作业机械的液压驱动装置 技术领域 本发明涉及液压缸等作业机械所采用的液压驱动装置， 是具备利用过滤器捕捉发 动机 ( 原动机 ) 中的因不完全燃烧而产生的排气中的粒子状物质的排气净化装置， 并通过 使堆积在过滤器上的粒子状物质燃烧而进行除去 ( 所谓强制再生 ) 的作业机械的液压驱动 装置。
背景技术 以往， 作业机械的液压驱动装置能够检测排气净化装置的过滤器的堵塞。 并且， 在 检测堵塞时， 如果作业机械处于非操作状态， 则同时自动进行使液压泵的排出压上升、 和使 液压泵的排出流量增加， 由此使发动机输出功率上升。 如果发动机输出功率上升， 则排气的 温度上升， 如果排气的温度上升到粒子状物质的燃烧所需要的温度， 则堵塞过滤器的粒子 状物质被燃烧而除去。( 参照专利文献 1)
现有技术文献专利文献
专利文献 1 ： 日本专利第 3073380 号公报
发明所要解决的课题
上述现有的液压驱动装置为了在作业机械的非操作状态下自动地进行强制再生， 由非操作状态的连续时间的长短来左右强制再生的连续时间， 因而不一定能够以足够的时 间连续地实施强制再生。如果反复进行连续时间不充分的强制再生， 则对于过滤器中温度 容易上升的部分， 在每次强制再生的过程中， 粒子状物质燃烧而消失， 但对于温度不易上升 的部分， 粒子状物质未充分地燃烧而残留， 继续进行粒子状物质的堆积。这样， 粒子状物质 偏于一部分堆积在过滤器上而导致的过滤器的局部堵塞， 要比过滤器整体的堵塞更难以检 测。 因此， 对于过滤器的局部堵塞容易置之不理， 成为作业机械工作时的发动机输出功率降 低的原因。
发明内容 本发明是考虑了上述的事情而提出的技术方案， 其目的在于提供一种能够以足够 的时间连续地实施强制再生的作业机械的液压驱动装置。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的， 本发明如下构成。
(1) 本发明的作业机械的液压驱动装置具备 ： 驱动作业机械的多个液压驱动器 ； 利用液压泵生成向上述多个液压驱动器供给的压力油的液压源 ； 分别相对于上述多个液 压驱动器个别地设置， 并控制压力油在对应的液压驱动器与上述液压源之间的流动的控制 阀； 作为上述液压泵的驱动源的发动机 ； 利用过滤器捕捉由上述发动机产生的排气中的粒 子状物质的排气净化装置 ； 使堆积在上述过滤器上的粒子状物质燃烧的强制再生单元 ； 以 及控制上述强制再生单元的控制单元， 上述强制再生单元通过使上述液压泵的排出压上升 而使发动机输出功率上升， 将上述粒子状物质的燃烧所需要的热送往排气， 上述作业机械
的液压驱动装置的特征在于， 上述控制阀的阀位置设定成在初始位置和工作位置之间进行 变化， 该初始位置为切断压力油从上述液压源向上述液压驱动器的流动且将压力油导向工 作油箱的位置， 该工作位置为将来自上述液压源的压力油导向对应的液压驱动器的位置， 上述强制再生单元作为使上述液压泵的排出压上升的装置而包含上述控制阀中的特定的 控制阀， 设有通过操作来命令实施强制再生的强制再生指令单元、 及检测所有上述控制阀 的阀位置为初始位置的状态即非操作状态的非操作状态检测单元， 上述控制单元将通过上 述非操作状态检测单元检测为非操作状态的状态作为实施强制再生的条件， 在通过上述强 制再生指令单元命令实施强制再生时， 使上述特定的控制阀工作， 并使上述液压泵的排出 压上升。
在该 (1) 记载的本发明中， 在操作了强制再生指令单元时， 如果是由非操作状态 检测单元检测出了非操作状态的状态， 则控制单元使强制再生单元的特定控制阀工作， 从 而实施强制再生。 换言之， 作业机械的操作员在所有控制阀的阀位置为初始位置的状态、 即 作业机械处于不动作的状态之后， 通过操作强制再生指令单元， 能够使强制再生单元开始 强制再生。 由此， 操作员能够在作业机械开始作业之前及结束作业之后， 或定期地抽时间有 意地以足够的时间连续地实施强制再生。
(2) 本发明在 (1) 记载的发明中， 其特征在于， 上述作业机械的作业装置具备起重 臂和能转动地与该起重臂连结的悬臂， 上述多个液压驱动器包含悬臂油缸， 上述特定的控 制阀是控制压力油在上述悬臂油缸与上述液压源之间的流动的悬臂油缸控制阀， 设有检测 上述悬臂油缸是否为使悬臂的前端接近起重臂的一侧的行程末端状态的行程末端状态检 测单元， 上述控制单元控制上述悬臂油缸控制阀， 以使上述悬臂油缸向上述行程末端动作， 基于由上述行程末端状态检测单元得到的检测结果， 控制上述悬臂油缸控制阀， 以便在强 制再生期间保持上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
在该 (2) 记载的发明中， 在强制再生期间， 悬臂及起重臂作为整体构成为折叠在 作业机械的主体侧的姿势。由此， 能够减小强制再生期间的作业机械在水平方向的占有空 间。另外， 作为强制再生时的悬臂的动作， 由于进行悬臂的前端接近起重臂的动作， 因此与 进行悬臂的前端远离起重臂的动作的情况相比较， 不易发生使作业装置与其周围的物体接 触的事态。
关于悬臂油缸的行程末端状态， 以液压挖掘机为例进行说明， 液压挖掘机的种类 有反铲斗和装料铲斗， 就反铲斗而言， 悬臂油缸的伸展侧的行程末端是使悬臂的前端最接 近起重臂的悬臂油缸的状态， 就装料铲斗而言， 悬臂油缸的收缩侧的行程末端是使悬臂的 前端最接近起重臂的悬臂油缸状态。
(3) 本发明在 (1) 记载的发明中， 其特征在于， 上述作业机械的作业装置具备起重 臂、 能转动地与该起重臂连结的悬臂、 以及能转动地与该悬臂连结的铲斗或附属装置， 上述 多个液压驱动器包含使与上述悬臂连结的上述铲斗或上述附属装置转动的铲斗油缸， 上述 特定的控制阀是控制压力油在上述铲斗油缸与上述液压源之间流动的铲斗油缸控制阀， 设 有检测上述铲斗油缸为伸展侧还是收缩侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元， 上述 控制单元控制上述铲斗油缸控制阀， 以使上述铲斗油缸向上述行程末端动作， 基于由上述 行程末端状态检测单元得到的检测结果， 控制上述铲斗油缸控制阀， 以便在强制再生期间 保持上述铲斗油缸的上述行程末端状态。在该 (3) 记载的发明中， 在进行强制再生时， 作业装置之中进行动作的部位为铲 斗或附属装置。这些部位与起重臂或悬臂相比较， 可以使伴随其动作的作业装置的姿势的 变化小。换言之， 就 (3) 记载的本发明而言， 尽管作业装置伴随强制再生而进行动作， 但能 够在作业装置中比起重臂或悬臂的动作所需要的狭窄的空间实施强制再生。
(4) 本发明在 (2) 记载的发明中， 其特征在于， 上述行程末端状态检测单元基于上 述悬臂相对于上述起重臂的姿势来检测上述悬臂油缸的上述行程末端状态。
在作业机械上， 在将起重臂与悬臂可转动地结合起来的结合部， 设有检测悬臂相 对于起重臂的姿势即角度的角度传感器。(4) 记载的本发明能够利用该角度传感器检测悬 臂油缸的行程末端状态。
(5) 本发明在 (3) 记载的发明中， 其特征在于， 上述行程末端状态检测单元基于上 述铲斗或上述附属装置相对于上述悬臂的姿势来检测上述铲斗油缸的上述行程末端状态。
在作业机械上， 在将悬臂与铲斗可转动地结合起来的结合部、 或介于悬臂与铲斗 之间的联杆机构部上设有检测铲斗相对于悬臂的姿势、 即铲斗相对于悬臂的角度或铲斗相 对于联杆机构部的角度的角度传感器。(5) 记载的本发明能够利用该角度传感器检测铲斗 油缸的行程末端状态。 本发明的效果如下。
根据本发明， 如上所述， 操作员能够在作业机械开始作业之前及结束作业之后， 或 定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。因此， 能够对防止起因于置之不 理排气净化装置的过滤器的局部堵塞， 导致作业机械工作时发动机输出功率低下做出贡 献。
附图说明
图 1 是作为本发明的第 1 实施方式的作业机械的液压挖掘机的左侧视图。
图 2-1 是将图 1 中所示的液压挖掘机所配备的液压驱动装置简化来表示的液压回 路图。
图 2-2 是表示用图 2-1 中所示的控制器进行的处理的流程的流程图。
图 3-1 是将本发明的第 2 实施方式的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。
图 3-2 是表示用图 3-1 中所示的控制器进行的处理的流程的流程图。 具体实施方式
对本发明的第 1、 第 2 实施方式进行说明。
( 第 1 实施方式 )
使用图 1、 图 2-1、 图 2-2 对第 1 实施方式进行说明。图 1 是作为本发明的第 1 实 施方式的作业机械的液压挖掘机的左侧视图。图 2-1 是将图 1 中所示的液压挖掘机所配备 的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。图 2-2 是表示用图 2-1 中所示的控制器进行的 处理的流程的流程图。
如图 1 所示， 液压挖掘机 1 具备驱动履带 3 进行行驶的行驶体 2 ； 可回旋地与该行 驶体 2 结合的回旋体 4 ； 以及装配在该回旋体 4 的前部的大致中央的作业装置 7。
在回旋体 4 的左前部设有驾驶室 5。在驾驶室 5 的后方设有收放后述的液压驱动装置 20 的主泵 22、 发动机 23 等的机械室 6。将发动机 23 的排气导向液压挖掘机 1 外部的 排出管 26 从机械室 6 的上部突出。
作业装置 7 具备起重臂 8。作业装置 7 的起重臂 8 在其一端相对于回旋体 4 能转 动地销结合。在起重臂 8 的另一端， 悬臂 9 在其一端能转动地销结合。在悬臂 9 的另一端， 铲斗 10 在其一端能转动地销结合。起重臂 8 由起重臂油缸 11 驱动。该起重臂油缸 11 在 缸筒 11a 的底侧的端部相对于回旋体 4 能转动地销结合， 并且在杆 11b 的端部， 能转动地销 结合在起重臂 8 的中间部。悬臂 9 由悬臂油缸 12 驱动。该悬臂油缸 12 在缸筒 12a 的底侧 的端部相对于起重臂 8 能转动地销结合， 并且在杆 12b 的端部相对于悬臂 9 的一端能转动 地销结合。铲斗 10 利用联杆机构部 13c 传递铲斗油缸 13 的伸缩动作地被驱动。该铲斗油 缸 13 在缸筒 13a 的底侧的端部相对于悬臂 9 能转动地销结合， 并且在杆 13b 的端部相对于 联杆机构部 13c 能转动地销结合。
如图 2-1 所示， 第 1 实施方式的液压驱动装置 20 作为液压挖掘机 1 的驱动源即多 个液压驱动器， 具备作为行驶体 2 的驱动源的左行驶马达 ( 未图示 ) 及右行驶马达 ( 未图 示 )、 作为回旋体 4 的驱动源的回旋马达 ( 未图示 )、 起重臂油缸 11、 悬臂油缸 12、 铲斗油缸 13。( 此外， 图 2-1 仅图示了悬臂用油缸 12， 其他省略图示 ) 给与这些多个液压驱动器的驱动压的液压源是主泵 22( 可变容量形液压泵 )。该 主泵 22 的驱动源是发动机 23( 原动机 ： 柴油发动机 )。排气管 24 从发动机 23 导出， 在该 排气管 24 上设有排气净化装置 25。该排气净化装置 25 是利用过滤器捕捉发动机 23 中的 因燃料不完全燃烧而产生的排气中的粒子状物质的装置。上述的排出管 26 从排气净化装 置 25 突出。
在主泵 22 与各液压驱动器之间， 装有控制向该液压驱动器供给的压力油的方向 及流动的驱动器控制阀。 在图 2-1 中， 以这些驱动器控制阀为代表， 仅表示了介于主泵 22 与 悬臂油缸 12 之间的悬臂油缸控制阀 27。 该悬臂油缸控制阀 27 是液压先导式且双边弹簧式 的三位置阀。悬臂油缸控制阀 27 的阀位置设定成， 在初始位置 27c( 中立位置 ) 与第一工 作位置 27d 之间、 以及初始位置 27c 与第二工作位置 27e 之间进行变化。初始位置 27c( 中 立位置 ) 是切断压力油从主泵 22 向悬臂油缸 12 的底侧室 12a1 及杆侧室 12a2 的任一个流 动的同时， 形成导向工作油箱 21 的通道的阀位置。第一工作位置 27d 是形成有将主泵 22 排出油导向悬臂油缸 12 的底侧室 12a1 的通道、 和将杆侧室 12a2 内的压力油导向工作油箱 21 的通道的、 使悬臂油缸 12 伸展的一侧的阀位置。第二工作位置 27e 是形成有将主泵 22 的排出油导向悬臂油缸 12 的杆侧室 12a2 的通道、 和将底侧室 12a1 内的压力油导向工作 油箱 21 的通道的、 使悬臂油缸 12 收缩的一侧的阀位置。起重臂油缸控制阀、 铲斗油缸控制 阀、 左行驶马达控制阀、 右行驶马达控制阀以及回旋马达控制阀均与悬臂油缸控制阀 27 同 样地构成。
给与悬臂油缸控制阀 27 的先导压力由悬臂操作装置 29 生成。 该悬臂操作装置 29 具有杆操作式的一对先导阀， 通过这些先导阀将先导泵 28 的排出压作为一次压力生成先 导压力。 对起重臂油缸控制阀、 铲斗油缸控制阀、 左行驶马达控制阀、 右行驶马达控制阀、 回 旋马达控制阀也设置与该悬臂操作装置 29 同样的操作装置。
在从先导泵 28 导出的先导管道 31 即、 将分配到悬臂操作装置 29 等所有操作装置 上的先导泵 28 的排出油导出的管道上， 设有能够一并切断对所有操作装置的一次压力的
锁门用开闭阀 33。
锁门用开闭阀 33 是弹簧复位式且杆操作式的阀， 利用锁门杆 32 进行操作。在该 锁门用开闭阀 33 中， 初始位置为打开位置 33a， 工作位置为关闭位置 33b。关闭位置 33b 是 封闭先导管道 31 而一并切断对悬臂操作装置 29 等所有操作装置的一次压的阀位置。锁门 杆 32 通过未图示的结构而能够有选择地保持在与锁门用开闭阀 33 的阀位置对应的锁定位 置、 与锁门用开闭阀 33 的打开位置 33a 对应的解除位置。
在锁门杆 32 上安装有锁定检测开关 40， 该锁定检测开关 40 检测该锁门杆 32 是否 在锁定位置即锁定状态， 并输出锁定检测信号 Sl( 电信号 )。
在将起重臂与回旋体 4 可转动地结合起来的销结合部， 设有将起重臂 8 相对于回 旋体 4 的角度转换成起重臂角度检测信号 Sbm( 电信号 ) 并输出的起重臂角度传感器 43。 在将悬臂 9 与起重臂 8 可转动地结合起来的销结合部， 设有将悬臂 9 相对于起重臂 8 的角 度转换成悬臂角度检测信号 Sa( 电信号 ) 并输出的悬臂角度传感器 41。在将悬臂 9 与铲 斗 10 可转动地结合起来的销结合部， 设有将铲斗 10 相对于悬臂 9 的角度转换成铲斗角度 检测信号 Sbt( 电信号 ) 并输出的铲斗角度传感器 42。
在主管道 30 上， 在比悬臂油缸控制阀 27 等所有驱动器控制阀靠上游侧， 设有将主 泵 22 的排出压转换成排出压检测信号 Sp( 电信号 ) 并输出的排出压传感器 44。 悬臂油缸控制阀 27 具有一对液压先导部 27a、 27b， 这些液压先导部 27a、 27b 均与 悬臂操作装置 29 连接。另外， 仅有液压先导部 27a 除了与悬臂操作装置 29 连接以外， 还与 升压用控制阀 51 连接。液压先导部 27a 若施加先导压力， 则悬臂油缸 12 向使悬臂 9 的前 端接近起重臂 8 的一侧动作， 也就是， 使悬臂油缸控制阀 27 的阀柱向使悬臂油缸 12 伸展的 一侧的阀位置即第一工作位置侧动作。升压用控制阀 51 介于先导管道 31 中的锁门用开闭 阀 33 的上游与液压先导部 27a 之间。该升压用控制阀 51 为弹簧复位式的比例电磁阀， 被 施加控制信号 Cp( 电信号 ) 而进行动作。初始位置 51a 是形成使液压先导部 27a 与工作油 箱 21 连通的通道的阀位置。工作位置 51b 是形成使液压先导部 27a 与先导泵 28 连通的通 道的阀位置。施加在液压先导部 27a 上的先导压力根据升压用控制阀 51 的阀位置的变化 而无级地变化， 与此同时， 该阀位置越接近工作位置 51b 越高。
主泵 22 的排出流量由调节器 52 控制。该调节器 52 是电操作式， 通过给与控制信 号 Cf( 电信号 ) 而向增加主泵 22 的排出流量的方向动作。
发动机 23 被控制为可得到与主泵 22 负载的变动相应的发动机输出功率。因此， 如果主泵 22 的排出流量增加， 主泵 22 的排出压上升， 则发动机输出功率上升。由于发动机 输出功率的上升， 排气的温度上升， 如果该温度达到粒子状物质的燃烧所需要的值， 则会进 行使堆积在排气净化装置 25 的过滤器上的粒子状物质燃烧并除去的强制再生。液压驱动 装置 20 能够实施该强制再生。在进行强制再生时， 使主泵 22 的排出流量增加的装置是调 节器 52， 作为使主泵 22 的排出压上升的装置可利用所有驱动器之中特定的驱动器控制阀、 例如悬臂油缸控制阀 27。换言之， 悬臂油缸控制阀 27 和调节器 52 构成使发动机输出功率 上升而将堆积在排气净化装置 25 的过滤器上的粒子状物质的燃烧所需要的热送往排气的 强制再生单元。
设有强制再生开关 53， 该强制再生开关 53 作为伴随由人体的一部分进行的操作 而命令实施强制再生的强制再生指令单元。该强制再生开关 53 是弹簧复位式的按钮开关，
在其接通状态下， 输出命令实施强制再生的强制再生指令信号 So( 电信号 )。
从锁定检测开关 40 输出的锁定检测信号 Sl、 从起重臂角度传感器 43 输出的起重 臂角度检测信号 Sbm、 从悬臂角度传感器 41 输出的悬臂角度检测信号 Sa、 从铲斗角度传感 器 42 输出的铲斗角度检测信号 Sbt、 从排出压传感器 44 输出的排出压检测信号 Sp、 以及从 强制再生开关 53 输出的强制再生指令信号 So 被输入到控制器 50。
控制器 50 是具备 CPU、 ROM、 RAM 等并按照计算机程序进行动作的装置。该控制器 50 设定成判断是否从锁定检测开关 40 给与了锁定检测信号 Sl。锁定检测开关 40 输出锁 定检测信号的状态是锁门用开闭阀 33 工作的状态。在该状态下， 由于先导管道 31 被切断， 因此不向悬臂油缸控制阀 27 等的所有驱动器控制阀 ( 左行驶马达控制阀、 右行驶马达控制 阀、 起重臂油缸控制阀、 悬臂油缸控制阀 27、 铲斗油缸控制阀、 回旋马达控制阀 ) 的液压先 导部的任意一个供给先导压力， 所有驱动器控制阀的阀位置均为初始位置 ( 中立位置 )。 换 言之， 控制器 50 通过判断是否从锁定检测开关 40 给与了锁定检测信号 Sl， 从而作为检测所 有驱动器控制阀是否均为初始位置的非操作状态的非操作状态检测单元起作用。
控制器 50 设定成输出控制信号 Cp、 Cf 并控制升压用控制阀 51、 调节器 52。控制 器 50 和升压用控制阀 51 构成控制单元， 该控制单元控制由调节器 52 和悬臂油缸控制阀 27 构成的强制再生单元。
控制器 50 设定成， 基于来自起重臂角度传感器 43 的起重臂角度检测信号 Sbm、 来 自悬臂角度传感器 41 的悬臂角度信号 Sa、 来自铲斗角度传感器 42 的铲斗角度检测信号 Sbt， 判断作业装置 7 的姿势是否为适当姿势。适当姿势如图 1 所示， 是铲斗 10 相对于悬臂 9 被抱住， 且悬臂 9 相对于起重臂 8 被抱住， 起重臂 8 下降， 悬臂 9 的前端 ( 联杆 13c) 与基 准地表面 G 接触的状态。
控制器 50 设定成按照图 2-2 所示的步骤 S1-S6 进行动作。控制器 50 伴随发动 机 23 的启动而起动。起动后， 控制器 50 若输入来自强制再生开关 53 的强制再生指令信号 So( 在步骤 S1 中为 YES)， 则判断来自锁定检测开关 40 的锁定检测信号 Sl 的输入是否为继 续的状态、 即锁门杆 32 是否为锁定状态 ( 步骤 S2)。 与此同时， 基于来自起重臂角度传感器 43 的起重臂角度检测信号 Sbm、 来自悬臂角度传感器 41 的悬臂角度信号 Sa、 来自铲斗角度 传感器 42 的铲斗角度检测信号 Sbt， 判断作业装置 7 的姿势是否为适当姿势 ( 步骤 S2)。
通过步骤 S2 中的判断， 在检测出锁门杆 32 的锁定状态和适当姿势双方时 ( 在步 骤 S2 中为 YES)， 控制器 50 使强制再生单元 ( 悬臂油缸控制阀 27、 调节器 52) 开始强制再 生 ( 步骤 S3)。换言之， 将与预先设定的控制值相应的控制信号 Cp、 Cf 分别输出到升压用 控制阀 51、 调节器 52。如果不是检测出锁门杆 32 的锁定状态和适当姿势双方的状态， 则不 开始强制再生 ( 在步骤 S2 中为 NO)。
被给与了控制信号 Cp 的升压用控制阀 51 生成先导压力， 该先导压力被施加给悬 臂油缸控制阀 27 的液压先导部 27a。由此， 悬臂油缸控制阀 27 的阀位置从初始位置 27c 向 第一工作位置 27d 侧变化。其结果， 随着悬臂油缸 12 伸展， 主泵 22 的排出压上升。另外， 被给与了控制信号 Cf 的调节器 52 使主泵 22 的排出流量增加。
在锁门杆 32 的锁定状态下， 出于节能及降低噪音的目的， 发动机 23 被控制为空转 状态， 但伴随着主泵 22 的排出流量的增加和排出压力的上升， 控制为使发动机输出功率上 升。若发动机输出功率上升， 则排气的温度上升， 粒子状物质通过排气的热而燃烧， 即进行强制再生。 在强制再生过程中， 控制器 50 基于来自排出压传感器 44 的排出压检测信号 Sp， 进行控制信号 Cp 的调整， 将主泵 22 的排出压保持在强制再生所需要的规定压力以上。
另外， 控制器 50 从开始向升压用控制阀 51 输出控制信号 Cp 的时刻， 基于来自悬 臂角度传感器 41 的悬臂角度检测信号 Sa， 判断悬臂油缸 12 是否为伸展侧的行程末端状态。 换言之， 控制器 50 作为检测悬臂 9 的前端为接近起重臂 8 的一侧、 即悬臂油缸 12 的伸展侧 的行程末端状态的行程末端状态检测单元起作用。 并且， 基于该判断结果， 对悬臂油缸控制 阀 27 给与控制信号 Cp， 以保持悬臂油缸 12 的行程末端状态。
控制器 50 在步骤 S3 中从开始输出控制信号 Cp、 Cf 的时刻对经过时间进行计时， 直到经过规定时间期间， 只要继续检测锁门杆 32 的锁定状态， 就连续输出控制信号 Cp、 Cf。 在控制信号 Cp、 Cf 的连续输出时间经过了规定时间时 ( 在步骤 S4 中为 YES)， 停止这些控 制信号 Cp、 Cf 的输出， 结束强制再生 ( 步骤 S5)。此外， 规定时间是作为足以从排气净化装 置 25 的过滤器除去粒子状物质的时间而设定的时间。
另一方面， 在经过规定时间前， 在不是检测出锁门杆 32 的锁定状态的情况下 ( 在 步骤 S4 中为 NO)， 控制器 50 在该时刻停止控制信号 Cp、 Cf 的输出， 并中止强制再生 ( 步骤 S6)。 根据第 1 实施方式的液压驱动装置 20 具有如下效果。
在液压驱动装置 20 中， 液压挖掘机 1 的操作员通过使锁门杆 32 处于锁定状态， 在 悬臂油缸控制阀 27 等所有驱动器控制阀的阀位置为初始位置的状态、 即、 液压挖掘机 1 处 于不动作的状态后， 通过操作强制再生开关 53， 从而能够使强制再生单元 ( 悬臂油缸控制 阀 27、 调节器 52) 开始强制再生。 由此， 操作员能够在液压挖掘机 1 开始作业之前及结束作 业之后， 或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。 因此， 能够对防止起因 于置之不理排气净化装置 25 的过滤器的局部堵塞， 导致液压挖掘机 1 工作时发动机输出功 率低下做出贡献。
在液压驱动装置 20 中， 在强制再生期间， 悬臂 9 及起重臂 8 作为整体构成为折叠 在液压挖掘机 1 的回旋体 4 侧的姿势。由此， 能够减小强制再生期间的液压挖掘机 1 在水 平方向的占有空间。另外， 作为强制再生时的悬臂 9 的动作， 由于进行悬臂 9 的前端接近起 重臂 8 的动作， 因此与进行悬臂 9 的前端远离起重臂 8 的动作的情况相比较， 不易发生使作 业装置 7 与其周围的物体接触的事态。
在液压驱动装置 20 中， 基于悬臂 9 相对于起重臂 8 的角度、 即悬臂 9 相对于起重 臂 8 的姿势检测悬臂油缸 12 的行程末端状态。液压挖掘机 1 与强制再生无关地设有悬臂 角度传感器 41， 液压驱动装置 20 利用悬臂角度传感器 41 能够检测悬臂油缸的行程末端状 态。
此外， 上述第 1 实施方式的液压驱动装置 20 用于反铲斗， 但本发明并不限定用于 反铲斗， 也可以用于装料铲斗。但是， 就反铲斗而言， 悬臂油缸的伸展侧的行程末端是使悬 臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸的状态， 就装料铲斗而言， 悬臂油缸的收缩侧的行程末 端是使悬臂的前端最接近起重臂的悬臂油缸状态。因此， 在将强制再生时的悬臂的动作设 定为使悬臂的前端接近起重臂的动作的情况下， 需要使油缸控制阀向使悬臂油缸收缩的一 侧动作。
另外， 在液压驱动装置 20 中， 作为特定的驱动器控制阀利用了悬臂油缸控制阀
27， 但本发明的特定的控制阀也可以为铲斗油缸控制阀。根据该结构， 在进行强制再生时， 作业装置之中进行动作的部位为铲斗或附属装置， 这些部位与起重臂或悬臂相比较， 可以 使伴随其动作的作业装置的姿势的变化小。因此， 能够在作业装置中比起重臂或悬臂的动 作所需要的空间狭窄的空间实施强制再生。 此外， 在液压挖掘机上， 在将悬臂与铲斗可转动 地结合起来的销结合部， 或者在介于悬臂与铲斗之间的联杆机构部上， 与强制再生无关地 设有角度传感器， 在铲斗油缸控制阀为特定的控制阀的情况下， 能够利用该角度传感器检 测铲斗油缸的行程末端状态。
另外， 关于液压驱动装置 20， 作为适当姿势的一个例子， 如图 1 所示， 举例说明了 铲斗 10 相对于悬臂 9 被抱住， 悬臂 9 相对于起重臂 8 被抱住， 起重臂 8 下降， 悬臂 9 的前端 ( 联杆 13c) 与基准地表面 G 接触的状态， 但该适当姿势也可以不是该状态。仅悬臂相对于 起重臂被抱住的状态、 仅铲斗相对于悬臂被抱住的状态、 或者仅悬臂和铲斗双方被抱住的 状态也可以。换言之， 只要起重臂、 悬臂及铲斗中至少一个为驱动到可动界限角度的状态， 就能够作为适当姿势采用。
( 第 2 实施方式 )
使用图 3-1、 图 3-2 对本发明的第 2 实施方式进行说明。图 3-1 是将本发明的第 2 实施方式的液压驱动装置简化来表示的液压回路图。图 3-2 是表示由图 3-1 所示的控制器 进行的处理的流程的流程图。对于图 3-1 所示的结构中与图 2-1 所示的结构相同的部分， 使用了与图 2-1 中附注的符号相同的符号。 在第 2 实施方式的液压驱动装置 60 中， 悬臂油缸控制阀 27 等的驱动器控制阀为 能够电控制的结构。 以悬臂油缸控制阀 27 为例进行说明， 在悬臂油缸控制阀 27 的液压先导 部 27a 附设比例电磁阀 62。在悬臂油缸控制阀 27 的液压先导部 27b 附设比例电磁阀 63。 比例电磁阀 62 将先导泵 28 的排出压作为一次压生成给与液压先导部 27a 的先导压力。比 例电磁阀 63 将先导泵 28 的排出压作为一次压生成给与液压先导部 27b 的先导压力。给与 比例电磁阀 62 的螺线管的控制信号 Ce、 给与比例电磁阀 63 的螺线管的控制信号 Cc 均从控 制器 64 输出。
控制器 64 是具有 CPU、 ROM、 RAM， 并按照计算机程序进行动作的装置。就该控制器 64 而言， 从起重臂角度传感器 43 输出的起重臂角度检测信号 Sbm、 从悬臂角度传感器 41 输 出的悬臂角度检测信号 Sa、 从铲斗角度传感器 42 输出的铲斗角度检测信号 Sbt、 从排出压 传感器 44 输出的排出压检测信号 Sp、 以及从强制再生开关 53 输出的强制再生指令信号 So 被输入到控制器 64。
与悬臂油缸 12 的动作的指令值相对应的动作指令信号 Ea( 电信号 ) 通过悬臂操 作装置 29 被输入控制器 64。 悬臂操作装置 29 是杆操作式的具有可变电阻器的装置， 将操作 杆的操作方向及操作量转换成作为电信号的上述动作指令信号并输出。控制器 64 设定成， 基于动作指令信号对比例电磁阀 62、 63 的控制值进行运算， 并输出与这些控制值相应的控 制信号 Ce、 Cc。比例电磁阀 62、 63 是弹簧复位式的控制阀。在比例电磁阀 62 中， 初始位置 62a 是形成使液压先导部 27a 与工作油箱 21 连通的通道的阀位置， 工作位置 62b 是形成使 液压先导部 27a 与先导泵 28 连通的通道的阀位置。施加给液压先导部 27a 的先导压力根 据比例电磁阀 62 的阀位置变化而无级地变化， 与此同时， 该阀位置越接近工作位置 62b 越 高。比例电磁阀 63 也与比例电磁阀 62 同样地构成。
对于悬臂油缸控制阀 27 以外的驱动器控制阀， 即起重臂油缸控制阀、 铲斗油缸控 制阀、 左行驶马达控制阀、 右行驶马达控制阀及回旋马达控制阀， 也附设与相对于悬臂油缸 控制阀 27 的比例电磁阀 62、 63 同样的比例电磁阀。另外， 与相对于悬臂油缸控制阀 27 的 悬臂操作装置 29 同样， 对起重臂油缸控制阀、 铲斗油缸控制阀、 左行驶马达控制阀、 右行 驶马达控制阀及回旋马达控制阀也分别设置操作装置， 并通过这些操作装置将与起重臂油 缸、 铲斗油缸、 左行驶马达、 右行驶马达及回旋马达各自的动作指令值相应的动作指令信号 ( 电信号 ) 输入到控制器 64。控制器 64 对于来自悬臂操作装置 29 以外的各操作装置的动 作指令信号， 也与对来自悬臂操作装置的动作指令信号 Ea 的情况相同， 设置成运算在与该 动作指令信号对应的驱动器控制阀上所附设的比例电磁阀的控制值， 并输出与这些控制值 相应的控制信号。
控制器 64 设置成， 判断悬臂操作装置 61 等所有操作装置是否均为未输出动作指 令信号的状态。在所有操作装置均为未输出动作指令信号的状态下， 控制器 64 对所有在驱 动器控制阀 ( 左行驶马达控制阀、 右行驶马达控制阀、 起重臂油缸控制阀、 悬臂油缸控制阀 27、 铲斗油缸控制阀、 回旋马达控制阀 ) 上附设的比例电磁阀都不给与控制信号。因此， 对 悬臂油缸控制阀 27 等所有驱动器控制阀的液压先导部都不供给先导压力， 由此， 所有驱动 器控制阀的阀位置都为初始位置 ( 中立位置 )。换言之， 控制器 64 通过判断悬臂操作装置 61 等所有操作装置是否均为未输出动作指令信号的状态， 从而作为检测所有驱动器控制阀 均为初始位置的非操作状态的非操作状态检测单元起作用。 控制器 64 也与第 1 实施方式中的控制器 50 同样， 设定成基于来自起重臂角度传 感器 43 的起重臂角度检测信号 Sbm、 来自悬臂角度传感器 41 的悬臂角度信号 Sa、 来自铲斗 角度传感器 42 的铲斗角度检测信号 Sbt， 判断作业装置 7 的姿势是否为适当姿势。
在第 2 实施方式中， 与第 1 实施方式同样， 调节器 52 和悬臂油缸控制阀 27 构成强 制再生单元， 但该强制再生单元的控制单元与第 1 实施方式的情况不同， 由控制器 64 和比 例电磁阀 62 构成。
控制器 64 设置成按照图 3-2 所示的步骤 S11 ～ S16 进行动作。控制器 64 伴随发 动机 23 的启动而起动。起动后， 控制器 64 若输入来自强制再生开关 53 的强制再生指令信 号 So( 在步骤 S11 中为 YES)， 则判断悬臂操作装置 61 等所有操作装置是否均为未输出动作 指令信号的状态、 还是没有动作指令的状态 ( 步骤 S12)。与此同时， 基于来自起重臂角度 传感器 43 的起重臂角度检测信号 Sbm、 来自悬臂角度传感器 41 的悬臂角度信号 Sa、 来自铲 斗角度传感器 42 的铲斗角度检测信号 Sbt， 判断作业装置 7 的姿势是够为适当姿势 ( 步骤 S12)。
通过步骤 S12 的判断， 在检测出任何操作装置均为没有动作指令的状态和适当姿 势这双方时 ( 在步骤 S12 中为 YES)， 控制器 64 使强制再生单元 ( 悬臂油缸控制阀 27、 调节 器 52) 开始强制再生 ( 步骤 S13)。换言之， 将与预先设定的控制值相应的控制信号 Ce、 Cf 分别输出到比例电磁阀 62、 调节器 52。如果不是任何操作装置均为没有动作指令的状态和 检测出适当姿势这双方的状态， 则不开始强制再生 ( 在步骤 S12 中为 NO)。
给与了控制信号 Ce 的比例电磁阀 62 生成先导压力， 该先导压力被施加在悬臂油 缸控制阀 27 的液压先导部 27a 上。 由此， 悬臂油缸控制阀 27 的阀位置从初始位置 27c 向第 一工作位置 27d 侧变化。其结果， 悬臂油缸 12 伸展的同时， 主泵 22 的排出压上升。另外，
给与了控制信号 Cf 的调节器 52 使主泵 22 的排出流量增加。
在所有驱动器未被操作的状态下， 出于节能及降低噪音的目的， 发动机 23 被控制 为空转状态， 但伴随着主泵 22 的排出流量的增加和排出压的上升， 控制为使发动机输出功 率上升。 若发动机输出功率上升， 则排气的温度上升， 粒子状物质因排气的热而燃烧， 即、 进 行强制再生。在强制再生过程中， 控制器 64 基于来自排出压传感器 44 的排出压检测信号 Sp 进行控制信号 Ce 的调整， 将主泵 22 的排出压保持为强制再生所需要的规定压力以上。
另外， 在步骤 S13 中， 控制器 64 从开始向比例电磁阀 62 输出控制信号 Ce 的时刻 开始， 基于来自悬臂角度传感器 41 的悬臂角度检测信号 Sa， 判断悬臂油缸 12 是否为伸展侧 的行程末端状态。换言之， 控制器 64 作为检测悬臂 9 的前端为接近起重臂 8 的一侧、 即悬 臂油缸 12 的伸展侧的行程末端状态的行程末端状态检测单元起作用。并且， 基于该判断结 果， 向比例电磁阀 62 给与控制信号 Ce， 以便保持悬臂油缸 12 的行程末端状态。
控制器 64 从开始输出控制信号 Ce、 Cf 的时刻开始对经过时间进行计时， 直到经 过规定时间期间， 只要任何操作装置都没有动作指令的状态的检测继续， 就使控制信号 Ce、 Cf 连续地输出。当控制信号 Ce、 Cf 的连续输出时间经过了规定时间时 ( 在步骤 S14 中为 YES)， 停止这些控制信号 Ce、 Cf 的输出， 结束强制再生 ( 步骤 S15)。此外， 规定时间设定为 足以由排气净化装置 25 的过滤器去除粒子状物质的时间。
另一方面， 在经过规定时间前， 在没有检测到任何操作装置都没有动作指令的状 态的情况下 ( 在步骤 S14 中为 NO)， 控制器 64 在该时刻停止控制信号 Ce、 Cf 的输出， 中止 强制再生 ( 步骤 S16)。
根据第 2 实施方式的液压驱动装置 60， 具有以下效果。
在液压驱动装置 60 中， 液压挖掘机 1 的操作员通过停止悬臂操作装置 29 等所有 操作装置的操作， 在悬臂油缸控制阀 27 等所有驱动器控制阀的阀位置为初始位置的状态、 即液压挖掘机 1 处于不动作的状态后， 通过操作强制再生开关 53， 能够使强制再生单元 ( 悬 臂油缸控制阀 27、 调节器 52) 开始强制再生。 由此， 操作员能够在液压挖掘机 1 开始作业之 前及结束作业之后， 或定期地抽时间有意地以足够的时间连续地实施强制再生。 因此， 能够 对防止起因于置之不理排气净化装置 25 的过滤器的局部堵塞， 导致液压挖掘机 1 工作时发 动机输出功率低下做出贡献。
另外， 在液压驱动装置 60 中， 也与第 1 实施方式的液压驱动装置 20 的情况同样， 在强制再生期间， 悬臂 9 及起重臂 8 作为整体构成为折叠在液压挖掘机 1 的回旋体 4 侧的 姿势。由此， 能够减小强制再生期间的液压挖掘机 1 在水平方向的占有空间。另外， 作为强 制再生时的悬臂 9 的动作， 由于进行悬臂 9 的前端接近起重臂 8 的动作， 因此与进行悬臂 9 的前端远离起重臂 8 的动作的情况相比较， 不易发生使作业装置 7 与其周围的物体接触的 事态。
另外， 在液压驱动装置 60 中， 也与第 1 实施方式的液压驱动装置 20 的情况同样， 基于悬臂 9 相对于起重臂 8 的角度、 即悬臂 9 相对于起重臂 8 的姿势检测悬臂油缸 12 的行 程末端状态。 液压挖掘机 1 与强制再生无关地设有悬臂角度传感器 41， 液压驱动装置 20 利 用悬臂角度传感器 41 能够检测悬臂油缸的行程末端状态。
此外， 在上述的第 2 实施方式的液压驱动装置 60 中， 非操作状态检测单元用于判 断所有操作装置是否均为未向控制器 64 输出动作指令信号的状态， 但非操作状态检测单元并不限于此， 也可以是与第 1 实施方式的液压驱动装置 20 同样的非操作状态检测单元， 即基于是否从锁定检测开关 40 输出了锁定检测信号， 判断锁门杆 32 是否为锁定状态， 从而 检测非操作状态。
另外， 液压驱动装置 60 也与第 1 实施方式的液压驱动装置 20 同样， 用于反铲斗， 但本发明并不限定用于反铲斗， 也可以用于装料铲斗。
另外， 在液压驱动装置 60 中， 也与第 1 实施方式的液压驱动装置 20 同样， 作为特 定的驱动器控制阀而利用了悬臂油缸控制阀 27， 但本发明中的特定的控制阀也可以是铲斗 油缸控制阀。
符号说明
1- 液压挖掘机， 2- 行驶体， 3- 履带， 4- 回旋体， 5- 驾驶室， 6- 机械室， 7- 作业装置， 8- 起重臂， 9- 悬臂， 10- 铲斗， 11- 起重臂油缸， 11a- 缸筒， 11b- 杆， 12- 悬臂油缸， 12a- 缸 筒， 12a1- 底侧室， 12a2- 杆侧室， 12b- 杆， 13- 铲斗油缸， 13a- 缸筒， 13b- 杆， 13c- 联杆机构 部， 20- 液压驱动装置， 21- 工作油箱， 22- 主泵， 23- 发动机， 24- 排气管， 25- 排气净化装置， 26- 排出管， 27- 悬臂油缸控制阀， 27a、 27b- 液压先导部， 27c- 初始位置， 27d- 第一工作位 置， 27e- 第二工作位置， 28- 先导泵， 29- 悬臂操作装置， 30- 主管道， 31- 先导管道， 32- 锁门 杆， 33- 锁门用开闭阀， 40- 锁定检测开关， 41- 悬臂角度传感器， 42- 铲斗角度传感器， 43- 起 重臂角度传感器， 44- 排出压传感器， 50- 控制器， 51- 升压用控制阀， 51a- 初始位置， 51b- 工 作位置， 52- 调节器， 53- 强制再生开关， 60- 液压驱动装置， 61- 悬臂操作装置， 62- 比例电磁 阀， 62a- 初始位置， 62b- 工作位置， 63- 比例电磁阀， 64- 控制器。