作业机30等。
行驶体10构成为包含左右一对履带11(仅图示单侧)、履带架12等。左右的履带11分别具有行驶驱动装置13,能够相互独立地进行动作。行驶驱动装置由行驶用液压马达和减速机构等构成。
回转体20以能够回转的方式搭载于行驶体10的上部,构成为包含回转框架21、回转机构22、回转马达23、驾驶室24、发动机25等。回转框架21以能够绕铅垂轴回转的方式与履带架12的上部连结。回转机构22通过回转马达23的驱动力使回转体20(回转框架21)相对于行驶体10回转驱动。驾驶室24是供操作员搭乘并操作液压挖掘机的驾驶室。发动机25是液压挖掘机的原动机。驾驶室24以及发动机25搭载于回转框架21的上部。发动机25具有检测发动机转速的转速传感器47(图3)。
另外,前作业机30与回转体20连结,由动臂31、动臂缸32、斗杆33、斗杆缸34、铲斗35、铲斗缸36等构成。动臂31通过使中心线左右延伸的轴而相对于回转框架21上下转动自如地连结。动臂缸32的两端与回转框架21和动臂31连结,通过伸缩来上下驱动动臂31。斗杆33通过使中心线左右延伸的轴而前后转动自如地与动臂31的前端连结。斗杆缸34的两端与动臂31和斗杆33连结,通过伸缩而前后驱动斗杆33。铲斗35通过使中心线左右延伸的轴而转动自如地与斗杆33的前端连结。铲斗缸36的两端与斗杆33和铲斗35适当连结,通过伸缩来驱动铲斗35。铲斗35是配件,可以更换为破碎机、抓斗等其他配件。
并且,在回转体20(回转框架21)搭载有由液压泵40、流量控制阀42(图2)等构成的液压***。液压泵40是液压源,喷出用于驱动多个液压致动器,例如行驶用液压马达、回转马达23、动臂缸32、斗杆缸34、铲斗缸36等的液压。该液压泵40由发动机25驱动。流量控制阀42是由控制向各液压致动器供给的压力油的流动(方向及流量)的多个方向切换阀构成的阀单元。构成流量控制阀42的多个方向切换阀是由作用于受压室的先导压驱动的液压驱动式,例如在采用三位置切换阀的情况下,与驱动对象的液压致动器对应地各设置一个。
另外,在驾驶室24的内部配置有左右的操作杆装置26、27(图2)。操作杆装置26、27为十字操作式,分别包含向前后倾倒杆来进行操作的第一操作杆装置和向左右倾倒杆来进行操作的第二操作杆装置,是第一操作杆装置和第二操作杆装置共用操作杆的结构。这些操作杆装置26、27在驾驶室24的内部配置于驾驶席的左右。通过这些操作杆装置26、27来操作各液压致动器(回转马达23、动臂缸32、斗杆缸34、铲斗缸36)。
此外,在驾驶室24的内部配置有用于接通断开液压挖掘机的电源或起动发动机25的钥匙开关29(图3)、门锁杆(未图示)、监视器70(图3)。门锁杆是对使操作杆装置26、27进行的液压致动器的操作无效化的锁杆装置进行操作的杆。该门锁杆设置在驾驶席的乘降侧,构成为在放倒的状态下妨碍操作员下车,立起来打开驾驶席的乘降口,由此操作员能够下车。
-液压***-
图2是表示本发明的第一实施方式的工程机械所具有的液压***的主要部分的回路图。
如图2所示,操作杆装置26、27为电气式。这些操作杆装置26、27的操作(操作方向、操作量)由多个操作传感器28a-28d检测,并分别向控制器60进行输出。操作传感器28a-28d可以采用回转编码器、电位计等检测操作杆的倾斜方向以及倾斜量的传感器。例如,操作传感器28a检测操作杆装置26的前后方向的操作,操作传感器28b检测操作杆装置26的左右方向的操作。操作传感器28c检测操作杆装置27的前后方向的操作,操作传感器28d检测操作杆装置27的左右方向的操作。
控制器60根据来自操作传感器28a-28d的信号,根据操作员的杆操作,向电磁比例阀(减压阀)43a-43h的螺线管输出指令信号。电磁比例阀43a-43h设置于将先导泵41与流量控制阀42的各方向切换阀的受压室相连的先导管路44(与各受压室连接的支流部分)。各电磁比例阀43a-43h对从先导泵41喷出的压力油进行减压而生成先导压,使生成的先导压作用于对应的方向切换阀的受压室,并向与操作对应的方向驱动该方向切换阀。
例如,电磁比例阀43a、43b与回转马达23用的方向切换阀的对应的受压室相连。当从电磁比例阀43a输出先导压时,回转马达23用的方向切换阀的阀芯向一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到回转马达23一侧的端口,回转马达23正转而进行右回转动作。当从电磁比例阀43b输出先导压时,回转马达23用的方向切换阀的阀芯向另一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到回转马达23另一侧的端口,回转马达23反转而进行左回转动作。
电磁比例阀43c、43d与斗杆缸34用的方向切换阀的对应的受压室相连。当从电磁比例阀43c输出先导压时,斗杆缸34用的方向切换阀的阀芯向一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到斗杆缸34一侧的端口,斗杆缸34收缩而进行斗杆推压动作。当从电磁比例阀43d输出先导压时,斗杆缸34用的方向切换阀的阀芯向另一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到斗杆缸34另一侧的端口,斗杆缸34伸长而进行斗杆倾卸动作。
电磁比例阀43e、43f与动臂缸32用的方向切换阀的对应的受压室相连。当从电磁比例阀43e输出先导压时,动臂缸32用的方向切换阀的阀芯向一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到动臂缸32一侧的端口,动臂缸32收缩而进行动臂下降动作。当从电磁比例阀43f输出先导压时,动臂缸32用的方向切换阀的阀芯向另一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到动臂缸32另一侧的端口,动臂缸32伸长而进行动臂抬升动作。
电磁比例阀43g、43h与铲斗缸36用的方向切换阀的对应的受压室相连。当从电磁比例阀43g输出先导压时,铲斗缸36用的方向切换阀的阀芯向一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到铲斗缸36一侧的端口,铲斗缸36伸长而进行铲斗倾卸动作。当从电磁比例阀43h输出先导压时,铲斗缸36用的方向切换阀的阀芯向另一侧移动,来自液压泵40的压力油被供给到铲斗缸36另一侧的端口,铲斗缸36收缩而进行铲斗推压动作。
另外,在先导管路44,在电磁比例阀43a-43h与先导泵41之间设置有锁定阀46。在本实施方式中,例示了锁定阀46采用电磁驱动式的开闭阀的结构。锁定阀46与门锁杆及其位置传感器45(图3)一起构成上述的锁杆装置,根据由位置传感器45检测出的门锁杆的位置,通过从控制器60输出的指令信号进行开闭。
在根据位置传感器45判定为门锁杆立起时,控制器60关闭锁定阀46。由此,从先导泵41向电磁比例阀43a-43h的压力油供给被切断,操作杆装置26、27进行的液压致动器的操作被无效化(锁定)。此时,无论操作杆装置26、27有无操作,液压致动器都不能动作。
相反地,在根据位置传感器45判定为门锁杆放倒时,控制器60打开锁定阀46。由此,压力油从先导泵41向电磁比例阀43a-43h流动,电磁比例阀43a-43h成为能够输出先导压的状态。由此,操作杆装置26、27进行的液压致动器的操作被有效化(锁定解除),根据操作杆装置26、27的操作,对应起来的液压致动器进行动作。
-控制器-
图3是控制器的功能框图。
控制器60是搭载于液压挖掘机的车载计算机,构成为包含存储器61和CPU62。存储器61是存储对象设备的控制所需的程序、各种数据、运算过程中的临时数据等的RAM、ROM、HHD、SSD等存储装置。CPU62是根据存储于存储器61的程序、各种数据来执行各种运算、对象设备的控制等的处理装置。
·存储器
在存储器61中存储有多种操作分配数据63。操作分配数据63是对液压致动器(回转马达23、动臂缸32、斗杆缸34、铲斗缸36)的各动作分配操作杆装置26、27的操作(操作分配)的数据。
列举操作分配数据63的一例。例如,在将左操作杆装置26的操作杆向前倾倒时,回转马达23正转而进行右回转动作,在向后倾倒时,回转马达23反转而进行左回转动作。另外,在将左操作杆装置26的操作杆向左倾倒时,斗杆缸34收缩而进行斗杆推压动作,在向右倾倒时,斗杆缸34伸长而进行斗杆倾卸动作。在将右操作杆装置27的操作杆向前倾倒时,动臂缸32收缩而进行动臂下降动作,在向后倾倒时,动臂缸32伸长而进行动臂抬升动作。另外,在将右操作杆装置27的操作杆向左倾倒时,铲斗缸36伸长而进行铲斗倾卸动作,在向右倾倒时,铲斗缸36收缩而进行铲斗推压动作。像这样的用于规定操作杆装置26、27的操作与液压致动器的动作之间关系的操作分配数据63,在存储器61中存储有多种。
另外,还设置为在存储器61中能够存储限制对象数据64。限制对象数据64是对于液压致动器的动作速度限制(后述的动作限制66)规定作为限制对象的对象液压致动器及其动作方向的数据。该限制对象数据64构成为:例如考虑误操作带来的影响度,如回转马达23的正转以和反转(右回转以及左回转)、斗杆缸34的收缩(斗杆推压)那样,能够任意地选择并设定对象液压致动器及其动作方向。
此外,限制对象数据64可以在控制器60连接输入终端T,进行改写、删除或追加等。操作分配数据63也可以在控制器60连接输入终端T进行改写、删除或追加等。但是,关于从存储于存储器61的多个操作分配数据63中选择一个的操作,可以由操作员等经由设置于驾驶室24的输入装置(例如监视器70)来进行。
·CPU
另外,CPU62按照存储于存储器61的程序,执行输出运算65、动作限制66等功能。
输出运算65是根据操作杆装置26、27的操作来驱动对应的液压致动器的功能。如上所述,与操作杆装置26、27的操作对应的信号从操作传感器28a-28d输入到控制器60。CPU62通过输出运算65的功能,运算与来自操作传感器28a-28d的信号对应的指令信号(电流值),并向对应的电磁比例阀43a-43h输出。此时,操作杆装置26、27的操作方向与根据该操作而生成的指令信号的输出目的地(电磁比例阀43a-43h)的对应关系,基于当前选择的操作分配数据63。
动作限制66是如下功能:在操作杆装置26、27***作时,在一定条件下限制该操作进行的液压致动器的动作速度。该功能下,CPU62在操作杆装置26、27***作时,判定该操作是否是发动机25起动后的初次操作,如果是发动机25起动后的初次操作,则限制该操作进行的液压致动器的动作速度。此时,CPU62根据来自钥匙开关29、转速传感器47以及操作传感器28a-28d的信号,判定操作杆装置26、27的操作是否是发动机25起动后的初次操作。另外,动作速度的限制通过如下方法进行:对动作速度(例如针对电磁比例阀43a-43h的指令信号)设定预先设定的限制值(上限值),使液压致动器不以超过限制值的速度进行动作。即,在动作限制66的功能工作的状态下,如果是规定操作量以下的微动操作,则液压致动器以与操作对应的速度进行动作,但如果进行超过规定操作量的操作,液压致动器也仅以限制值(非常缓慢的微动速度)进行动作。
此外,作为动作限制66的功能的一部分,CPU62判定是否是锁杆装置进行的液压致动器的操作的无效化状态持续超过设定时间后的无效化状态被解除后的初次操作(最初进行的操作)。另外,CPU62判定操作杆装置26、27的无操作状态(未倾倒的中立状态)是否超过了设定时间。在操作杆装置26、27的操作是无效化状态持续超过设定时间后的无效化状态被解除后的初次操作的情况下,或者是无操作状态超过设定时间后的初次操作的情况下,CPU62限制基于这些操作的液压致动器的动作速度。这些情况下的液压致动器的动作速度的限制方法与发动机25起动后的初次操作的情况一样。
此外,在本实施方式的情况下,如上所述,在存储器61中存储限制对象数据64,CPU62仅在进行了与登记于限制对象数据64的动作对应的操作的情况下执行动作限制66。即,例如在发动机起动后的初次操作时执行的动作限制66中,在发动机起动后初次操作了在限制对象数据64中设定的对象液压致动器时,限制该对象液压致动器的动作速度。在操作无效状态持续后的初次操作、无操作状态持续中的操作时执行的动作限制66也一样。只要将回转马达23、动臂缸32、斗杆缸34、铲斗缸36的所有双方向的动作登记于限制对象数据64,则针对操作杆装置26、27的所有操作,能够一律应用动作限制66的功能。
另外,作为动作限制66的功能的一环,CPU62在液压致动器的动作速度的限制中,将限制液压致动器的动作速度的情况在监视器70进行显示输出,向操作员报知当前执行动作限制66的功能。
-动作指令-
图4是表示基于控制器60的液压致动器的动作指令的过程的流程图。控制器60在通电中反复执行图4的流程。
·步骤S10
在图4流程的执行中,控制器60首先在步骤S10中,根据操作传感器28a-28d的信号,首先判定是否进行了基于操作杆装置26、27的操作。通过是否进行了超过预先设定的设定操作量的操作(例如超过不灵敏区的操作)来判定是否进行了操作。对设定操作量的设定进行调整,抑制因液压挖掘机的振动、电干扰等使得操作判定值的变动导致虽然未进行有意的操作但误判定为进行了操作的情况。控制器60在判定为操作杆装置26、27双方均未***作的情况下,使过程返回到步骤S10,反复进行步骤S10的过程直至操作杆装置26、27中的至少一方***作。控制器60在判定为操作杆装置26、27中的至少一方被向前后左右中的至少任一个操作时,将过程从步骤S10转移到步骤S20。
·步骤S20
在将过程转移至步骤S20时,控制器60判定当前的操作(在进行了多种操作时为某一操作)是否为限制操作。是否为限制操作通过该操作在当前选择的操作分配数据63下是否被分配给登记于限制对象数据64的动作来判定。例如在动臂抬升动作被登记为限制对象数据64时,当存在当前选择的操作分配数据63中的动臂抬升操作(在上述例子中为操作杆装置27的后倾操作)时,满足步骤S20的判定。控制器60在当前的操作不是限制操作时,将过程从步骤S20转移到步骤S76,在是限制操作时,将过程从步骤S20转移到步骤S30。
·步骤S30
在将过程转移至步骤S30时,控制器60判定动作限制标志是否为开启(有效)。动作限制标志是执行动作限制66的功能的前提条件,仅在动作限制标志为开启的情况下执行动作限制66的功能。控制器60在动作限制标志为开启时将过程从步骤S30转移至步骤S66,在动作限制标志为关闭时将过程从步骤S30转移至步骤S40。
·步骤S40
在将过程转移至步骤S40时,控制器60根据操作传感器28a-28d、钥匙开关29以及转速传感器47的信号,判定当前的操作是否是发动机起动后的初次操作。关于在步骤S40中判定是否是发动机起动后的初次操作的算法,使用图5在后面进行说明。控制器60在当前的操作是发动机起动后的初次操作时,将过程从步骤S40转移到步骤S65,在不是初次操作时,将过程从步骤S40转移到步骤S50。
·步骤S50
在将过程转移至步骤S50时,控制器60根据位置传感器45的信号,判定当前的操作(限制操作)是否是锁杆装置进行的液压致动器的操作的无效化状态持续超过设定时间后的初次操作。设定时间是预先设定并存储于存储器61的值,例如是1分钟、5分钟等这样的数值。该设定时间能够由操作员利用设置于驾驶室24的输入装置(例如监视器70)进行变更。在当前进行的操作是操作无效化状态持续超过设定时间后的初次操作时,控制器60将过程从步骤S50转移到步骤S65。在当前进行的操作不是操作无效化状态持续超过设定时间后的初次操作时,控制器60将过程从步骤S50转移到步骤S60。
·步骤S60
在将过程转移至步骤S60时,控制器60判定操作杆装置26、27的无操作状态是否超过设定时间。该判定所使用的设定时间是预先设定并存储于存储器61的值(例如1分钟、5分钟)这样的数值,可以设为与步骤S50的判定所使用的设定时间相同的值,也可以设为不同的值。该设定时间也能够由操作员利用设置于驾驶室24的输入装置(例如监视器70)进行变更。如果当前的操作不是无操作状态超过设定时间后的初次操作,则控制器60将过程从步骤S60转移到步骤S76。在当前的操作是无操作状态超过设定时间后的初次操作时,控制器60将过程从步骤S60转移到步骤S65。
·步骤S65
在将过程转移至步骤S65时,控制器60将动作限制标志设为开启(有效)并将过程转移至步骤S66。即,即使在步骤S30的时间点动作限制标志为关闭(无效),只要满足步骤S40、S50、S60中的某一个判定,则动作限制标志开启(有效化)。
·步骤S66
在将过程转移至步骤S66时(即,进行限制操作且动作限制标志为开启的情况下),控制器60执行上述的动作限制66的功能,另外,在监视器70显示正在执行动作限制功能。由此,即使当前的操作(限制操作)是超过规定操作量的操作,对应的液压致动器也不是与操作量对应的速度,而是以施加了限制的缓慢速度进行动作。
·步骤S70
在动作限制66的功能的执行中,控制器60根据操作传感器28a-28d的信号,判定当前操作的操作杆(在操作杆装置26、27双方***作的情况下为双方的操作杆)是否恢复到中立位置。通过是否返回到步骤S10的判定所使用的设定操作量以下的操作量来判定是否返回到中立位置。在当前操作持续的期间,控制器60反复执行步骤S66来持续执行动作限制66的功能。如果当前操作的操作杆恢复到中立位置,则控制器60停止执行动作限制66的功能和向监视器70显示输出该意思,并将过程从步骤S70转移到步骤S75。
·步骤S75
在将过程转移至步骤S75时,控制器60将动作限制标志设为关闭(无效),将过程转移至步骤S76,将过程返回至步骤S10。
·步骤S76
在将过程转移至步骤S76时,控制器60不执行动作限制66的功能,根据操作杆装置26、27的操作来控制对应的液压致动器。虽然省略了一部分图示,但在该通常控制中,控制器60以与步骤S70相同的要领判定当前操作的操作杆是否恢复到中立位置,若当前操作的操作杆返回到中立位置,则将过程返回到步骤S10。因此,除了满足步骤S40、S50、S60中的某一个判定使得动作限制标志开启的状况以外,在操作了操作杆装置26、27的情况下,过程转移至步骤S76,执行通常控制。
-发动机起动后初次操作判定-
图5是表示控制器60进行的发动机起动后初次操作判定的过程的流程图。控制器60与图4中说明的动作指令的流程并行地在通电中反复执行图5的流程,识别当前的操作是否是发动机起动后的初次操作。图4中说明的步骤S40的判定根据图5的流程的识别来进行。
·步骤S80
在图5的流程的执行中,控制器60首先在步骤S80中判定发动机停止标志是否为开启(有效)。发动机停止标志是在步骤S81中判定为发动机转速为0,即发动机25为停止状态时为开启的标志。控制器60在发动机停止标志开启时将过程从步骤S80转移到步骤S83,在发动机停止标志关闭时将过程从步骤S80转移到步骤S81。
·步骤S81
在将过程转移至步骤S81时,控制器60根据转速传感器47的信号,判定发动机转速是否为0,即发动机25是否为停止状态。在发动机转速大于0从而判定为发动机运转中时,控制器60结束图5的过程的当前循环,转移到下一循环的步骤S80。在发动机转速为0从而判定为发动机停止中时,控制器60将过程从步骤S81转移到步骤S82。
·步骤S82
在将过程转移至步骤S82时,控制器60将发动机停止标志设为开启并存储于存储器61,将过程转移至步骤S83。
·步骤S83
在将过程转移到步骤S83时,控制器60根据钥匙开关29的信号,判定钥匙开关29是否处于开始位置。钥匙开关29的开始位置是用于在发动机起动时进行曲轴转动的位置,能够用于判定是否进行了发动机起动的操作。在钥匙开关29未处于开始位置时,控制器60结束图5的过程的当前循环,转移到下一循环的步骤S80。在钥匙开关29位于开始位置时,控制器60将过程从步骤S83转移到步骤S84。
·步骤S84
在将过程转移到步骤S84时,控制器60根据转速传感器47的信号,判定发动机25是否起动。发动机25是否起动能够通过由转速传感器47检测的发动机转速是否达到预先设定的设定转速以上来进行判定。作为一例,在发动机转速超过起动马达的曲轴转动转速的阶段,能够判定为发动机25已起动。在发动机25尚未起动时,控制器60结束图5的过程的当前循环,转移到下一循环的步骤S80。在发动机25起动时,控制器60将过程从步骤S84转移到步骤S85。
·步骤S85
在将过程转移到步骤S85时,控制器60将发动机停止标志设为关闭(无效)并存储于存储器61,将过程转移到步骤86。
·步骤S86
在将过程转移至步骤S86时,控制器60将发动机起动后初次标志设为开启(有效)并存储于存储器61,将过程转移至步骤87。
·步骤S87
在将过程转移至步骤S87时,控制器60根据操作传感器28a-28d的信号,判定是否进行了操作杆装置26、27的操作(限制操作)。该判定例如以与图4的步骤S10、S20的判定相同的要领执行。若未进行操作,则控制器60反复执行步骤S87的过程直至进行操作。在进行了操作的情况下,控制器60将过程从步骤S87转移到步骤S88。
·步骤S88
在将过程转移至步骤S88时,控制器60根据操作传感器28a-28d的信号,判定当前操作的操作杆装置26、27的操作杆是否恢复到中立位置。该判定例如以与图4的步骤S70的判定相同的要领执行。如果当前操作的操作杆没有恢复到中立位置,则控制器60反复执行步骤S88的过程,直到操作杆返回到中立位置。如果当前操作的操作杆恢复到中立位置,则控制器60将过程从步骤S88转移到步骤S89。
·步骤S89
在将过程转移至步骤S89时,控制器60将发动机起动后初次标志设为关闭(无效)并存储于存储器61,结束图5的过程的当前循环,转移至下一循环的步骤S80。
在发动机起动后初次标志为开启(有效)时,即在执行图5的步骤S86至步骤S89之间过程的期间机会到来的情况下,满足图4的步骤S40的判定。另一方面,在发动机起动后初次标志为关闭(无效)时,即在执行图5的步骤S80至步骤S86之间过程的期间图4的步骤S40的判定机会到来的情况下,不满足步骤S40的判定。
-效果-
(1)在本实施方式中,如上所述,在操作杆装置26、27的操作是发动机起动后的初次操作时,限制该操作进行的液压致动器的动作速度。因此,在操作员开始液压挖掘机的驾驶时,即使误认了操作分配,液压致动器也不会因操作杆装置26、27的操作而急动作。另外,根据液压致动器的缓慢动作,操作员能够立即识别操作分配或操作分配的误认。并且,通过暂时使操作杆返回中立而重新进行操作,动作限制66的功能被解除,操作员能够意识到操作分配并且迅速地转移到使用了操作杆装置26、27的通常作业。另外,如果是如本实施方式那样搭载了操作分配的变更功能的机型,则只要知道与操作员熟悉的操作分配不同,就能够在该时间点切换为操作分配。
如上所述,根据本实施方式,能够抑制操作分配的误认引起的误操作。
(2)另外,在本实施方式中,并非针对操作杆装置26、27的操作一律应用动作限制66的功能,而是可以仅针对与存储于存储器61的限制对象数据64对应的操作设为动作限制66的功能的应用对象。
例如,假设存在部分共通的操作分配A、B。若考虑操作员想要操作分配B而驾驶选择了操作分配A的液压挖掘机的情况,则发动机起动后的初次操作可能是操作分配A、B所共通的操作。该情况下,操作员也可能在未意识到操作分配的误认的状态下,为了解除动作限制66的功能而使操作杆返回,转移到通常操作。
与此相对,在本实施方式中,由于能够设定动作限制66的功能的应用对象,因此例如通过由操作员自身选择特别想注意的操作并设定为动作限制66的功能的应用对象,从而也能够灵活地应用于上述那样的情况。在应该将操作杆装置26、27的全部操作设为动作限制66的应用对象操作是,也能够将全部操作设定为应用对象。
但是,在应该对操作杆装置26、27的全部操作一律应用动作限制66的功能时,未必需要限制对象数据64的选择设定功能,而是可以省略。
(3)在基于锁杆装置的操作无效化状态持续了一定时间以上时,还存在操作员暂时下车,在该期间例如驾驶其他作业机械,或者进行作业工序的确认、各种设定变更等情况。另外,也存在在使发动机25动作的状态下操作员更换的情况。这样的情况下,即使不是发动机起动后的初次操作,也可能产生操作分配的误认引起的误操作。
与此相对,在本实施方式中,在基于锁杆装置的操作无效化状态持续超过设定时间后的初次操作时,限制液压致动器的动作速度。由此,也能够有效地抑制暂时离席后的再操作时、操作员替换时的误操作。
另外,用于判定操作无效化状态持续的状况的设定时间越短,动作限制66的功能的执行机会越增加,误操作抑制的效果越提高,但可能会过度地执行动作限制66的功能。相对于此,设定时间可以由操作员等改变设定,因此,通过考虑自身的作业预定、液压挖掘机的使用状况等来进行设定,能够调整误操作抑制效果与作业效率的平衡。
(4)在操作杆装置26、27在一定时间以上未***作时,也存在操作员例如进行作业工序的确认等的可能性,仍然存在产生操作分配的误认引起的误操作的可能性。
与此相对,在本实施方式中,在无操作时间持续超过设定时间的过程中进行了操作时,限制液压致动器的动作速度,能够与上述(3)一样地有效地抑制误操作。
另外,用于判定无操作时间持续了一定以上的状况的设定时间越短,动作限制66的功能的执行机会越增加,误操作抑制的效果越提高,但可能会过度地执行动作限制66的功能。该设定时间也可以由操作员等改变设定,因此,通过操作员自己考虑各种情况进行设定,能够调整误操作抑制效果与作业效率的平衡。
(5)在执行动作限制66的功能的期间,将该情况显示于监视器70,因此,操作员能够通过监视器70的显示来识别动作限制66的功能正在工作。
<第二实施方式>
图6是本发明的第二实施方式的工程机械所具有的控制器的功能框图。在图6中,对与第一实施方式一样的或对应的要素标注与上述附图相同的符号并省略说明。
本实施方式与第一实施方式的不同点在于,即使在第一实施方式中执行动作限制66的功能的场景(满足步骤S40-S60的判定的情况)下,如果当前操作是缓慢操作,则不应用动作限制66。具体而言,在本实施方式中,控制器60作为由CPU62执行的功能而增加了紧急操作判定67,判定操作是否为紧急操作。
在紧急操作判定67中,控制器60根据来自操作传感器28a-28d的信号,判定操作杆装置26、27的操作量的增加率是否比设定增加率大。在设定了限制对象数据64时,在紧急操作判定67中判定增加率的操作是针对在限制对象数据64中设定的对象液压致动器的操作。另外,设定增加率被预先设定并存储于存储器61。控制器60仅在操作杆装置26、27的操作的增加率大于设定增加率时,将该操作作为动作限制66的功能的执行对象,在满足步骤S40-S60的判定的情况下限制液压致动器的动作速度。
图7是对紧急操作判定进行说明的示意图。
如图7所示,通过每单位时间的操作杆装置26、27的杆操作速度的大小(操作量的增加率大小),来判定操作员进行的操作杆装置26、27的操作是否为紧急操作。具体而言,将增加率比上述的设定增加率大的操作判定为紧急操作。在图7中,相对于虚线所示的设定增加率,每单位时间的操作量的增加多的操作α被判定为紧急操作,每单位时间的操作量的增加少的操作β被判定为缓慢操作。
图8是对本实施方式中的动作限制进行说明的示意图。
如该图所示,对于作为紧急操作的操作α,在满足步骤S40-S60(图4)中的某一个判定时,应用动作限制66。即,在操作量达到设定值的时间点,针对电磁比例阀的指令信号被限制值限制,即使操作量超过设定值地增加,针对电磁比例阀的指令信号也不从限制值增加。
与此相对,对于缓慢操作β,即使在满足步骤S40-S60(图4)中的某一个判定时,也不应用动作限制66,输出与操作量对应的指令信号。即,在操作量以比设定增加率低的增加率达到设定值时,若操作量直接超过设定值地增加,则针对电磁比例阀的指令信号超过限制值地增加。
此外,需要也考虑液压致动器通过杆操作而实际开始活动为止的响应时间来决定设定增加率。另外,因工程机械的机型、车辆规格、个体差异,操作灵敏度、电磁比例阀43a-43h的响应性、液压致动器的响应性存在差异,因此,优选构成为能够由操作员等通过输入装置(例如监视器70)进行设定增加率。并且,工作油温度也较大地影响液压致动器的响应性。因此,例如也优选如下结构:将由温度传感器测定的工作油温度输入到控制器60,利用预先设定的算法在控制器60中根据工作油温度来校正设定增加率。
图9是表示本实施方式的控制器的液压致动器的动作指令的过程的流程图。控制器60在通电中反复执行图9的流程。图9与第一实施方式的图4对应,对与图4的流程相同的或对应的过程,在图9的流程中标注与图4相同的标号并省略说明。
图9的流程与图4的流程的不同点在于,在步骤S10与步骤S20之间存在判定紧急操作的步骤S15,关于其他过程,图9的流程与图4的流程一样。
即,在进行了操作杆装置26、27的操作时,控制器60将过程从步骤S10转移到步骤S15,如图7中说明的那样判定该操作是否为紧急操作。如果操作是缓慢操作,则控制器60不进行步骤S30-S60的判定而将过程从步骤S15转移到步骤S76,执行与操作对应的液压致动器的通常控制。如果操作是紧急操作,则控制器60将过程从步骤S15转移到步骤S30,与第一实施方式一样地执行步骤S30-S60的判定,如果满足某一个判定,则执行动作限制66的功能。
在本实施方式中,也在进行了满足步骤S40-60的判定的操作时执行动作限制66的功能,得到与第一实施方式一样的效果。
此外,在操作缓慢的情况下,即使是能够满足步骤S40-S60的判定的操作,也例外地从动作限制66的功能的执行对象中排除,省略动作限制66的功能的执行。在通过微操作慎重地开始操作的操作员的情况下,即使没有正确地识别操作分配,也有通过微操作来自己尝试确认操作分配的倾向。对于这样的操作员而言,若通过步骤S40-S60的判定一律执行动作限制66的功能,则存在令人感到麻烦的情况。
因此,如本实施方式那样,在微操作的情况下设为动作限制66的执行对象外,仅将伴随一定以上的增加率的操作设为动作限制66的执行对象,由此,动作限制66不会介入微操作。由此,特别是对于操作慎重的操作员,能够减轻动作限制66的介入引起的麻烦、不适感。
<变形例>
在以上实施方式中,以将本发明应用于采用电动杆装置作为操作杆装置26、27的工程机械的情况为例进行了说明,但本发明也能够应用于采用通过操作杆操作先导阀的液压式的操作杆装置的工程机械。在液压式的操作杆装置中,也存在能够利用选择阀切换操作分配的装置。在这样的工程机械中,例如通过使用检测杆操作量的电位计或检测先导压的压力计作为操作传感器,也能够与上述一样地判定可否执行动作限制66。另外,通过在先导管路44设置减压阀,减少向先导阀供给的压力油(初压),能够对先导压施加限制。
另外,以将本发明应用于具有操作分配的切换功能的工程机械的情况为例进行了说明,但本发明也能够应用于没有操作分配的切换功能的工程机械。这是因为,即使是不切换操作分配的工程机械,例如在初次搭乘时等,操作员也可能误认操作分配。
另外,以在锁定阀46设置电磁阀的情况为例进行了说明,但本发明也能够应用于采用与门锁杆机械连接的机械式的锁定阀的工程机械。该情况下,如果利用位置传感器45检测门锁杆的位置并输入到控制器60,则也能够执行步骤S50(图4)的判定。
另外,作为动作限制66的执行方式,说明了对向电磁比例阀43a-43h的指令信号设置限制值的例子,但也能够适当采用对根据操作量运算的指令信号乘以小于1(例如0.1左右)的系数来减小动作速度等其他方式。
另外,作为原动机以发动机为例进行了说明,但原动机不限于发动机,也可以将电动马达、燃料电池等作为原动机。另外,也可以将它们的组合作为原动机。
符号说明
23…回转马达(液压致动器)、25…发动机、26、27…操作杆装置、28a-28d…操作传感器、29…钥匙开关、32…动臂缸(液压致动器)、34…斗杆缸(液压致动器)、36…铲斗缸(液压致动器)、40…液压泵、46…锁定阀(锁杆装置)、47…转速传感器、60…控制器、61…存储器、70…监视器。
Claims (6)
1.一种工程机械,具有:
原动机;
液压泵,其由所述原动机驱动并喷出压力油;
多个液压致动器,其通过由所述液压泵喷出的压力油而进行动作;
多个操作杆装置,其操作所述液压致动器;
钥匙开关,其起动所述原动机;
转速传感器,其检测所述原动机的转速;
多个操作传感器,其检测所述操作杆装置的操作;以及
控制器,其根据所述操作杆装置的操作来控制对应的液压致动器的动作,
其特征在于,
所述控制器根据来自所述钥匙开关、所述转速传感器以及所述多个操作传感器的信号,判定所述操作杆装置的操作是否是所述原动机起动后的初次操作,
所述控制器在判定为所述操作杆装置的操作是所述原动机起动后的初次操作时,限制所述液压致动器的动作速度。
2.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述控制器能够设定所述液压致动器中的、作为限制对象的液压致动器和作为限制对象的所述液压致动器的动作方向。
3.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述控制器根据来自所述操作传感器的信号,判定所述操作杆装置的操作量的增加率是否大于设定增加率,仅在判定为所述增加率大于所述设定增加率时限制所述液压致动器的动作速度。
4.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述工程机械具有:锁杆装置,其使所述操作杆装置进行的所述液压致动器的操作无效化,
所述控制器判定是否是所述锁杆装置实现的所述液压致动器的操作的无效化状态超过设定时间且所述无效化状态被解除后的初次操作,
所述控制器在判定为所述操作杆装置的操作是所述无效化状态超过设定时间且所述无效化状态被解除后的初次操作时,限制所述液压致动器的动作速度。
5.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述控制器判定所述操作杆装置的无操作状态是否超过设定时间,
所述控制器在判定为所述操作杆装置的无操作状态超过设定时间且所述操作杆装置的操作是所述操作杆装置的无操作状态超过设定时间后的初次操作时,限制所述液压致动器的动作速度。
6.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述工程机械具有:监视器,
所述控制器在所述液压致动器的动作速度被限制时,使所述监视器显示所述液压致动器的动作速度被限制。
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