JP2831377B2 - 建設機械の原動機回転数制御装置 - Google Patents

建設機械の原動機回転数制御装置

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JP2831377B2 JP1136777A JP13677789A JP2831377B2 JP 2831377 B2 JP2831377 B2 JP 2831377B2 JP 1136777 A JP1136777 A JP 1136777A JP 13677789 A JP13677789 A JP 13677789A JP 2831377 B2 JP2831377 B2 JP 2831377B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、油圧ショベルやクレーン等に代表される建
設機械における原動機の回転数制御装置に関する。
B.従来の技術 この種の原動機回転数制御装置として、実開昭61−14
5849号公報に開示されたエンジンガバナのリモートコン
トロール装置が知られている。この装置は、操作部の操
作量をリンクなどで操作量検知器に伝えて操作量に相応
した指令信号を得、この指令信号を制御回路を介してモ
ータへ送りモータの回転によりガバナを駆動するもので
ある。
C.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような装置においては、操作部の
操作量を検出する操作量検知器（例えばポテンショメー
タやパルスエンコーダなど）を設ける必要があり、次の
ような問題がある。
操作量検知器の出力が操作量に対して完全な直線性を
持たないので、制御回路で操作量検知器からの出力を修
正する必要がある。
操作部と操作量検知器とを連結させるためのリンク等
の部品が必要となり、部品点数が多く構造が複雑にな
る。
操作部と操作量検知器との調整作業が必要である。
操作量検知器としてポテンショメータを用いる場合に
は、それを作動させるための定電圧電源が必要である。
また、ポテンショメータはアナログ出力を有するためノ
イズ対策が必要である。さらに、ポテンショメータはそ
の構造上、摺動部を持つため、信頼性，耐久性に問題が
ある。さらにまた、マイクロコンピュータを用いてエン
ジンの目標回転数を演算しガバナのコントロールレバー
をパルスモータで駆動する制御システムを用いる場合に
は、ポテンショメータのアナログ信号をデジタル信号に
変換するA/Dコンバーターが必要となる。
建設機械においては、ガバナのコントロールレバーの
位置を一定に保ち、ガバナの燃料噴射量制御機能に依存
して作業を行う場合が多いが、作業中の振動や衝撃が大
きく、それによって、操作部が動いてしまうおそれがあ
り、したがってその位置を一定に保つ機械的なロック機
構が必要となる。
この原動機回転数制御装置を油圧ショベルに適用する
場合には次のような操作性の問題もある。油圧ショベル
の作業では、ブーム，アーム，バケット，旋回の各操作
が運転席の左右に設けられた一対の作業レバーを操作し
て行なわれる。エンジン回転数を制御する上述した操作
部をそれらの作業レバーとは別に運転席側方のコンソー
ルパネルに設けると、作業中にエンジン回転数を変更す
る際に作業レバーからいったん手を離して作業を中断し
なくてはならない。この操作部を作業レバーの握り部に
設けたとしても、従来の装置ではエンジン回転数の絶対
量に相当する位置まで操作部を回動操作しなくてはなら
ず、実質上、作業を中断してエンジン回転数を制御する
ことになり、操作性が悪い。
予め定められた少なくとも１つの任意の設定回転数に
原動機の回転数をシフトすることを指令する設定回転数
指令装置（例えば、パワーモードとエコノミモードを有
し、各モードが選択されるとそれに適したエンジン回転
数にシフトするような装置）を有する原動機制御装置に
おいては、 イ〕上記設定回転数に制御したときに、操作部の操作位
置と原動機回転数が合わなくなり、オペレータがまごつ
く惧れがある。
ロ〕上記設定回転数を基準として回転数を微妙に増減調
整するのが困難である。
始動時には、その都度操作部を操作して始動に適した
回転数に設定する必要があるが、従来の装置で始動に同
期して所定の回転数に制御するようにすると、操作部の
操作位置と原動機回転数とが合わなくなる。
本発明の目的は、こうした種々の問題点を解決する建
設機械の原動機回転数制御装置を提供することにある。
D.問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発
明に係る建設機械の原動機回転数制御装置は、原動機１
の出力を調節する原動機出力調節手段1aと、この原動機
制御手段1aを駆動する駆動手段３と、原動機１の回転数
を上昇するアップ位置と、回転数を下降するダウン位置
とに操作され、アップ位置ではアップ信号を、ダウン位
置ではダウン信号をそれぞれ出力するアップ／ダウン指
令操作手段６とを基本構成とする。
請求項１の発明は、第１図（ａ）に示すとおり、アッ
プ信号により原動機回転数を上昇し、ダウン信号により
原動機回転数を下降するように駆動手段３に駆動信号を
供給する信号伝達手段101とを備え、さらに、第１図
（ａ）の破線内に示すように、予め定めた少なくとも１
つの任意の設定回転数に原動機回転数をシフトすること
を指令する設定回転数指令手段35と、この設定回転数指
令手段35から出力される設定回転数指令信号に基づいて
原動機１の回転数をその設定値にシフトするシフト手段
36とを備え、さらにまた、設定回転数指令手段35からの
設定回転数指令信号と前記アップ信号、前記ダウン信号
が同時に出力されるときに前記設定回転数指令信号を優
先して使用する優先手段を具備するものである。
請求項２の発明は、第１図（ｂ）に示すとおり、アッ
プ、ダウン信号に基づいて原動機１の目標回転数Nrを演
算し、駆動手段３に駆動信号を供給して原動機回転数を
目標回転数Nrに制御する制御手段10としたものである。
請求項３の発明は、請求項２の発明に加えて、第１図
（ｃ）に示すとおり、予め定めた少なくとも１つの任意
の回転数に原動機回転数をシフトすることを指令する設
定回転数指令手段７を備える。そして、制御手段10が、
請求項２に加えて、設定回転数指令手段７から出力され
る設定回転数指令信号に基づいて原動機１の回転数がそ
の設定回転数例えばNEになるような目標回転数を演算す
るとともに、アップ，ダウン信号に応じて、演算されて
いる目標回転数を上述と同様に増減するものである。
請求項４の発明は、請求項３の発明において、設定回
転数指令手段35からの設定回転数指令信号と前記アップ
信号、前記ダウン信号が同時に出力されるときに前記設
定回転数指令信号を優先して使用する優先手段をさらに
具備する。
請求項５の発明は、以上の各発明を、原動機によって
駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油
により駆動される複数のアクチュエータと、この複数の
アクチュエータに対応して設けられこれらの動作を制御
する複数の操作手段とを備えた油圧ショベルのよう建設
機械に適用するものである。
請求項６の発明は、第１図（ｄ）に示すとおり、原動
機１によって駆動される油圧ポンプ22と、この油圧ポン
プ22からの吐出油により駆動されるアクチュエータ24
と、このアクチュエータ24の動作を制御する操作手段25
とを備えた建設機械における原動機の回転数制御装置に
適用され、上記基本構成に加えて、操作手段25の操作量
を検出する検出手段26と、アップ，ダウン信号に基づい
て原動機１の第１の目標回転数Nr1を演算すとともに、
操作手段25の操作量に基づいて第２の目標回転数Nr2を
演算し、いずれか大きい方の目標回転数になるように駆
動手段３に駆動信号を供給する制御手段10とを具備す
る。
請求項７の発明は、第１図（ｅ）に示すとおり、原動
機出力調節手段1aによる原動機回転数の制御値を検出す
る原動機制御値検出手段５を備え、制御手段10が、検出
された制御回転数と目標回転数との差が所定値以上のと
きに駆動信号３に駆動信号を出力するものである。
請求項８の発明は、制御手段10で演算された前回の目
標回転数と今回の目標回転数の差が所定値以上のときに
駆動信号３を出力するもので、フィードフォーワードに
より原動機回転数を制御するものである。
請求項９の発明は、原動機１の始動時に目標回転数を
予め定められた起動時回転数とするものである。
請求項10の発明は、原動機１の停止に応答して制御手
段10が、予め定められた起動時回転数の位置に制御手段
10を制御するようにしたものである。
請求項11の発明は、前記起動時回転数がアイドリング
回転数である。
請求項12の発明は、目標回転数が中回転数域の特定の
範囲内のときには、現在の目標回転数が大きいほど駆動
手段３の駆動速度を速くするものである。
請求項13の発明は、検出された制御値が中程度の特定
の範囲内のときには、現在の制御回転数が高いほど駆動
手段３の駆動速度を速くするものである。
請求項14、15の発明は、アップ／ダウン指令操作手段
６の操作時間が長いほど、あるいは現在の目標回転数と
制御回転数との差が大きいほど駆動手段３の駆動速度を
速くするものである。
請求項16の発明は、アップ／ダウン指令操作手段は、
前記アップ位置と、前記ダウン位置と、前記アップ信号
もダウン信号も出力しない中立位置の少なくとも３位置
に操作され、アップ位置へもダウン位置へも操作されな
いときには中立位置に保持されるスイッチである。
請求項17の発明は、前記アップ信号による前記回転数
の増加分は前記アップ位置の保持時間に比例し、前記ダ
ウン信号による前記回転数の低減分は前記ダウン位置の
保持時間に比例するものである。
請求項18の発明は、アップ信号による前記回転数の増
加分は前記アップ位置への操作回数に比例し、前記ダウ
ン信号による前記回転数の低減分は前記ダウン位置への
操作回数に比例するものである。
E.作用 −請求項１− アップ／ダウン指令操作手段６の操作により原動機回
転数のアップダウンを指令すると、その増減指令に応じ
た駆動信号が信号伝達手段101を介して駆動手段３に供
給され、原動機制御手段1aを介して原動機１の回転数が
増減する。また、設定回転数指令手段35を操作するとシ
フト手段36により原動機回転数が設定回転数にシフトさ
れる。さらに、設定回転数指令信号と前記アップ信号、
前記ダウン信号が同時に出力されるときに優先手段は設
定回転数指令信号を優先して使用する。
−請求項２− アップ／ダウン指令操作手段６の操作により原動機回
転数のアップダウンを指令すると、制御手段10は、その
操作に基づいて目標回転数Nrを演算し、駆動手段３およ
び原動機出力調節手段1aを介して原動機１を目標回転数
Nrに制御する。
−請求項３− 設定回転数指令手段７を操作して予め定めた少なくと
も１つの任意の回転数に設定する設定回転数指令信号を
出力すると、制御手段10は、原動機１の目標回転数例え
ばNEを演算し、この目標回転数NEになるように駆動手段
３に駆動信号を供給する。また制御手段10は、アップ，
ダウン信号に基づいて目標回転数を増減して新たな目標
回転数を演算し、駆動手段３を介して原動機回転数を増
減する。
−請求項４− 設定回転数指令信号と前記アップ信号、前記ダウン信
号が同時に出力されるときに優先手段は設定回転数指令
信号を優先して使用する。
−請求項６− アクチュエータ25の動作を制御する操作手段25の操作
量が検出手段26で検出される。制御手段10は、アップ，
ダウン信号に基づいて原動機１の第１の目標回転数Nr1
を演算するとともに、操作手段25の操作量に基づいて第
２の目標回転数Nr2を演算する。そしていずれか大きい
方の目標回転数になるように駆動手段３に駆動信号を供
給する。
−請求項７− 原動機出力調節手段1aによる原動機回転数の制御値す
なわち制御回転数が検出される。制御手段10は、検出さ
れた制御回転数と目標回転数との差が所定値以上の間は
駆動手段３に駆動信号を出力し、所定値未満になると駆
動信号を停止し原動機回転数の増減を停止する。すなわ
ち、閉ループにて原動機回転数が制御される。
−請求項８− 前回の目標回転数と今回の目標回転数の差を演算し、
その差が所定値以上のときに駆動手段３を駆動して原動
機回転数を増減する。差が所定値未満になると駆動手段
３の駆動が停止され、原動機回転数の増減が停止され
る。すなわち、開ループで原動機回転数が制御される。
−請求項９− 原動機始動時に、目標回転数は、原動機始動に適した
起動時回転数に自動設定され、前回の作業終了時の原動
機回転数に無関係に所望の回転数で原動機が起動され
る。
−請求項10− 原動機停止時に、起動時に適した起動時回転数の位置
に駆動手段３が制御される。その結果、次の原動機１の
始動に際し、原動機１はその起動時回転数で始動され
る。
−請求項11− 原動機起動時に原動機１はアイドリング回転数で始動
する。
−請求項12〜15− 駆動手段３の駆動速度は、現在の目標回転数や制御回
転数が高いほど、アップ／ダウン指令操作手段６の操作
時間が長いほど、あるいは現在の目標回転数と制御回転
数との差が大きいほど速くなる。したがって、アップダ
ウンスイッチ式の制御形態を採用しても操作性が損なわ
れない。
−請求項16− アップ位置にもダウン位置にも操作されないときスイ
ッチは中立位置に保持される。中立位置ではアップ信号
もダウン信号も出力されず原動機回転数は変更されな
い。
−請求項17− アップ位置に保持されている時間が長いほど回転数の
増加分は多く、ダウン位置に保持されている時間が長い
ほど回転数の低減分は多い。
−請求項18− アップ位置に操作された回数が多いほど回転数の増加
分は多く、ダウン位置に操作された回数が多いほど回転
数の低減分は多い。
なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の符号を用い
たが、これにより本発明が実施例に限定されるものでは
ない。
F.実施例 −第１の実施例− 第２図，第3A図および第4A図により第１の実施例を説
明する。
第２図により原動機の回転数制御装置の全体構成を説
明する。エンジン（原動機）１の回転数はカバナ1aによ
って制御される。ガバナ1aはリンク機構２によってパル
スモータ（駆動手段）３と連結され、パルスモータ３の
回転にしたがって駆動されてエンジン回転数を制御す
る。パルスモータ３にはポテンショメータ（原動機制御
値検出手段）５がリンク機構４により連結されその回転
位置が後述するガバナレバー位置検出値Nrpとして検出
される。パルスモータ３の回転は制御回路（制御手段）
10からのモータ駆動信号で制御される。
制御回路10は、演算ユニット11,12とモータ駆動回路1
3とを有する。演算ユニット11は、入力回路111と、ガバ
ナレバー位置目標値Nroを算出する演算回路112と、出力
回路113とを有する。入力回路111には、ポテンショメー
タ５とアップスイッチ6Uとダウンスイッチ6Dがそれぞれ
接続されている。このアップスイッチ6U,ダウンスイッ
チ6Dは、自動復帰型のオン・オフスイッチで、操作され
ている間、ハイレベル信号を出力する。演算ユニット12
は、入力回路121と、入力されるガバナレバー位置目標
値Nro（エンジン目標回転数である）とガバナレバー位
置検出値Nrp（パルスモータ３によるエンジン回転数制
御値であり、エンジンの実回転数とは異なる）とに基づ
いてパルスモータ３の回転方向を演算する演算回路122
と、出力回路123とを有する。入力回路121にはポテンシ
ョメータ５と、演算ユニット11の出力回路113とが接続
されている。モータ駆動回路13は、演算ユニット12から
送られてくるモータ回転方向の指令に応じてモータ駆動
信号をパルスモータ３へ供給する。このモータ駆動信号
は所定周波数のパルス列から成る信号であり、後述のよ
うに周波数を可変としてもよい。
次に、第3A図および第4A図により第１の実施例におけ
るエンジン回転数制御の手順を説明する。
第3A図は演算ユニット11の処理手順を示し、ステップ
S1において、ガバナレバー位置目標値Nroを読み込むと
ともに、アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6DからのUP
信号,DOWN信号を読み込む。ステップS2に進むと、DOWN
信号の有無を判定し、肯定されるとステップS5に進み、
UP信号の有無を判定し、否定されるとステップS6に進
む。このステップS6においては、予め演算されたメモリ
に格納されているガバナレバー位置目標値Nroと、エン
ジン回転数の増減分として予め定められている回転数増
減量ΔNrと、予め定められている最小エンジン回転数Nr
minとを用いて、 Nro−ΔNr＞Nrmin か否かを判定する。肯定されるとステップS8において、
Nro−ΔNrを新たなガバナレバー位置目標値Nroとしてメ
モリに格納する。Nro−ΔNr≦Nrminの場合、ステップS7
に進んでNrminを新たなガバナレバー位置目標値Nroとし
てメモリに格納する。
一方、ステップS2が否定されるとステップS3において
UP信号の有無を判定する。肯定されるとステップS9にお
いて、ガバナレバー位置目標値Nroと、回転数増減量ΔN
rと、予め定められた最大エンジン回転数Nrmaxとを用い
て、 Nro＋ΔNr＜Nrmax か否かを判定する。肯定されるとステップS11におい
て、Nro＋ΔNrを新たなガバナレバー位置目標値Nroとし
てメモリに格納する。Nro＋ΔNr≧Nrmaxの場合、ステッ
プS10においてNrmaxを新たなガバナレバー位置目標値Nr
oとしてメモリに格納する。
そしてステップS4において、ステップS7,S8,S10,S11
で求められたガバナレバー位置目標値Nroを演算ユニッ
ト12に出力し、始めに戻る。
次に第4A図により演算ユニット12の処理手順を説明す
る。第4A図はフィードバック制御でエンジン回転数を目
標値に制御するものである。
ステップS21でガバナレバー位置目標値Nroとガバナレ
バー位置検出値Nrpとを読み込み、ステップS22に進む。
ステップS22では、Nrp−Nro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、予め定められ
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ならばガバナレバー位置検出値
Nrpがガバナレバー位置目標値Nroよりも大きいから、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でモータ逆転を指定す
る信号を出力する。Ａ≦０ならばガバナレバー位置検出
値Nrpがガバナレバー位置目標値Nroよりも小さいから、
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。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する。ステップS
25〜S27を実行すると始めに戻る。
このような処理手順によれば、エンジン回転数は次の
ように制御される。
アップスイッチ6Uまたはダウンスイッチ6Dを１回だけ
瞬時にオン・オフ操作する場合； アップスイッチ6Uを１回だけ瞬時にオン・オフ操作す
ると、アップスイッチ6Uからパルス状のUP信号が出力さ
れる。これにより、演算ユニット11はステップS9を１回
だけ実行するから、Nro＋ΔNrが最大回転数Nrmax未満な
らば、前回演算されてメモリに格納されているガバナレ
バー位置目標値Nroに対してΔNrだけ増加したガバナレ
バー位置目標値Nroが演算ユニット12に入力される。こ
のガバナレバー位置目標値Nroとガバナレバー位置検出
値Nrpとの差|A|が基準回転数差Ｋ以上でかつＡが負なら
ば、演算ユニット12からモータ正転指令信号が出力され
る。モータ駆動回路13は、モータ正転指令信号の入力に
応答してパルスモータ３を正転させるべく所定周波数の
パルス列から成るモータ駆動信号をパルスモータ３へ送
る。これにより、パルスモータ３が正転しリンク機構２
を介してガバナ1aを駆動すると、エンジン回転数が増加
する。パルスモータ３の回転量はガバナレバー位置検出
値Nrpとして演算ユニット12に入力されており、モータ
駆動後のガバナレバー位置検出値Nrpとガバナレバー位
置目標値Nroとの差|A|が基準回転数差Ｋ未満になると、
演算ユニット12からモータ停止信号が出力される。この
モータ停止信号がモータ駆動回路13に入力されると、モ
ータ駆動回路13はモータ駆動信号の出力を停止し、パル
スモータ３が停止する。
ダウンスイッチ6Dを１回だけ瞬時にオン・オフ操作し
た場合も同様にしてエンジン回転数が減少する。
アップスイッチ6Uまたはダウンスイッチ6Dを所定時間
連続して操作する場合； アップスイッチ6Uを所定時間連続操作すると、アップ
スイッチ6Uから所定時間ハイレベルなUP信号が出力され
る。演算ユニット11では、このUP信号がハイレベルの時
間内に第3A図の処理を複数回（例えばＱ回）実行するか
ら、ガバナレバー位置目標値NroがNro＋ＱΔNrとなる。
この値がNramxより小さければ、このNro＋ＱΔNrが新し
いガバナレバー位置目標値Nroとしてメモリに格納さ
れ、演算ユニット12に入力される。演算ユニット12は上
述と同様に、|A|≧Ｋが否定されるまでモータ正転指令
信号をモータ駆動回路13に出力する。
以上の連続操作時においては、エンジン回転数の増加
応答が、第3A図に示す処理手順を１回実行する時間を上
回っていれば、演算ユニット11でガバナレバー位置目標
値Nroが順次に更新される間にエンジン回転数がそれぞ
れの目標値まで増加する。すなわち、この場合にはアッ
プスイッチ6Uの操作終了とほぼ同時にエンジン回転数が
目標値まで増加する。一方、エンジン回転数の増加応答
が第3A図の処理手順を１回実行する時間よりも遅けれ
ば、ガバナレバー位置目標値Nroが順次に更新される間
にエンジン回転数の増加が追従せず、アップスイッチ6U
の操作を終了しても、Nro＋ＱΔNrで示す目標値になる
までエンジン回転数が増加することになる。
なお、上述した基準回転数差Ｋはパルスモータ３の分
解能などによって決定され、パルスモータ３の１パルス
当りのエンジン回転数増減量よりも大きな所定値に定め
られ、これによりエンジン回転数のハンチングが防止さ
れる。
−第２の実施例− この実施例は、エンジン制御モードとして周知のパワ
ーモード，エコノミーモード，ライトモードを備えたも
ので、第２図に示すように、パワーモードスイッチ7
Pと、エコノミーモードスイッチ7Eと、ライトモードス
イッチ7Lとを備え、各スイッチからパワーモード信号，
エコノミーモード信号、ライトモード信号（これらをモ
ード切換信号と呼ぶ）がそれぞれ演算ユニット11に入力
されている。これらのスイッチが設定回転数指令手段を
構成する。
そして、例えば特開昭62−99524号公報に開示された
装置のように、次のように各機器が制御される。
原動機および油圧ポンプをパワーモード、エコノミー
モードおよびライトモードの３種類の運転モードで運転
できるようにし、より負荷の大きい走行運転や重掘削の
領域でパワーモードを選択すると、ポンプの最大押除け
容積が小さく設定されるとともに原動機がより大きい回
転数域で運転される。また、負荷の小さい走行運転や軽
掘削の領域でエコノミーモードを選択すると、ポンプの
最大押除け容積が大きくされるとともに原動機の最高回
転数がパワーモード時の回転数よりも低い回転数に制限
される。さらに微操作性が要求される領域でライトモー
ドを選択すると、油圧ポンプの最大押除け容積はエコノ
ミモードのままエンジン回転数がさらに低い回転数で制
限される。以上述べたポンプの最大押除け容積およびエ
ンジン回転数の設定により、建設機械は、作業に最適な
エンジン回転数とポンプ吸収馬力で運転されるから、燃
料消費率を低減し、エンジン騒音も低く抑えることがで
きる。
演算ユニット12の処理手順は第4A図に示したものと全
く同様であり、演算ユニット11の処理手順についてのみ
第５図に基づいて説明する。なお、第3A図と同様なステ
ップには同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
第５図に示す手順が実行されると、まず、ステップS3
1で、ガバナレバー位置目標値Nro,UP信号,DOWN信号およ
び３つのモード切換信号を読み込み、初めにステップS3
2でライトモードか否かを判定する。肯定されるとステ
ップS35において、ライトモードとして予め設定された
ライトモード回転数NLをガバナレバー位置目標値Nroの
ためのメモリに格納する。ステップS32が否定されると
ステップS33でエコノミーモードか否かを判定し、この
ステップS33が肯定されるとステップS36において、エコ
ノミーモードとして予め設定されたエコノミーモード回
転数NE（＞NL）をガバナレバー位置目標値Nroのための
メモリに格納する。ステップS33が否定されるとステッ
プS34に進み、パワーモードか否かを判定する。このス
テップS34が肯定されるとステップS37において、パワー
モードとして予め設定されたパワーモード回転数NP（＞
NE）をガバナレバー位置目標値Nroのためのメモリに格
納する。すなわち、モード切換信号が出力されたとき
は、ライトモード回転数NL,エコノミーモード回転数NE
またはパワーモード回転数NPを表わすガバナレバー位置
目標値NroがステップS4において演算ユニット11から演
算ユニット12に入力される。以後の演算ユニット12の処
理手順は第１の実施例と同様であり説明を省略する。
一方、いずれのモード切換信号も出力されないとき
は、アップスイッチ6Uあるいはダウンスイッチ6Dからの
UP信号,DOWN信号にしたがってステップS2〜S11が実行さ
れるのは、第１の実施例と全く同様であり、説明を省略
する。
以上の処理手順では、アップスイッチ6U,ダウンスイ
ッチ6Dと３つのモード切換スイッチが同時操作された場
合に、UP信号,DOWN信号よりもモード切換信号を優先す
るとともに、モード切換信号の中でもライトモード，エ
コノミーモード，パワーモードの順に優先させるように
している。
このように構成することにより、パワーモードスイッ
チ7P,エコノミーモードスイッチ7E,ライトモードスイッ
チ7Lの唯１度の操作により、予め定めた各モードの回転
数にエンジン回転数を直ちにシフトでき、アップスイッ
チ6U,ダウンスイッチ6Dを用いることによる弊害、つま
り所望の回転数設定までに不必要に時間がかかることを
解消できる。さらに、アップスイッチ6U,ダウンスイッ
チ6Dによって、各モード回転数NL,NE,NPを微妙に増減で
き、作業に最適な回転数に容易に調節できる。すなわ
ち、上述した特開昭62−99524号公報などに開示されて
いるモード選択装置では、エンジン最高回転数を各モー
ドに適した値に制限するように設計されており、その最
高回転数を運転者の意志で増減することが難しい。しか
し、この第２の実施例によれば、各モード回転数NL,NE,
NPを基準としてエンジン回転数を任意に増減でき、作業
条件に最適な回転数を選択でき、より一層の燃料消費率
の向上，騒音の低減，発煙の抑制が図られる。
−第３の実施例− この実施例は、ガバナレバー位置検出値Nrpに応じ
て、すなわち、現在のエンジン回転数制御値に応じて、
回転数増減量ΔNrを可変したとものである。第６図は第
３の実施例を示し、第3A図と同様の箇所には同一の符号
を付して相違を説明する。
第６図において、ステップS41では、ガバナ位置目標
値Nro,UP信号,DOWN信号に加えてガバナレバー位置検出
値Nrpを読み込む。そして、ステップS42あるいはS43
で、読み込まれたガバナレバー位置検出値Nrpにしたが
って、第7A図のように予め定められたテーブルから回転
数増減量ΔNrを読み出し、この回転数増減量ΔNrを用い
て、ステップS6,S8,S9,S11でガバナレバー位置目標値Nr
oを算出する。なお、第7A図のテーブルは演算ユニット1
1に設けられる。
この実施例では、アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6
Dを操作すると、ガバナレバー位置検出値Nrpつまり現在
のエンジン回転数制御値に応じた回転数増減量ΔNrでエ
ンジン回転数が増減されるので、回転数の微操作が必要
な低回転数領域では回転数がゆっくり増減され、回転数
微操作が不要な高回転数領域では、アップスイッチ6U,
ダウンスイッチ6Dの操作による回転数増減量が多くな
り、操作性がよい。
第7A図のテーブルを、演算ユニット11にソフトウエア
の形で格納すれば、このテーブルを交換するだけでユー
ザの好みに合せたエンジン速度制御を容易に実現でき
る。なお、ガバナレバー位置目標値Nroに応じて回転数
増減量ΔNrを可変としてもよい。
第８図，第9A図のようにアップスイッチ6U,ダウンス
イッチ6Dの操作時間ｔに応じて回転数増減量ΔNrを可変
にしてもよい。
すなわち、第８図に示すように、アップスイッチ6Uあ
るいはダウンスイッチ6Dが押圧されている時間ｔを不図
示のタイマで計時し（ステップS44,S45,S48,S49）、第9
A図のテーブルから操作時間ｔに応じて回転数増減量ΔN
rを読出し（ステップS46,S50）、このΔNrによってガバ
ナレバー位置目標値Nroを上述したと同様に算出して出
力する。なお、アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dの
操作が中止されると、ステップS51,S52でタイマをリセ
ットする。
この実施例によれば、微操作性を良くする（１回だけ
瞬時に操作したときに変動するエンジン回転数をできる
だけ小さくする）ためにΔNrを比較的小さく設定して
も、アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dを長時間押圧
すればするほどΔNrが大きくなるから、回転数を大きく
増減する際の操作性が損なわれることがない。また、ア
ップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dの操作によるエンジ
ン回転数の追従性も向上する。
さらに第10図，第11A図に示すように、ガバナレバー
位置目標値Nroとガバナレバー位置検出値Nrpとの差Ａに
応じて回転数増減量ΔNrを可変としてもよい。
すなわち、第10図において、S53でガバナレバー位置
目標値Nro,ガバナレバー位置検出値NrpおよびUP信号,DO
WN信号を読み込み、ステップS54あるいはS56で、ガバナ
レバー位置目標値Nroとガバナレバー位置検出値Nrpの差
Ａを算出し、第11A図のテーブルからNroとNrpの差Ａに
応じた回転数増減量ΔNrを読み込む。このΔNrに基づい
て、上述したようにガバナレバー位置目標値Nroを算出
し、演算ユニット11から出力する。
この実施例によれば、ガバナレバー位置目標値Nroと
ガバナレバー位置検出値Nrpの差、すなわち目標回転数
と現在の制御回転数との差が大きいほどアップスイッチ
6U,ダウンスイッチ6Dの１操作当りの回転数増減量ΔNr
が大きくなる。その結果、両者の差が大きいほどエンジ
ン回転数の増減速度は速くなり、両者の差が小さいほど
エンジン回転数の増減速度が遅くなるなる。このため、
アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dの操作に対するエ
ンジン回転数の追従性がよくなるとともに、エンジン回
転数調節時に目標値に近づくと回転数がゆっくり変動す
るから行き過ぎが防止される。
以上の構成では、演算ユニット12,モータ駆動回路，
パルスモータ3,ポテンショメータ５から成るエンジン回
転数制御のサーボ系の応答が演算ユニット11におけるガ
バナレバー位置目標値Nroの更新に比べて十分追従でき
る場合には、ガバナレバー位置目標値Nroやガバナレバ
ー位置検出値Nrpが大きいほ、アップスイッチ6U,ダウン
スイッチ6Dの操作時間が長くなるほど、あるいはガバナ
レバー位置目標値Nroとガバナレバー位置検出値Nrpとの
差Ａが大きいほどΔNrを大きくすることによって、エン
ジン回転数の増減速度を速くできる。上述のサーボ系の
応答が制御回路10によるエンジン駆動信号の更新速度に
追従できない場合には、パルスモータ３に供給するパル
スの周波数を、上述した条件に応じて高くすることによ
り、エンジン回転数の増減速度を速くできる。
パルスモータ３の駆動周波数を可変とする回路を第12
図に示す。第12図において、モータ駆動回路13には速度
演算回路14が接続されている。この速度演算回路14は、
例えば入力回路15を介して入力されるガバナレバー位
置目標値Nroあるいはガバナレバー位置検出値Nrp、ア
ップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dの操作時間ｔあるい
はガバナレバー位置目標値Nroとガバナレバー位置検
出値Nrpの差Ａに応じて、パルスモータ３へ供給するパ
ルス列の周波数を演算し、モータ駆動回路13にその周波
数のパルス列を出力するように指令する。つまり、ガバ
ナレバー位置目標値Nroあるいはガバナレバー位置検出
値Nrpが大きいほど、アップスイッチ6Uの操作時間ｔが
長いほど、あるいは上記差Ａが大きいほどパルス列の周
波数を高くすることにより、パルスモータ３の回転速度
を速くし、エンジン回転数の増減速度を速くする。この
処理に際しても、第7B図，第9B図，第11B図に示すよう
に、Nrp,Nro,tあるいはＡに対してパルスモータ３の駆
動周波数を増減するように設定したテーブルを用いるこ
とができる。
このように構成しても、上述したと同様の効果が得ら
れる。
−第４の実施例− この実施例は、第13図に示す油圧制御装置を有する作
業機に適用され、掘削アタッチメント駆動用あるいは走
行用のアクチュエータを操作する操作装置の操作量によ
ってもエンジン回転数を制御できるようにしたものであ
る。
第13図において、第２図と同様な箇所には同一の符号
を付して説明する。パイロット油圧ポンプ21と可変容量
油圧ポンプ22がエンジン１によって駆動される。可変容
量油圧ポンプ22の吐出油は、コントロールバルブ23によ
ってその方向，流量が制御されてアクチュエータ24に導
かれ、アクチュエータ24を駆動する。一方、パイロット
油圧ポンプ21の吐出油は、比例減圧弁式の操作装置25に
よってそのレバー25aの操作量に応じた圧力となり、コ
ントロールバルブ23の一対のパイロットポートに導かれ
コントロールバルブ23を切換え制御する。操作レバー25
aの操作量はポテンショメータなどから成る操作量検知
器26で検出され、操作部位置信号Nr1として制御回路10
に送られる。そして、制御回路10の演算ユニット11で
は、後述する第14図の処理手順を実行して、エンジン回
転数を制御するためにガバナレバー位置目標値Nroを演
算し、操作レバー25aの所定値以上の操作範囲でその操
作量に応じてエンジン回転数が増減される。なお、第14
図においては第3A図と同様なステップには同一の符号を
付してあり、その同一ステップについての詳細説明は省
略する。
第14図により第４の実施例を詳細に説明する。
ステップS58で、ガバナレバー位置目標値Nro,UP信号,
DOWN信号とともに操作量検知器16からの操作部位置信号
Nr1を読み込む。そして、ステップS59〜S62で、第3A図
のステップS7,S8,S10,S11と同様にして求めた目標回転
数についての結果を新たな目標回転数Nr2としてメモリ
に格納する。そして、ステップS63で、操作部位置信号N
r1とこの目標回転数Nr2とを比較し、Nr1＞Nr2ならば、
ステップS64において、Nr1をガバナレバー位置目標値Nr
oのためのをメモリに格納し、Nr1≦Nr2ならば、ステッ
プS65において、操作部位置信号Nr1をガバナレバー位置
目標値Nroのためのメモリに格納し、ステップS4でこの
ガバナレバー位置目標値Nroを演算ユニット12に出力す
る。
すなわち、この実施例では、アップスイッチ6U,ダウ
ンスイッチ6Dによるガバナレバー位置目標値Nroと操作
レバー25aの操作による操作部位置信号Nr1とのいずれか
大きい値をガバナレバー位置目標値Nroとして演算ユニ
ット12に送出するようにしたものであり、次の効果が得
られる。
操作レバー25aの所定値以上の操作範囲では、アップ
スイッチ6U,ダウンスイッチ6Dにより任意の最低回転数
を設定した上で、操作量検知器26により作業内容に応じ
た回転数が得られるので、燃費が向上し、優れた作業性
を確保できる。
アップスイッチ6U,ダウンスイッチ6Dにより設定され
た回転数以下の領域では、操作量検知器26の出力による
回転数変動がないので、この領域におけるエンジン回転
数の変動を減少でき、それに伴う燃費の悪化，発煙，騒
音を抑制できる。
なお、操作レバー25aの所定値以上の操作範囲をポテ
ンショメータで検出し、その操作範囲でエンジン制御す
るようにしてもよい。また、操作レバーの操作量を、そ
の操作に伴い発生する圧力を検出する圧力センサで検出
してもよい。
《演算ユニット11によるガバナレバー位置目標値Nroの
演算処理手順の変形例》 なお、以上述べた演算ユニット11の処理手順は、エン
ジン回転中にアップまたはダウンスイッチ6U,6Dを操作
したときのガバナレバー位置目標値Nroを求める手順を
示しているが、予め定めた起動時回転数でエンジンを始
動する場合は、例えば第３図Ｂにあるいは第3C図に示す
処理手順によればよい。
この第3B図，第3C図の実施例は第3A図に対応するもの
であるが、第２図に示すように、不図示のスタータモー
タを起動するためのスタータスイッチ８と、エンジン１
の実回転数に応じた信号を出力する回転数センサ９とが
必要となる。これらは、それぞれ演算ユニット11の入力
回路111に接続されている。スタータスイッチ８は、電
源をスタータモータへ接続する始動位置と、エンジン始
動後に自動復帰されてスタータモータ以外の負荷に接続
可能とするオン位置と、電源を制御回路10以外のすべて
の負荷から遮断するオフ位置とに切換え可能とされ、始
動位置でステータスイッチ位置信号がオン，オン位置お
よびオフ位置でスタータスイッチ位置信号がオフするよ
うになっている。
第3B図は、エンジン始動時に応答して起動時回転数Nr
stをガバナレバー位置目標値Nroとして設定するもので
ある。
まず、ステップS101でガバナレバー位置目標値Nro
と、アップダウンスイッチ信号UP,DOWNと、スタータフ
ラグSFと、スタータスイッチ位置信号とを読み込む。次
いでステップS102において、スタータスイッチが始動位
置に操作されているか否かを判別する。スタータスイッ
チが始動位置に操作されていればステップS103でスター
タフラグSFに１を設定してステップS2に進む。その後の
ステップS2〜S11の処理手順は第3A図と全く同様である
が、UP信号、DOWN信号のいずれも生起していないとき
は、まずステップS104でスタータフラグSFが１か否かを
判定し、１ならばステップS105に進み、予め定めた起動
時回転数Nrstをガバナレバー位置目標値Nroとする。そ
の後ステップS4において、以上のようにして求められた
Nroを演算ユニット12に入力する。そして、ステップS10
6においてスタータフラグSFを０にして始めに戻る。
エンジン始動後は、スタータスイッチ８がオン位置に
復帰しているのでスタータスイッチ位置信号がオフであ
り、ステップS10からステップS103をスキップしてステ
ップS2に進む。したがって、ステップS104は否定される
から、エンジン始動後にアップスイッチ6Uあるいはダウ
ンスイッチ6Dが操作されれば、ステップS7,8,10,11のい
ずれかで算出されたNroがステップS4で出力される。
第3C図は、エンジン停止に応答して起動時回転数Nrst
をガバナレバー位置目標値Nroとして設定するものであ
る。
まず、ステップS111で上述と同様に、ガバナレバー位
置目標値Nro,アップ信号UPまたはダウン信号DOWNを読み
込むとともに、スタータスイッチオフフラグOF、エンジ
ン停止フラグEF、スタータスイッチ位置信号、回転数セ
ンサ指示値も読み込む。次いでステップS112において、
スタータスイッチ８がオフ位置にあるかすなわちスター
タスイッチ位置信号がオフか否かを判定し、スタータス
イッチ位置信号がオフならばステップS113でスタータス
イッチオフフラグOFに１を設定する。ステップS114で
は、エンジン回転数センサ９からの信号の有無によりエ
ンジン１が停止しているか否かを判定する。エンジン１
が停止していればステップS115でエンジン停止フラグEF
に１を設定する。その後、ステップS2に進む。
ステップS2〜S11は第3A図と全く同様の処理を実行
し、ステップS116において、スタータスイッチオフフラ
グOFが１か否かを判定し、１ならばステップS117に進
み、エンジン停止フラグEFが１か否かを判定する。１な
らばステップS105で、起動時回転数Nrstをガバナレバー
位置目標値Nroとする。その後、ステップS4においてガ
バナレバー位置目標値Nroを出力してガバナを起動時回
転数位置に設定し、ステップS118でスタータスイッチオ
フフラグOFとエンジン停止フラグEFをともに０にして処
理を終了する。
以上の第3C図の処理手順によれば、スタータスイッチ
８がオフ位置に操作されかつエンジン１が停止している
ことが判定されると、ガバナレバー位置目標値Nroとし
て起動回転数Nrstを設定してガバナレバー位置を起動回
転数Nrstの位置に設定する。したがって、次にエンジン
１が起動される際、エンジン１は起動回転数Nrstで始動
される。
また、第3C図のように、スタータスイッチ位置信号が
オフでかつエンジンが停止している場合にのみ起動時回
転数Nrstをガバナレバー位置目標値Nroの記憶装置に書
き込むようにしているから、作業中にエンジンストール
したときのようにスタータスイッチ８がオン位置でエン
ジン１が停止しているときには、エンジン停止前にステ
ップS7,8,10,11で算出されたガバナレバー位置目標値Nr
oが引き続き保存され、次にエンジン１を始動するとエ
ンジン１の回転数はそのガバナレバー位置目標値Nroに
よって制御される。したがって、エンジンストール時に
いちいち元のエンジン回転数に再設定する必要がなくな
り、操作性を損わない。
以上の第3C図においては、スタータスイッチ８がオフ
されかつエンジン１が停止したときに、起動時回転数Nr
stをNroとして記憶するとともに、ガバナをその起動時
回転数位置に制御する必要があるため、スタータスイッ
チ８がオフされた後も暫くの間は制御回路10に給電を続
け、所定の動作終了後に制御回路10への給電を遮断す
る。
なお、以上の起動時回転数Nrstは、必ずしもアイドル
回転数に等しく設定されるものではなく、例えばアイド
ル回転数850r.p.mに対して1000r,p.mのようにアイドル
回転数よりも高目の起動時に適した値に設定される。
《フイードフォーワード制御によるエンジン回転数制
御》 以上説明した第4A図はフィードバック制御によりエン
ジン回転数を目標値に制御するものであるが、第4B図の
ようにフィードフォーワード制御によりエンジン回転数
を制御してもよい。この場合、演算ユニット12へのガバ
ナレバー位置検出値Nrpの入力は不要となる。
第4B図によりフィードフォーワード制御について説明
するが、第4A図と同様なステップには同一の符号を付し
て説明する。
ステップS201において、演算ユニット11で今回演算さ
れて入力された今回ガバナレバー位置目標値Nroと、前
回演算されてエンジン回転数制御に用いられた前回ガバ
ナレバー位置目標値Nrxとを読み込む。次いで、ステッ
プS202に進み、今回ガバナレバー位置目標値Nroと前回
ガバナレバー位置目標値Nrxとの偏差Ａを求め、ステッ
プS23で、この偏差Ａが所定値Ｋよりも大きいか否かを
判定する。このステップS23が肯定されるとステップS24
において偏差Ａが正か負かを判定し、正ならばステップ
S203に進む。このステップS203においては、予め定めた
回転数ΔＮを前回ガバナレバー位置目標値Nrxから減算
し、その減算結果を新たな前回ガバナレバー位置目標値
Nrxとする。そして、ステップS204において、上記回転
数ΔＮだけモータ３を逆転する制御信号をモータ駆動回
路13へ出力して始めに戻る。
なお、この所定回転数ΔＮは、１ループを実行する間
にモータ３を回転して増減できるようなステップ数に相
当する。
一方、ステップS24が否定されるとステップS205にお
いて、前回ガバナレバー位置目標値NrxにΔＮを加算
し、その加算結果を新たな前回ガバナレバー位置目標値
Nrxとする。その後、ステップS206に進み、モータ３を
回転数ΔＮだけ正転する制御信号をモータ駆動回路13へ
出力して始めに戻る。また、ステップS23で偏差Ａが所
定値以下になるとステップS207に進み、今回ガバナレバ
ー位置目標値Nroを前回ガバナレバー位置目標値Nrxに格
納してステップS208においてモータを停止する。
このような第4B図のフィードフォーワード制御によ
り、エンジン回転数は、今回ガバナレバー位置目標値Nr
oと前回ガバナレバー位置目標値Nrxとの偏差Ａが所定値
Ｋ未満になる値に制御される。なお、ポテンショメータ
５を用いる閉ループ制御では、パルスモータ３が故障な
どにより回転不良を起こしていることを容易に判断でき
る。
なお、このフィードフォーワード制御では新旧２つの
ガバナ位置目標値を用いるが、ここで前回の旧データは
１回前に演算されたものに限らず、数回前のデータを用
いてもよい。
−第５の実施例− 第15図に第５の実施例を示す。
アップダウンスイッチ30のUP端子30aに可動接点30bが
接続されるとリレースイッチRS1を通ってDCモータ31の
正転入力端子にバッテリ32が接続され、DCモータ31が正
転する。アップダウンスイッチ30がUP端子30a側に操作
されている間、DCモータ31は回転を続ける。DCモータ31
が正転端まで回転するとリミットスイッチ33がオンし、
リレーコイルRC1が励磁されてリレースイッチRS1が開
き、DCモータ31への通電が断たれる。
アップダウンスイッチ30をDOWN端子30b側に操作する
と、リレースイッチRS2を通ってDCモータ31の逆転入力
端子に通電され、DCモータ31が逆転する。逆転端まで回
転するとリミットスイッチ34がオンし、リレーコイルRC
2が励磁されてリレースイッチRS1が開き、DCモータ31へ
の通電が断たれる。
なお、第15図に示すリレーやリミットスイッチおよび
アップダウンスイッチとモータ31とを接続する回路が信
号伝達手段を構成する。
この実施例では、上記第１〜第４の実施例とは異な
り、目標回転数Nrを演算することなく、アップダウンス
イッチ30の操作に応じてDCモータ31の回転量を開ループ
制御し、このDCモータ31によりガバナ1aを駆動する。
この実施例においても、第２図に示したパワーモード
スイッチなど、エンジン回転数を任意の設定値に一気に
シフトできる設定回転数指令スイッチを付加することが
できる。その具体的な回路を第16図に示す。
第16図において第15図と同様な箇所には同様な符号を
付して、相違点を中心に説明する。
35は設定回転数指令スイッチであり、手動操作してい
る間だけ閉じ、操作を止めると開放する自動復帰型のス
イッチである。36は電磁ソレノイドであり、設定回転数
指令スイッチ35が閉じるとバッテリ32と接続され、その
プランジャ36aが破線のように伸長し、スイッチ35が開
くと実線のように縮退する。ガバナ1aを駆動するDCモー
タ31の回転軸に一体とされたレバー31aは、突出された
プランジャ36aにより所定角度まで回動され、エンジン
回転数が設定回転数となるようにガバナ1aを操作する。
DCモータ31は、プランジャ36aが縮退しても操作された
回動位置に保持される。以上の構成により、設定回転数
指令スイッチ35をオン，オフするだけで、エンジン１の
回転数を予め定けた設定回転数まで一気にシフトでき
る。
また、上述したと同様にエンジン始動時に起動時回転
数Nrstに設定することもできる。すなわち、オフ位置OF
Fと、オン位置ONと、スタータ起動位置SMとに切換えら
れるスタータスイッチ８の端子SMに電磁ソレノイド37を
接続し、スタータモータ38が駆動されるときにのみ電磁
ソレノイド37のプランジャ37aを破線位置まで伸長す
る。これにより、起動時回転数となるようにガバナ1aが
操作される。
したがって、エンジン始動に際してモータ31がエンジ
ン回転数を最高値にする回動位置にあっても、スタータ
モータ38の起動と同期して起動時回転数に相当する回動
位置までモータ31が回動される。このためエンジン始動
後は、プランジャ37aは実線位置まで縮退するがモータ3
1はその回動位置を保持するから、エンジン１は予め定
められた起動回転数で回転を続行できる。そして、アッ
プ接点30aを閉じればエンジン回転数は上昇し、ダウン
接点30cを閉じればエンジン回転数は下降し、設定回転
数指令スイッチ35を閉じれば、エンジン回転数は設定回
転数まで上昇する。
次に、第17図〜第20図によりアップダウンスイッチ
6U,6Dの具体的な設置例について説明する。
第17図は、以上説明した原動機の回転数制御装置が適
用されるホイール式油圧ショベルの運転席の平面図であ
る。ここで、71R,71Lが作業用アクチュエータを操作す
るための作業レバー装置であり、第18図に示すように右
側の作業レバー71Rのグリップ71aにアップスイッチ6Uと
ダウンスイッチ6Dが設けられている。また、第17図にお
いて、７は、上述した各種モードスイッチ7L,7E,7Pを備
えたモードスイッチ部、８は上述したスタータスイッ
チ、73は走行用ハンドル、74は走行用アクセルペダル、
75はブレーキペダルである。
このようなアップダウンスイッチの配置により、作業
レバー71R,71Lを両手で操作したままエンジン回転数を
任意に増減することができ、操作性が向上する。なお、
図示したスイッチはプッシュ式の自動復帰スイッチであ
るが、自動復帰式のトグルスイッチを用いてもよい。
また第17図の符号76U,76Dはそれぞれアップペダル、
ダウンペダルであり、第18図のアップダウンスイッチ
6U,6Dに代えて設けられるものである。第19図に示すよ
うに、各ペダルの下にそれぞれプッシュスイッチ77を設
置し、ペダル操作に応じて各プッシュスイッチ77からア
ップ信号およびダウン信号をそれぞれ出力する。
このペダル式にすれば、作業レバー71R,71Lを両手で
操作していても左右の足でエンジン回転数を制御でき、
第18図の方式と同様に操作性が向上する。
第20図はペダル式の変形例を示し、ペダル78の前側に
アップ操作部78Uを、後側にダウン操作部78Dを設け、ア
ップ操作部78Uおよびダウン操作部78Dの下にプッシュ式
スイッチ77を設けたものである。この方式でも、上述し
たと同様の作用効果が得られる。
なお、以上ではパルスモータやDCモータによりガバナ
を駆動するものを示したが、これらを省略した電子ガバ
ナにより原動機回転数を制御するものにも本発明を適用
できる。さらに本発明は、ホイール式油圧ショベルに限
定されるものではない。
G.発明の効果 本発明によれば、原動機回転数を制御する操作部の操
作量を絶対量として検出する必要がなく、操作部である
アップ／ダウン指令操作手段の操作位置、すなわち原動
機回転数を上昇するのか下降するのかのみを検出すれば
よいので、従来のような操作量検出装置が不要となりそ
の機構が簡素化されるとともに操作性の向上も図ること
が可能となる。とくに作業時の振動などにより操作指令
手段に綾待って接触しても回転数が大きく変化すること
がない。また、操作量検出器としてポテンショメータを
用いる従来装置に比べて、制御手段でその出力の直線性
を補正する必要がなく、調整が不要、定電圧源が不要、
ノイズ対策が不要となり、信頼性、耐久性も向上する。
さらに、原動機回転数をデジタル制御する場合でも、従
来のポテンショメータ式のようなA/Dコンバータが不要
となる。
また請求項1,3の発明によれば、原動機を任意の設定
回転数に迅速に制御することができ、操作性が損なわれ
ることもない。そして、設定回転数を基準としてアップ
／ダウン指令操作手段で原動機回転数を微妙に調整でき
る。
請求項２の発明によれば、制御手段を介して１回のア
ップ／ダウン指令操作によって増減する回転数の増減量
を容易に変更することができ、さらに請求項４の発明に
よれば、設定回転数指令信号がアップ信号やダウン信号
に優先するから、希望する設定回転数に即座に原動機回
転数が増減する。
また請求項６の発明によれば、掘削や旋回などの作業
用アクチュエータや走行用アクチュエータの操作手段の
操作量によって求まる第２の目標回転数と、アップ／ダ
ウン指令操作手段によって求まる第１の目標回転数との
いずれか大きい方の回転数に原動機回転数が制御され、
燃費の向上，発煙の抑制，低騒音化に寄与する。
請求項７の発明によれば、フィードバック制御により
原動機回転数が目標値に確実に設定され、請求項８の発
明によれば、フィードフォーワード制御により原動機回
転数が制御され、フィードバック制御される駆動手段の
応答時間や慣性力によって生じるサーボ系の２次遅れが
解消され、原動機の回転数を安定して制御することがで
きる。
請求項９および請求項10の発明によれば、前回の作業
終了時に目標回転数がどのような値になっていても、始
動時の原動機回転数は予め定められた起動時回転数に制
御されるから、原動機の始動に際していちいち目標回転
数を始動に適した回転数に設定し直す必要がなく、操作
性が向上する。
請求項11の発明によれば、原動機始動時に原動機回転
数がアイドリング回転数になるから、始動時にむやみに
高回転数で始動されず、騒音、燃費の点で有利である。
請求項12〜15の発明によれば、アップ／ダウン指令操
作手段による原動機回転数の増減量を微小にしてエンジ
ン回転数の微調節を可能にしても、目標とするような回
転数が現在値と大きくずれているようなときにはその原
動機回転数の増減速度が速くなるから、微操作性を向上
させても原動機の回転数を迅速に目標値に制御できる。
請求項16の発明によれば、操作指令手段を中立位置に
しておけば原動機回転数は増減されないから、作業中の
振動などで操作指令手段に誤って触れない限り不用意に
原動機回転数が増減されることがない。請求項17の発明
によれば、アップ位置またはダウン位置に保持されてい
る時間だけ原動機回転数が増減するから、操作し続ける
だけで回転数を簡単に調節できる。請求項18の発明によ
れば、アップ位置またはダウン位置に操作されるごとに
所定回転数だけ回転数が増減し、誤って操作し続けた場
合でも回転数がむやみに増減されない。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｅ）はクレーム対応図である。 第２図，第3A図および第4A図は第１の実施例を説明する
もので、第２図がエンジン回転数制御装置の全体構成を
示す図、第3A図，第4A図がそれぞれ演算ユニット11,12
の処理手順を示すフローチャートである。 第3B図，第3C図は演算ユニット11の処理手順の変形例を
示すフローチャートである。 第4B図はフィードフォーワードによる回転数制御の処理
手順を示すフローチャートである。 第５図は第２の実施例における演算ユニット11の処理手
順例を示すフローチャートである。 第６図，第８図，第10図はそれぞれ第３の実施例におけ
る演算ユニット11の３つ処理手順例を示すフローチャー
ト、第7A図，第9A図，第11A図はそれぞれ第３の実施例
における回転数増減量を求めるテーブルの線図、第7B
図，第9B図，第11B図はそれぞれそのテーブルの変形例
を示す線図である。 第12図は第３の実施例の変形例を示す制御回路の要部ブ
ロック図である。 第13図および第14図は第４の実施例を説明するもので、
第13図が第４の実施例を実施するための油圧回路図、第
14図が演算ユニット11の処理手順を示すフローチャート
である。 第15図は第５の実施例を示す回路図、第16図は第５の実
施例の変形例を示す回路図である。 第17図は本発明が適用されるホイール式油圧ショベルの
運転席の平面図、第18図〜第20図はアップダウンスイッ
チの具体的配置例を示す図である。 1:エンジン、1a:ガバナ 3:パルスモー、5:ポテンショメータ 6U:アップスイッチ、6D:ダウンスイッチ 7L:ライトモードスイッチ 7E:エコノミーモードスイッチ 7P:パワーモードスイッチ 8:スタータスイッチ、9:回転数センサ 10:制御回路、11:演算ユニット 12:演算ユニット、13:モータ駆動回路 16:操作量検知器、21:パイロット油圧ポンプ 22:可変容量油圧ポンプ、23:コントロールバルブ 24:アクチュエータ、25:操作装置 26:ポテンショメータ、30:アップダウンスイッチ 31:DCモータ、33,34:リミットスイッチ 101:信号伝達手段
フロントページの続き (72)発明者 富川 修 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 渡邊 洋 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭62−279240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−187548（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−145849（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−30332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−174777（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−47048（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 29/00 F02D 29/04 F02D 41/00 - 45/00

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原動機の出力を調節する原動機出力調節手
    段と、 この原動機出力調節手段を駆動する駆動手段と、 前記原動機の回転数を上昇するアップ位置と、回転数を
    下降するダウン位置とに操作され、アップ位置ではアッ
    プ信号を、ダウン位置ではダウン信号をそれぞれ出力す
    るアップ／ダウン指令操作手段と、 前記アップ信号により原動機回転数を上昇し、前記ダウ
    ン信号により原動機回転数を下降するように前記駆動手
    段に駆動信号を供給する信号伝達手段と、 予め定めた少なくとも１つの任意の設定回転数に原動機
    回転数をシフトすることを指令する設定回転数指令手段
    と、 該設定回転数指令手段から出力される設定回転数指令信
    号に基づいて前記原動機の回転数をその設定値にシフト
    するシフト手段と、 前記設定回転数指令手段からの設定回転数指令信号と前
    記アップ信号、前記ダウン信号が同時に出力されるとき
    に前記設定回転数指令信号を優先して使用する優先手段
    とを具備することを特徴とする建設機械の原動機回転数
    制御装置。
  2. 【請求項２】原動機の出力を調節する原動機出力調節手
    段と、 この原動機出力調節手段を駆動する駆動手段と、 前記原動機の回転数を上昇するアップ位置と、回転数を
    下降するダウン位置とに操作され、アップ位置ではアッ
    プ信号を、ダウン位置ではダウン信号をそれぞれ出力す
    るアップ／ダウン指令操作手段と、 前記アップ信号により原動機回転数を上昇し、前記ダウ
    ン信号により原動機回転数を下降するように前記原動機
    の目標回転数を演算し、前記駆動手段に駆動信号を供給
    して原動機回転数を前記目標回転数に制御する制御手段
    とを具備することを特徴とする建設機械の原動機回転数
    制御装置。
  3. 【請求項３】予め定めた少なくとも１つの任意の設定回
    転数に原動機回転数をシフトすることを指令する設定回
    転数指令手段を備え、該設定回転数指令手段から出力さ
    れる設定回転数指令信号に基づいて、前記原動機がその
    設定回転数となるような目標回転数を演算することを特
    徴とする請求項２に記載の建設機械の原動機回転数制御
    装置。
  4. 【請求項４】前記設定回転数指令手段からの設定回転数
    指令信号と前記アップ信号、前記ダウン信号が同時に出
    力されるときに前記設定回転数指令信号を優先して使用
    する優先手段を具備することを特徴とする請求項３に記
    載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  5. 【請求項５】原動機によって駆動される油圧ポンプと、
    この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数のア
    クチュエータと、この複数のアクチュエータに対応して
    設けられこれらの動作を制御する複数の操作手段とを備
    えた請求項２〜４のいずれかの項に記載の建設機械の原
    動機回転数制御装置。
  6. 【請求項６】原動機によって駆動される油圧ポンプと、
    この油圧ポンプからの吐出油により駆動されるアクチュ
    エータと、このアクチュエータの動作を制御する操作手
    段とを備えた建設機械における建設機械の原動機回転数
    制御装置において、 原動機の出力を調節する原動機出力調節手段と、 この原動機出力調節手段を駆動する駆動手段と、 前記原動機の回転数を上昇するアップ位置と、回転数を
    下降するダウン位置とに操作され、アップ位置ではアッ
    プ信号を、ダウン位置ではダウン信号をそれぞれ出力す
    るアップ／ダウン指令操作手段と、 前記操作手段の操作量を検出する検出手段と、 前記アップ信号により原動機回転数を上昇し、前記ダウ
    ン信号により原動機回転数を下降するように前記原動機
    の第１の目標回転数を演算するとともに、前記検出され
    た操作量に基づいて第２の目標回転数を演算し、いずれ
    か大きい方の目標回転数になるように前記駆動手段に駆
    動信号を供給する制御手段とを具備することを特徴とす
    る建設機械の原動機回転数制御装置。
  7. 【請求項７】前記原動機出力調節手段による原動機回転
    数の制御値を検出する原動機制御値検出手段を備え、前
    記制御手段は、検出された制御回転数と前記目標回転数
    との差が所定値以上のときに前記駆動信号を出力するこ
    とを特徴とする請求項２〜６のいずれかの項に記載の建
    設機械の原動機回転数制御装置。
  8. 【請求項８】前記制御手段で演算された前回の目標回転
    数と今回の目標回転数の差が所定値以上のときに前記駆
    動信号を出力することを特徴とする請求項２〜６のいず
    れかの項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  9. 【請求項９】前記制御手段は、前記原動機の始動に際し
    て前記目標回転数を予め定められた起動時回転数とする
    ことを特徴とする請求項２〜８のいずれかの項に記載の
    建設機械の原動機回転数制御装置。
  10. 【請求項１０】前記制御手段は、前記原動機の停止に応
    答して、前記駆動手段を予め定められた起動時回転数の
    位置に制御することを特徴とする請求項２〜８のいずれ
    かの項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  11. 【請求項１１】前記起動時回転数はアイドリング回転数
    であることを特徴とする請求項９または10に記載の建設
    機械の原動機回転数制御装置。
  12. 【請求項１２】前記目標回転数が中回転数域の特定の範
    囲においては、前記駆動手段の駆動速度を現在の目標回
    転数が大きいほど速くすることを特徴とする請求項２〜
    11のいずれかの項に記載の建設機械の原動機回転数制御
    装置。
  13. 【請求項１３】前記原動機出力調節手段による原動機回
    転数の制御値を検出する原動機制御値検出手段を備え、
    前記検出された制御値が中程度の特定の範囲内において
    は、前記駆動手段の駆動速度を現在の制御回転数が高い
    ほど速くすることを特徴とする請求項２〜11のいずれか
    の項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  14. 【請求項１４】前記駆動手段の駆動速度を前記アップダ
    ウン指令操作手段の操作時間が長くなるほど速くするこ
    とを特徴とする請求項２〜11のいずれかの項に記載の建
    設機械の原動機回転数制御装置。
  15. 【請求項１５】前記原動機出力調節手段による原動機回
    転数の制御値を検出する原動機制御値検出手段を備え、
    前記駆動手段の駆動速度を、前記目標回転数と前記制御
    値に応じた回転数との差が大きいほど速くすることを特
    徴とする請求項２〜11のいずれかの項に記載の建設機械
    の原動機回転数制御装置。
  16. 【請求項１６】前記アップ／ダウン指令操作手段は、前
    記アップ位置と、前記ダウン位置と、前記アップ信号も
    ダウン信号も出力しない中立位置の少なくとも３位置に
    操作されるスイッチであり、前記アップ位置およびダウ
    ン位置のいずれにも操作されないときには前記中立位置
    に保持されることを特徴とする請求項１〜15のいずかの
    項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  17. 【請求項１７】前記アップ信号による前記回転数の増加
    分は前記アップ位置の保持時間に比例し、前記ダウン信
    号による前記回転数の低減分は前記ダウン位置の保持時
    間に比例することを特徴とする請求項１〜16のいずれか
    の項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
  18. 【請求項１８】前記アップ信号による前記回転数の増加
    分は前記アップ位置への操作回数に比例し、前記ダウン
    信号による前記回転数の低減分は前記ダウン位置への操
    作回数に比例することを特徴とする請求項１〜17のいず
    れかの項に記載の建設機械の原動機回転数制御装置。
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