工程机械制造技术

液压挖掘机具有：液压泵(2)，其通过由发动机(22)生成的动力而被驱动；作业装置(50)，其通过多个液压缸(5、6、7)而动作，其中该多个液压缸(5、6、7)通过由液压泵生成的动力而被驱动；执行机构控制部(303)，其以铲斗(10)的顶端位于目标面上或其上方的方式控制动臂缸(5)；控制点位置计算部(301)，其基于角度传感器(30～33)来计算出铲斗齿尖位置；和动力产生装置控制部(305、310)，其在齿尖位置与目标面之间的距离为阈值D以下时，与该距离大于阈值D时相比限制发动机(22)及液压泵(2)的输出范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工程机械
本专利技术涉及工程机械。
技术介绍
作为代表性的工程机械而具有液压挖掘机。液压挖掘机由多关节型的前作业装置和车身构成，其中多关节型的前作业装置由分别能够沿垂直方向转动的动臂、斗杆、铲斗(作业器械)构成，车身由上部旋转体及下部行驶体构成。前作业装置的各部分分别被能够转动地支承。因此，例如在一边进行将斗杆向车身侧拉回的动作一边以铲斗顶端形成直线状的修整面(目标挖掘面)的情况下，操作员需要使前作业装置的各部分复合地进行动作来使铲斗顶端的轨迹为直线状，对操作员要求熟练的技术。因此，作为用于进行直线挖掘的支援装置，例如在专利文献1中公开有以挖掘作业时的铲斗顶端的轨道(挖掘轨道)沿着目标挖掘面(也存在称为目标面的情况)的方式使动臂角度自动变化的技术。像这样相对于操作员的操作而自动或半自动地控制执行机构来使动臂、斗杆、铲斗、上部旋转体等驱动对象动作的功能被称呼为机械控制(machinecontrol)。在专利文献1中记载有挖掘支援装置的控制机构在斗杆向挖掘方向动作时，以铲斗顶端在挖掘轨道上移动的方式根据斗杆旋转角的变化来使动臂旋转角变化，在斗杆向挖掘方向的相反方向动作时，以铲斗顶端在比挖掘轨道高出规定高度的上方移动的方式根据斗杆旋转角度的变化来使动臂旋转角度变化。另外，由于液压挖掘机根据作业内容的不同而所需的发动机转速及液压泵动力(泵马力)不同，所以优选的是将这些动力产生装置的动力随时变更成恰当的值。若以不恰当的发动机转速及泵马力进行运转，则会招致燃料消耗量的增大、操作性的恶化。发动机转速能够通过设置在驾驶室内的发动机控制刻度盘而手动调整。但是，通常作业中的操作员的双手大多会握着两根操作杆，在该状态下并不容易调整发动机控制刻度盘。另外，作业中的操作员自身难以判断与作业相应的最佳的发动机转速。例如在专利文献2中记载有如下的控制器：在液压挖掘机等工程机械的发动机及液压泵的控制装置中，通过从控制发动机的电子控制式的燃料喷射泵的发动机控制部读出发动机负荷率并进行稳定化处理来计算出有效发动机负荷率，将有效发动机负荷率作为参数来选择与作业内容匹配的作业模式，在检测器检测到作业用执行机构的操作杆未操作时，指示对作业模式进行切换，以成为与该作业模式相应的发动机转速和液压泵输入马力的方式控制发动机及液压泵的状态。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-43002号公报专利文献2：日本特开平10-252521号公报
技术实现思路
以铲斗顶端的挖掘轨道沿着目标挖掘面的方式通过机械控制来使动臂角度自动变化的情况(这种控制存在被称为区域限制挖掘控制的情况)下的实际的挖掘作业能够分成(1)粗略地挖出目标挖掘面的“粗挖掘作业”、和(2)按照目标挖掘面修整的“修整作业”。在粗挖掘作业中，为了提高作业效率，优选迅速地移动铲斗齿尖，在修整作业中，优选降低速度以使得铲斗齿尖沿着目标挖掘面，而高精度地移动。在粗挖掘作业中优选的是使发动机为高旋转来确保作业速度，另一方面在修整作业中优选的是使发动机为低旋转来降低铲斗齿尖的速度而确保齿尖位置的精度。因此，若使粗挖掘作业优先而将发动机保持为高旋转，则在修整作业时会产生无谓的燃料消耗而与节能化的要求不相符。相反，若使修整作业和节能化优先而将发动机转速保持为低旋转，则作业速度降低而无法确保在粗挖掘作业中要求的作业速度。另外，在要求精度的修整作业中，修整作业并不是通过一次的斗杆拉回动作而完成的，需要实施多次修整挖掘。因此，在修整作业中，在斗杆推出动作中使铲斗返回挖掘开始地点时，也期望加快执行机构动作来提高作业效率。而且，在修整作业中为了确保铲斗齿尖的控制精度，降低发动机转速会使执行机构相对于阀芯行程的动作增益降低而容易控制。通常，对两根操作杆的一根杆(第1杆)分配了斗杆及旋转操作，对另一根杆(第2杆)分配了动臂及铲斗操作。在基于斗杆拉回进行的挖掘作业、和基于斗杆推出进行的返回作业中，如专利文献1所示，即使在通过机械控制来自动控制动臂的情况下，也需要一边通过第1杆来进行斗杆操作一边通过第2杆使铲斗角相对于挖掘面位于最佳状态，因此虽然不需要基于第2杆进行的动臂操作，但并不是完全不需要第2杆的操作。因此，在一系列的挖掘作业中，难以从操作杆拿开手来调节发动机控制刻度盘。另外，即使通过改变液压泵的倾转角、或在搭载了多台液压泵的挖掘机中改变运转的液压泵的台数，改变了作为系统的液压泵的输出，也能够改变作业装置的动作速度。因此，优选的是代替上述的发动机转速的调节或在此基础上根据作业内容来调节液压泵的输出范围，但在发动机控制刻度盘中仅能够调节发动机转速，当然无法调节液压泵输出。接着，专利文献2所记载的工程机械的发动机及液压泵控制装置对作业模式的切换设置稳定化区域和切换区域，在有效发动机负荷率在固定时间以上位于当前时间点的作业模式中的切换区域的情况下进行模式切换。因此，构成为在一旦作业模式切换了的情况下，即使为应该立刻返回到原来的作业模式的状况，若不等待经过该固定时间则无法再次向原来的作业模式切换。另外，构成为在对杆进行操作时作业模式不切换。因此，例如在成为低负荷的修整作业中，在以基于斗杆拉回的动作刚进行了修整作业后，通过将斗杆向推出方向移动来向挖掘开始地点移动，并再次通过斗杆拉回来进行挖掘，在这样的一系列的挖掘作业中，发动机转速被维持在低状态。因此，期望基于向斗杆推出方向的动作实现的挖掘开始地点的移动速度快，但为了将发动机转速维持在低状态，移动速度相对于成为高负荷的粗挖掘作业时降低。像这样，即使利用引用文献2的技术也无法根据动作状况来恰当地控制发动机转速及泵输入马力。此外，在上述中例示了液压泵的驱动源为发动机的情况，但在代替发动机而利用电动马达、电动发电机等其他原动机的工程机械的情况下，上述课题也是共同的。因此本专利技术的目的在于提供一种能够在机械控制的执行下的一系列的挖掘作业中根据作业状况来控制包含发动机在内的原动机及液压泵的至少一方的动力的工程机械。为了实现上述目的，本专利技术提供一种工程机械，具有：原动机；液压泵，其通过由上述原动机生成的动力而被驱动；作业装置，其通过多个液压执行机构而动作，其中该多个液压执行机构通过由上述液压泵生成的动力而被驱动，在该作业装置的前端具有作业器械；和执行机构控制部，其以上述作业器械的顶端位于任意设定的目标面上或该目标面上方的方式控制上述多个液压执行机构中的至少一个，上述工程机械的特征在于，具有：控制点位置计算部，其基于与上述作业装置的位置和姿势相关的状态量来计算出针对上述作业器械设定的控制点的位置；和动力产生装置控制部，其在基于上述控制点的位置和上述目标面的位置而计算出的上述目标面与上述控制点之间的距离为阈值以下时，与上述距离大于阈值时相比执行输出限制控制，即限制上述原动机及上述液压泵中的至少一个的输出范围的处理。专利技术效果根据本专利技术，在机械控制的执行下的一系列的挖掘作业中，包含发动机在内的原动机及液压泵的至少一方的动力根据作业状况而被控制，因此能够确保作业所需的作业速度及控制精度，且实现节能化。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的液压挖掘机的结构图。图2是本专利技术的第1实施方式中的控制系统的结构图。图3是本专利技术的第1实施方式中的操纵控制器的功能框图。图4是本专利技术的第1实施方式中的操纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械，具有：原动机；液压泵，其通过由所述原动机生成的动力而被驱动；作业装置，其通过多个液压执行机构而动作，在该作业装置的前端具有作业器械，其中，所述多个液压执行机构通过由所述液压泵生成的动力而被驱动；和执行机构控制部，其以所述作业器械的顶端位于任意设定的目标面上或该目标面上方的方式控制所述多个液压执行机构中的至少一个，所述工程机械的特征在于，具有：控制点位置计算部，其基于与所述作业装置的位置和姿势相关的状态量来计算出针对所述作业装置设定的控制点的位置；和动力产生装置控制部，其在基于所述控制点的位置和所述目标面的位置而计算出的所述目标面与所述控制点之间的距离为阈值以下时，与所述目标面与所述控制点之间的距离大于阈值时相比执行输出限制控制，即限制所述原动机及所述液压泵中的至少一个的输出范围的处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.08 JP 2015-2005311.一种工程机械，具有：原动机；液压泵，其通过由所述原动机生成的动力而被驱动；作业装置，其通过多个液压执行机构而动作，在该作业装置的前端具有作业器械，其中，所述多个液压执行机构通过由所述液压泵生成的动力而被驱动；和执行机构控制部，其以所述作业器械的顶端位于任意设定的目标面上或该目标面上方的方式控制所述多个液压执行机构中的至少一个，所述工程机械的特征在于，具有：控制点位置计算部，其基于与所述作业装置的位置和姿势相关的状态量来计算出针对所述作业装置设定的控制点的位置；和动力产生装置控制部，其在基于所述控制点的位置和所述目标面的位置而计算出的所述目标面与所述控制点之间的距离为阈值以下时，与所述目标面与所述控制点之间的距离大于阈值时相比执行输出限制控制，即限制所述原动机及所述液压泵中的至少一个的输出范围的处理。2.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述动力产生装置控制部在所述作业器械向与所述工程机械接近的方向移动时，或在所述作业器械向从所述工程机械远离的方向移动且所述目标面与所述控制点之间的距离为所述阈值以下时，执行所述输出限制控制。3.如权利要求2所述的工程机械，其特征在于，所述动力产生装置控制部构成为，能够择一地选择第1模式和第2模式，该第1模式中，在所述作业器械向与所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：成川理优，森木秀一，钓贺靖贵，坂本博史，泉枝穗，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP