作业机械以及作业机械的控制方法
【专利摘要】作业机械具备：液压缸，其在可动范围内驱动工作装置；检测装置，其检测工作装置的姿势；操作信号检测部，其检测进行了工作装置的操作时的操作信号；控制阀，其能够调整向液压缸供给的工作油的供给量；运算部，其基于操作信号检测部到检测的操作信号，来判定工作装置是否在可动范围的停止位置处开始工作；设定部，其基于在停止位置处于停止状态的工作装置的姿势和预先决定的阈值，来设定包含可动范围的端部位置在内的减速区间以及所述减速区间中的工作装置的减速率；以及控制部，其向控制阀输出指令信号，以使得工作装置基于减速区间以及减速率从停止位置移动至端部位置。
【专利说明】
作业机械以及作业机械的控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及作业机械以及作业机械的控制方法。
【背景技术】
[0002]在作业机械所涉及的技术领域中，已知有专利文献I所公开那样的反铲。专利文献I所公开的反铲具备缓冲控制装置，该缓冲控制装置使动臂在上升姿势下的上升终端停止位置的附近以预先设定的规定的减速特性逐渐减速，并且与操作动臂的操作杆所进行的动臂的上升操作无关地使动臂在上升终端停止位置处自动停止。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特开2000-199243号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术问题
[0007]专利文献I所公开的反铲构成为，在利用缓冲控制装置的减速特性进行减速的减速范围的中途，将操作杆操作到中立状态而使动臂停止之后，在通过操作杆所进行的动臂的上升操作使动臂起动并朝向上升终端停止位置移动之际，使动臂缓慢地增速到基于减速特性的速度，并且，当动臂上升速度达到基于减速特性的速度时，按照该减速特性逐渐减速，使动臂在动臂的上升终端停止位置处自动停止。但是，如现有技术那样，在使动臂缓慢地增速到基于减速特性的速度的方法中，动臂的动作过慢，从使动臂起动到移动至上升终端停止位置为止耗费时间。其结果是，作业机械的作业效率下降。
[0008]本发明的方案的目的在于，提供能够抑制作业效率下降的作业机械以及作业机械的控制方法。
[0009]用于解决技术问题的方案
[0010]根据本发明的第一方案，提供一种作业机械，其具备:液压缸，其在可动范围内驱动工作装置;检测装置，其检测所述工作装置的姿势;操作信号检测部，其检测进行了所述工作装置的操作时的操作信号;控制阀，其能够调整向所述液压缸供给的工作油的供给量；运算部，其基于所述操作信号检测部检测到的操作信号，来判定所述工作装置是否在所述可动范围的停止位置处开始工作；设定部，其基于在所述停止位置处于停止状态的所述工作装置的姿势和预先决定的阈值，来设定包含所述可动范围的端部位置在内的减速区间以及所述减速区间中的所述工作装置的减速率；以及控制部，其向所述控制阀输出指令信号，以使得所述工作装置基于所述减速区间以及所述减速率从所述停止位置移动至所述端部位置。
[0011 ]根据本发明的第二方案，提供一种作业机械的控制方法，其包括:对由液压缸在可动范围内驱动的工作装置的姿势进行检测;基于所述工作装置的操作，来判定所述工作装置是否在所述可动范围的停止位置处开始工作;基于在所述停止位置处于停止状态的所述工作装置的姿势和预先决定的阈值，来设定包含所述可动范围的端部位置在内的减速区间以及所述减速区间中的所述工作装置的减速率；以及向能够调整向所述液压缸供给的工作油的供给量的控制阀输出指令信号，以使得所述工作装置基于所述减速区间以及所述减速率从所述停止位置移动至所述端部位置。
[0012]发明效果
[0013 ]根据本发明的方案，提供了能够抑制作业效率下降的作业机械以及作业机械的控制方法。
【附图说明】
[0014]图1是示出本实施方式所涉及的液压挖掘机的一例的立体图。
[0015]图2是示出本实施方式所涉及的液压挖掘机的一例的侧视图。
[0016]图3是示意性示出本实施方式所涉及的液压挖掘机的一例的侧视图。
[0017]图4是示出本实施方式所涉及的液压系统的一例的示意图。
[0018]图5是示出本实施方式所涉及的控制系统的一例的功能框图。
[0019]图6是用于说明本实施方式所涉及的作业机械的动作的一例的图。
[0020]图7是示出本实施方式所涉及的作业机械的控制方法的一例的流程图。
[0021]图8是示出本实施方式所涉及的缸行程与增益之间的关系的图。
[0022]图9是示出本实施方式所涉及的缸行程与偏移量之间的关系的图。
[0023]图10是用于说明本实施方式所涉及的作业机械的动作的一例的图。
[0024]图11是用于说明本实施方式所涉及的作业机械的动作的一例的图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明，但本发明并不局限于此。以下说明的各实施方式的构成要素能够适当地组合。另外，也存在不使用一部分构成要素的情况。
[0026][作业机械]
[0027]图1是示出本实施方式所涉及的作业机械100的一例的立体图。图2是示出本实施方式所涉及的作业机械100的一例的侧视图。在本实施方式中，针对作业机械100为液压挖掘机(反铲)的例子进行说明。在以下的说明中，将作业机械100适当称作液压挖掘机100。
[0028]如图1所示，液压挖掘机100具备:利用液压进行工作的工作装置I;驱动工作装置I的液压缸20;支承工作装置I的上部回转体2;以及支承上部回转体2的下部行驶体3。上部回转体2在支承于下部行驶体3的状态下，能够以回转轴RX为中心进行回转。
[0029]工作装置I支承于上部回转体2。工作装置I具有铲斗11、与铲斗11连结的斗杆12以及与斗杆12连结的动臂13。
[0030]铲斗11与斗杆12经由铲斗销而连结。铲斗11以能够以旋转轴AXl为中心进行旋转的方式支承于斗杆12。斗杆12与动臂13经由斗杆销而连结。斗杆12以能够以旋转轴AX2为中心进行旋转的方式支承于动臂13。动臂13与上部回转体2经由动臂销而连结。动臂13以能够以旋转轴AX3为中心进行旋转的方式支承于上部回转体2。
[0031 ] 旋转轴AXl、旋转轴AX2以及旋转轴AX3平行。旋转轴AXl、AX2、AX3与同回转轴RX平行的轴正交。在以下的说明中，将旋转轴AXl、AX2、AX3的轴向适当称作上部回转体2的车宽方向，将与旋转轴AXl、AX2、AX3以及回转轴RX这双方正交的方向适当称作上部回转体2的前后方向。
[0032]液压缸20在工作装置I的可动范围内驱动该工作装置I。液压缸20利用被供给的工作油进行驱动。液压缸20包括:驱动铲斗11的铲斗缸21;驱动斗杆12的斗杆缸22;以及驱动动臂13的动臂缸23。铲斗11能够在铲斗11的可动范围内以旋转轴AXl为中心进行旋转。斗杆12能够在斗杆12的可动范围内以旋转轴AX2为中心进行旋转。动臂13能够在动臂13的可动范围内以旋转轴AX3为中心进行旋转。
[0033]上部回转体2具有回转台4、配重5、设备室6、发动机室7以及供操作员搭乘的驾驶室8。
[0034]回转台4能够回转地支承于下部行驶体3。回转台4构成液压挖掘机100的车身框架。在回转台4上配置有配重5、设备室6、发动机室7以及驾驶室8。工作装置I在设备室6的前方安装于回转台4。
[0035]配重5配置在发动机室7的后方。配重5通过向例如由钢板组装好的箱中放入铁、混凝土等而形成。配重5设置在上部回转体2的后部，用于保持挖掘作业等中的车身平衡。
[0036]设备室6配置在发动机室7的前方。设备室6收容工作油箱、燃料箱等。
[0037]发动机室7配置在设备室6的后方。发动机室7收容发动机、废气处理装置等。
[0038]驾驶室8是供液压挖掘机100的操作员搭乘的运转室。驾驶室8设置在发动机室7的前方且工作装置I的侧方，以使操作员环视工作装置I的动作。
[0039]下部行驶体3具有相互独立且能够旋转的一对履带9。液压挖掘机100通过履带9的旋转而行驶。需要说明的是，下部行驶体3也可以是车轮(轮胎)。
[0040]本实施方式所涉及的液压挖掘机100是所谓的“后方小回转型液压挖掘机(日本工业规格中的定义(JIS A 8340-4)”，以下的(I)式以及(2)式成立。
[0041 ](后端回转半径X2)X100/(下部行驶体的整个宽度)<120...(1)
[0042](前端最小回转半径或机体前部距回转中心的最大距离Χ2)X 100/(下部行驶体的整个宽度)2 120...(2)
[0043]因此，在后方小回转型液压挖掘机中，在回转时配重5的端部从下部行驶体3伸出的量相对于下部行驶体3的宽度成为规定的比例以下。
[0044]需要说明的是，“后端回转半径”是指包括工作装置I的上部回转体2的后端部的回转半径。“前端最小回转半径”是指上部回转体2的前方的最小回转半径。“下部行驶体的整个宽度”是指下部行驶体3在车宽方向上的整个宽度。配重5被规定为相对于上部回转体2的回转半径呈规定关系的尺寸。
[0045]如图2所示，液压挖掘机100有时用铲斗11掏取砂土，在使动臂13进行上升动作至动臂13的可动范围的上端部位置而成为立起姿势的状态下，使上部回转体2回转。在使上部回转体2回转之后，将铲斗11的砂土向例如自卸车的车箱排出。通过使动臂13成为立起姿势，液压挖掘机100能够在较小的空间内使上部回转体2回转。另外，由于驾驶室8的操作员与铲斗11之间的距离变小，因此，操作员容易确认铲斗11的状态。
[0046]在以下的说明中，将图2所示那样的、动臂13移动至可动范围的上端部位置且斗杆12靠近动臂13的工作装置I的姿势适当称作小回转姿势。
[0047]图3是示意性示出本实施方式所涉及的液压挖掘机100的侧视图。如图3所示，液压挖掘机100具备:检测工作装置I的姿势的检测装置10;用于操作工作装置I的操作装置40;以及控制工作装置I的控制装置50。在本实施方式中，工作装置I的姿势包含工作装置I的角度。检测装置10检测工作装置I的角度。
[0048]控制装置50包含计算机系统。控制装置50具有CPU(central processing unit)这样的处理器、R0M(read only memory)或RAM(random access memory)这样的存储装置、以及输入输出接口装置。
[0049 ]检测装置1包含:对以中心轴AXI为中心的铲斗11的角度Θ11进行检测的铲斗姿势检测器14;对以中心轴AX2为中心的斗杆12的角度Θ12进行检测的斗杆姿势检测器15;以及对以中心轴AX3为中心的动臂13的角度Θ13进行检测的动臂姿势检测器16。
[0050]在本实施方式中，铲斗姿势检测器14是配置于铲斗缸21的铲斗缸行程传感器。铲斗缸行程传感器检测铲斗缸21的行程长即铲斗缸长。铲斗姿势检测器14的检测信号输出至控制装置50。在本实施方式中，控制装置50基于由铲斗姿势检测器14检测到的铲斗缸长，来算出铲斗11相对于斗杆12的角度Θ11。铲斗11的角度Θ11与铲斗缸21的铲斗缸长相关。铲斗11的角度Θ11与铲斗缸长的相关数据是已知数据。控制装置50基于由铲斗姿势检测器14检测到的铲斗缸21的铲斗缸长和相关数据，来算出铲斗11的角度Θ11。
[0051]斗杆姿势检测器15是配置于斗杆缸22的斗杆缸行程传感器。斗杆12的角度Θ12通过与铲斗11的角度Θ11的计算步骤相同的计算步骤来算出。
[0052]动臂姿势检测器16是配置于动臂缸23的动臂缸行程传感器。动臂13的角度Θ13通过与铲斗11的角度Θ11的计算步骤相同的计算步骤来算出。
[0053]另外，控制装置50基于检测装置10的检测信号，来算出液压缸20的缸速度。控制装置50基于铲斗姿势检测器14的检测信号实施运算处理，来算出铲斗缸21的缸速度。控制装置50基于斗杆姿势检测器15的检测信号实施运算处理，来算出斗杆缸22的缸速度。控制装置50基于动臂姿势检测器16的检测信号实施运算处理，来算出动臂缸23的缸速度。
[0054]这样，在本实施方式中，包含缸行程传感器的各姿势检测器14、15、16作为角度传感器、行程传感器以及缸速度传感器发挥功能。
[0055]需要说明的是，检测装置10也可以包含电位计等角度传感器。利用该角度传感器，可以检测铲斗11的角度Θ11、斗杆12的角度Θ12以及动臂13的角度Θ13，也可以检测铲斗11的角速度、斗杆12的角速度以及动臂13的角速度。
[0056]需要说明的是，在液压挖掘机100可以设置用于获取上部回转体2的位置的GPS天线，也可以设置用于检测上部回转体2的倾斜的IMUjPSWlobal Posit1ning System)是指全球定位系统。IMU(Inertial Measurement Unit)是指惯性测量装置。
[0057]操作装置40配置在驾驶室8中。操作装置40包含由液压挖掘机100的操作员操作的左右的操作构件。操作构件包含操作杆或控制手柄(joystick)。通过对操作构件进行操作，从而操作工作装置I。
[0058]操作装置40对液压缸20进行操作。通过操作装置40操作液压缸20，从而操作工作装置I。通过对操作装置40进行操作，从而执行铲斗11的倾卸动作、铲斗11的挖掘动作、斗杆12的倾卸动作、斗杆12的挖掘动作、动臂13的上升动作以及动臂13的下降动作。
[0059]在本实施方式中，操作装置40包括在就座于驾驶室8的驾驶席的操作员的右侧配置的右操作杆以及在左侧配置的左操作杆。当使右操作杆沿前后方向移动时，动臂13进行下降动作以及上升动作。当使右操作杆沿左右方向(车宽方向)移动时，铲斗11进行挖掘动作以及倾卸动作。当使左操作杆沿前后方向移动时，斗杆12进行倾卸动作以及挖掘动作。当使左操作杆沿左右方向移动时，上部回转体2进行左回转以及右回转。需要说明的是，也可以是，在左操作杆沿前后方向移动了的情况下上部回转体2进行右回转以及左回转，在左操作杆沿左右方向移动了的情况下斗杆12进行倾卸动作以及挖掘动作。
[0060]在本实施方式中，铲斗11以及斗杆12基于操作员对操作装置40的操作而被驱动。动臂13基于操作员对操作装置40的操作以及控制装置50所进行的控制中的至少一方而被驱动。
[0061][液压系统]
[0062]接着，对本实施方式所涉及的液压系统300的一例进行说明。包含铲斗缸21、斗杆缸22以及动臂缸23在内的液压缸20通过液压系统300而工作。液压缸20由操作装置40操作。
[0063]在本实施方式中，操作装置40是先导液压方式的操作装置。在以下的说明中，将为了使液压缸20(铲斗缸21、斗杆缸22以及动臂缸23)工作而向该液压缸20供给的油适当称作工作油。通过方向控制阀41来调整向液压缸20供给的工作油的供给量。方向控制阀41利用被供给的油而工作。在以下的说明中，将为了使方向控制阀41工作而向该方向控制阀41供给的油适当称作先导油。另外，将先导油的压力适当称作先导液压。
[0064]图4是示出使动臂缸23工作的液压系统300的一例的示意图。动臂13通过操作装置40的操作而执行上升动作以及下降动作这两种动作。通过动臂缸23伸展，动臂13进行上升动作，通过动臂缸23收缩，动臂13进行下降动作。
[0065]如图4所示，使动臂缸23工作的液压系统300具备:方向控制阀41;经由方向控制阀41而向动臂缸23供给工作油的可变容量型的主液压栗42;供给先导油的先导液压栗43;调整相对于方向控制阀41的先导液压的操作装置40 ；供先导油流动的油路44A、44B ；配置于油路44A、44B的控制阀45A、45B;配置于油路44A、44B的压力传感器46A、46B;以及对控制阀45A、45B进行控制的控制装置50。主液压栗42由未图示的发动机等原动机进行驱动。
[0066]方向控制阀41具有未图示的第一受压室以及第二受压室。阀柱被油路44A的先导液压驱动，第一受压室与主液压栗42连接，向第一受压室供给工作油。阀柱被油路44B的先导液压驱动，第二受压室与主液压栗42连接，向第二受压室供给工作油。
[0067 ] 方向控制阀41控制工作油所流动的方向。从主液压栗42供给来的工作油经由方向控制阀41而向动臂缸23供给。方向控制阀41是使杆状的阀柱移动来切换工作油所流动的方向的阀柱方式。通过阀柱沿轴向移动，来切换相对于动臂缸23的盖侧油室20A (油路47B)的工作油的供给与相对于杆侧油室20B(油路47A)的工作油的供给。在向第一受压室供给了工作油的情况下，经由油路47A向杆侧油室20B供给工作油而使动臂缸23收缩，由此动臂13进行下降动作。在向第二受压室供给了工作油的情况下，经由油路47B向盖侧油室20A供给工作油而使动臂缸23伸展，由此动臂13进行上升动作。
[0068]需要说明的是，盖侧油室20A是缸盖与活塞之间的空间。杆侧油室20B是配置有活塞杆的空间。另外，通过阀柱沿轴向移动，来调整相对于动臂缸23的工作油的供给量(每单位时间的供给量)O通过调整相对于动臂缸23的工作油的供给量，来调整缸速度。
[0069]方向控制阀41由操作装置40操作。从先导液压栗43送出的先导油被供给至操作装置40。需要说明的是，也可以将从主液压栗42送出、并被减压阀减压后的先导油供给至操作装置40。操作装置40包含先导液压调整阀。基于操作装置40的操作量来调整先导液压。通过对操作装置40进行操作，与操作装置40的操作量相应的先导液压作用于方向控制阀41。利用该先导液压来驱动方向控制阀41。方向控制阀41的阀柱与先导液压相应地移动。基于阀柱的移动量，来调整从主液压栗42经由方向控制阀41而供给至动臂缸23的每单位时间的工作油的供给量。通过利用操作装置40调整先导液压，由此调整轴向上的阀柱的移动量以及移动速度。
[0070]当操作装置40的操作杆被从中立位置向油路44A侧移动时，与该操作杆的操作量相应的先导液压作用于方向控制阀41的阀柱的第一受压室。当操作装置40的操作杆被从中立位置向油路44B侧移动时，与该操作杆的操作量相应的先导液压作用于方向控制阀41的阀柱的第二受压室。
[0071]压力传感器46A对油路44A的先导液压进行检测。压力传感器46B对油路44B的先导液压进行检测。压力传感器46A、46B的检测信号被输出至控制装置50。
[0072]控制阀45A、45B是电磁比例控制阀。控制阀45A、45B基于来自控制装置50的指令信号来调整先导液压。控制阀45A调整油路44A的先导液压。控制阀45B调整油路44B的先导液压。
[0073]控制装置50通过对控制阀45A进行控制，从而能够对作用于第一受压室的先导液压进行减压调整。控制装置50通过对控制阀45B进行控制，从而能够对作用于第二受压室的先导液压进行减压调整。在图4所示的例子中，通过操作装置40的操作而调整后的先导液压被控制阀45A减压，由此向方向控制阀41供给的先导油被限制。通过利用控制阀45A对作用于方向控制阀41的先导液压进行减压，由此限制动臂13的下降动作。同样，通过操作装置40的操作而调整后的先导液压被控制阀45B减压，由此向方向控制阀41供给的先导油被限制。通过利用控制阀45B对作用于方向控制阀41的先导液压进行减压，由此限制动臂13的上升动作。控制装置50基于压力传感器46A的检测信号，对控制阀45A进行控制。控制装置50基于压力传感器46B的检测信号，对控制阀45B进行控制。
[0074]使斗杆缸22以及铲斗缸21工作的液压系统300是与使动臂缸23工作的液压系统300相同的结构。斗杆12通过操作装置40的操作而执行挖掘动作以及倾卸动作这两种动作。通过斗杆缸22伸展，斗杆12进行挖掘动作，通过斗杆缸22收缩，斗杆12进行倾卸动作。伊^斗11通过操作装置40的操作而执行挖掘动作以及倾卸动作这两种动作。通过铲斗缸21伸展，铲斗11进行挖掘动作，通过铲斗缸21收缩，铲斗11进行倾卸动作。省略关于使斗杆缸22以及铲斗缸21工作的液压系统300的详细说明。
[0075][控制系统]
[0076]接着，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制系统200进行说明。图5是示出本实施方式所涉及的控制系统200的一例的功能框图。
[0077]如图5所示，控制系统200具备:控制工作装置I的控制装置50;通过检测液压缸20的行程长来检测工作装置I的角度以及液压缸20的缸行程的检测装置10;检测油路44(44A、44B)的先导液压的压力传感器46(46A、46B);以及能够调整相对于液压缸20的工作油的供给量的控制阀45 (45A、45B)。
[0078]控制装置50具有:操作信号获取部51，其获取在对操作装置40进行了操作时从压力传感器46输出的操作信号;运算部52，其基于检测装置10的检测信号，来判定工作装置I是否在工作装置I的可动范围的停止位置处停止;设定部53，其基于在工作装置I的可动范围的停止位置处于停止状态的工作装置I的角度与预先决定的阈值，来设定包含可动范围的端部位置在内的减速区间以及减速区间中的工作装置I的减速率;控制部54，其向控制阀45输出指令信号，以使得工作装置I基于减速区间以及减速率从停止位置移动到端部位置；存储部61，其存储各种数据；以及输入输出部62。
[0079]操作信号获取部51获取在对操作装置40进行了操作时从压力传感器46输出的操作信号。操作信号获取部51通过获取操作信号，能够识别操作装置40的操作杆被从中立位置操作为使动臂13进行上升动作时的时机。压力传感器46的检测比几乎为零的规定值小的、操作装置40的操作杆处于中立位置是指，动臂13(动臂缸23)为停止状态。因此，操作信号获取部51通过获取操作信号，能够识别动臂13从停止状态开始进行上升动作时的时机。操作装置40在输出电信号的电动杆中的操作杆上设置有电位计等角度检测传感器，操作信号获取部51获取检测值作为操作信号。
[0080]运算部52基于检测装置10的检测信号来实施运算处理。运算部52基于检测装置10的各姿势检测器14、15、16的检测信号，来算出角度Θ11、Θ12、Θ13或者算出铲斗缸21的缸速度、斗杆缸22的缸速度以及动臂缸23的缸速度。通过算出液压缸20的缸速度，运算部52能够判定工作装置I是否在工作装置I的可动范围内停止。
[0081 ]设定部53设定工作装置I的减速率。在本实施方式中，设定部53设定动臂13的减速率。减速率是指，将动臂13可移动的最高速度设为100[%]时的、动臂13的减速速度的比例。换而言之，动臂13的减速率是指，以动臂13的可达到的最高速度为基准的动臂13的减速速度。动臂13的移动速度与动臂缸23的缸速度成比例。通过设定动臂缸23的减速率，来设定动臂13的减速率。动臂缸23的减速率是指，将动臂缸23的缸速度的最高值(以下称作最大缸速度)设为100 [ % ]时的、动臂缸23的缸速度的比例。换而言之，动臂缸23的减速率是指，以动臂缸23的最大缸速度为基准的动臂缸23的缸速度。
[0082]设定部53设定动臂13的可动范围内的动臂13的减速区间以及该减速区间中的动臂13的减速率。动臂13的减速区间是包含动臂13的可动范围的上端部位置在内的区间。如参照图2说明的那样，存在使动臂13进行上升动作直至动臂13的可动范围的上端部位置而成为小回转姿势的情况。设定部53设定在动臂13进行上升动作而向可动范围的上端部位置移动时、在即将到达上端部位置之前使动臂13减速的减速区间。另外，设定部53设定减速区间中的动臂13的减速率。减速区间中的动臂13的减速率包含减速区间中的动臂13的移动速度条件(移动速度分布、移动速度曲线)。
[0083]动臂13的可动范围等同于动臂缸23的可动范围，且一一对应。在本实施方式中，当动臂缸23伸展最大时，动臂13配置在可动范围的上端部位置处。在以下的说明中，将动臂缸23伸展最大而动臂13配置在可动范围的上端部位置处时的动臂缸23的端部位置适当称作缸行程末端。另外，将距缸行程末端的动臂缸23的位置(行程长)适当称作缸行程。缸行程是指上述的动臂缸长，由检测装置10的动臂姿势检测器16来检测。
[0084]在本实施方式中，设定部53设定动臂缸23的可动范围内的动臂缸23的减速区间以及该减速区间中的动臂缸23的减速率。动臂缸23的减速区间是包含动臂缸23的可动范围的缸行程末端在内的区间。设定部53设定用于在动臂缸23向缸行程末端移动时的、在即将到达缸行程末端之前使动臂缸23减速的减速区间。另外，设定部53设定减速区间中的动臂缸23的减速率。减速区间中的动臂缸23的减速率包含减速区间中的动臂缸23的缸速度条件(缸速度分布、缸速度曲线)。
[0085]在以下的说明中，通过由动臂姿势检测器10检测动臂缸23的缸行程(行程长)，来检测动臂13的角度Θ13，并设定动臂缸23的包含减速率的缸速度以及动臂缸23的包含减速区间的可动范围，由此设定动臂13的包含减速率的移动速度以及动臂13的包含减速区间的可动范围。换而言之，动臂缸23的缸行程、减速率、缸速度、减速区间以及可动范围等能够读取为动臂13的角度Θ13、减速率、角速度、减速区间以及可动范围等。
[0086]图6是示出由设定部53设定的减速区间以及减速率的一例的图。如图6所示，设定部53设定表示距缸行程末端的缸行程与动臂缸23的减速率之间的关系的表数据。在图6中，横轴表示距缸行程末端的缸行程，纵轴表示动臂缸23的减速率。
[0087]在缸行程为0[mm]的情况下，表示动臂缸23伸展最大而位于缸行程末端(动臂13位于上端部位置)。缸行程的值越大，表示动臂缸23越收缩而越位于远离缸行程末端的位置(动臂13位于下降方向的位置)。
[0088]在减速率为100[%]的情况下，表示动臂缸23以最大缸速度移动。在减速率为O[% ]的情况下，表示动臂缸23停止。
[0089]在图6所示的例子中，减速区间被设定为，包含缸行程末端在内、缸行程从0[mm]到第一减速距离为止的区间。另外，减速区间包含:使动臂缸23的缸速度以预先设定的减速度(负加速度)减速的第一减速区间；以及使动臂缸23以恒定的最低减速率(最低缸速度)移动至缸行程末端的第二减速区间。第一减速区间被设定为，缸行程从第二减速距离到第一减速距离为止的区间。第一减速区间也可以设定多个减速率。第二减速区间被设定为缸行程从0[mm]到第二减速距离为止的区间。第一减速距离是值比第二减速距离大的缸行程。
[0090]如参照图6说明的那样的由设定部53设定的、表示距缸行程末端的缸行程与减速率之间的关系的数据存储于存储部61。在以下的说明中，将参照图6说明的表示缸速度的减速条件的数据适当称作限制速度数据。在图6中，线Lr表示限制速度数据。需要说明的是，图6所示的限制速度数据Lr是一例。
[0091]控制部54以使动臂缸23基于由设定部53设定的减速区间以及减速率移动到缸行程末端的方式向控制阀45B输出指令信号。控制部54向控制阀45B输出指令信号，以使基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度在减速区间内基于限制速度数据的减速率(限制速度)。
[0092]如图6所示，限制速度数据Lr生成为在第一减速距离以下限制动臂缸23的缸速度。在图6中，线Ldl、Ld2表示基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度。线Ldl表示在对操作装置40进行了操作时从压力传感器46输出的操作信号显示最大值之际的缸速度，线Ld2表示在对操作装置40进行了操作时从压力传感器46输出的操作信号显示最大值与最小值之间的中间值之际的缸速度。即，线Ldl表示对操作装置40进行了所谓的全杆操作时的缸速度，线Ld2表示对操作装置40进行了半杆操作时的缸速度。
[0093]在对操作装置40进行了全杆操作时，从控制部54向控制阀45B输出指令信号Yal。在缸行程成为第一减速距离之前，指令信号Yal基于操作装置40的操作而被输出。若缸行程成为比第一减速距离靠行程末端侧，则指令信号Yal基于限制速度数据Lr而被输出。这样，当在比第一减速距离靠缸行程侧从控制部54向控制阀45B输出指令信号Yal时，控制阀45B基于来自控制部54的指令信号Yal，对通过操作装置40的操作而调整后的先导液压进行减压。由此，向动臂缸23的方向控制阀41供给的先导油被限制。通过利用控制阀45B对作用于方向控制阀41的先导液压进行减压，从而来限制动臂13的上升动作中的动臂缸23的缸速度。控制部52以使动臂缸23按照限制速度数据的减速率(限制速度)进行移动的方式向控制阀45B输出指令信号。由此，动臂缸23以线Ldl所示的缸速度曲线进行移动，缓和了到达缸行程末端时的冲击。
[0094]在对操作装置40进行了半杆操作时，从控制部54向控制阀45B输出指令信号Ya2。在缸行程成为第一减速距离之前，指令信号Ya2基于操作装置40的操作而被输出。若缸行程成为比第一减速距离靠行程末端侧，则指令信号Ya2基于限制速度数据Lr而被输出。这样，当在比第一减速距离靠缸行程侧从控制部54向控制阀45B输出指令信号Ya2时，控制阀45B基于来自控制部54的指令信号Ya2，对通过操作装置40的操作而调整后的先导液压进行减压。由此，向动臂缸23的方向控制阀41供给的先导油被限制。通过利用控制阀45B对作用于方向控制阀41的先导液压进行减压，从而来限制动臂13的上升动作中的动臂缸23的缸速度。控制部52以使动臂缸23按照限制速度数据的减速率(限制速度)进行移动的方式向控制阀45B输出指令信号。由此，动臂缸23以线Ldl所示的缸速度曲线进行移动，缓和了到达缸行程末端时的冲击。
[0095]然而，假定如下情形:当对操作装置40进行操作以使动臂13进行上升动作且动臂缸23移动到了缸行程末端的附近时，使操作装置40的操作杆返回到中立位置而使动臂缸23(动臂13)停止，之后再次开始操作装置40的操作以使动臂13进行上升动作。
[0096]例如，在工作装置I成为如图2所示那样的小回转姿势时，存在如下情况:操作员在对操作装置40进行操作以使动臂缸23移动至距缸行程末端为第一减速距离的跟前附近的位置之后，暂时使操作装置40的操作杆返回到中立位置而使动臂缸23的移动停止，然后，再次开始操作装置40的操作以使动臂缸23移动至缸行程末端附近。在对操作装置40进行操作而开始在距缸行程末端为第一减速距离的位置处于停止状态的动臂缸23的移动的情况下，动臂缸23基于操作装置40的操作而朝向缸行程末端加速，在距离缸行程末端较近的位置(例如第一减速距离附近)处，基于设定好的减速率，向控制阀45输出指令信号。但是，由于输出指令信号时的动臂缸23距缸行程末端的距离较短且动臂缸23处于加速中，因此，控制阀45B对基于操作装置40的操作的先导液压进行的减压不够，动臂缸23的缸速度未被充分减速的可能性变高。其结果是，动臂缸23以高速的缸速度到达缸行程末端。其结果是，导致到达缸行程末端时的冲击变大。
[0097]另外，还假定如下情形:当操作员使进行上升动作的动臂13的动作暂时停止时，使动臂缸23在距缸行程末端的距离较短的位置(例如距缸行程末端为第二减速距离的附近)处暂时停止。即，存在如下情况:操作员对操作装置40进行操作以使动臂缸23移动至距缸行程末端为第二减速距离的附近之后，暂时使操作装置40的操作杆返回到中立位置而使动臂缸23的移动停止，然后，再次开始操作装置40的操作以使动臂缸23移动至缸行程末端。在对操作装置40进行操作而开始在距缸行程末端为第二减速距离的附近处于停止状态的动臂缸23的移动的情况下，在位于距缸行程末端为第二减速距离的停止位置处于停止状态的动臂缸23欲基于操作装置40的操作而朝向缸行程末端加速，但在第二减速区间内，控制部50基于最低减速率的指令向控制阀45B输出指令信号。因此，即便动臂缸23从停止位置加速，缸速度也足够低。假设即便不存在控制阀45B对先导液压进行的减压，到达缸行程末端时的动臂缸23的缸速度也为低速。即，尽管即便不存在控制阀45B对先导液压进行的减压，到达缸行程末端时的冲击也较小，但当由控制阀45B进行通过操作装置40的操作而调整后的先导液压的减压时，动臂缸23不必要地缓慢移动。
[0098]于是，在本实施方式中，设定部53基于在动臂13的可动范围的停止位置处于停止状态的动臂13的角度Θ13和预先决定的阈值，来设定减速区间以及减速区间中的动臂13的减速率。在本实施方式中，设定部53基于动臂缸23停止了时的距缸行程末端的缸行程和预先决定的阈值，来变更如参照图6说明的那样的限制速度数据Lr的至少一部分。
[0099]在本实施方式中，限制速度数据的变更包含扩大减速区间以及增大最低减速率中的一方或两方。
[0100][液压挖掘机的控制方法]
[0101]接着，参照图7至图11，对本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制方法进行说明。图7是示出本实施方式所涉及的液压挖掘机100的控制方法的流程图。图8以及图9是示出本实施方式所涉及的缸行程所涉及的阈值的图。图10以及图11是示出变更后的限制速度数据的一例的图。
[0102]在以下的说明中，将操作员放倒操作装置40的操作杆以使动臂13进行上升动作的情形称作对操作装置40进行操作，将操作员使操作装置40的操作杆返回到中立位置的情形称作停止操作装置40的操作。当对操作装置40进行操作时，动臂缸23进行驱动，动臂13进行上升动作。当停止操作装置40的操作时，动臂缸23的驱动停止，动臂13的上升动作停止。另夕卜，将使停止状态的动臂缸23的驱动开始的情形称作动臂缸23开始工作。
[0103]动臂姿势检测器16检测动臂缸23的缸行程。运算部52获取动臂姿势检测器16的检测信号(步骤S10)。
[0104]运算部52基于动臂姿势检测器16的检测信号，来算出距缸行程末端的动臂缸23的缸行程。由于动臂缸23的最大行程是已知的，因此，运算部52基于根据动臂姿势检测器16的检测信号导出的缸行程和最大行程，来算出距缸行程末端的缸行程(步骤S20)。
[0105]运算部52基于动臂姿势检测器16的检测信号，来算出动臂13的角度以及动臂缸23的缸速度。运算部52基于动臂姿势检测器16的检测信号，能够判定动臂13以及动臂缸23是否停止。
[0106]在操作员停止了操作装置40的操作的情况下，动臂13以及动臂缸23在可动范围的停止位置处停止。在动臂缸23停止了的状态下，当操作员对操作装置40进行操作时，压力传感器46检测操作信号。由压力传感器46检测到的操作信号被操作信号获取部51获取(步骤S30)o
[0107]运算部52基于由压力传感器46检测到的操作信号，来判定动臂缸23是否开始工作(步骤S35)。在步骤S35中判定为动臂缸23开始工作的情况下(步骤S35:是)，运算部52将由压力传感器46检测到操作信号且由操作信号获取部51获取到操作信号的时刻确定为停止状态的动臂缸23开始工作的时刻。另外，运算部52将从压力传感器46输出操作信号且由操作信号获取部51获取到操作信号时的动臂缸23的位置确定为动臂缸23的驱动开始的位置、即开始工作位置。换而言之，运算部52确定动臂缸23的驱动开始时的、即动臂缸23开始工作时的距缸行程末端的缸行程。通过运算部52来算出动臂缸23开始工作的时刻的缸行程来作为开始工作时的距缸行程末端的缸行程，并存储于存储部61(步骤S40)。在步骤S35中判定为动臂缸23未开始工作的情况下(步骤S35:否)，进入步骤S50的处理。
[0108]由开始工作时的距缸行程末端的缸行程表示的开始工作位置等同于在可动范围内处于停止状态的动臂缸23的停止位置。另外，开始工作时的距缸行程末端的缸行程与在可动范围的停止位置处于停止状态的动臂13的角度Θ13呈一一对应的关系。
[0109 ]设定部53对开始工作时的距缸行程末端的缸行程与预先决定的阈值进行比较。阈值表示关于开始工作时的距缸行程末端的缸行程的阈值。表示阈值的阈值数据存储在存储部61中。在本实施方式中，阈值包含第一阈值和比第一阈值小的第二阈值。第一阈值是关于减速区间的扩大的阈值。当缸行程为第一阈值以下时，减速区间被扩大。第二阈值是关于增大最低减速率的阈值。在缸行程为第二阈值以下的情况下，最低减速率被增大。
[0110]图8是示出包含第一阈值的第一阈值数据的图。在图8中，横轴表示开始工作时的距缸行程末端的缸行程，纵轴表示增益。如图8所示，作为表数据而设定有关于开始工作时的距缸行程末端的缸行程的第一阈值。增益是使减速区间扩大时的倍率。在缸行程比第一阈值大的情况下，增益为I。即，在缸行程比第一阈值大的情况下，减速区间既不扩大也不缩小，而维持限制速度数据的减速区间。另一方面，在缸行程为第一阈值以下的情况下，增益比I大。在本实施方式中，开始工作时的距缸行程末端的缸行程在包含第一阈值且比第一阈值小的第一规定范围内，增益从I开始渐渐增加，开始工作时的距缸行程末端的缸行程在包含0[mm]且比0[mm]大的第二规定范围内，增益能够设定为任意值。需要说明的是，也可以不赋予增益而赋予偏移。在缸行程为第一阈值以下的情况下，限制速度数据的减速区间按照增益而扩大。
[0111]图9是示出包含第二阈值的第二阈值数据的图。在图9中，横轴表示开始工作时的距缸行程末端的缸行程，纵轴表示最低减速率的偏移量。如图9所示，作为表数据而设定有关于开始工作时的距缸行程末端的缸行程的第二阈值。偏移量是使最低减速率增大时的增加量。在缸行程比第二阈值大的情况下，偏移量为O。即，在缸行程比第二阈值大的情况下，最低减速率既不增大也不减少，而维持限制速度数据的最低减速率。另一方面，在缸行程为第二阈值以下的情况下，偏移量比O大。在本实施方式中，开始工作时的距缸行程末端的缸行程在包含第二阈值且比第二阈值小的第三规定范围内，偏移量从O开始渐渐增加，开始工作时的距缸行程末端的缸行程在包含0[mm]且比0[mm]大的第四规定范围内，偏移量能够设定为任意值。在缸行程为第二阈值以下的情况下，限制速度数据的最低减速率按照偏移量而增大。
[0112]返回到图7，设定部53判定开始工作时的距缸行程末端的缸行程是否为第一阈值以下(步骤S50)。
[0113]在步骤S50中判定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程比第一阈值大的情况下(步骤S50:否)，不变更限制速度数据(步骤S70)。
[0114]控制部54向控制阀45B输出控制信号，以使动臂缸23按照限制速度数据而不施加限制(步骤S100)。例如，动臂缸23如图6的箭头Ya2所示那样移动。
[0115]在步骤S50中判定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程为第一阈值以下的情况下(步骤S50:是)，设定部53将限制速度数据的减速区间扩大(步骤S55)。设定部53按照参照图8说明的增益来扩大限制速度数据的减速区间。
[0116]设定部53判定开始工作时的距缸行程末端的缸行程是否为第二阈值以下(步骤S60)。
[0117]在步骤S30中判定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程比第二阈值大的情况下(步骤S60:否)，即，在判定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程比第二阈值大且为第一阈值以下的情况下，控制部54向控制阀45B输出控制信号(步骤S100)。
[0118]图10(A)示出减速区间被扩大了的限制速度数据，图10(B)示出减速区间被扩大时的时序图。图10(A)示出开始工作时的距缸行程末端的缸行程(开始工作位置)比第一减速距离大的例子。开始工作位置等同于停止位置。如图10(A)所示，在开始工作时的距缸行程末端的缸行程为第一阈值以下的情况下，设定具有相对于限制速度数据Lr的减速区间而扩大了的减速区间的限制速度数据Lr I。
[0119]如上所述，限制速度数据Lr的减速区间包含:以预先设定的减速度减速的第一减速区间；以及以恒定的最低减速率使动臂缸23移动至缸行程末端的第二减速区间。设定部53扩大第一减速区间以及第二减速区间，从而扩大减速区间。
[0120]在本实施方式中，限制速度数据Lr包含:拐点Pl和终点P2;以及将上述拐点Pl和终点P2连结的直线。设定部53通过将拐点Pl以及终点P2的缸行程的值分别乘以增益而得到拐点Pla以及终点P2a，并且用直线将上述拐点Pla以及终点P2a连结，由此设定限制速度数据Lrl ο
[0121 ]控制部54向控制阀45B输出指令信号，以使得动臂缸23按照减速区间扩大了的限制速度数据Lrl移动(步骤S100)。
[0122]在图10(A)中，线Ld3表示基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度。在图10(A)所示的例子中，控制部54按照限制速度数据的减速率，向控制阀45B输出指令信号。控制阀45B以基于来自控制部54的指令信号对动臂13的上升动作中的动臂缸23的缸速度进行限制的方式进行工作。在本实施方式中，第一减速区间以远离缸行程末端的方式偏移，动臂缸23基于控制部54的指令信号而开始减速的时机提前。因此，能够使动臂缸23的缸速度充分地减速。由此，动臂缸23以图10 (A)的线Ld3所示的缸速度曲线移动，在图10 (B)所示的时刻T4，到达行程末端。缓和了到达缸行程末端时的冲击。
[0123]图10(A)的虚线Ld3’示出比较例所涉及的缸速度曲线，图10(B)的虚线示出比较例所涉及的时序图。在比较例中，未扩大减速区间，并且在时刻T4动臂缸23未停止，从而到达行程末端时的冲击未得到缓和。
[0124]返回到图7，在步骤S60中判定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程为第二阈值以下的情况下(步骤S60:是)，设定部53增大最低减速率(步骤S90)。设定部53按照参照图9而说明的偏移量来增大限制速度数据的最低减速率。
[0125]图1l(A)示出最低减速率增大了的限制速度数据，图1l(B)示出最低减速率扩大了时的时序图。图1l(A)示出开始工作时的距缸行程末端的缸行程(开始工作位置)大致为第二减速距离的例子。如图1l(A)所示，在开始工作时的距缸行程末端的缸行程为第二阈值以下的情况下，设定具有相对于限制速度数据Lr的最低减速率而向正向偏移了规定量的最低减速率的限制速度数据Lr2。
[0126]控制部54向控制阀54输出指令信号，以使得动臂缸23按照最低减速率增大了的限制速度数据Lr2移动(步骤S100)。
[0127]在图11(A)中，线Ld4表示基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度。在图11 (A)所示的例子中，基于操作装置40的操作，使动臂缸23的移动从缸行程开始工作的位置开始。基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度例如如图11 (A)的线Ld4所示那样发生变化。在距缸行程末端规定距离的停止位置处于停止状态的动臂缸23基于操作装置40的操作而朝向缸行程末端加速，在距离缸行程末端非常短的位置即位置Pd4处，基于操作装置40的操作的动臂缸23的缸速度从第二减速区间的减速率增大，通过操作装置40的操作而使动臂缸23加速。动臂缸23以图1l(A)的线Ld4所示的缸速度曲线进行移动。动臂缸23的缸速度不会被过度限制，动臂缸23不会不必要地缓慢移动。
[0128]图1l(A)的虚线Ld4’示出比较例所涉及的缸速度曲线，图1l(B)的虚线示出比较例所涉及的时序图。在比较例中，未增大最低减速率，动臂缸23不必要地缓慢移动。
[0129]需要说明的是，在本实施方式中，控制部54在向控制阀4 5 B输出控制信号的情况下，基于最大缸速度和根据限制速度数据求出的减速率，来确定缸速度的限制值。在存储部61中存储有表示方向控制阀41的阀柱行程与缸速度之间的关系的表数据，控制部54基于该表数据和所确定的缸速度，来算出阀柱行程的限制值。另外，在存储部61中存储有表示阀柱行程与供先导油流动的油路44的压力(PPC压)之间的关系的表数据，控制部54基于该表数据与算出的阀柱行程，来算出PPC压的限制值。另外，在存储部61中存储有表示PPC压与为了得到该PPC压而应向控制阀45供给的电流之间的关系的表数据，控制部54基于该表数据和算出的PPC压，来算出电流的限制值。需要说明的是，这些表数据是通过预先进行的实验或模拟而导出的已知数据。控制部54将电流作为指令信号而输出至控制阀45。由此，对方向控制阀41进行驱动，以使得动臂缸23按照所确定的缸速度进行移动。
[0130]在上述的时序图中，杆标志表示基于压力传感器46的检测，操作信号获取部51中的对操作装置40进行了操作的时机。当对操作装置40进行了操作时，从操作信号输出部49输出操作信号(标志信号)。另一方面，当停止了操作装置40的操作时，不输出杆标志。缸速度是由动臂姿势检测器16检测的动臂缸23的缸速度。缸行程是距缸行程末端的动臂缸23的距离。减速率是以最大缸速度为基准的动臂缸23的缸速度的限制速度(目标速度)。开始工作时的缸行程是停止状态的动臂缸23开始工作时的距缸行程末端的动臂缸23的距离。增益是用于扩大减速区间的倍率。偏移量是最低减速率的增加量。
[0131]在时刻Tl对操作装置40进行操作，在时刻T2停止操作装置40的操作，在时刻T3再次开始操作装置40的操作。在时刻Tl对操作装置40进行了操作的情况下，当缸速度为0[mm/s]时，动臂缸23停止。
[0132]通过对操作装置40进行操作、对动臂缸23进行驱动，从而距缸行程末端的缸行程渐渐减小。
[0133]从操作信号输出部49输出了操作信号的时刻Tl为动臂缸23的开始工作时。时刻Tl的缸行程被确定为开始工作时的距缸行程末端的缸行程，并存储于存储部61。在图10所示的例子中，开始工作时(时刻T3)的距缸行程末端的缸行程是接近第一阈值的值，在图11所示的例中，开始工作时的距缸行程末端的缸行程是接近第二阈值的值。
[0134]在图10所示的例子中，对开始工作时(时刻T3)的距缸行程末端的缸行程即开始工作位置与第一阈值以及第二阈值进行比较。在图10所示的例子中，开始工作位置比第一阈值小。因此，增益被设定为比I大的值。需要说明的是，开始工作位置比第二阈值大。因此，不设定偏移量。
[0135]在图10中，虚线Da所示的减速率与开始工作时的距缸行程末端的缸行程无关，表示不变更减速区间以及最低减速率(基于减速表Lr)时的减速率。实线Sa所示的减速率表示扩大了减速区间时的减速率。如实线Sa所示(基于减速表Lrl)，通过扩大减速区间，相对于不变更减速区间的减速率而言，减速的时机提前，缸速度在时刻T4成为Pd，开始基于减速表Lrl的减速。
[0136]在图11中，设定第一阈值以及第二阈值，对开始工作时的(时刻T3)距缸行程末端的缸行程(开始工作位置)与第一阈值以及第二阈值进行比较。在图11所示的例子中，开始工作位置比第一阈值小且比第二阈值小。因此，可变增益被设定为比I大的值，由于在时刻T3比第二阈值小，因此偏移量被设定为规定量。
[0137]在图11中，虚线Da所示的减速率与开始工作时的距缸行程末端的缸行程无关，表示不变更减速区间以及最低减速率时的减速率。实线Sa所示的减速率表示扩大了减速区间且增大了最低减速率时的减速率。如实线Sa所示，通过扩大减速区间且增大最低减速率，从而减速的时机提前，并且能够抑制再次开始工作时的(时刻T3)减速率过度降低。
[0138][效果]
[0139]如以上说明的那样，根据本实施方式，基于动臂13(动臂缸23)的在可动范围的停止位置处于停止状态的角度Θ13(缸行程)和预先决定的阈值，来设定包含可动范围的上端部位置(缸行程末端)的减速区间以及减速区间中的动臂13的减速率，并向控制阀45Β输出指令信号，以使得动臂13(动臂缸23)基于该设定好的减速区间以及减速率从停止位置移动到上端部位置(缸行程末端)。由此，缓和了动臂13到达上端部位置时的冲击，并且抑制了动臂13的动作过慢，因此，抑制了液压挖掘机100的作业效率的下降。
[0140]另外，在本实施方式中，如图10的线Ld3以及图11的线Ld4所示，开始工作时的距缸行程末端的缸行程(停止位置)与缸行程末端(端部位置)之间的动臂缸23的可动范围包括:包含开始工作时的距缸行程末端的缸行程在内并基于操作装置40的操作在至少一部分中以加速的状态移动的加速区间；以及包含缸行程末端在内并基于从控制部54输出的指令信号以减速的状态移动的减速区间。在加速区间内，由于动臂缸23(动臂13)基于操作装置40的操作而动作，因此，抑制了动臂缸23的缸速度(动臂13的移动速度)不必要地变慢。因此，抑制了作业效率的下降。另外，在减速区间内，由于动臂缸23(动臂13)基于控制部54的控制而减速，因此，缓和了动臂缸23到达缸行程末端且动臂13到达上端部位置时的冲击。
[0141]另外，在本实施方式中，当停止状态的动臂缸23的缸行程(动臂13的角度Θ13)为第一阈值以下时，减速区间被扩大。因此，即便在从停止状态再次开始工作的情况下，也能够缓和动臂缸23到达缸行程末端且动臂13到达上端部位置时的冲击。
[0142]另外，在本实施方式中，减速区间包含:以预先设定的减速度减速的第一减速区间；以及以恒定的最低减速率移动至缸行程末端(上端部位置)的第二减速区间，设定部53不变更第一减速区间而扩大第二减速区间，从而扩大减速区间。由此，动臂缸23(动臂13)减速时的减速度始终恒定不变，能够缓和冲击。
[0143]另外，在本实施方式中，当停止状态的动臂缸23的缸行程(动臂13的角度Θ13)为比第一阈值小的第二阈值以下时，最低减速率被增大。因此，在缸行程末端(上端部位置)的附近，抑制了动臂缸23(动臂13)以不必要的低速工作，抑制了作业效率的下降。
[0144]需要说明的是，在上述的实施方式中，作业机械100为液压挖掘机100。在上述的实施方式中说明的控制装置50以及控制方法除了液压挖掘机100以外，也能够应用于具有工作装置的全部作业机械。
[0145]需要说明的是，在上述实施方式中，在动臂13进行了上升动作时的上端部位置的附近，限制动臂13的移动速度。也可以在动臂13进行了下降动作时的下端部位置的附近，限制动臂13的移动速度，还可以用于在斗杆的行程末端附近的移动速度的限制。
[0146]需要说明的是，在上述的实施方式中说明的液压挖掘机100不局限于后方小回转挖掘机。
[0147]附图标号说明
[0148]I工作装置
[0149]2上部回转体
[0150]3下部行驶体
[0151]4回转台
[0152]5 配重
[0153]6设备室
[0154]7发动机室
[0155]8驾驶室
[0156]9 履带
[0157]10检测装置
[0158]11 铲斗
[0159]12 斗杆
[0160]13 动臂
[0161]14铲斗姿势检测器
[0162]15斗杆姿势检测器
[0163]16动臂姿势检测器
[0164]20液压缸
[0165]20A盖侧油室
[0166]20B杆侧油室
[0167]21铲斗缸
[0168]22斗杆缸
[0169]23动臂缸
[0170]40操作装置
[0171]41方向控制阀
[0172]42主液压栗
[0173]43先导液压栗
[0174]44A、44B、44C 油路
[0175]45A、45B、45C 控制阀
[0176]46A、46B压力传感器
[0177]47A、47B 油路
[0178]48 梭阀
[0179]50控制装置
[0180]51操作信号获取部
[0181]52运算部
[0182]53设定部
[0183]54控制部
[0184]61存储部
[0185]62输入输出部
[0186]100液压挖掘机(作业机械)
[0187]200控制系统
[0188]300液压系统
[0189]AXl旋转轴
[0190]AX2旋转轴
[0191]AX3旋转轴
[0192]RX回转轴
[0193]Θ11 角度
[0194]Θ12 角度
[0195]Θ13 角度
【主权项】
1.一种作业机械，其具备: 液压缸，其在可动范围内驱动工作装置； 检测装置，其检测所述工作装置的姿势； 操作信号检测部，其检测进行了所述工作装置的操作时的操作信号； 控制阀，其能够调整向所述液压缸供给的工作油的供给量； 运算部，其基于所述操作信号检测部检测到的操作信号，来判定所述工作装置是否在所述可动范围的停止位置处开始工作； 设定部，其基于在所述停止位置处于停止状态的所述工作装置的姿势和预先决定的阈值，来设定包含所述可动范围的端部位置在内的减速区间以及所述减速区间中的所述工作装置的减速率;以及 控制部，其向所述控制阀输出指令信号，以使得所述工作装置基于所述减速区间以及所述减速率从所述停止位置移动至所述端部位置。2.根据权利要求1所述的作业机械，其中， 所述作业机械具备操作所述液压缸的操作装置， 所述停止位置与所述端部位置之间的所述可动范围包括:包含所述停止位置在内并基于所述操作装置的操作进行移动的区间；以及包含所述端部位置在内并基于从所述控制部输出的所述指令信号进行移动的所述减速区间。3.根据权利要求1或2所述的作业机械，其中， 所述工作装置的姿势包含所述工作装置的角度， 所述阈值包含第一阈值， 所述设定部在所述停止状态的所述工作装置的角度为所述第一阈值以下时，扩大所述减速区间。4.根据权利要求3所述的作业机械，其中， 所述减速区间包含:以规定的减速度减速的第一减速区间；以及以恒定的最低减速率移动至所述端部位置的第二减速区间， 所述设定部不变更所述第一减速区间而扩大所述第二减速区间，从而扩大所述减速区间。5.根据权利要求3或4所述的作业机械，其中， 所述阈值包含比所述第一阈值小的第二阈值， 所述设定部在所述停止状态的所述工作装置的角度为所述第二阈值以下时，增大所述最低减速率。6.根据权利要求1至5中任一项所述的作业机械，其中， 所述端部位置是所述工作装置进行了上升动作时的上端部位置。7.根据权利要求1至5中任一项所述的作业机械，其中， 所述作业机械是包含下部行驶体和上部回转体的后方小回转型液压挖掘机， 所述上部回转体的后部的配重被规定为，相对于所述上部回转体的回转半径呈规定关系的尺寸。8.一种作业机械的控制方法，其包括: 对由液压缸在可动范围内驱动的工作装置的姿势进行检测； 基于所述工作装置的操作，来判定所述工作装置是否在所述可动范围的停止位置处开始工作； 基于在所述停止位置处于停止状态的所述工作装置的姿势和预先决定的阈值，来设定包含所述可动范围的端部位置在内的减速区间以及所述减速区间中的所述工作装置的减速率；以及 向能够调整向所述液压缸供给的工作油的供给量的控制阀输出指令信号，以使得所述工作装置基于所述减速区间以及所述减速率从所述停止位置移动至所述端部位置。
【文档编号】E02F9/22GK105874131SQ201580003299
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年11月19日
【发明人】岩崎吉朗, 市原将志
【申请人】株式会社小松制作所