JP2006022767A - リフティングマグネット装置の制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの作動をリフティングマグネットモードへの設定時に、リフティングマグネットの励磁用電力を発電する発電機を自動的に設定回転数で回転させてリフティングマグネットへ安定した電力を供給する。
【解決手段】発電機用油圧ポンプ１１を駆動するエンジン９をリフティングマグネットモードで作動させる際、リフティングマグネットモードの設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算し、エンジン９における燃料噴射装置の燃料噴射量を燃料噴射制御信号に応じて制御しエンジン９を設定回転数で回転させるエンジンコントローラ１８を具備させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、リフティングマグネット装置の制御回路に関するものであり、特に、建設機械に搭載されたエンジンの作動をリフティングマグネットモードへの設定時に、リフティングマグネットの励磁用電力を発電する発電機を自動的に設定回転数で回転させてリフティングマグネットへ安定した電力を供給することが可能なリフティングマグネット装置の制御回路に関するものである。

建設機械に装備されたリフティングマグネットの制御に関する従来技術として、例えば次のようなリフティングマグネット付作業機械（建設機械に同じ）が知られている。この従来技術は、エンジンにより駆動される作業機用油圧ポンプ及び発電機用油圧ポンプと、該発電機用油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧モータと、該油圧モータにより駆動される発電機と、該発電機の出力により励磁されるリフティングマグネットと、該発電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段の出力信号に基づいて、該発電機の発電状態における、発電機の回転速度の低下を防止する発電機制御手段及び該エンジンの回転速度の低下を防止するエンジン制御手段とを備えている。そして、検出される発電機の回転速度に基づいて、発電機制御手段及びエンジン制御手段により、急激な負荷変動が生じても発電機及びエンジンの回転速度の低下を防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、建設機械に搭載されたエンジンの制御に関する従来技術として、例えば次のような建設機械のエンジン制御装置が知られている。この従来技術は、ディーゼルエンジンに電子制御の燃料調整装置が備えられている。該燃料調整装置はエンジンコントローラからの燃料噴射指令により制御され、エンジン回転数を制御する。エンジンの回転指示装置としてエンジンコントロールダイヤルが設けられており、エンジンコントロールダイヤルの指示信号（電圧）は車体コントローラに送られる。車体コントローラは、前記指示信号（電圧）から目標エンジン回転数を演算する。

さらに、車体コントローラは、オートアイドル制御、モード切換制御等のエンジン自動制御システムを搭載しており、これら自動制御システムが作動しているときはエンジンコントロールダイヤルの指示信号（電圧）による目標エンジン回転数の演算に優先して、その自動制御システムにより設定された目標エンジン回転数を出力する。車体コントローラは、上記の演算又は設定した目標エンジン回転数をシリアル通信やＣＡＮ通信によって通信路を介してエンジンコントローラに送る。エンジンコントローラは、車体コントローラから受け取った目標エンジン回転数に基づき燃料噴射指令を演算し、この燃料噴射指令により燃料調整装置を制御し、目標エンジン回転数となるようにエンジン回転数を制御する。

エンジンコントロールダイヤルは、切換スイッチを切換えることにより、車体コントローラとの接続を、エンジンコントローラとの直接接続に切換えることができる。通信路にノイズが乗ったり、通信路が断線してエンジン回転数制御ができなくなるような障害が発生すると、切換スイッチを切換えて、エンジンコントロールダイヤルからの指示信号（電圧）を直接エンジンコントローラに入力する。エンジンコントローラは、エンジンコントロールダイヤルの指示信号（電圧）から目標エンジン回転数を演算し、これを応急用の目標エンジン回転数としてエンジン回転数を制御する。そして、通信路にノイズが乗ったり、断線しても、復旧するまでの間、安定した回転数制御ができるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２１１８７３号公報（第４〜６頁、図６〜９）。 特開２００３−２５４１３７号公報（第５頁、図１）。

特許文献１に記載の従来技術においては、発電機の回転速度の低下を防止する発電機制御手段及びエンジンの回転速度の低下を防止するエンジン制御手段を備え、発電機が発電している状態において、発電機及びエンジンの回転速度の低下を防止するようにしている。

また、特許文献２に記載の従来技術は、建設機械に搭載されたエンジンのみの制御に関する技術であり、エンジンコントローラへの入力通信路にノイズが乗ったり、断線が生じた場合に、復旧するまでの間、エンジンコントローラで演算した応急用の目標エンジン回転数でエンジンを制御するようにしている。

ところで、リフティングマグネットに対する電力供給が不安定になると、吊荷の落下やリフティングマグネットの制御機器等に破損を招くおそれがある。このような事故を未然に防止するためには、リフティングマグネットへの電力の安定供給を目的とした発電機回転数の微妙な調整が必要であり、その作業に大きな時間を費やしていた。

そこで、エンジンの作動をリフティングマグネットモードへの設定時に、リフティングマグネットの励磁用電力を発電する発電機を自動的に設定回転数で回転させてリフティングマグネットへ安定した電力を供給するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、発電機用油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記発電機用油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、該発電機用油圧モータで駆動されリフティングマグネット励磁用の電力を発電する発電機とを有するリフティングマグネット装置の制御回路において、前記エンジンをリフティングマグネットモードで作動させる際、該リフティングマグネットモードの設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算し、前記エンジンにおける燃料噴射装置の燃料噴射量を前記燃料噴射制御信号に応じて制御し前記エンジンを前記設定回転数で回転させるエンジンコントローラを有するリフティングマグネット装置の制御回路を提供する。

この構成によれば、エンジンの作動をリフティングマグネットモードに選択すると、エンジンコントローラに、リフティングマグネットモードの設定回転数信号が送られ、その設定回転数に対応した燃料噴射制御信号が演算される。そして、この燃料噴射制御信号がエンジンに送られ、燃料噴射装置の燃料噴射量が前記燃料噴射制御信号に応じて制御され、エンジンがリフティングマグネットモードの設定回転数で回転する。

請求項２記載の発明は、上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、該ディーゼルエンジンは、上記燃料噴射装置の燃料噴射量を上記燃料噴射制御信号に応じて調整する電子ガバナを備えているリフティングマグネット装置の制御回路を提供する。

この構成によれば、ディーゼルエンジンの作動をリフティングマグネットモードに選択すると、エンジンコントローラで演算された設定回転数に対応した燃料噴射制御信号が電子ガバナに送られる。そして電子ガバナにより、燃料噴射装置の燃料噴射量が前記燃料噴射制御信号に応じて調整され、ディーゼルエンジンがリフティングマグネットモードの設定回転数で回転する。

請求項１記載の発明は、エンジンをリフティングマグネットモードで作動させる際、該リフティングマグネットモードの設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算し、前記エンジンにおける燃料噴射装置の燃料噴射量を前記燃料噴射制御信号に応じて制御し前記エンジンを前記設定回転数で回転させるエンジンコントローラを具備させたので、エンジンの作動をリフティングマグネットモードに選択すると、燃料噴射装置の燃料噴射量が燃料噴射制御信号に応じて制御され、エンジンがリフティングマグネットモードの設定回転数で回転することで、リフティングマグネットの励磁用電力を発電する発電機が自動的に設定回転数で回転してリフティングマグネットへ安定した電力を供給することができるという利点がある。

請求項２記載の発明は、上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、該ディーゼルエンジンは、上記燃料噴射装置の燃料噴射量を上記燃料噴射制御信号に応じて調整する電子ガバナを備えているので、ディーゼルエンジンの作動をリフティングマグネットモードに選択すると、電子ガバナにより、燃料噴射装置の燃料噴射量が燃料噴射制御信号に応じて調整され、ディーゼルエンジンがリフティングマグネットモードの設定回転数で回転することで、上記請求項１記載の発明の効果と同様の利点がある。

エンジンの作動をリフティングマグネットモードへの設定時に、リフティングマグネットの励磁用電力を発電する発電機を自動的に設定回転数で回転させてリフティングマグネットへ安定した電力を供給するという目的を、発電機用油圧ポンプを駆動するディーゼルエンジンと、前記発電機用油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、該発電機用油圧モータで駆動されリフティングマグネット励磁用の電力を発電する発電機とを有するリフティングマグネット装置の制御回路において、前記ディーゼルエンジンをリフティングマグネットモードで作動させる際、該リフティングマグネットモードの設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算するエンジンコントローラを有し、前記ディーゼルエンジンには、当該ディーゼルエンジンにおける燃料噴射装置の燃料噴射量を前記燃料噴射制御信号に応じて調整し該ディーゼルエンジンを前記設定回転数で回転させる電子ガバナを備えさせることにより実現した。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図１は、本実施例の回路図。図２は、本実施例の適用例である油圧ショベルの側面図である。本実施例のリフティングマグネット装置の制御回路は、建設機械としての油圧ショベルに適用されている。

本実施例に係るリフティングマグネット装置の制御回路の構成を、図２の油圧ショベルへの適用例から説明する。同図に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２の上に旋回機構３を介して上部旋回体４が旋回可能に載置され、該上部旋回体４の前方一側部にキャブ５が設けられている。

さらに、油圧ショベル１には、作業装置として次のような各機構が装備されている。即ち、上部旋回体４の前方中央部にブーム６が俯仰動可能に取付けられ、ブーム６の先端にアーム７が上下回動自在に取付けられている。該アーム７の先端に、リフティングマグネット８が取付けられている。また、上部旋回体４とブーム６との間にブームシリンダ６ａが取付けられ、ブーム６とアーム７との間にアームシリンダ７ａが取付けられている。アーム７とリフティングマグネット８との間にはリフティングマグネットシリンダ８ａが取付けられている。

次いで、図１を用いて、リフティングマグネット装置の制御回路の構成を説明する。前記油圧ショベル１に搭載されたディーゼルエンジン９には、燃料噴射装置が付設されるとともに該燃料噴射装置における燃料噴射量をラックアクチュエータを介して調整する電子ガバナ１０が備えられている。該ディーゼルエンジン９の駆動軸には、発電機用油圧ポンプ１１と油圧ショベル１における作業装置としての前記各シリンダ６ａ〜８ａ等を駆動するための作業装置用油圧ポンプ１２とが共通に取付けられている。

前記発電機用油圧ポンプ１１から吐出される圧油の油路は、電磁切換弁１３を介して発電機用油圧モータ１４に接続されている。発電機用油圧モータ１４は、該発電機用油圧モータ１４で駆動され交流電力を発電する発電機１５に連結されている。該発電機１５の出力端子は、発電された交流電力をリフティングマグネット励磁用の直流電力に変換する整流器１６を介してリフティングマグネット８に接続されている。

そして、前記ディーゼルエンジン９等の作動を制御するための制御回路が、コントローラ１７及びエンジンコントローラ１８を主体として、次のように構成されている。即ち、コントローラ１７の前段に、ディーゼルエンジン９の作動をリフティングマグネットモードに設定するためのリフティングマグネットモード設定スイッチ１９（以下、リフティングマグネットモードをリフマグモードとも言う）及びリフマグモードリレー２０が配設されている。

該リフマグモード設定スイッチ１９の固定接点は、ヒューズ２１を介して直流電圧源に接続され、可動接点は、前記リフマグモードリレー２０におけるリレーコイルに接続されるとともに前記電磁切換弁１３におけるソレノイドに接続されている。また、リフマグモードリレー２０のリレー接点は、ａ接点からなり、その固定接点から導出されたリフマグモード設定線がコントローラ１７に接続されている。

該コントローラ１７は、通常の制御時には、アクセル操作器で設定された回転数を基に目標エンジン回転数を演算する。また、コントローラ１７には、オートアイドル制御及びリフマグモードを含むモード切換制御等のエンジン自動制御システムが搭載されてる。そしてコントローラ１７は、該エンジン自動制御システムが作動するように設定されたときには、前記アクセル操作器による回転数を基にした目標エンジン回転数の演算に優先して、そのエンジン自動制御システムに応じて設定された設定回転数を出力する。コントローラ１７は、上記の演算又は設定した目標エンジン回転数信号又は設定回転数信号を、通信路２２を介してシリアル通信やＣＡＮ通信によりエンジンコントローラ１８に伝送する。

該エンジンコントローラ１８は、コントローラ１７から受けた目標エンジン回転数信号又は設定回転数信号を基に燃料噴射制御信号を演算する。そして該燃料噴射制御信号によりディーゼルエンジン９における燃料噴射装置の燃料噴射量を調整してエンジン回転数を目標エンジン回転数又は設定回転数に制御するものであり、その制御信号出力線は、ディーゼルエンジン９における電子ガバナ１０に接続されている。また、ディーゼルエンジン９には、エンジン回転数を検出する図示しない回転センサ及び冷却系の温度を検出する温度センサ等が設けられており、これらのセンサ信号をフィードバックするセンサ出力線が、エンジンコントローラ１８に接続されている。

次に、上述のように構成されたリフティングマグネット装置の制御回路の作用を説明する。リフマグモード設定スイッチ１９をオンしてディーゼルエンジン９の作動をリフマグモードに設定する操作を行うと、リフマグモードリレー２０が付勢されて、そのａ接点がオンに転じ、コントローラ１７がリフマグモードのエンジン自動制御システムで作動するように設定される。この設定により、コントローラ１７は、リフマグモードに対応した設定回転数信号を、通信路２２を介してエンジンコントローラ１８に送る。

エンジンコントローラ１８は、この設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算し、この燃料噴射制御信号がディーゼルエンジン９における電子ガバナ１０に送られる。そして電子ガバナ１０により、燃料噴射装置における燃料噴射量が、ラックアクチュエータを介して前記燃料噴射制御信号に応じて調整され、ディーゼルエンジン９がリフマグモードの設定回転数で回転する。

また、前記リフマグモード設定スイッチ１９のオン操作時に、電磁切換弁１３におけるソレノイドが励磁されて該電磁切換弁１３が作動する。この作動により電磁切換弁１３が切換わり前記発電機用油圧ポンプ１１から吐出された圧油が発電機用油圧モータ１４に供給されて、該発電機用油圧モータ１４が回転を始める。この結果、リフマグモードの設定回転数で回転するディーゼルエンジン９により、発電機用油圧ポンプ１１及び発電機用油圧モータ１４を介して発電機１５が自動的に設定回転数で回転し、該発電機１５から所定大きさの交流電力が発電される。この交流電力が整流器１６によって直流電力に変換されて、所定大きさで安定した直流電力がリフティングマグネット８に供給される。

そして、作業装置用油圧ポンプ１２によってブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ及びリフティングマグネットシリンダ８ａ等の作業装置のアクチュエータを駆動しながら、リフティングマグネット８によって対象物の吸着、運搬等の作業が安全に実行される。

上述したように、本実施例に係るリフティングマグネット装置の制御回路においては、ディーゼルエンジン９の作動をリフティングマグネットモードに選択すると、電子ガバナ１０により、燃料噴射装置の燃料噴射量が燃料噴射制御信号に応じて調整され、ディーゼルエンジン９がリフティングマグネットモードの設定回転数で回転することで、リフティングマグネット８の励磁用電力を発電する発電機１５が自動的に設定回転数で回転してリフティングマグネット８へ安定した電力を供給することができる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

本発明の実施例に係るリフティングマグネット装置の制御回路の回路図。 上記実施例の適用例である油圧ショベルの側面図。

符号の説明

８ リフティングマグネット
９ ディーゼルエンジン
１０ 電子ガバナ
１１ 発電機用油圧ポンプ
１４ 発電機用油圧モータ
１５ 発電機
１８ エンジンコントローラ
１９ リフマグモード（リフティングマグネットモード）設定スイッチ
２０ リフマグモードリレー

Claims (2)

1. 発電機用油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記発電機用油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、該発電機用油圧モータで駆動されリフティングマグネット励磁用の電力を発電する発電機とを有するリフティングマグネット装置の制御回路において、
   前記エンジンをリフティングマグネットモードで作動させる際、該リフティングマグネットモードの設定回転数信号を受けて該設定回転数に対応した燃料噴射制御信号を演算し、前記エンジンにおける燃料噴射装置の燃料噴射量を前記燃料噴射制御信号に応じて制御し前記エンジンを前記設定回転数で回転させるエンジンコントローラを有することを特徴とするリフティングマグネット装置の制御回路。
2. 上記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、該ディーゼルエンジンは、上記燃料噴射装置の燃料噴射量を上記燃料噴射制御信号に応じて調整する電子ガバナを備えていることを特徴とする請求項１記載のリフティングマグネット装置の制御回路。

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