JP2001295681A

JP2001295681A - ホイール走行式油圧建設機械

Info

Publication number: JP2001295681A
Application number: JP2000113924A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ichimura; 和弘一村; Yoshihiro Tateno; 至洋立野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP4242038B2

Abstract

(57)【要約】【課題】走行時も作業時も所定の条件の下で高馬力運転
を実現する。【解決手段】アクセルペダル２２の踏み込み量に基づい
て決定される走行に適した第１の目標回転数特性と、ア
クセルペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される作
業に適した第２の目標回転数特性と、燃料レバー５５ａ
の操作量に基づいて決定される作業に適した第３の目標
回転数特性のいずれか一つの特性によりエンジン回転数
が設定される。走行中に高馬力運転モードが設定され走
行負荷が所定値以上でかつアクセルペダル２２がフル操
作されると、第１の目標回転数特性で設定されたエンジ
ン回転数は増量される。作業中に高馬力運転モードが設
定されて作業負荷が所定値以上でかつ燃料レバーがフル
操作されたとき、第３の目標回転数特性で設定されたエ
ンジン回転数は増量される。第２の目標回転数特性は、
アクセルペダル２２がフル操作されたときのエンジン回
転数は、第３の目標回転数特性で設定され増量された値
以上とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイール式油圧ショベ
ルなどのホイール走行式油圧建設機械の回転数制御に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ホイール式油圧ショベルでは
アクセルペダルにより原動機回転数を増減して所望の走
行速度を得る一方、作業時にもアクセルペダルの操作量
に応じて原動機回転数を増減可能としている。ホイール
式油圧ショベルでは走行時の要求馬力が作業時の要求馬
力よりも大きいので、上述した原動機回転数制御を行う
場合、アクセルペダル操作量により設定される原動機回
転数の特性を２種類設定し、同一の踏み込み量に対して
は走行時の出力馬力が大きくなるようにしている。

【０００３】また、ホイール式油圧ショベルでは、走行
時に高馬力運転を行う走行高馬力運転モードが設定可能
とされ、この運転モードが設定されているとき、アクセ
ルペダルが所定量以上、例えばフル操作されると原動機
回転数が所定量増量されて出力馬力が大きくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のホイール式油圧ショベルの原動機回転数制御装
置にあっては、作業時に高馬力運転モードを設定できな
いようにしていたので、走行時に使用される高出力馬力
を作業に使用することができなかった。

【０００５】本発明の目的は、作業時にも原動機の持つ
能力を十分に発揮させて掘削性能と作業性能を向上させ
ることができるホイール走行式油圧建設機械を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】実施の形態の図面に対応
づけて本発明を説明する。（１）請求項１のホイール走行式油圧建設機械は、アク
セルペダル２２により駆動される走行駆動装置１と；操
作レバー３１により駆動される作業機駆動装置３４と；
アクセルペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性Ｌ１と、アクセル
ペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される作業に適
した第２の原動機回転数特性Ｌ２と、回転数調節操作部
材５５ａの操作量に基づいて決定される作業に適した第
３の原動機回転数特性Ｌ３の中の、いずれか一つの特性
により原動機回転数を設定する回転数設定手段５０と；
アクセルペダル２２の踏み込み量および回転数調節操作
部材５５ａの操作量のいずれか一方に応じて、回転数設
定手段５０により設定された値に原動機回転数を調節す
る回転数調節手段５３と；高馬力運転を行う高馬力運転
モードを設定するモード設定手段５６と；走行駆動装置
１の走行負荷および作業機駆動装置３４の作業負荷を検
出する負荷検出手段４２と；走行中に高馬力運転モード
が設定されているときは、負荷検出手段４２で検出され
ている走行負荷が所定値以上でかつアクセルペダル２２
が所定量以上踏み込まれたときに、回転数設定手段５０
により第１の原動機回転数特性Ｌ１で設定されている原
動機回転数Ｎtmaxを所定量ΔＮだけ増量し、作業中に高
馬力運転モードが設定されているときは、負荷検出手段
４２で検出されている作業負荷が所定値以上でかつ回転
数調節操作部材５５ａが所定量以上操作されたときに、
回転数設定手段５０により第３の原動機回転数特性Ｌ３
で設定されている原動機回転数Ｎdlmaxを所定量ΔＮだ
け増量する増量手段５０６，５０８Ａ，５０８Ｂとを備
え；第２の原動機回転数特性Ｌ２は、アクセルペダル２
２が所定量以上踏み込まれたときの原動機回転数Ｎdama
xを、作業中に第３の原動機回転数特性Ｌ３で設定され
た原動機回転数Ｎdlmaxを増量手段５０６，５０８Ａ，
５０８Ｂにより増量した値Ｎdlmax＋ΔＮ以上とするよ
うに決定されていることを特徴とする。請求項１の回転
数特性の一例は図５に示される。（２）請求項２のホイール走行式油圧建設機械は、アク
セルペダル２２により駆動される走行駆動装置１と；操
作レバー３１により駆動される作業機駆動装置３４と；
アクセルペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性Ｌ１と、アクセル
ペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される作業に適
した第２の原動機回転数特性Ｌ２と、回転数調節操作部
材５５ａの操作量に基づいて決定される作業に適した第
３の原動機回転数特性Ｌ３の中の、いずれか一つの特性
により原動機回転数を設定する回転数設定手段５０と；
アクセルペダル２２の踏み込み量および回転数調節操作
部材５５ａの操作量のいずれか一方に応じて、回転数設
定手段５０により設定された値に原動機回転数を調節す
る回転数調節手段５３と；高馬力運転を行う高馬力運転
モードを設定するモード設定手段５６と；走行駆動装置
１の走行負荷および作業機駆動装置３４の作業負荷を検
出する負荷検出手段４２と；走行中に高馬力運転モード
が設定されているときは、負荷検出手段４２で検出され
ている走行負荷が所定値以上でかつアクセルペダル２２
が所定量以上踏み込まれたときに、回転数設定手段５０
により第１の原動機回転数特性Ｌ１で設定されている原
動機回転数Ｎtmaxを所定量ΔＮだけ増量し、作業中に高
馬力運転モードが設定されてかつ負荷検出手段４２で検
出されている作業負荷が所定値以上のときは、回転数調
節操作部材５５ａが所定量以上操作されたときおよびア
クセルペダル２２が所定量以上踏み込まれたときのいず
れかのときに、回転数設定手段５０により第２の原動機
回転数特性Ｌ２または第３の原動機回転数特性Ｌ３で設
定されている原動機回転数Ｎdlmax，Ｎdamaxを所定量Δ
Ｎだけ増量する増量手段５０６，５０８とを具備するこ
とを特徴とする。請求項２の回転数特性の一例は図８に
示される。（３）請求項３のホイール走行式油圧建設機械は、アク
セルペダル２２により駆動される走行駆動装置１と；操
作レバー３１により駆動される作業機駆動装置３４と；
アクセルペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性Ｌ１と、アクセル
ペダル２２の踏み込み量に基づいて決定される作業に適
した第２の原動機回転数特性Ｌ２のいずれか一つの特性
により原動機回転数を設定する回転数設定手段５０と；
アクセルペダル２２の踏み込み量および回転数調節操作
部材５５ａの操作量のいずれか一方に応じて、回転数設
定手段５０により設定された値に原動機回転数を調節す
る回転数調節手段５３と；高馬力運転を行う高馬力運転
モードを設定するモード設定手段５６と；走行駆動装置
１の走行負荷および作業機駆動装置３４の作業負荷を検
出する負荷検出手段４２と；走行中に高馬力運転モード
が設定されているときは、負荷検出手段４２で検出され
ている走行負荷が所定値以上でかつアクセルペダル２２
が所定量以上踏み込まれたとき、および、作業中に高馬
力運転モードが設定されているときは、負荷検出手段４
２で検出されている作業負荷が所定値以上でかつアクセ
ルペダル２２が所定量以上踏み込まれたとき、のいずれ
かのときに、回転数設定手段５０により第１の原動機回
転数特性Ｌ１または第２の原動機回転数特性Ｌ２で設定
されている原動機回転数Ｎtmax，Ｎdamaxを所定量ΔＮ
だけ増量する増量手段５０６，５０８とを具備すること
を特徴とする。請求項３の回転数特性の一例は図８に示
される。（４）請求項４の発明によるホイール走行式油圧建設機
械は、請求項１〜３のいずれかに記載の油圧建設機械の
原動機回転数制御装置において、走行モードを設定する
走行モード設定手段５８を備え、増量手段５０は、高馬
力運転モードが設定されていない場合でも走行モードが
設定されているときには、アクセルペダル２２の踏み込
み量と走行負荷に応じて、原動機回転数の増量制御を実
行することを特徴とする。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。

【０００８】

【実施の形態】−第１の実施の形態− 図１〜図６により本発明をホイール式油圧ショベルに適
用した場合について説明する。ホイ−ル式油圧ショベル
は、走行体上に旋回体を旋回可能に搭載し、この旋回体
に作業用アタッチメントを取付けたものである。走行体
には図１に示す走行油圧回路で駆動される走行用可変油
圧モータ１が設けられている。

【０００９】図１に示すように、エンジン２により駆動
されるメインポンプ３からの吐出油は、コントロールバ
ルブ４によりその方向および流量が制御され、カウンタ
バランスバルブ５を内蔵したブレーキバルブ６を経て走
行モータ１に供給される。走行モータ１の出力軸にはト
ランスミッション７が連結されている。走行モータ１の
回転はトランスミッション７，プロペラシャフト８，ア
クスル９を介してタイヤ１０を駆動しホイール式油圧シ
ョベルが走行する。

【００１０】メインポンプ３の押除け容積（傾転角）は
ポンプ吐出圧力に応じてレギュレータ１１で調節され
る。レギュレータ１１にはトルク制限部が設けられ、こ
のトルク制限部にポンプ吐出圧力がフィードバックされ
ていわゆる馬力制御が行なわれる。馬力制御とは、ポン
プ吐出圧力とポンプ押除け容積とで決定される負荷がエ
ンジン出力を上回らないように、ポンプ押除け容積を制
御するものである。また、レギュレータ１１には最大傾
転制限部が設けられ、この最大傾転制限部によりメイン
ポンプ３の最大流量が決定される。

【００１１】コントロールバルブ４はパイロット回路か
らのパイロット圧力によって、その切換方向とストロー
ク量が制御される。このストローク量を調節することに
より車両の走行速度を制御することができる。パイロッ
ト回路は、パイロットポンプ２１と、アクセルペダル２
２の踏込みに応じてパイロット２次圧力を発生する走行
パイロットバルブ２３と、このパイロットバルブ２３に
後続しパイロットバルブ２３への戻り油を遅延するスロ
ーリターンバルブ２４と、このスローリターンバルブ２
４に後続し車両の前進、後進、中立を選択する前後進切
換バルブ２５とを有する。この前後進切換バルブ２５は
後述する前後進スイッチにより切り換えられる電磁切換
弁である。

【００１２】図１は前後進切換バルブ２５が中立（Ｎ位
置）、走行パイロットバルブ２３が操作されていない状
態を示しており、したがって、コントロールバルブ４が
中立位置にあって、メインポンプ３からの圧油はタンク
に戻り車両は停止している。前後進切換バルブ２５を前
進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換え、アクセ
ルペダル２２を踏込み操作すると、踏込み量に応じたパ
イロット２次圧力が発生する。アクセルペダル２２の操
作に比例して発生するパイロット圧は前後進切換バルブ
２５を通って前進側パイロット圧油と後進側パイロット
圧油として出力され、コントロールバルブ４のパイロッ
トポートに作用する。コントロールバルブ４は、パイロ
ット圧に応じたストローク量で切り換わる。コントロー
ルバルブ４の切り替えにより、メインポンプ３からの吐
出油がコントロールバルブ４，センタージョイント１
２，ブレーキバルブ６を経由して走行モータ１に導か
れ、走行モータ１が駆動されてホイール式油圧ショベル
が走行する。走行パイロット圧油は図１の圧力センサ４
１で検出され、後述するパイロット圧力信号Ｐｔとして
出力される。

【００１３】走行モータ１は自己圧傾転制御機構を備え
ており、駆動圧が高圧になるにつれを容積を大きくし低
速・高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれ容積
を小さくし高速・低トルクで駆動する。駆動圧はシャト
ルバルブ１３から走行モータ１のコントロールピストン
１４，サーボピストン１５に作用する。走行駆動圧力
は、ポンプ圧力Ｐｐとして圧力センサ４２で検出されて
出力される。

【００１４】走行中にアクセルペダル２２を離すと走行
パイロットバルブ２３がパイロットポンプ２１からの圧
油を遮断し、その出口ポートがタンクと連通される。こ
の結果、コントロールバルブ４のパイロットポートに作
用していた圧油が前後進切換バルブ２５，スローリター
ンバルブ２４，走行パイロットバルブ２３を介してタン
クに戻る。このとき、スローリターンバルブ２４の絞り
により戻り油が絞られるから、コントロールバルブ４は
徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ４が
中立位置に切り換わると、メインポンプ３からの吐出油
はタンクへ戻り、走行モータ１への圧油(駆動圧)の供給
が遮断され、カウンタバランスバルブ５も図示の中立位
置に切り換わる。

【００１５】この場合、車体は車体の慣性力により走行
を続け、走行モータ１はモータ作用からポンプ作用に変
わり、図中Ｂポート側が吸入、Ａポート側が吐出とな
る。走行モータ１からの圧油は、カウンタバランスバル
ブ５の絞り（中立絞り）により絞られるため、カウンタ
バランスバルブ５と走行モータ１との間の圧力が上昇し
て走行モータ１にブレーキ圧として作用する。これによ
り走行モータ１はブレーキトルクを発生し車体を制動さ
せる。ポンプ作用中に吸入油量が不足すると、走行モー
タ１にはメイクアップポート１６より油量が補充され
る。ブレーキ圧はリリーフバルブ１７，１８により、そ
の最高圧力が規制される。

【００１６】リリーフバルブ１７，１８の戻り油は走行
モータ１の吸入側に導かれているので、リリーフ中はモ
ータ内部で閉回路となり、作動油温が上昇し機器に悪影
響を及ぼすおそれがある。そのため、カウンタバランス
バルブ５の中立絞りから小流量の圧油を逃がしてコント
ロールバルブ４に導き、コントロールバルブ４内では
Ａ，Ｂポートを連通し（Ａ−Ｂ連通）、再度、走行モー
タ１吸入側に戻す循環回路を形成し、作動油温を冷却し
ている。

【００１７】下り坂でアクセルペダル２２を離している
場合は、上述した減速時同様、油圧ブレーキが発生し、
車両を制動させながら慣性走行で坂を下る。降坂時は、
アクセルペダル２２を踏込み操作している場合でもカウ
ンタバランスバルブ５が作動し、メインポンプ３から走
行モータ１への流入流量に応じたモータ回転速度（走行
速度）になるよう油圧ブレーキ圧を発生させる。

【００１８】ホイール式油圧ショベルの作業アタッチメ
ントはたとえば、ブーム、アーム、バケットからなる。
運転室にはアーム用、ブーム用およびバケット用のパイ
ロット操作レバーが設けられている。図２は作業アタッ
チメント油圧回路を代表してブーム油圧回路を示してい
る。ブーム操作レバー３１を操作すると、その操作量に
応じて減圧弁（パイロットバルブ）３２で減圧された圧
力により油圧パイロット切換式のブーム用制御弁３３が
切換わり、メインポンプ３からの吐出油が制御弁３３を
介してブームシリンダ３４に導かれ、ブームシリンダ３
４の伸縮によりブームが昇降する。ブーム操作レバー３
１をブーム上げ側に操作するとブームシリンダ３４のボ
トム側にブーム上げパイロット圧油が供給され、ブーム
下げ側に操作するとブームシリンダ３４のロッド側にブ
ーム下げパイロット圧油が供給される。

【００１９】図１および図２では図示を省略するが、ブ
ームレバー３１やアクセルペダル２２の他に、アームレ
バー、バケットレバー、旋回レバーが設けられ、ブーム
レバー３１と同様に各レバーの操作量に応じたパイロッ
ト圧油を吐出する減圧弁（パイロット弁）と、その吐出
パイロット圧油でそれぞれ切換えられる制御弁と、制御
弁からの圧油で駆動されるアクチュエータとを備えてい
る。

【００２０】図３はエンジン回転数とポンプ傾転量など
を制御する制御回路のブロック図であり、ＣＰＵなどで
構成されるコントローラ５０により各機器が制御され
る。エンジン（原動機）２のガバナ５１は、リンク機構
５２を介してパルスモータ５３に接続され、パルスモー
タ５３の回転によりエンジン２の回転数が制御される。
すなわち、パルスモータ５３の正転で回転数が上昇し、
逆転で低下する。このパルスモータ５３の回転は、コン
トローラ５０からの制御信号により制御される。ガバナ
５１にはリンク機構５２を介してポテンショメ−タ５４
が接続され、このポテンショメ−タ５４によりエンジン
２の回転数に応じたガバナレバー角度を検出し、エンジ
ン制御回転数Ｎθとしてコントローラ５０に入力され
る。コントローラ５０にはまた、運転室に設けられた燃
料レバー５５ａの手動操作に応じた目標回転数ＦＬを指
令するポテンショメータ５５と、高馬力運転モードを指
令するスイッチ５６と、前後進切換バルブ２５をＮ，
Ｆ，Ｒ位置に切換え指令する前後進切換スイッチ５７
と、ブレーキスイッチ５８とがそれぞれ接続されてい
る。

【００２１】ブレーキスイッチ５８は走行、作業および
駐車位置に切換えられて作業／走行信号を出力する。走
行位置に切換えられると駐車ブレーキを解除し、ブレー
キペダルによりサービスブレーキの作動を許容する。作
業位置に切換えられると駐車ブレーキとサービスブレー
キを作動する。駐車位置に切換えられると駐車ブレーキ
を作動する。

【００２２】また図３において、コントローラ５０に
は、走行パイロット圧力Ｐｔを検出する圧力センサ４１
と、ポンプ圧力Ｐｐを検出する圧力センサ４２が接続さ
れており、これらのセンサで検出されるパイロット圧力
Ｐｔとポンプ圧力Ｐｐがコントローラ５０に入力され
る。

【００２３】図４はコントローラ５０の詳細を説明する
概念図である。関数発生器５０１はアクセルペダル踏み
込み量に比例した走行用目標エンジン回転数Ｎｔを出力
し、関数発生器５０２はアクセルペダル踏み込み量に比
例した作業用目標エンジン回転数Ｎdaを出力し、関数発
生器５０３は燃料レバー５５ａの操作量に比例した目標
エンジン回転数Ｎdlを出力する。

【００２４】すなわち、関数発生器５０１，５０２は、
走行パイロット圧力センサ４１で検出されるパイロット
圧力Ｐｔとエンジン２の目標回転数を対応付けた関数
（回転数特性）Ｌ１，Ｌ２によって定まる走行目標回転
数Ｎｔと作業アクセル目標回転数Ｎdaを出力する。関数
発生器５０３は、燃料レバー５５ａの操作量に依存した
信号とエンジン２の目標回転数を対応づけた関数（回転
数特性）Ｌ３によって定まる作業レバー目標回転数Ｎdl
を出力する。

【００２５】関数発生器５０１の出力Ｎｔは加算点５０
８Ａで後述する回転数増量ΔＮと加算されて選択スイッ
チ５０４に入力される。関数発生器５０２の出力は直接
選択スイッチ５０４に入力される。選択スイッチ５０４
はブレーキスイッチ５８から出力される作業／走行信号
により切換えられる。すなわち、選択スイッチ５０４は
ブレーキスイッチ５８が走行位置に切換えられていると
きは特性Ｌ１を選択し、作業位置が切換えられていると
きは特性Ｌ２を選択する。関数発生器５０３から出力さ
れる燃料レバー５５ａの操作量に比例した目標エンジン
回転数Ｎdlは加算点５０８Ｂで後述する回転数増量ΔＮ
と加算されて最大値選択回路５０５に入力される。最大
値選択回路５０５は、選択スイッチ５０４で選択された
目標エンジン回転数と加算点５０８Ｂから出力される目
標エンジン回転数のうち大きい値を目標回転数Ｎｙとし
て選択する。

【００２６】図５を参照して特性Ｌ１〜Ｌ３について詳
細に説明する。特性Ｌ１はアクセルペダル２２の踏み込
み量に依存する走行に適した走行用目標回転数特性であ
り、特性Ｌ２はアクセルペダル２２の踏み込み量に依存
する作業に適した作業用目標回転数特性である。作業と
は、作業用アタッチメントを使用する掘削作業などをい
う。特性Ｌ１はＬ２よりも目標回転数の立上り、すなわ
ち傾きが急峻となっており、特性Ｌ１のアイドル回転数
Ｎtidおよび最高回転数Ｎtmaxは特性Ｌ２のアイドル回
転数Ｎdidおよび最高回転数Ｎdamaxよりもそれぞれ高く
設定されている。特性Ｌ３は燃料レバー５５ａの操作量
に依存する作業に適した作業用回転数特性であるが、ア
クセルペダル２２による特性Ｌ２に比べてその傾きが緩
やかにされている。この特性Ｌ３のアイドル回転数は特
性Ｌ２のアイドル回転数Ｎdidと同一であるが、最高回
転数ＮdlmaxはＮdamaxよりもやや低めに設定されてい
る。そして、後述する高馬力運転モードの条件が成立す
る場合、燃料レバー５５ａが最高回転数Ｎdlmaxを指令
するフル操作量操作されると回転数はΔＮだけ増量さ
れ、特性Ｌ２の最高回転数はＮdamax（＝Ｎdlmax＋Δ
Ｎ）となる。

【００２７】図４において、回転数補正値演算部５０６
には、圧力センサ４２の出力である油圧ポンプ３の吐出
圧力Ｐｐが入力されている。ポンプ圧力が回転数アップ
圧力設定値Ｐｐ１を越えて増加する場合は、図示の増量
特性にしたがいポンプ圧力に応じた回転数補正値ΔＮを
出力する。この回転数補正値ΔＮは高馬力運転モードス
イッチ５６に連動するスイッチ５０７が閉じているとき
に加算点５０８Ａと５０８Ｂに出力される。高馬力運転
モードスイッチ５６がオペレータによりオンされ、かつ
アクセルペダル２２が所定値以上操作されたとき、たと
えばフル操作されたとき、関数発生器５１０からハイレ
ベル信号が出力されてスイッチ５１１が閉じ、これによ
り、スイッチ５１１からハイレベル信号が出力されてス
イッチ５０７が閉じる。あるいは、高馬力運転モードス
イッチ５６がオペレータによりオンされ、かつ燃料レバ
ー５５ａが所定値以上操作されたとき、たとえばフル操
作されたとき、関数発生器５１０からハイレベル信号が
出力されてスイッチ５１１が閉じ、これにより、スイッ
チ５１１からハイレベル信号が出力されてスイッチ５０
７が閉じる。

【００２８】図４に示すように、最大値選択回路５０５
で選択された目標回転数指令値Ｎｙはサ−ボ制御部５０
９でポテンショメ−タ５４により検出したガバナレバー
の変位量に相当する制御回転数Ｎθと比較され、図６に
示す手順にしたがって両者が一致するようパルスモータ
５３が制御される。

【００２９】図６において、まずステップＳ２１で目標
回転数指令値Ｎｙと制御回転数Ｎθとをそれぞれ読み込
み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、Ｎθ
−Ｎｙの結果を回転数差Ａとしてメモリに格納し、ステ
ップＳ２３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用い
て、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステッ
プＳ２４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞
０ならば制御回転数Ｎθが目標回転数指令値Ｎｙよりも
大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いか
ら、エンジン回転数を下げるためステップＳ２５でモー
タ逆転を指令する信号をパルスモータ５３に出力する。
これによりパルスモータ５３が逆転しエンジン２の回転
数が低下する。

【００３０】一方、Ａ≦０ならば制御回転数Ｎθが目標
回転数指令値Ｎｙよりも小さい、つまり制御回転数が目
標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるため
ステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力す
る。これにより、パルスモータ５３が正転し、エンジン
２の回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定されると
ステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、これ
によりエンジン２の回転数が一定値に保持される。ステ
ップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。

【００３１】以上のように構成された原動機回転数制御
装置の動作について更に具体的に説明する。図４におい
て、走行時は、ブレーキスイッチ５８により選択スイッ
チ５０４が目標回転数特性Ｌ１により設定される目標回
転数Ｎｔを選択する。走行時は燃料レバー５５ａが最小
操作位置に固定されているから、加算点５０８Ａから出
力される目標回転数Ｎｙは、特性Ｌ１による目標回転数
Ｎｔ＋回転数増量ΔＮである。高出力運転モードスイッ
チ５６がオフされているとき、もしくはオンされていて
もアクセルペダル２２がフル操作されていないとき、あ
るいはポンプ圧力Ｐｐが所定値Ｐｐ１未満のときはΔＮ
＝０であり、目標回転数Ｎｙ＝Ｎｔである。

【００３２】高出力運転モードスイッチ５６がオンされ
てアクセルペダル２２がフル操作されているとき、圧力
センサ４２で検出された油圧ポンプ３の吐出圧力Ｐｐが
所定値Ｐｐ１（図３）を越えると、その圧力Ｐｐ１に応
じた回転数補正値ΔＮが関数発生器５０６から出力され
る。

【００３３】したがって、高馬力運転モードが設定され
ている場合、アクセルペダル２２がフル操作されて負荷
圧力Ｐｐが所定値Ｐｐ１以上であれば、目標回転数指令
値Ｎｙは目標回転数ＮｔよりもΔＮ高くなり、エンジン
２の実際の回転数もそれに応じて上昇し、油圧ポンプ３
の吐出流量が増加する。

【００３４】次に、作業時に燃料レバー５５ａを最小操
作位置に設定してアクセルペダル２２によりエンジン回
転数を調節する場合、換言すると、作業アクセル時につ
いて説明する。作業時は、ブレーキスイッチ５８により
選択スイッチ５０４が目標回転数特性Ｌ２で設定される
目標回転数Ｎdaを選択する。燃料レバー５５ａは最小操
作位置に固定されているから、最大値選択回路５０７で
選択されて出力される目標回転数Ｎｙは、特性Ｌ２によ
る目標回転数Ｎdaである。作業アクセル時は、図５の回
転数特性線図で説明したように、燃料レバー５５ａによ
り設定される回転数特性Ｌ３よりも高めに目標回転数が
設定されている。したがって、高出力運転モードスイッ
チ５６のオンオフに無関係に高めの目標回転数Ｎｙが決
定されるから、作業アクセル時にもフルアクセル操作に
より燃料レバー５５ａによる高馬力運転と同様のエンジ
ン出力で高馬力運転を行うことができる。

【００３５】作業時に燃料レバー５５ａによりエンジン
回転数を調節する場合について説明する。作業時、ブレ
ーキスイッチ５８により選択スイッチ５０４は目標回転
数特性Ｌ２で設定される目標回転数Ｎdlを選択する。関
数発生器５０３は燃料レバー５５ａの操作量に応じた目
標回転数Ｎdlを出力する。選択スイッチ５０４から出力
される目標回転数Ｎdaはアクセルペダル２２が操作され
ない限りアイドル回転数Ｎdidであり、最大値選択回路
５０５から出力される目標回転数Ｎｙは、特性Ｌ３によ
る目標回転数Ｎdｌ＋回転数増量ΔＮである。高出力運
転モードスイッチ５６がオフされているときはΔＮ＝０
であり、Ｎｙ＝Ｎdlである。一方、高出力運転モードス
イッチ５６がオンされてアクセルペダル２２がフル操作
されているときは、Ｎｙ＝Ｎdl＋ΔＮである。

【００３６】このように、この第１の実施の形態では、
図５の特性Ｌ２，Ｌ３に示したように、作業アクセル用
目標回転数特性Ｌ２の傾き、すなわち操作量に対するエ
ンジン回転数の変化量（増減量）を、燃料レバー５５ａ
による目標回転数特性Ｌ３の傾きよりも大きくし、ま
た、特性Ｌ２においてフル操作で設定される目標回転数
Ｎdamaxを、特性Ｌ３において高負荷時にフル操作で増
量される目標回転数Ｎdlmax＋ΔＮに等しく設定した。
したがって次のような効果を奏する。

【００３７】（１）図５のグラフから明らかなように、
作業時に高馬力運転モードがオンされていて、燃料レバ
ー５５ａをフル操作している時にポンプ圧力Ｐｐが所定
値以上であれば、エンジン回転数がΔＮ増量されるの
で、エンジンを有効に利用することができる。上述した
ように、油圧走行式油圧ショベルでは、掘削時よりも走
行時により大きな馬力が必要であり、燃費や騒音の観点
から掘削時は走行時よりもエンジン最高回転数を低く設
定している。そこで、高馬力運転が必要なときだけエン
ジンの出力馬力を有効利用する。（２）作業時にアクセルペダル２２でエンジン回転数を
調節する時は、高馬力運転モードを設定することなく、
アクセルがフル操作されるだけで、高出力運転モード時
に燃料レバー５５ａがフル操作されて回転数増量された
作業時目標回転数（Ｎdlmax＋ΔＮ）と同一の値となる
ようにしたので、高馬力運転モードを選択することな
く、作業時にエンジン馬力を有効に利用できる。

【００３８】（３）作業時に燃料レバー５５ａで回転数
調節を行い、かつ高馬力運転モードをオンすることを好
みとするオペレータは、燃料レバー５５ａをフル操作し
ない場合でもアクセルペダル２２をフル操作するだけ
で、高馬力運転を実現することができるし、高馬力運転
モードをオンし忘れた場合でもアクセルペダル２２をフ
ル操作するだけで高馬力運転を実現できる。（４）作業時にアクセルペダル２２で回転数調節を行う
ことを好みとするオペレータは、高馬力運転モードのオ
ンオフに気を配ることなく、アクセルペダル２２をフル
操作するだけで高負荷時に高馬力運転を実現することが
できる。（５）エンジン回転数を増量補正する際に、負荷と動作
するアクチュエータの種類やその動作方向を加味するよ
うにしたので、操作性が高く、低騒音であり、かつ省燃
費が向上する。

【００３９】−第２の実施の形態− 図７および図８は第２の実施の形態を説明する図であ
る。第２の実施の形態では、図７に示すように、特性Ｌ
２，Ｌ３は、その傾き、すなわち操作量に対するエンジ
ン回転数の変化量を等しくするとともに、アイドル回転
数と、フル操作に対する目標回転数も等しくされてい
る。そして、作業アクセル時、高馬力運転モードが設定
され負荷圧力が所定値以上の場合にのみ、アクセルペダ
ル２２がフル操作されたときにΔＮだけ回転数を増量す
るようにした。

【００４０】このようなアルゴリズムを採用するため
に、第２の実施の形態では図８に示す制御ブロックを用
いる。図４と同一な箇所には同一の符号を付し、相違点
を主に説明する。関数発生器５０１から出力される走行
アクセル用目標回転数特性Ｌ１による目標回転数Ｎt
と、関数発生器５０２から出力される作業アクセル用目
標回転数特性Ｌ２による目標回転数Ｎdaとを、ブレーキ
スイッチ５８で切り換えられる選択スイッチ５０４で選
択する。選択スイッチ５０４で選択された目標回転数は
最大値選択回路５０７に入力され、関数発生器５０３か
ら出力される燃料レバー用特性Ｌ３による目標回転数Ｎ
dlと比較される。最大値選択回路５０７は２入力のうち
大きい方を選択する。最大値選択回路５０７から出力さ
れる目標回転数は加算点５０８において、上述した高馬
力運転モード下で出力される回転数増量分ΔＮが加算さ
れ、目標回転数Ｎｙとしてサーボ制御部５０９に入力さ
れる。

【００４１】図７のグラフから明らかなように、高馬力
運転モードがオンされていて、作業時に燃料レバー５５
ａをフル操作している時にポンプ圧力Ｐｐが所定値Ｐｐ
１以上であれば回転数がΔＮ増量されるので、エンジン
２の出力馬力を有効に利用することができる。また、作
業時にアクセルペダル２２でエンジン回転数を調節する
時も同様に回転数増量がなされるので、作業時にエンジ
ン馬力を有効に利用できる。

【００４２】第２の実施の形態では、アクセルぺダル２
２による回転数調節（作業アクセル）と、燃料レバー５
５ａによる回転数調節のいずれにおいても、高馬力運転
モードがオンされていれば、所定の条件が成立すると回
転数増量を行うようにした。高馬力運転モードがオンさ
れているときに、作業アクセル時にだけ回転数増量を行
うようにしたり、反対に、燃料レバーによる回転数調節
時にだけ回転数増量を行うようにしてもよい。

【００４３】なお、図４の制御回路を図９のようにして
もよい。すなわち、高馬力運転モードスイッチ５６とス
イッチ５１１との間に、走行信号により切換えられるス
イッチ６０１とハイレベル信号出力回路６０２を設けて
もよい。同様に、図８の制御回路を図１０に示すように
してもよい。すなわち、高馬力運転モードスイッチ５６
とアンドゲート５１２との間に、走行信号により切換え
られるスイッチ６０１Ａとハイレベル信号出力回路６０
２Ａを設けてもよい。これらの制御回路によれば、走行
信号によりスイッチ６０１あるいは６０１Ａをハイレベ
ル信号出力回路６０２あるいは６０２Ａ側に切換えるこ
とにより、走行時には高馬力運転モードスイッチ５６を
操作し忘れた場合でも、高馬力運転モードと同様のエン
ジン回転数増量制御が実現できる。

【００４４】なお以上では、アクセルペダルまたは燃料
レバーの操作量に応じてエンジン目標回転数を設定する
例を示したが、アップダウンスイッチでエンジン目標回
転数を設定するものにも本発明を適用することができ
る。また以上では、図５または図７に示したように、ア
クセルペダル２２や燃料レバー５５ａがフル操作された
ときに最大目標回転数となるように設定したが、フル操
作の少し手前の操作量位置で最大目標回転数になるよう
にしてもよい。さらに、油圧ショベル以外の油圧建設機
械にも本発明を同様に適用できる。

【００４５】以上の実施の形態において、走行モータ１
などが走行駆動装置を、ブームシリンダ５４などが作業
機駆動装置を、パルスモータ５３などが回転数調節手段
を、関数発生器５０１〜５０３などが回転数設定手段
を、高馬力運転モードスイッチ５６がモード設定手段
を、燃料レバー５５ａが回転数調節操作部材を、圧力ス
イッチ４２が負荷検出手段を、回転数補正値演算部５０
６が増量手段をそれぞれ構成する。また、ブレーキスイ
ッチ５８が走行モード設定手段であり、ブレーキスイッ
チ５８から出力される走行信号が走行モード信号であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
イール走行式油圧建設機械において、走行時および作業
時のいずれの場合にも高馬力運転を実現でき、走行用に
設定された原動機の高出力を作業時も有効に使用するこ
とができ、高性能な建設機械を提供できる。とくに、請
求項１の発明によれば、作業時にアクセルペダルで原動
機の回転数を調節する場合には、アクセルペダルが所定
量以上操作されたときの設定目標回転数を、回転数調節
操作部材で回転数調節する場合において高馬力運転モー
ドで設定される目標回転数以上としたので、高馬力運転
モードを設定することなくアクセルペダルを所定量以上
操作するだけで高馬力運転が可能となる。また、請求項
４の発明のようにすれば、高馬力運転モードを設定し忘
れた場合でも走行モード設定により、原動機回転数の増
量制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るホイール式油圧ショベルの油
圧回路図

【図２】作業機油圧回路のうちブーム回路を示す図

【図３】制御回路を説明する図

【図４】図３に示すコントローラの詳細を説明する図

【図５】回転数特性を説明するグラフ

【図６】エンジン回転数の制御手順を示すフローチャー
ト

【図７】第２の実施の形態による回転数特性を説明する
グラフ

【図８】回転数補正値演算部のさらに別実施の形態の詳
細を示すブロック図

【図９】図４に示すコントローラの別の例の詳細を説明
する図

【図１０】図８に示すコントローラの別の例の詳細を説
明する図

【符号の説明】

１：走行用油圧モータ２：エンジン３：可変容量油圧ポンプ４：制御弁２２：アクセルペダル３１：ブーム用操作レバー３３：ブーム用制御弁３４：ブームシリンダ４１，４２：圧力センサ５０：コントローラ５３：パルスモータ５５：ポテンショメ−タ５５ａ：燃料レバー５６：高馬力運転モード選
択スイッチ５８：ブレーキスイッチ５０１〜５０３：関数発生器５０９：サ−ボ制御部５０６：回転数補正値演算部５０８，５０８Ａ，５０８Ｂ：加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｆ１５Ｂ 11/02 ＡＦターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BA02 BB02 CA02 DA03 DA04 DB02 DB03 DB04 DC02 EA00 3G065 BA04 CA22 DA13 DA14 DA15 EA11 EA12 FA08 GA00 GA10 GA29 GA46 JA02 JA04 JA09 JA11 KA03 KA29 KA36 3G093 AA06 AA10 AB01 BA15 BA18 CA07 CA11 DA00 DA06 DA10 DB07 DB11 DB15 EA03 EA05 EB03 EB04 EB06 EB07 EC01 FA07 FB01 3H089 AA16 BB15 CC01 DA03 DA13 DA17 DB46 DB49 EE02 EE34 FF02 FF07 GG02 JJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセルペダルにより駆動される走行駆動
装置と、操作レバーにより駆動される作業機駆動装置と、前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性と、前記アクセル
ペダルの踏み込み量に基づいて決定される作業に適した
第２の原動機回転数特性と、回転数調節操作部材の操作
量に基づいて決定される作業に適した第３の原動機回転
数特性の中の、いずれか一つの特性により前記原動機回
転数を設定する回転数設定手段と、前記アクセルペダルの踏み込み量および前記回転数調節
操作部材の操作量のいずれか一方に応じて、前記回転数
設定手段により設定された値に原動機回転数を調節する
回転数調節手段と、高馬力運転を行う高馬力運転モードを設定するモード設
定手段と、前記走行駆動装置の走行負荷および作業機駆動装置の作
業負荷を検出する負荷検出手段と、走行中に前記高馬力運転モードが設定されているとき
は、前記負荷検出手段で検出されている走行負荷が所定
値以上でかつ前記アクセルペダルが所定量以上踏み込ま
れたときに前記設定されている原動機回転数を所定量だ
け増量し、作業中に前記高馬力運転モードが設定されて
いるときは、前記負荷検出手段で検出されている作業負
荷が所定値以上でかつ前記回転数調節操作部材が所定量
以上操作されたときに、前記第３の原動機回転数特性で
設定されている原動機回転数を所定量だけ増量する増量
手段とを備え、前記第２の原動機回転数特性は、少なくとも前記アクセ
ルペダルが所定量以上踏み込まれたときの原動機回転数
を、作業中に前記第３の原動機回転数特性で設定された
原動機回転数を前記増量手段により増量した値以上とす
るように決定されていることを特徴とするホイール走行
式油圧建設機械。
【請求項２】アクセルペダルにより駆動される走行駆動
装置と、操作レバーにより駆動される作業機駆動装置と、前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性と、前記アクセル
ペダルの踏み込み量に基づいて決定される作業に適した
第２の原動機回転数特性と、回転数調節操作部材の操作
量に基づいて決定される作業に適した第３の原動機回転
数特性の中の、いずれか一つの特性により前記原動機回
転数を設定する回転数設定手段と、前記アクセルペダルの踏み込み量および前記回転数調節
操作部材の操作量のいずれか一方に応じて、前記回転数
設定手段により設定された値に原動機回転数を調節する
回転数調節手段と、高馬力運転を行う高馬力運転モードを設定するモード設
定手段と、前記走行駆動装置の走行負荷および作業機駆動装置の作
業負荷を検出する負荷検出手段と、走行中に前記高馬力運転モードが設定されているとき
は、前記負荷検出手段で検出されている走行負荷が所定
値以上でかつ前記アクセルペダルが所定量以上踏み込ま
れたときに、前記回転数設定手段により第１の原動機回
転数特性で設定されている原動機回転数を所定量だけ増
量し、作業中に前記高馬力運転モードが設定されてかつ
前記負荷検出手段で検出されている作業負荷が所定値以
上のときは、前記回転数調節操作部材が所定量以上操作
されたときおよび前記アクセルペダルが所定量以上踏み
込まれたときのいずれかのときに、前記回転数設定手段
により前記第２の原動機回転数特性または第３の原動機
回転数特性で設定されている原動機回転数を所定量だけ
増量する増量手段とを具備することを特徴とするホイー
ル走行式油圧建設機械。
【請求項３】アクセルペダルにより駆動される走行駆動
装置と、操作レバーにより駆動される作業機駆動装置と、前記アクセルペダルの踏み込み量に基づいて決定される
走行に適した第１の原動機回転数特性と、前記アクセル
ペダルの踏み込み量に基づいて決定される作業に適した
第２の原動機回転数特性のいずれか一つの特性により前
記原動機回転数を設定する回転数設定手段と、前記アクセルペダルの踏み込み量および回転数調節操作
部材の操作量のいずれか一方に応じて、前記回転数設定
手段により設定された値に原動機回転数を調節する回転
数調節手段と、高馬力運転を行う高馬力運転モードを設定するモード設
定手段と、前記走行駆動装置の走行負荷および作業機駆動装置の作
業負荷を検出する負荷検出手段と、走行中に前記高馬力運転モードが設定されているとき
は、前記負荷検出手段で検出されている走行負荷が所定
値以上でかつ前記アクセルペダルが所定量以上踏み込ま
れたとき、および、作業中に前記高馬力運転モードが設
定されているときは、前記負荷検出手段で検出されてい
る作業負荷が所定値以上でかつ前記アクセルペダルが所
定量以上踏み込まれたとき、のいずれかのときに、前記
回転数設定手段により前記第１の原動機回転数特性また
は第２の原動機回転数特性で設定されている原動機回転
数を所定量だけ増量する増量手段とを具備することを特
徴とするホイール走行式油圧建設機械。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のホイール
走行式油圧建設機械において、走行モードを設定する走行モード設定手段を備え、前記増量手段は、高馬力運転モードが設定されていない
場合でも前記走行モードが設定されているときには、前
記アクセルペダルの踏み込み量と前記走行負荷に応じ
て、前記原動機回転数の前記増量制御を実行することを
特徴とするホイール走行式油圧建設機械。