作业机械的液压控制装置 【技术领域】
本发明涉及作业机械的液压控制装置。
背景技术
在液压挖掘机中，进行放泄(bleed-off)控制，使从泵排出的压力油的一部分(多余部分)返回到油箱中。
一般来说，虽然该放泄控制在对应于多个促动器而设置的控制阀上设置放泄通路，以对应操作机构的操作量的方式使该通路的开口面积发生变化，但控制阀的设置该通路的部分沿滑阀轴方向变长。
于是，提出了在多个控制阀上设置共用的放泄阀的技术。使用液压导向阀作为该放泄阀，利用由控制器控制的电磁比例阀产生地二次压力对该放泄阀进行控制的电子控制方式已被公知(例如，参照特开平11-303809号公报)。
可是，若采用这种方式，则在由于电磁比例阀本身的故障或从控制器向电磁比例阀送出控制信号的信号系统的断线而使控制系统产生异常时，放泄阀处于卸载位置(最大开口位置)，泵排出油都被卸载，机械停止一切动作。
因此，常常导致作业机械在现场中途死机的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种作业机械的液压控制装置，其能够一边采取统一放泄阀的电子控制方式，一边即使在控制系统失效时也能够继续作业。
本发明的作业机械的液压控制装置具有以下的基本构成。
即，本件发明的液压控制装置包括：液压促动器(多个)、作为液压促动器的液压源的液压泵(单个)、基于操作机构的操作来控制各个液压促动器的动作的多个控制阀、使从液压泵排出的压力油的多余部分返回到油箱中的放泄阀、控制该放泄阀的控制机构，进而，还具有补偿机构，所述补偿机构在不能通过该控制机构来控制放泄阀的状态下，对压力油从液压泵到各液压促动器的供给进行补偿。
根据本发明，在不能通过控制机构来控制放泄阀的情况下，利用补偿机构来确保压力油从液压泵到各液压促动器的供给。
因此，即使在因连结控制机构与放泄阀的信号线的断线等而导致失效时，也能够确保液压促动器的动作，所以不会产生机械完全停止而中途死机的问题，能够继续进行作业。
【附图说明】
图1是表示本发明的实施方式相关的液压控制装置的回路构成图。
图2是表示该实施方式中的放泄阀的开口特性的图。
图3是表示本发明的第2实施方式的回路构成图。
图4是表示是表示该实施方式中的放泄阀的开口特性的图。
图5是表示本发明的第3实施方式的回路构成图。
图6是表示本发明的第4实施方式的回路构成图。
图7是表示本发明的第5实施方式的回路构成图。
图8是表示本发明的第6实施方式的回路构成图。
【具体实施方式】
基于图1～图6，对本发明相关的作业机械的液压控制装置进行说明。
在以下的实施方式中，以通过共用的放泄阀(统一放泄阀)对3个液压促动器1、2、3进行放泄控制的情况为例进行说明。
在液压挖掘机的情况下，液压促动器1、2、3分别举例为悬臂压力缸、铲斗压力缸、右行进马达。
第1实施方式(参照图1、2)
各液压促动器1、2、3分别经由液压导向式的控制阀7、8、9而与可变容量型的液压泵10连接，通过作为操作机构的遥控阀4、5、6来操作所述控制阀7、8、9，通过控制阀7、8、9来控制动作方向与速度。
对液压泵10的排出量(偏转角度)进行控制的泵调节器11由电磁比例式的调节器控制阀12控制。利用来自控制器13且基于遥控阀4～6的操作的信号来控制该调节器控制阀12。
即，利用正控制方式(以下，简写为PC方式)对液压泵10进行控制，所谓正控制方式是指根据遥控阀4～6的操作量来控制泵排出量。在此，所谓PC方式包括以遥控阀4～6的操作量越大则泵排出量越增加的方式进行控制的情况。
在这种情况下，在同时操作遥控阀4～6中的两个以上、即、进行复合操作时，能够以基于最大操作量的遥控阀的操作信号进行泵控制的方式构成，也能够以基于指定的遥控阀的操作信号进行泵控制的方式构成。
在液压泵10的排出一侧管路与油箱T之间设有放泄管路14。在该放泄管路14中设有液压导向式的统一放泄阀(以下，仅称为放泄阀)15，所述放泄阀15用于对于各促动器1～3一并进行放泄控制。
该放泄阀15在开口面积最大的卸载位置a(最大开口位置)与开口面积为0的闭塞位置b之间动作。在两位置a、b之间进行放泄控制。
此外，在该放泄阀15中，设有作为非动作(中立)位置的失效保护位置c。在该失效保护位置c，失效保护通路15a(补偿机构)构成为以比卸载开口(卸载位置的开口)小的面积开口。
图2表示该放泄阀15的开口特性。在失效保护位置c，开口为例如最大开口面积的1/10左右(10cm2)，在卸载位置a与闭塞位置b之间，开口面积根据冲程而在最大值(100cm2)与最小值(0cm2)之间变化。
因此，处在失效保护位置c的放泄流量为最大放泄流量的10％左右，剩余90％左右的流量能够供给到促动器1～3。
在该放泄阀15的导向管线16上设有通过控制器13来控制的电磁比例阀17。该电磁比例阀17的二次压力(在图2中示出)作为导向压力而供给到放泄阀15的导向接口。
即，通过控制器13与电磁比例阀17来构成控制机构，通过该控制机构来控制放泄阀15的开口面积(开口度)。
18是启动泵，该启动泵18的排出一侧与调节器控制阀12及电磁比例阀17的一次侧连接。即，启动泵18成为泵调节器11与电磁比例阀17所共用的液压源。
在该构成中，在正常状态下，若操作遥控阀4～6，则基于其操作信号，从控制器13向调节器控制阀12及电磁比例阀17输出信号。然后，利用PC方式，根据操作量来使泵排出量变化，并且放泄阀15在卸载位置a与闭塞位置b之间动作，放泄流量产生变化。
另一方面，若例如连接控制器13与电磁比例阀17的控制系统产生断线等的异常情况，电磁比例阀17变得不能进行控制，则放泄阀15在现有技术下会停止在卸载位置a，泵排出量几乎全部回到油箱T中，与之相对，在本装置中，停止在失效保护位置c。
在这种情况下，如上所述，最大放泄流量的10％左右回到油箱T中，剩余部分则能够供给到促动器回路中。因此，即使在失效时也能够使促动器近似于正常地动作。由此，不必担心机械会完全停止动作，能够充分且毫无障碍地继续进行效果稍差的作业。
若为了利用失效保护通路15a来进行促动器流量的补偿而对作为操作机构的遥控阀4～6进行操作，则对应于该操作量，泵排出量增加，系统压力也上升。因此，能够确保与正常时一样或与其相近的促动器能力。
且，根据该实施方式，因为只要在放泄阀15上追加失效保护位置c(失效保护通路15a)即可，所以构成简单且可以降低成本。
根据以上说明，在本实施方式中，在不能通过控制机构对放泄阀15进行控制的状态下，放泄阀15的失效保护通路15a作为补偿机构而起作用，由此能够对压力油从液压泵10到各液压促动器1～3的供给进行补偿。
另外，虽然本实施方式的构成通常如上所述地以PC方式为前提，也能够适用于不采取PC方式的情况(例如，采取一直使泵排出量处于最大的控制方式的情况)。
第2实施方式(参照图3、4)
在以下的实施方式中，仅对与第1实施方式的不同点进行说明。
在第1实施方式中，在放泄管路14中设置了带有失效保护位置c的放泄阀15。与之相对，在第2实施方式中，设有仅在卸载位置a与闭塞位置b之间动作的液压导向式的放泄阀19。在连接该放泄阀19的导向接口与电磁比例阀17的导向管线20上设有构成补偿机构的导向压力切换阀21(电磁切换阀)。
该导向压力切换阀21具有图下侧的通常位置x与图上侧的失效保护位置y，所述通常位置x将电磁比例阀17的二次压力作为导向压力供给到放泄阀19，所述失效保护位置y将供给到泵调节器11的泵控制压力作为导向压力而供给到放泄阀19。在这种情况下，在作为切换机构的开关22进行接通操作时，从通常位置x切换到失效保护位置y。23是电源。
在该构成中，放泄阀19在正常时利用基于遥控阀4～6的操作的电磁比例阀17的二次压力，如图4所示地动作，其冲程从最大开口(100cm2)直至最小开口(0cm2)。
另一方面，在因断线而导致失效时，因为导向压力切换阀21被切换到失效保护位置y，所以放泄阀19用泵控制压力代替在此之前的电磁比例阀17的二次压力来进行控制。
因为该泵控制压力与电磁比例阀17的二次压力同样地，根据遥控阀4～6的操作量而产生变化，所以放泄阀19在失效时也能够以与正常时相同的操作来进行控制，能够确保与正常时相同的促动器动作。
在该实施方式中，在不能通过控制机构来控制放泄阀19的状态下，设于构成控制机构的电磁比例阀17与放泄阀19之间的导向压力切换阀21作为补偿机构而起作用，由此能够对压力油从液压泵10到各液压促动器1～3的供给进行补偿。
第3及第4实施方式(参照图5、6)
在第3及第4两实施方式中，与第2实施方式同样地，以下述构成为前提，即，通过导向压力切换阀21使得放泄阀19的导向压力在电磁比例阀17的二次压力与泵控制压力之间切换。
然后，在图5所示的第3实施方式中，在控制器13上设有异常检测部24。该异常检测部24基于电压或电流的减少等来检测相对于电磁比例阀17的输出信号系统的断线等的异常产生。其构成为：在通过该异常检测部24检测到异常产生时，从控制器13输出将导向压力切换阀21切换到失效保护位置y的切换信号。
即，控制器13构成为兼作切换导向压力切换阀21的切换机构。
另一方面，在图6所示的第4实施方式中，作为导向压力切换阀21，使用液压导向切换阀来代替第2、第3两实施方式的电磁切换阀。
此外，设有作为切换机构的导向管线25，其将成为该导向压力切换阀21的压力源的电磁比例阀17的二次压力作为导向压力而取入到导向压力切换阀21的导入接口21a。
在该构成中，导向压力切换阀21在电磁比例阀17的二次压力作为导向压力而供给时(正常时)被置于图上侧的通常位置x，在不供给电磁比例阀17的二次压力即导向压力时(失效时)被切换到图下侧的失效保护位置y。
图6表示在失效时被切换到失效保护位置y后的状态。
因此，放泄阀19与第3实施方式同样地，在正常时通过电磁比例阀二次压力进行控制，在失效时通过泵控制压力进行控制。
根据该第3及第4两实施方式，与第2实施方式同样地，在失效时也能够确保与正常相比不变化的促动器动作，可继续进行作业。
此外，根据第4实施方式，因为通过液压来切换导向压力切换阀21，所以与通过电信号进行切换的第2及第3两实施方式相比，具有的优点为：即使在电信号全部隔断即电源产生故障时也能够确保该切换阀21的切换作用。
根据以上说明，若采用第2～第4实施方式的构成，则因为在失效时，将PC方式中的泵控制压力作为导向压力而经由导向压力切换阀21送出到放泄阀19，所以能够确保放泄阀19的动作。即，能够不受失效的影响地维持与正常相同的促动器动作。
且，因为根据操作机构的操作量来进行放泄控制，所以不会有操作上的不适感，能够确保与正常时相同的操作性。
在这种情况下，在第2实施方式中通过开关22的操作来进行导向压力切换阀21向失效保护位置y的切换，在第3实施方式中通过来自控制器13的切换信号来进行导向压力切换阀21向失效保护位置y的切换，在第4实施方式中通过停止导向压力从电磁比例阀17的供给来进行导向压力切换阀21向失效保护位置y的切换。
其中，若采用第4实施方式的构成，则因为通过液压来切换导向压力切换阀21，所以具有的优点为：即使在电信号全部隔断即电源产生故障时也能够确保该切换阀21的切换作用。
第5实施方式(参照图7)
在第2～第4各实施方式中，在根据遥控阀操作量来控制泵排出量的PC方式中，因为在失效时，将泵控制压力供给到放泄阀19，所以放泄阀19根据遥控阀操作量而在卸载位置a与闭塞位置b之间进行动作控制。
与之相对，在第5实施方式中，其构成为：在失效时，将电磁比例阀17的一次压力源的启动泵18的排出压力作为导向压力而送出到放泄阀19。
即，导向压力切换阀21的一个入口接口连接在电磁比例阀17的二次侧，另一个入口接口经由启动泵压力管线26而连接于启动泵18。
若采用该构成，则在失效时，在导向压力切换阀21被切换到失效保护位置x的状态下，比在此之前的电磁比例阀21的二次压力要高的启动泵18的排出压力(相对于电磁比例阀17的一次压力)直接作为导向压力而供给到放泄阀19。因此，放泄阀19被固定于完全关闭的闭塞位置b。
其结果，泵10的排出量全部供给到促动器回路中。由此，即使在进行负载高的作业时也能够确保充分的流量，不必担心会因流量不足而停止促动器的动作。
第6实施方式(参照图8)
作为促动器控制用的控制阀，在主滑阀的单侧上设置了与主滑阀一体地冲程动作的侧滑阀的切换阀已被公知。
在第6实施方式中，分别使用备有该侧滑阀27的切换阀作为各控制阀7、8、9。
在各侧滑阀27上设有在遥控阀4～6中立时打开、在操作时关闭的侧旁路通路27a。各侧旁路通路27a通过侧旁路管线28而串列地连接到启动泵18与油箱T上。
又，在侧旁路管线28中的启动泵18的排出一侧，设有用于建立起泵压力的节流孔29。连接在该节流孔29的出口一侧的导向压力供给管线30与导向压力切换阀21的一个入口接口连接。
在该构成中，在都未操作各控制阀7～9的情况下，打开侧滑阀27的侧旁路通路27a，侧旁路管线28与油箱T连通。因此，在节流孔29的出口一侧不产生压力。
另一方面，若操作控制阀7～9中的至少一个，则通过关闭侧旁路管线28而在节流孔29的出口一侧产生压力。
因此，在失效时，若在导向压力切换阀21被切换到失效保护位置y的状态下进行阀操作，则节流孔29的出口侧压力经由导向压力切换阀21而供给到放泄阀19。
即，仅在阀操作时将放泄阀19切换到闭塞位置b，能够确保促动器动作。
另外，在第5及第6两实施方式中，以第3实施方式的构成为基础，即，用控制器13的异常检测部24检测失效产生并将导向压力切换阀21切换到失效保护位置x。另一方面，上述的构成同样地适用于使用开关22作为切换机构的第2实施方式、以及使用液压导向式的切换阀作为导向压力切换阀21的第3实施方式。
又，第5及第6两实施方式的构成不仅适用于采取PC方式的情况，也适用于以下情况：对应负控制压力(以下称为NC压力)来控制泵排出量的负控制方式；以及控制泵，使得泵压力与负载压力的差值保持一定的负荷传感方式。
虽然参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的权利要求所述的范围内能够进行同等或代替变形。