CN108368689B - 液压工程机械的控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在整平作业、修坡作业等中挖掘负载上升了也能够得到规定的完成精度的液压工程机械的控制装置。一种液压工程机械的控制装置，该液压工程机械具备液压执行机构、由液压执行机构驱动的作业机、液压泵、对液压泵的排出流量进行控制的泵流量控制部、对液压泵的功率进行控制的泵功率控制部、以及对作为从作业机进行作业的施工目标面到作业机的距离的目标面距离进行计测或运算的目标面距离获取部，在液压工程机械的控制装置中，目标面距离越小，则泵流量控制部进行使排出流量越小的控制，则泵功率控制部进行使液压泵的功率越大的控制。

Description

液压工程机械的控制装置

技术领域

本发明涉及液压工程机械的控制装置。

背景技术

一般而言，液压工程机械具备：对所搭载的前作业装置进行驱动的液压缸等液压执行机构；操作人员操作的操作装置；根据操作装置的操作量来调整排出流量的液压泵；以及控制阀，该控制阀利用与操作装置的操作量相应的操作先导压力来驱动内部的方向控制阀，对从液压泵向液压执行机构供给的液压油的流量和方向进行控制。

在液压工程机械进行挖掘等作业时，在对前作业装置进行驱动的液压执行机构的内部，产生与挖掘反力(挖掘负载)相应的负载压力，液压泵的排出压力成为该负载压力与液压路的压力损失相加而得到的值。因此，液压工程机械中，采用了液压泵的排出压力越高、则越使液压泵的容积(排出流量)减少、越降低液压泵的功率的泵功率控制。泵功率控制抑制在对液压泵进行驱动的发动机施加过大的负载，并抑制因液压泵的排出压力的过大的上升以及因泄露流量的增大等导致的效率的恶化。

在这样的液压工程机械中，有与操作人员的操作量不相干地使前装置顶端经由总是符合人类的感觉的良好的轨道而收敛于目标轨迹的工程机械的轨迹控制装置(例如参照专利文献1)。该轨迹控制装置基于来自角度检测器的信号运算前装置的位置和姿势，基于来自操作杆装置的信号运算前装置的目标速度矢量。目标速度矢量以从距前装置顶端为最短距离的目标轨迹上的点以规定的距离朝向挖掘行进方向前方前进了的点修正，运算用于以与修正出的目标速度矢量对应的方式来自驱动液压控制阀的目标先导压力。以生成运算出的目标先导压力的方式控制比例电磁阀。

另外，有一种工程机械的作业机控制装置，其目的在于使作业机工作油缸的位置追随性提高、在整平作业(日文：水平均し作業)、修坡作业(日文：法面整形作業)中即使挖掘负载上升也确保规定的完成精度(例如参照专利文献2)。该作业机控制装置，以消除基于来自操作杆的信号的各油缸的目标位置及目标速度、与基于从角度传感器得到的信息的各油缸的实际的位置及速度的误差的方式，构成通过电磁比例阀来控制先导压力的位置追随用反馈控制系统，由于油缸负载压力的增大，根据查询表对反馈增益和前馈增益进行增大调整。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平9-291560号公报

专利文献2:日本特开平9-228426号公报

发明内容

发明欲解决的问题

专利文献1所记载的工程机械的轨迹控制装置和专利文献2所记载的工程机械的作业机控制装置，最终，通过控制对构成以往的工程机械的控制阀进行驱动控制的操作先导压力，从而达成各自的目的。因此，在挖掘负载上升的情况下，两方均使上述的泵功率控制起作用来使液压泵的排出流量减少，因此产生使液压执行机构的驱动速度下降的可能性。

通过这样，在专利文献1所记载的工程机械的轨迹控制装置中，液压执行机构的速度、尤其是主要承受挖掘负载的斗杆油缸的速度下降，多个液压执行机构(例如斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸)之间的速度平衡会背离目标值，产生无法如所希望的那样控制轨迹的可能性。例如、在通过动臂提升和斗杆收回的复合操作进行挖掘作业的情况下，若挖掘负载增加，则该负载主要施加于斗杆，因此斗杆收回速度下降，动臂提升速度保持原样，两方的速度平衡崩溃、完成精度恶化。

另外，在专利文献2所记载的工程机械的作业机控制装置中，根据油缸负载压力的增大而对位置追随用反馈控制增益进行增大调整，但至于与液压泵的排出流量的减少相伴的液压执行机构的工作的延迟，未必充分考虑过。因此，尤其是在作业速度快的情况下，即使针对因土质的变化等而产生的挖掘负载的上升速度(变化率)对操作先导压力进行了增大调整，液压执行机构的工作的速度减低也无法避免。因此，在整平作业、修坡作业等中可能得不到规定的完成精度。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供在整平作业、修坡作业等中即使挖掘负载上升、也能得到规定的完成精度的液压工程机械的控制装置。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，采用例如权利要求书所记载的构成。本申请包括多个解决上述问题的技术方案，如果举出其中一例作为如下技术方案：一种液压工程机械的控制装置，该液压工程机械具备：液压执行机构；包括由所述液压执行机构驱动的动臂、斗杆、以及铲斗的作业机；对所述液压执行机构供给液压油的液压泵；对所述液压泵的排出流量进行控制的泵流量控制部；对所述液压泵的功率进行控制的泵功率控制部；以及对作为所述作业机进行作业的施工目标面到所述作业机的距离的目标面距离进行计测或运算的目标面距离获取部，该液压工程机械的控制装置的特征在于，所述目标面距离越小，则所述泵流量控制部进行使所述排出流量减小的控制，所述泵功率控制部进行使所述液压泵的功率增大的控制。

发明的效果

根据本发明，根据作业机与施工目标面的距离对泵功率进行修正控制，因在作业机在接近施工目标面的位置进行了挖掘的情况下，即使挖掘负载上升了也能够得到规定的完成精度。

附图说明

图1是示出具备本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的液压挖掘机的立体图。

图2是示出具备本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的液压工程机械的液压驱动装置的构成图。

图3是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的构成的概念图。

图4是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的目标速度修正部的运算内容的一例的控制框图。

图5是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的液压控制部的构成的概念图。

图6是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的方向控制阀控制部的运算内容的一例的控制框图。

图7是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的分配率运算部的运算内容的一例的控制框图。

图8是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的泵流量控制部的运算内容的一例的控制框图。

图9是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的泵功率控制部的运算内容的一例的控制框图。

图10是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的动臂提升目标功率表的运算内容的一例的控制框图。

图11是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的动臂提升目标功率表的运算内容的另一例的控制框图。

图12A是例示本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式中的液压工程机械的时间序列的工作的一例的特性图。

图12B是例示本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式中的液压工程机械的时间序列的工作的另一例的特性图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的液压工程机械的控制装置的实施方式进行说明。

图1是示出具备本发明的液压工程机械的控制装置的第一实施方式的液压挖掘机的立体图。如图1所示，液压挖掘机具备下部行驶体9、上部回转体10以及作业机15。下部行驶体9具备左右的履带式行驶装置，该左右的履带式行驶装置由左右的行驶液压马达3b、3a(仅图示了左侧的行驶液压马达3b)驱动。上部回转体10能够回转地搭载于下部行驶体9上，由回转液压马达4回转驱动。在上部回转体10设置有作为原动机的发动机14、和由发动机14驱动的液压泵装置2。

作业机15能够俯仰地安装于上部回转体10的前部。在上部回转体10设置有驾驶室，在驾驶室内配置有行驶用右操作杆装置1a、行驶用左操作杆装置1b、以及用于指示作业机15的工作和回转工作的右操作杆装置1c和左操作杆装置1d等操作装置。

作业机15是具有动臂11、斗杆12、铲斗8的多关节构造，动臂11通过动臂油缸5的伸缩而相对于上部回转体10在上下方向上转动，斗杆12通过斗杆油缸6的伸缩而相对于动臂11在上下方向和前后方向上转动，铲斗8通过铲斗油缸7的伸缩而相对于斗杆12在上下方向和前后方向上转动。

另外，为了算出作业机15的位置而具备：角度检测器13a，其设置于上部回转体10与动臂11的连结部附近，并检测动臂11相对于水平面的角度；角度检测器13b，其设置于动臂11与斗杆12的连结部附近，并检测斗杆12的角度；以及角度检测器13c，其设置于斗杆12与铲斗8附近，并检测铲斗8的角度。上述的角度检测器13a～c检测出的角度信号被输入于后述的主控制器100。

控制阀20对从液压泵装置2分别向上述的动臂油缸5、斗杆油缸6、铲斗油缸7、左右的行驶液压马达3b、3a等液压执行机构供给的液压油的流动(流量和方向)进行控制。

图2是示出具有具备本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的液压工程机械的液压驱动装置的构成图。此外，为了使说明简略化，设为作为液压执行机构仅具备动臂油缸5和斗杆油缸6的构成进行说明，省略与本发明的实施方式不直接相关的主安全阀、过载溢流阀、返回通路、排放回路等的图示和说明。

在图2中，液压驱动装置具备液压泵装置2、动臂油缸5、斗杆油缸6、右操作杆装置1c、左操作杆装置1d、控制阀20、主控制器100、以及信息控制器200。

液压泵装置2具备第一液压泵21和第二液压泵22。第一液压泵21和第二液压泵22由发动机14驱动，分别向第一泵管L1和第二泵管L2排出液压油。第一液压泵21和第二液压泵22为可变容量型的液压泵，分别具备第一调节器27和第二调节器28，通过上述调节器27、28来控制第一液压泵21和第二液压泵22的容量可变机构即斜板的倾转位置，并控制泵排出流量。

第一调节器27和第二调节器28通过分别经由电磁比例阀27a、28a而被供给的先导液压油来进行积极倾转控制。另外，分别向第一调节器27和第二调节器28反馈第一液压泵21的排出压力和第二液压泵22的排出压力，通过上述排出压力和经由电磁比例阀27b、28b而被供给的先导液压油来控制上述液压泵的吸收功率。该功率控制，以使得由液压泵排出压力和液压泵倾转而决定的负载不超过发动机示出的方式对液压泵倾转进行控制。

控制阀20由包括第一泵管L1和第二泵管L2的双系统的泵管构成。在第一泵管L1连接有动臂1方向控制阀23和斗杆2方向控制阀26，第一液压泵21排出的液压油被向动臂油缸5和斗杆油缸6供给。同样地，在第二泵管L2连接有斗杆1方向控制阀25和动臂2方向控制阀24，第二液压泵22排出的液压油被向斗杆油缸6和动臂油缸5供给。

动臂1方向控制阀23通过经由电磁比例阀23a、23b而被向操作部供给的先导液压油来驱动并工作。同样地，动臂2方向控制阀24经由电磁比例阀24a、24b向各阀的操作部供给先导液压油而进行驱动并工作，斗杆1方向控制阀25经由电磁比例阀25a、25b向各阀的操作部供给先导液压油而进行驱动并工作，斗杆2方向控制阀26经由电磁比例阀26a、26b向各阀的操作部供给先导液压油而进行驱动并工作。

上述的电磁比例阀23a～28b将以被从先导液压源29供给的先导液压油作为原始压力根据来自主控制器100的指令电流进行了减压后而得到的二次先导液压油，向各方向控制阀23～26和各调节器27、28输出。

右操作杆装置1c根据操作杆的操作量和操作方向将电压信号作为动臂操作信号、铲斗操作信号向主控制器100输出。同样地，左操作杆装置1d根据操作杆的操作量和操作方向将电压信号作为回转操作信号、斗杆操作信号向主控制器100输出。

主控制器100输入来自发动机控制盘31的刻度盘信号、从右操作杆装置1c发送的动臂操作量信号、从右操作杆装置1c发送的斗杆操作量信号、从作为设定装置的模式设定开关32发送的模式设定信号、从同样作为设定装置的功率调整盘33发送的功率调整信号、从信息控制器200发送的施工目标面位置信号、以及从作为位置获取单元的角度检测器13a、13b发送的动臂角度信号和斗杆角度信号，根据上述输入信号，向控制发动机14的发动机控制器(没有图示)发送发动机转速指令，并且分别输出对各电磁比例阀23a～28b进行驱动的指令信号。此外，由信息控制器200进行的运算与本发明不直接地相关，因此省略对其的说明。

此外，发动机控制盘31、模式设定开关32以及功率调整盘33配置于驾驶室内。模式设定开关32能够选择在液压工程机械的作业中是节能性优先还是速度追随性优先，能够选择例如1：通常模式、2：功率提高模式、3：轨迹控制模式、4：功率提高+轨迹控制模式中的任一模式。另外，功率调整盘33能够进一步调整运算出的目标功率信号，详细情况在后叙述。

接着，利用附图对构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器100进行说明。图3是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的构成的概念图，图4是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的目标速度修正部的运算内容的一例的控制框图。

如图3所示，主控制器100具备目标发动机转速运算部110、目标速度运算部120、液压控制部130、作业机位置获取部140、目标面距离获取部150、以及目标速度修正部170。

目标发动机转速运算部110输入来自发动机控制盘31的刻度盘信号，运算与输入信号相应的目标发动机转速，并向目标速度运算部120和液压控制部130输出目标发动机转速。

目标速度运算部120输入来自右操作杆装置1c的动臂操作量信号、来自左操作杆装置1d的斗杆操作量信号、以及来自目标发动机转速运算部110的目标发动机转速信号，根据输入信号运算动臂目标速度和斗杆目标速度并向目标速度修正部170输出。此外，动臂操作量在动臂提升方向上越大则使动臂目标速度在正的方向上越大，动臂操作量在动臂下降方向上越大则使动臂目标速度在负的方向上越大。同样地，斗杆操作量在斗杆收回方向上越大则使斗杆目标速度在正的方向上越大，斗杆操作量在斗杆翻卸方向上越大则使斗杆目标速度在负的方向上越大。

作业机位置获取部140输入来自角度检测器13a、13b的动臂角度信号和斗杆角度信号，根据输入信号利用预先设定的动臂11和斗杆12的几何学信息来运算铲斗8的顶端位置，并作为作业机位置信号向目标面距离获取部150输出。在此，作业机位置作为例如固定于液压工程机械的坐标系中的1个点来运算。不过，作业机位置不限于此，也可以作为考虑了作业机15的形状的多个点组来运算。另外，也可以进行与专利文献1所记载的工程机械的轨迹控制装置同样的运算。

目标面距离获取部150输入从信息控制器200发送的施工目标面位置信号、和来自作业机位置获取部140的作业机位置信号，基于输入信号来运算作业机15与施工目标面的距离(以下成为目标面距离)，并向液压控制部130和目标速度修正部170输出。在此，例如固定于液压工程机械的坐标系中的2个点当作施工目标面位置。不过，施工目标面位置不限于此，也可以将全球坐标系中的2个点当作施工目标面位置，但在该情况下需要向与作业位置相同的坐标系进行坐标变换。另外，在作业机位置作为点组被运算了的情况下，也可以使用离施工目标面位置最近的点来运算目标面距离。另外，也可以进行与专利文献1所记载的工程机械的轨迹控制装置的最短距离Δh同样的运算。另外，目标面距离获取部150，在不从信息控制器200发送施工目标面位置信号的情况下，将目标面距离作为0来输出。

目标速度修正部170输入从模式设定开关32发送的模式设定信号、来自目标速度运算部120的动臂目标速度信号和斗杆目标速度信号、以及来自目标面距离获取部150的目标面距离信号，运算对目标速度信号进行修正而得到的修正后的动臂目标速度信号和斗杆目标速度信号，并向液压控制部130输出。由目标速度修正部170进行的运算的详细情况在后叙述。

液压控制部130输入从模式设定开关32发送的模式设定信号、来自目标发动机转速运算部110的目标发动机转速信号、来自目标速度修正部170的修正后的动臂目标速度信号和修正后的斗杆目标速度信号、来自目标面距离获取部150的目标面距离信号、来自角度检测器13a的相对于水平面的动臂角度信号、以及来自功率调整盘33的功率调整信号，基于输入信号来运算动臂1方向控制阀提升驱动信号、动臂1方向控制阀下降驱动信号、动臂2方向控制阀提升驱动信号、动臂2方向控制阀下降驱动信号、斗杆1方向控制阀收回驱动信号、斗杆1方向控制阀翻卸驱动信号、斗杆2方向控制阀收回驱动信号、斗杆2方向控制阀翻卸驱动信号、泵1流量控制信号、泵1功率控制信号、泵2流量控制信号、以及泵2功率控制信号，并输出对分别与上述信号对应的电磁比例阀23a、23b、24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b、28a、28b进行驱动的驱动信号。

利用图4对由目标速度修正部170进行的运算的一例进行说明。目标速度修正部170具备动臂速度修正值表171、附条件连接器172、加算器173、斗杆速度限制值表174、附条件连接器175以及限制器176。

动臂速度修正值表171输入目标面距离信号，根据预先设定了的表来运算与目标面距离信号相应的动臂速度修正值信号，并向附条件连接器172输出。附条件连接器172以从模式设定开关32发送的模式设定信号为条件而进行连接器的切换，在处于连接状态时将输入信号输出。具体而言，在模式设定为3：轨迹控制模式或4：功率提高+轨迹控制模式的情况下，使连接器为连接状态，并将动臂速度修正值信号向加算器173输出。

加算器173输入动臂速度修正值信号和修正前的动臂目标速度信号，并输出加算而得到平的值来自作为修正后动臂目标速度。动臂速度修正值表171设定为目标面距离为0以下、动臂速度修正值成为正的。其结果，若作业机15欲深入地进入施工目标面则动臂提升速度加速，因此能够防止作业机15过渡地深入地进入施工目标面。不过，也可以，根据专利文献1所记载的矢量方向修正来修改动臂目标。

斗杆速度限制值表174输入目标面距离信号，根据预先设定的表来运算与目标面距离信号相应的斗杆速度限制值信号，并向附条件连接器175输出。附条件连接器175以从模式设定开关32发送的模式设定信号为条件而进行连接器的切换，在处于连接状态时将输入信号输出。具体而言，在模式设定为3：轨迹控制模式或4：功率提高+轨迹控制模式的情况下，使连接器为连接状态，并将斗杆速度限制值信号显示限制器176输出。

限制器176输入斗杆速度限制值信号和修正前的斗杆目标速度信号，以使得修正前的斗杆目标速度信号的绝对值成为斗杆速度限制值以下的方式进行限制修正，并作为修正后斗杆目标速度而输出。斗杆速度限制值表174以使得目标面距离为B以上且使斗杆速度限制值为斗杆收回(或斗杆翻卸)的最大速度、目标面距离为A以下且使斗杆速度限制值成为最小值的方式设定。在此，目标面距离A是用于以使得与作业速度和作业效率相比完成精度最优先的方式进行判断的指标，期望设定为作业上所要求的施工精度以上的距离

目标面距离B是用于判断作业机15是否介入轨迹控制的指标，以因斗杆工作而作业机15达到施工目标面为止的时间为基础来设定。例如设定为通过斗杆收回而实现作业机15的速度的最大值与主控制器100的控制周期相乘而得到的距离以上。其结果，在施工目标面附近限制斗杆速度，变得容易控制作业机15的轨迹。

接着，利用附图对液压控制部130进行详细说明。图5是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的液压控制部的构成的概念图，图6是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的方向控制阀控制部的运算内容的一例的控制框图，图7是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的分配率运算部的运算内容的一例的控制框图，图8是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的泵流量控制部的运算内容的一例的控制框图，图9是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的泵功率控制部的运算内容的一例的控制框图。

如图5所示，主控制器100的液压控制部130具备目标流量运算部131、方向控制阀控制部132、分配率运算部133、泵流量控制部134、以及泵功率控制部135。

目标流量运算部131输入来自目标速度修正部170的修正后动臂目标速度信号和修正后斗杆目标速度信号，将修正后动臂目标速度信号与动臂油缸5的有效面积相乘而运算动臂提升目标流量信号和动臂下降目标流量信号。在修正后动臂目标速度信号为正的情况下，进行运算动臂提升目标流量信号，在动臂目标速度信号为负的情况下仅运算动臂下降目标流量信号。同样地，将修正后斗杆目标速度信号与斗杆油缸6的有效面积相乘而运算斗杆收回目标流量信号和斗杆翻卸目标流量信号。在斗杆目标速度信号为正的情况下，仅运算斗杆收回目标流量信号，在斗杆目标速度信号为负的情况下仅运算斗杆翻卸目标流量信号。

方向控制阀控制部132输入来自目标流量运算部131的动臂提升目标流量信号、动臂下降目标流量信号、斗杆收回目标流量信号以及斗杆翻卸目标流量信号，并运算动臂1方向控制阀23、动臂2方向控制阀24、斗杆1方向控制阀25、以及斗杆2方向控制阀26的驱动信号。利用图6对由方向控制阀控制部132进行的运算的一例进行说明。此外，在动臂提升、动臂下降、斗杆收回以及斗杆翻卸中的任一工作中，运算单元均类似，因此在此仅对动臂提升进行说明，省略其他工作的说明。

方向控制阀控制部132具备动臂1方向控制阀提升驱动信号表1321、动臂2方向控制阀提升驱动信号表1322、最大值选择器1323、动臂2方向控制阀提升驱动限制表1324以及最小值选择器1325。

动臂1方向控制阀提升驱动信号表1321和动臂2方向控制阀提升驱动信号表1322，输入由目标流量运算部131算出的动臂提升目标流量信号，根据预先设定了的表，运算与动臂提升目标流量信号相应的动臂1方向控制阀提升驱动信号和动臂2方向控制阀提升驱动信号。驱动信号被从动臂1方向控制阀提升驱动信号表1321向电磁比例阀23a输出。

最大值选择器1323输入由目标流量运算部131算出的斗杆收回目标流量信号和斗杆翻卸目标流量信号，均选择最大值并向动臂2方向控制阀提升驱动限制表1324输出。动臂2方向控制阀提升驱动限制表1324，根据预先设定了的表来运算与被输入了的斗杆目标流量信号相应的动臂2方向控制阀提升驱动限制信号，并向最小值选择器1325输出。

最小值选择器1325通过输入由动臂2方向控制阀提升驱动信号表1322算出的动臂2方向控制阀提升驱动信号和由动臂2方向控制阀提升驱动限制表1324算出的动臂2方向控制阀提升驱动限制信号，均选择最小值，从而将动臂2方向控制阀提升驱动信号限制于动臂2方向控制阀提升驱动限制值以下。驱动信号被从最小值选择器1325向电磁比例阀24a输出。其结果，例如在进行了动臂提升和斗杆收回的组合的情况下，动臂2方向控制阀24保持关闭状态，仅从第一液压泵21对动臂油缸5供给液压油。

在方向控制阀控制部132中，与上述情况同样地也对动臂下降、斗杆收回、斗杆翻卸进行运算，因此例如在进行了斗杆收回和动臂提升的组合的情况下，从最小值选择器1325对电磁比例阀26a输出斗杆2方向控制阀收回驱动信号。通过这样，斗杆2方向控制阀26保持关闭状态，仅从第二液压泵22对斗杆油缸6供给液压油。

返回图5，分配率运算部133输入来自方向控制阀控制部132的动臂2方向控制阀提升驱动信号、动臂2方向控制阀下降驱动信号、斗杆2方向控制阀收回驱动信号以及斗杆2方向控制阀翻卸驱动信号，运算动臂1分配率信号、动臂2分配率信号、斗杆1分配率信号、以及斗杆2分配率信号，并将上述信号向泵流量控制部134和泵功率控制部135输出。利用图7对由分配率运算部133进行的运算的一例进行说明。此外，在动臂和斗杆中，运算方法也均类似，在此仅以动臂为对象进行说明，省略以斗杆为对象的说明。

分配率运算部133具备最大值选择器1331、动臂分配率表1332以及减算器1333。

最大值选择器1331输入由方向控制便控制部132算出的动臂2方向控制阀提升驱动信号和动臂2方向控制阀下降驱动信号，均选择最大值向动臂分配率表1332输出。分配率表1332根据根据预先设定了的表来运算与被输入了的驱动信号相应的动臂2分配率，并向减算器1333、泵流量控制部134和泵功率控制部135输出。

减算器1333输入固定值100％信号和动臂2分配率信号，将从固定值100％信号减去动臂2分配率信号而得到的值作为动臂1分配率信号向泵流量控制部134和泵功率控制部135输出。

返回图5，泵流量控制部134输入来自目标流量运算部131的动臂提升目标流量信号、动臂下降目标流量信号、斗杆收回目标流量信号及斗杆翻卸目标流量信号、来自目标发动机转速运算部110的目标发动机转速信号、以及来自分配率运算部133的动臂1分配率信号、动臂2分配率信号、斗杆1分配率信号及斗杆2分配率信号，运算泵1流量控制信号和泵2流量控制信号，并驱动积极倾转控制用的电磁比例阀27a、28a从而控制第一调节器27和第二调节器28。利用图8对由泵流量控制部134进行运算的一例进行说明。

泵流量控制部134具备最大值选择器1341a、第一乘算器1342a、第二乘算器1343a、第一加算器1344a、第一除算器1345a以及泵1流量控制信号表1346a。另外，泵流量控制部134具备最大值选择器1341b、第三乘算器1342b、第四乘算器1343b、第二加算器1344b、第二除算器1345b以及泵2流量控制信号表1346b。

最大值选择器1341a输入动臂提升目标流量信号和动臂下降目标流量信号，均选择最大值并向第一乘算器1342a和第二乘算器1343a输出。第一乘算器1342a将动臂1分配率信号与动臂目标流量信号相乘而算出动臂1目标流量信号，并向第一加算器1344a输出。同样地，第二乘算器1343a将动臂2分配率信号与动臂目标流量信号相乘而算出动臂2目标流量信号，并向第二加算器1344b输出。

最大值选择器1341b输入斗杆收回目标流量信号和斗杆翻卸目标流量信号，均选择最大值并向第三乘算器1342b和第四乘算器1343b。第三乘算器1342b将斗杆2分配率信号与斗杆目标流量信号相乘而算出斗杆2目标流量信号，并向第一加算器1344a输出。同样地，第四乘算器1343b将斗杆1分配率信号与斗杆目标流量信号相乘而算出斗杆1目标流量信号，并向第二加算器1344b输出。

第一加算器1344a将动臂1目标流量信号与斗杆2目标流量信号相加而算出泵1目标流量信号，并向第一除算器1345a输出。第一除算器1345a用泵1目标流量信号除以输入的目标发动机转速信号而算出流量信号并向泵1流量控制信号表1346a输出。泵1流量控制信号表1346a根据预先设定了的表来运算与被输入了的流量信号相应的泵1流量控制信号，并对积极倾转控制用的电磁比例阀27a进行驱动。

第二加算器1344b将斗杆1目标流量信号与动臂2目标流量信号相加而算出泵2目标流量信号，并向第二除算器1345b输出。第二除算器1345b用泵2目标流量信号除以输入的目标发动机转速信号而算出流量信号并向泵2流量控制信号表1346b输出。泵2流量控制信号表1346b根据预先设定了的表来运算与被输入了的流量信号相应的泵2流量控制信号，并对积极倾转控制用的电磁比例阀28a进行驱动。

在此前的运算中，在对动臂和斗杆进行了复合操作的情况下，动臂1分配率和斗杆1分配率大概为100％、动臂2分配率和斗杆2分配率大概为0％，因此，从第一液压泵21供给动臂的目标流量，从第二液压泵22供给斗杆的目标流量。

返回图5，泵功率控制部135输入来自目标速度修正部170的动臂目标速度信号和斗杆目标速度信号、来自目标面距离获取部150的目标面距离信号、来自角度检测器13a的对于水平面的动臂角度信号、从模式设定开关32发送的模式设定信号、来自功率调整盘33的功率调整信号、以及来自分配率运算部133的动臂1分配率信号、动臂2分配率信号、斗杆1分配率信号及斗杆2分配率信号，运算泵1功率控制信号和泵2功率控制信号，对功率控制用的电磁比例阀27b、28b进行驱动而控制第一调节器27和第二调节器28。利用图9对由泵功率控制部135进行运算的一例进行说明。

泵功率控制部135具备动臂提升目标功率表1351a、动臂下降目标功率表1351b、最大值选择器1352a、动臂最大功率比率表1353、第一乘算器1354、设定了最大功率信号的信号发生器1355、第一最小值选择器1356a、减算器1357、第二乘算器1358a、第三乘算器1358b、第一加算器1359a、以及泵1功率控制信号表135Aa。另外，泵功率控制部135具备斗杆收回目标功率表1351c、斗杆翻卸目标功率表1351d、最大值选择器1352b、第二最小值选择器1356b、第四乘算器1358c、第5乘算器1358d、第二加算器1359b以及泵2功率控制信号表135Ab。

动臂提升目标功率表1351a输入功率调整信号、动臂目标速度信号以及模式设定信号，根据预先设定了的表来运算与动臂目标速度信号相应的动臂提升目标功率信号并向最大值选择器1352a输出。动臂下降目标功率表1351b输入动臂目标速度信号，根据预先设定了的表来运算与动臂目标速度信号相应的动臂下降目标功率信号并向最大值选择器1352a输出。最大值选择器1352a均选择输入信号的最大值来自作为动臂目标功率信号向第一最小值选择器1356a输出。

同样地，使用斗杆收回目标功率表1351c和斗杆翻卸目标功率表1351d，从斗杆目标速度信号来分别运算斗杆收回目标功率信号和斗杆翻卸目标功能信号，并由最大值选择器1352b来选择最大值并作为斗杆目标功率信号向第二最小值选择器1356b输出。

在此，动臂提升目标功率表1351a、斗杆收回目标功率表1351c以及斗杆翻卸目标功率表1351d，根据功率调整信号(或模式设定)和目标面距离，来对从目标速度信号算出的目标功率信号进行修正并输出。根据功率调整信号(或模式设定)与目标面距离信号而完成的目标功率的修正方法的详细情况在后叙述。

动臂最大功率比率表1353输入相对于水平面的动臂角度信号，根据预先设定了的表来运算与动臂角度信号相应的动臂最大功率比率信号并向第一乘算器1354输出。第一乘算器1354将来自设定了从液压泵供给的最大功率的信号发生器1355的信号与动臂最大功率比率信号相乘而算出动臂最大功率信号并向第一最小值选择器1356a输出。在第一最小值选择器1356a中，将作为输入信号的动臂目标功率修正到动臂最大功率信号以下，并向减算器1357、第二乘算器1358a以及第三乘算器1358b输出。

减算器1357从设定了最大功率的信号发生器1355的信号中减去修正了的动臂目标功率信号，将减算结果作为斗杆最大功率信号向第二最小值选择器1356b输出。在第二最小值选择器1356b中，将作为输入信号的斗杆目标功率信号修正到斗杆最大功率信号以下，并向第四乘算器1358c和第5乘算器1358d输出。

在此，动臂最大功率比率表1353设定为相对于水平面的动臂角度信号越小则动臂最大功率比率信号越大。因此，在如由下向上修坡作业那样动臂角度(以及动臂油缸行程)小、挖掘反力作用于妨碍动臂提升的方向的情况下，能够优先对动臂分配功率，在如由上向下修坡作业那样动臂角度(以及动臂油缸行程)大、挖掘反力作用于有助于动臂提升的方向的情况下，能够优先对斗杆分配功率。

第二乘算器1358a将动臂1分配率的信号与动臂目标功率信号相乘而算出动臂1目标功率并向第一加算器1359a输出。第三乘算器1358b将动臂2分配率的信号与动臂目标功率信号相乘而算出动臂2目标功率并向第二加算器1359b输出。同样地，第四乘算器1358c将斗杆2分配率的信号与斗杆目标功率信号相乘而算出斗杆2目标功率信号并向第一加算器1359a输出。第5乘算器1358d将斗杆1分配率的信号与斗杆目标功率信号相乘而算出斗杆1目标功率信号并向第二加算器1359b输出。

第一加算器1359a将动臂1目标功率信号与斗杆2目标功率信号相加而算出泵1目标功率信号，并向泵1功率控制信号表135Aa输出。同样地，第二加算器1359b将斗杆1目标功率信号与动臂2目标功率信号相加而算出泵2目标功率信号，并向泵2功率控制信号表135Ab输出。

泵1功率控制信号表135Aa根据预先设定了的表来运算与被输入了的泵1目标功率信号相应的泵1功率控制信号，并对功率控制用的电磁比例阀27b进行驱动。同样地，泵2功率控制信号表135Ab根据预先设定了的表来运算与被输入了的泵2目标功率信号相应的泵2功率控制信号，并对功率控制用的电磁比例阀28b进行驱动。

接着，利用附图对由动臂提升目标功率表1351a、斗杆收回目标功率表1351c、以及斗杆翻卸目标功率表1351d进行的功率调整信号和与目标面距离信号相应的目标功率的修正方法的一例详细地进行说明。图10是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的动臂提升目标功率表的运算内容的一例的控制框图，图11是示出构成本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的主控制器的动臂提升目标功率表的运算内容的另一例的控制框图。

此外，由动臂提升目标功率表1351a、斗杆收回目标功率表1351c、以及斗杆翻卸目标功率表1351d进行的修正方法类似，因此仅对由动臂提升目标功率表1351a进行的修正方法进行说明，省略对由斗杆收回目标功率表1351c和斗杆翻卸目标功率表1351d进行的修正方法的说明。

图10对与功率调整信号和目标面距离信号相应的目标功率的修正方法进行说明。在图10中，动臂提升目标功率表1351a具备动臂提升目标功率表1361、动臂提升增加功率表1362、功率增加系数表1363、乘算器1364、加算器1366以及可变增益乘算器1367。

动臂提升目标功率表1361输入动臂目标速度信号，根据预先设定了的表来运算与动臂目标速度信号相应的动臂提升目标功率信号并向加算器1366输出。同样地，动臂提升增加功率表1362输入动臂目标速度信号，根据预先设定了的表来运算与动臂目标速度信号相应的动臂提升增加功率信号并向乘算器1364输出。

功率增加系数表1363输入目标面距离信号，根据预先设定了的表来运算与目标面距离信号相应的功率增加系数信号并向乘算器1364输出。乘算器1364将动臂提升增加功率信号与功率增加系数信号相乘而算出动臂功率修正值信号并向可变增益乘算器1367输出。

可变增益乘算器1367输入功率调整信号和动臂功率修正值信号，并向加算器1366输出将与功率调整信号相应的0～1的功率调整增益与动臂功率修正值信号相乘所得到的修正信号。加算器1366将修正前的动臂提升目标功率信号与修正值信号相加，并作为新的动臂提升目标功率信号例如向最大值选择器1352a输出。

在此，功率增加系数表1363设定为，若目标面距离信号为目标面距离B以下时则使功率增加系数信号增加，若目标面距离信号为目标面距离A则使功率增加系数信号成为最大值。其结果，目标面距离信号越小则目标功率信号被越大地扩大修正。此外，优选的是，目标面距离A设定为如上所述在作业上所要求的施工精度以上的距离。另外，目标面距离B如上所述基于作业机15通过斗杆工作而到达施工目标面为止的时间来设定，例如设定为将通过斗杆收回实现的作业机15的速度的最大值与主控制器100的控制周期相乘而得到的距离以上。

另外，动臂提升增加功率表1362，为了即使在功率增加系数信号成为最大值的情况下、修正后的动臂目标功率信号也相对于目标速度信号单调增加，而设定为，目标速度信号越大则功率增加系数信号越小。不过，为了使在目标速度为0的情况下动臂目标功率信号成为0，设定为至少在目标速度信号为0时动臂提升增加功率信号也成为0。

接着，利用图11对与模式设定信号和目标面距离信号相应的目标功率的修正方法进行说明。此外，对于与使用功率调整信号的情况同样的部分标注相同的附图标记并省略说明，仅对不同的部分进行说明。

与使用图10所示的功率调整信号的情况同样地，在由乘算器1364运算了动臂功率修正值信号之后，不向可变增益乘算器1367而是向连接器1365输出动臂功率修正值信号。连接器1365输入动臂功率修正值信号和模式设定信号，仅在模式设定信号为2：功率提高模式或4：功率提高+轨迹控制模式的情况下，使连接器为连接状态并将动臂功率修正值信号向加算器1366输出。

加算器1366在模式设定信号为2：功率提高模式或4：功率提高+轨迹控制模式的情况下将修正前的动臂提升目标功率信号与动臂功率修正值信号相加，并作为新的动臂提升目标功率信号向例如最大值选择器1352a输出。

通过进行以上的运算，从而在模式设定为1：通常模式的情况下，没有对图11所示的功率修正值信号进行加算，能够得到与操作量相应的泵流量和泵功率，因此能够得到与以往同等的节能性。

另外，在模式设定为2：功率提高模式或4：功率提高+轨迹控制模式、且作业机15在比较而言远离了施工目标面的位置进行了挖掘的情况下，来自功率增加系数表1363的输出信号成为0，作为来自乘算器1364的输出的动臂功率修正值信号成为0，因此能够得到与以往同样的节能性。另一方面，在作业机15在比较而言接近施工目标面的位置进行了挖掘的情况下，对作为乘算器1364的输出的动臂功率修正值信号进行加算，因此仅泵功率信号被增加修正。通过这样，从而即使挖掘负载上升也能够得到规定的完成精度。

另外，在模式设定为2：功率提高模式、且没有从信息控制器200发送施工目标面的情况下，将功率增加系数表1363的输入视为0，因此对作为乘算器1364的输出的动臂功率修正值信号进行加算，所以仅泵马力信号被增加修正。通过这样，从而即使挖掘负载上升也能够得到规定的完成精度。

接着，利用附图对本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式的工作进行说明。图12A是例示本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式中的液压工程机械的时间序列的工作的一例的特性图，图12B是例示本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式中的液压工程机械的时间序列的工作的另一例的特性图。

图12A示出功率调整信号为最小且模式设定为3：轨迹控制模式的情况下的例子，图12B示出功率调整信号为最大且模式设定为4：功率提高+轨迹控制模式的情况下的例子。换言之，在图12A中示出基本没有进行液压泵的增功率修正的情况，在图12B中示出进行了液压泵的增功率修正的情况。

在图12A和图12B中，横轴示出时间，纵轴分别示出(a)斗杆油缸缸底压力、(b)第二液压泵的排出流量、(c)斗杆油缸行程和动臂油缸行程、(d)目标面距离。此外，所谓目标面距离是指从作业机15到目标施工面为止的距离。另外，时刻T1示出因挖掘负载的增加而斗杆油缸6的缸底压力急剧增大了的时刻。

在图12A中，若从时刻0来时进行整平运转，则如(b)所示向斗杆油缸6供给液压油的第二液压泵22的排出流量增加。同时从第一液压泵21向动臂油缸5供给液压油，因此如(c)所示，动臂油缸5和斗杆油缸6的油缸行程增加。

另外，模式设定为3：轨迹控制模式，因此通过目标速度修正部170来调整动臂目标速度和斗杆目标速度，如(d)所示，目标面距离保持于0附近。

在时刻T1，若如(a)所示伴随挖掘负载的增加等斗杆油缸缸底压力急剧增大，则如(b)所示、与此相应地，第二调节器28使第二液压泵22的排出流量减少。通过这样，从而如(c)所示，斗杆油缸6的油缸行程停滞，动臂速度与斗杆速度的平衡崩溃。其结果，如(d)所示，目标面距离增加。换言之，作业机15会从目标施工面上浮。

接着，对图12B的情况进行说明。在图12B中，也是到时刻T1为止同样地进行工作。即使是在时刻T1、如(a)所示伴随挖掘负载的增加等斗杆油缸缸底压力急剧增大了的情况下，也如(b)所示、与此相应地第二调节器28使第二液压泵22的排出流量大幅度地减少。这是因为：在功率调整信号为最大且模式设定为4：功率提高+轨迹控制模式的情况下，预先对泵功率进行了增加修正。

其结果，如(c)所示，没有斗杆油缸6的油缸行程停滞的情况面，可保持动臂速度与斗杆速度的平衡。其结果，如(d)所示面，目标面距离被控制在0附近，作业机15不会从目标施工面上浮。

根据上述的本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式，根据作业机15与施工目标面的距离而对泵功率进行修正控制，因此在作业机15在接近施工目标面的位置进行了挖掘的情况下面，即使挖掘负载上升也能够得到规定的完成精度。

另外，根据上述的本发明的液压工程机械的控制装置的一个实施方式，具备能够调整是优先选择节能性还是优先选择速度追随性的设定装置，根据设定装置的模式设定来对泵功率进行修正控制，因此在作业机15在接近施工目标面的位置进行了挖掘的情况下，即使挖掘负载上升也能够得到规定的完成精度。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，包含各种变形例。例如，在上述的实施方式中以动臂油缸5和斗杆油缸6为例对本发明进行了说明，但不限于此。

进一步，上述的实施方式是为了容易理解地对本发明进行说明而详细地说明了的方式，并不一定限定于具备说明了的所有构成的方式。

附图标记说明

5：动臂油缸、6：斗杆油缸、21：第一液压泵、

22：第二液压泵、27：第一调节器、28：第二调节器、

32：模式设定开关、100：主控制器、

150目标面距离获取部、134：泵流量控制部、

135：泵功率控制部。

Claims (3)

1.一种液压工程机械的控制装置，该液压工程机械具备：液压执行机构、作业机、对所述液压执行机构供给液压油的液压泵、对所述液压泵的排出流量进行控制的泵流量控制部、对所述液压泵的功率进行控制的泵功率控制部、以及对所述作业机进行作业的施工目标面到所述作业机的距离即目标面距离进行计测或运算的目标面距离获取部，所述作业机包括由所述液压执行机构驱动的动臂、斗杆以及铲斗，所述液压工程机械的控制装置的特征在于，

所述目标面距离越小，则所述泵流量控制部进行使所述排出流量减小的控制，所述泵功率控制部进行使所述液压泵的功率增大的控制，

所述液压工程机械的控制装置具备模式选择装置，该模式选择装置能够选择使所述作业机的速度追随性优先的模式，

所述泵功率控制部，在通过所述模式选择装置选择了使所述作业机的速度追随性优先的模式的情况下，进行使所述液压泵的功率增大的控制。

2.一种液压工程机械的控制装置，该液压工程机械具备：液压执行机构、作业机、对所述液压执行机构供给液压油的液压泵、对所述液压泵的排出流量进行控制的泵流量控制部、对所述液压泵的功率进行控制的泵功率控制部、以及对所述作业机进行作业的施工目标面到所述作业机的距离即目标面距离进行计测或运算的目标面距离获取部，所述作业机包括由所述液压执行机构驱动的动臂、斗杆以及铲斗，所述液压工程机械的控制装置的特征在于，

所述目标面距离越小，则所述泵流量控制部进行使所述排出流量减小的控制，所述泵功率控制部进行使所述液压泵的功率增大的控制，

所述液压执行机构是包括对所述动臂进行驱动的动臂驱动用执行机构的多个液压执行机构，

所述液压工程机械的控制装置具备获取动臂相对于水平面的角度的动臂角度获取装置，

所述动臂角度获取装置获取到的所述动臂相对于水平面的角度越小，所述泵功率控制部则使向所述动臂驱动用执行机构分配的功率越比向所述动臂驱动用执行机构以外的液压执行机构分配的功率大。

3.一种液压工程机械的控制装置，该液压工程机械具备：液压执行机构、作业机、对所述液压执行机构供给液压油的液压泵、对所述液压泵的排出流量进行控制的泵流量控制部、对所述液压泵的功率进行控制的泵功率控制部、以及对所述作业机进行作业的施工目标面到所述作业机的距离即目标面距离进行计测或运算的目标面距离获取部，所述作业机包括由所述液压执行机构驱动的动臂、斗杆以及铲斗，所述液压工程机械的控制装置的特征在于，

所述目标面距离越小，则所述泵流量控制部进行使所述排出流量减小的控制，所述泵功率控制部进行使所述液压泵的功率增大的控制，

所述液压工程机械的控制装置具备修正表，在所述目标面距离为阈值以下时，该修正表将所述液压泵的功率修正量设为最大值而输出，所述阈值为所要求的施工精度以上的值，

所述泵功率控制部根据所述修正表的输出对所述液压泵的功率进行修正。

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