JP2005257064A - 非常時の重装備作業装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 掘削機のような重装備を用いて作業する途中、エンジンなどの動力供給源に予期せぬ問題点が生じられる場合、アキュムレーターに貯えた油圧又は電気的な力を利用して方向切換弁を駆動させ、ブームなどの作業装置を地面に対して安全に下降させられるようにした非常時の重装備作業装置の制御方法を提供する。
【解決手段】 エンジン停止状態を判断する段階と、エンジン停止を要求する信号がなかったのにエンジンが停止された場合、エンジンが異常に停止されたものと判断する段階と、エンジンが異常に停止された場合、操作レバーの操作量に対応づけられるように弁駆動装置に制御信号を出力する段階とを、含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、掘削機のような重装備を用いて、掘削、荷積みなどの作業中にエンジンなどの動力供給源に予期せぬ問題点が発生される場合、ブームなどの作業装置を安全に地面に対し下降させることができるようにした非常時の重装備作業装置の制御方法に関する。

さらに詳しくは、作業中、エンジンが停止されて作業装置に作用する油量がこれ以上供給されない場合、作業中である作業装置の自重による下降を防止し、且つ、アキュムレーターに貯えられた油圧又は電気的な力を利用して方向切換弁を駆動させ、ブームなどの作業装置を地面に対して安全に下降させることができるようにした非常時の重装備作業装置の制御方法に関する。

一般に、掘削機などのような重装備の掘削、荷積み作業時に用いられるアクチュエータ（ブームシリンダーなどをいう）、または、走行時に用いられるアクチュエータ（走行モータをいう）などは、エンジンに連結された油圧ポンプから吐出される作動油により駆動するようになる。

運転者が、該操作レバーを操作してブーム、アーム、バケットなどのような作業装置を駆動させて掘削、荷積み作業を行う途中に、予期せぬ状況が起こることもありうる。即ち、エンジンＥＣＵに電源供給が遮断されたり、通信障害が生じられたり、燃料漏れなどにより、エンジンが急激に停止したり、エンジンに連結された油圧ポンプが作動しないなどの場合に作業装置を駆動させるアクチュエータに作動油がこれ以上供給されないため、作業が中止される。

この際、ブームなどは上昇された状態でありかつブームシリンダーに負荷が加えられた状態の場合に、特に、作業場所が傾斜地である時、ブーム及びバケットなどの自重によりブームシリンダーが収縮駆動され、ブームなどが運転者の意思に反して地面側に下降することによって、予期せぬ不意の事故をもたらす惧れがある。

よって本発明の目的は、作業中、エンジンなどの動力供給源に予期せぬ問題点が生じられる場合、作業中である作業装置が自重により下降されることを防止し、アキュムレーターに貯えられた油圧、また、電気的な力を利用して方向切換弁を駆動させ、ブームなどの作業装置を地面に対して安全に下降させることで、作業装置の下降により生じ得る重装備及び人的被害を防止することができるようにした非常時の重装備作業装置の制御方法を提供することにある。

前述した本発明の目的は、エンジン及びエンジンに連結される油圧ポンプと、油圧ポンプに連結されるアクチュエータと、油圧ポンプとアクチュエータとの間の流路に設けられかつアクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する方向切換弁と、運転者により操作されて作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、操作レバーの操作信号を受けて操作量を演算し方向切換弁を切換させるよう制御信号を出力するコントローラと、コントローラより出力される制御信号により方向切換弁を駆動させる弁駆動装置とを、備える重装備において、
エンジン回転数が特定の回転数以下であるか否かを判断してエンジン停止状態を判断する段階と、エンジン停止を要求する信号がなかったのにエンジンが異常に停止された場合、エンジンが異常に停止されたものと判断する段階と、エンジンが異常に停止された場合に操作レバーの操作量に対応づけられるよう弁駆動装置に制御信号を出力する段階とを、含むことを特徴とする非常時の重装備作業装置の制御方法を提供することにより達成される。

望ましい実施例によると、前述したエンジンが異常に停止された場合、計器板または警告音を通じて運転者に報せる段階をさらに含む。

本発明の目的と利点とは、以下の添付図面に基づき詳細な説明により明白となる。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施され得る程度で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するのではない。

図２に示されたように、本発明は、エンジン１０、第１、２油圧ポンプ２０、３０、アクチュエータ４０、方向切換弁５０、操作レバー６０、７０、８０、コントローラ９０、弁駆動装置１１０、１１０Ａ、１２０などを備える重装備に適用される。

エンジン１０には第１、２油圧ポンプ２０、３０が連結され、第１油圧ポンプ２０にはアクチュエータ４０が連結され、かつ、第１油圧ポンプ２０とアクチュエータ４０との間の流路には方向切換弁５０が設けられてアクチュエータ４０の起動、停止及び方向切換を制御する機能を果す。ここでは、第１油圧ポンプ２０の斜板はレギュレーター１００により制御され、レギュレーター１００は弁駆動装置１１０、１１０Ａ 、１２０からの制御信号により作動される。

操作レバー６０、７０、８０は、運転者により操作されてアクチュエータ４０の駆動信号を発生させ、コントローラ９０は、操作レバー６０、７０、８０の操作信号の入力を受けて、操作量を演算して方向切換弁５０を切換させるよう制御信号を出力する。

弁駆動装置１１０、１１０Ａ （電磁比例減圧弁をいう）は、第２油圧ポンプ３０と方向切換弁５０との間に設けられ、コントローラ９０から出力される制御信号を方向切換弁５０に出力する。また、第２油圧ポンプ３０の吐出流路にはアキュムレーター（図示せず）が設けられる。

前述した構成要素等は、本発明が属する技術分野で使用される一般的な技術内容に属するものとして、その詳細な構成及び作動に関する説明は省略する。

以下では、本発明による非常時の重装備作業装置の制御方法を添付図面を参照としながらさらに詳しく説明する。

（ア）前述したエンジン１０及び第１、２油圧ポンプ２０、３０が正常的に作動される場合を説明する。
図１に示されたように、運転者が前述したブーム制御用操作レバー６０を操作すると、コントローラ９０は操作レバー６０の操作量をＡ／Ｄ変換を介して入力を受けて、操作量に対応して方向切換弁５０と弁駆動装置１１０、１１０Ａ 、１２０の制御信号をそれぞれ演算した後、演算された値に対応する電流値を出力する。

弁駆動装置１１０、１１０Ａ 、１２０は、入力される電流値に比例して圧力が上昇される電磁比例減圧弁からなる。従って、弁駆動装置１１０、１１０Ａは、コントローラ９０から出力される制御信号の入力を受けて方向切換弁５０を駆動させることによって、アクチュエータ４０に所定の油量を供給し作業装置を駆動させ、弁駆動装置１２０は、レギュレーター１００を駆動させて第１油圧ポンプ２０の斜板を制御する。

従って、前述した第１油圧ポンプ２０から吐出される作動油が方向切換弁５０を経由してアクチュエータ４０のラージチャンバーに供給されることによって、ブームなどの作業装置が上昇され、掘削、荷積み作業などが行われ得る。

一方、前述した第２油圧ポンプ３０から吐出される作動油の一部はアキュムレーター（図示せず）に設定されている圧力範囲内に充填される。

（イ）前述したエンジン１０及び第１、２油圧ポンプ２０、３０が駆動されている中、予期せぬ理由により急激に停止されて作業を正常的に行うことができない場合に対して、図２を参照とし説明する。

Ｓ１００以前の段階で、運転者による操作レバーの操作信号はＡ／Ｄ変換を介してコントローラ９０に入力され、エンジン回転数はＥＣＵ（１０Ａ）から通信線を通じてコントローラ９０に入力される。

また、コントローラ９０は、エンジン１０の停止信号を始動キー３００から受けたり、エンジン１０からエンジン停止を報せるメッセージを通信線を介して受けるなど、当該データを獲得する。作業中、エンジン１０が正常的に作動していることと仮定する。

エンジン回転数が、前もって決められている回転数以下である場合、エンジン１０が停止されたものと判断する（Ｓ２００）。

エンジン１０が停止された場合、エンジン停止要求信号があったか否かを判断する（Ｓ３００）。

エンジン停止の要求信号がなかった場合、エンジン１０が異常に停止されたものと見做す（Ｓ４００）。

運転者による操作レバーの操作量に対応して、方向切換弁５０の駆動量を演算し弁駆動装置１１０、１１０Ａに正常に出力する（Ｓ５００）。

第１油圧ポンプ２０からアクチュエータ４０に油圧動力源が断絶された状態であるため、アキュムレーターに蓄圧された油圧を保つために制御信号を遮断する（Ｓ６００）。

一方、エンジン１０が異常に停止された状態であることを計器板又は警告音を通じて運転者に報せる（Ｓ７００）。

従って、エンジン１０が、作業途中に停止される場合にも、アキュムレーターに蓄圧された油量を利用して、コントローラ９０から駆動装置１１０、１１０Ａに出力される制御信号により弁駆動装置１１０、１１０Ａを駆動させることによって、方向切換弁５０を切換させ得る。このように、方向切換弁５０が切り換えられると帰還流路が開放され、作業装置を安全に地面に着かせることができる。

以上のように、本発明による非常時の重装備作業装置の制御方法は、以下のような効果を奏する。

作業中、エンジンなどの動力供給源に予期せぬ問題点が生じられる場合、作業中である作業装置が自重により下降されることを防止し、アキュムレーターに貯えた油圧又は電気的な力を利用して、方向切換弁を駆動させ、ブームなどの作業装置を地面に対して安全に下降させることによって、作業装置の下降により生じ得る重装備及び人的被害を防止し、装備の信頼度を向上させることができる。

本発明に用いられる作業装置制御回路の概略を示した構成図。 本発明の非常時の重装備作業装置の制御方法を示したフローチャート

符号の説明

１０ エンジン
２０ 第１油圧ポンプ
３０ 第２油圧ポンプ
４０ アクチュエータ
５０ 方向切換弁
６０、７０、８０ 操作レバー
９０ コントローラ
１００ レギュレーター
１１０、１１０Ａ、１２０ 弁駆動装置

Claims (2)

1. エンジン及び前記エンジンに連結される油圧ポンプと、前記油圧ポンプに連結されるアクチュエータと、前記油圧ポンプと前記アクチュエータとの間の流路に設けられ、且つ、前記アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する方向切換弁と、運転者により操作されて作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、前記操作レバーの操作信号を受けて操作量を演算し前記方向切換弁を切換させるよう制御信号と出力するコントローラと、前記コントローラより出力される制御信号により前記方向切換弁を駆動させる弁駆動装置を備える非常時の重装備作業装置の制御方法において：
   前記エンジン回転数が、特定回転数以下であるか否かを判断してエンジン停止状態を判断する段階；
   エンジン停止を要求する信号がなかったのにエンジンが停止された場合、エンジンが異常に停止されたものと判断する段階；及び
   前記エンジンが異常に停止された場合、前記操作レバーの操作量に対応づけられるよう前記弁駆動装置に制御信号を出力する段階を含むことを特徴とする非常時の重装備作業装置の制御方法。
2. 前記エンジンが異常に停止された場合、計器板または警告音を通じて運転者に報せる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の非常時の重装備作業装置の制御方法。
   

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