JP3138411B2 - 作業機のアクセル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホウ、ホイ
ールローダ、あるいはコンバイン等の作業機のアクセル
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】先に出願した特願平６‐２０４０７２号
において、作業装置が駆動状態のときにはエンジン回転
数をアクセルレバーに対応した高速回転にし、作業装置
が駆動されていないときには略アイドリング状態に自動
的に変更されるように制御して、騒音と燃費の改善を図
る技術、所謂、オートアイドル制御装置が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】オートアイドル制御で
は、駆動負荷がない状態ではエンジン回転数を略アイド
リング状態に落とすものであるから、エンジン始動時に
おける暖気運転（アクセルアップ）が行えないことにな
り、始動してもすぐにエンストする等、低温時のエンジ
ン始動性に劣る不利がある。そのため、オートアイドル
制御の効く状態と効かない状態との選択スイッチを設
け、エンジン始動時には選択スイッチを効かない側に操
作することで良好な始動性を現出させるようにしてい
た。

【０００４】しかしながら、エンジン始動時毎、及び暖
気運転終了時毎にスイッチ操作することが煩わしいとと
もに、操作忘れを招くおそれもあり、さらなる改善の余
地が残されているように思える。本発明の目的は、スイ
ッチ操作等の煩わしい操作を行うことなく、又、良好な
エンジン始動性を損なうことなくオートアイドル制御が
行えるアクセル制御装置を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕上記目的達成のために本発明は、エンジン回転
数調節手段と、これを駆動操作可能な電動アクチュエー
タと、人為操作されるアクセル操作具と、このアクセル
操作具の操作位置を検出する第１センサと、前記エンジ
ン回転数調節手段の操作位置を検出する第２センサと、
作業装置駆動用の油圧アクチュエータが作動しているか
否かを検出する作動センサーとを備え、アクセル操作具
の操作位置に対応したエンジン回転数が現出されるよう
に、第１，第２センサと電動アクチュエータとを連係す
る第１アクセル制御手段を備えるとともに、油圧アクチ
ュエータが作動しているときには、アクセル操作具の操
作位置に対応したエンジン回転数を現出し、油圧アクチ
ュエータが停止しているときには、アクセル操作具の操
作位置如何に拘らずにエンジン回転数を自動的にアイド
リング側に変更操作する第２アクセル制御手段を備え、
エンジンが起動されたか否かを検出する起動検出手段
と、エンジン回転数調節手段の操作位置に対応した又は
はぼ対応したエンジン回転数が現出されたことを検出す
る回転検出手段とを備え、エンジン起動後において回転
検出手段が検出作動するまでは第１アクセル制御手段に
よる制御が実行され、かつ、回転検出手段が検出作動し
た後は第２アクセル制御手段による制御が実行されるよ
うに、起動検出手段と第１，第２アクセル制御手段とを
連係してあることを特徴とするものである。

【０００６】〔作用〕通常のエンジンでは燃焼効率の関
係上、暖気が終了するまではアクセル操作に対応した本
来の回転数よりも低くなるものであり、始動直後ほどそ
の低下が著しい。つまり、エンジンは温まってくるに従
って本来の回転数に向かって回転数が上がるものであ
る。請求項１の構成は、上記特性を利用することによ
り、アクセル位置対応のエンジン回転数が現出されるま
で、すなわち暖気運転が完了又はほぼ完了するまでは、
アクセル操作通りの回転数が現出される第１アクセル制
御状態とし、暖気運転完了後にはオートアイドル制御状
態へ自動的に移行させる手段である。

【０００７】つまり、エンジン起動後においてほぼアク
セル操作具に対応したエンジン回転数が現出されたこと
を回転検出手段が検出すると、第１アクセル制御状態か
ら第２アクセル制御状態に移行させることにより、始動
直後でのアクセルアップを可能にして素早く暖気運転を
終わらせることができるとともに、従来のようなスイッ
チ操作無しにオートアイドル制御状態に自動的に移行で
きるのである。

【０００８】この手段では、エンジンの回転数がアクセ
ル操作具に対応した所定値になったことで自動作動する
ものであるから、例えば、エンジン始動後にオペレータ
が作業機から離れるような場合でも上述した制御が有効
に機能するから、暫くしてからオペレータが作業機に戻
ると暖気運転が終了して自動的にオートアイドル制御に
よるアイドリング状態になっている、ということが実現
可能である。

【０００９】〔効果〕その結果、暖気運転前後での回転
数差を利用するエンジン特性を熟知しての工夫により、
オートアイドル制御が行えるアクセル制御装置を、特別
な操作やその操作忘れといったことなく良好なエンジン
始動性が得られる状態で実現させることができた。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
バックホウのアクセル制御装置について図面に基づいて
説明する。図１にバックホウが示され、１はクローラ走
行装置、２は旋回台、３は掘削作業装置、１９はドー
ザ、２０は運転部である。掘削作業装置３は、旋回台２
に上下揺動自在に取付けられるブーム４、アーム５、及
びバケット６を備えるとともに、ブームシリンダ１１、
アームシリンダ１２、及びバケットシリンダ１３を備え
て構成されている。ブーム４は、中間ブーム１４及びオ
フセットシリンダ７を備えた平行オフセット構造に構成
されている。運転部２０には、操縦席３０が配置され、
その左右両脇に十字揺動可能な操作レバー９，１０が配
備されている。

【００１１】図２には油圧回路が示されている。簡単に
説明すると、掘削作業装置３やクローラ走行装置１用等
のセンターバイパス形式の各制御弁Ｖ1 〜Ｖ9 のうち、
ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシ
リンダ１３、及び旋回モータ（図示せず）用の４個の制
御弁Ｖ2,Ｖ5,Ｖ6,Ｖ7 については、前述した一対の操作
レバー９，１０によるパイロット圧で切換操作されるよ
うにしてある。エンジン８で駆動される３個の油圧ポン
プ１５，１６，１７は９個の制御弁用であり、１８は前
述した４個の制御弁Ｖ2,Ｖ5,Ｖ6,Ｖ7 を切換操作するパ
イロット弁３１〜３４にパイロット圧を供給するパイロ
ットポンプである。

【００１２】このバックホウでは、アクセルレバー２１
の操作位置に対応したエンジン回転数が現出されるよう
に、第１，第２センサ２６，４３とギヤードモータ２４
とを連係する第１アクセル制御手段Ａ1 を備えるととも
に、ブームシリンダ１１等の油圧アクチュエータが作動
しているときには、アクセルレバー２１の操作位置に対
応したエンジン回転数を現出し、油圧アクチュエータが
停止しているときには、アクセルレバー２１の操作位置
如何に拘らずにエンジン回転数を自動的にアイドリング
側に変更操作する第２アクセル制御手段Ａ2を備えてい
る。

【００１３】すなわち、図２に示すように、エンジン８
にはガバナー（エンジン回転数調節手段の一例）２２が
備えられ、そのガバナレバー２３を駆動操作するギヤー
ドモータ２４、パイロット圧を検出する圧力センサ２
５、及びハンドアクセルレバー２１の操作位置を検出す
る第１ポテンショメータ２６、ギヤードモータ２４の回
動操作量を検出するフィードバック用の第２ポテンショ
メータ４３を制御装置２７に接続して第１及び第２アク
セル制御手段Ａ1,Ａ2 を構成してある。

【００１４】第１アクセル制御手段Ａ1 は、要するに、
ギヤードモータ２４の駆動力を用いて、アクセルレバー
２１の操作通りのエンジン回転数を現出させる一般的な
電気操作制御のことであり、所謂、オートアイドルと呼
ばれる第２アクセル制御手段Ａ2 について以下に詳述す
る。

【００１５】第２アクセル制御手段Ａ2 は、アイドリン
グ位置ａにあるハンドアクセルレバー２１を操作して、
作業状態におけるエンジン回転数（通常はフルアクセル
位置ｍにセットする）を設定し、作業状態であればその
設定回転数を維持し、非作業時（無負荷時）にはアクセ
ルレバー２１が位置ｍにセットされたままとしながらエ
ンジン回転数をアイドリング状態に落とすのである。作
業状態であるか否かはパイロット圧が立つているか否か
で判断される。すなわち、いずれかの操作レバー９又は
１０が操作されてパイロット圧が立つと制御弁が中立位
置以外の位置に切換られている状態であり、パイロット
圧が立たないと制御弁は中立位置にあるからである。

【００１６】従って、圧力センサ２５の検出情報によっ
て作業状態であるか否かの判断を行い、作業状態であれ
ばハンドアクセルレバー２１で設定されたエンジン回転
数となるように、ギヤードモータ２４でガバナレバー２
３が操作されるとともに、非作業状態であればギヤード
モータ２４を駆動してアイドリング状態に操作されるの
である。又、左右の走行用制御弁Ｖ3,Ｖ4 夫々の中立位
置を検出する走行検出スイッチ（図示せず）を設け、こ
れら両走行用制御弁Ｖ3,Ｖ4 が共に中立操作されると自
動的にアイドリング状態になるように、両走行検出スイ
ッチが制御装置２７に接続されている。従って、作業中
だけでなく、移動走行中においても負荷がなくなる（走
行停止）と、エンジン回転数を設定回転数からアイドリ
ングに自動的に落とすように作用するのである。

【００１７】次に、ガバナー２２を自動操作するアクセ
ル操作装置Ｂについて説明する。図３〜図５に示すよう
に、ギヤードモータ（駆動操作用アクチュエータの一
例）２４の出力アーム２８とガバナレバー（被操作レバ
ーの一例）２３とをプッシュプル式の操作ワイヤー（連
動部材の一例）２９で連動連結してある。又、ガバナレ
バー２３は、ガバナー２２に内装されたリターンバネ
（図示せず）によってアイドリング位置ｉ側に戻し付勢
されている。そして、出力アーム２８の単位回動角に対
する操作ワイヤー２９の移動量が、出力アーム２８の回
動角が大になるに伴って小さくなるように、ガバナレバ
ー２３がアイドリング位置にあるときの出力アーム２８
と操作ワイヤー２９とで形成される挟角を、ガバナレバ
ー２３が最大操作位置にあるときの出力アーム２８と操
作ワイヤー２９とで形成される挟角よりも小に設定して
ある。

【００１８】すなわち、出力アーム２８と操作ワイヤー
２９との挟角αは、ガバナレバー２３がアイドリング位
置ｉにあるときでは約７５度であり、ガバナレバー２３
が最大操作位置ｍａｘにあるときでは約１６５度になっ
ている。その最大回動状態は、ギヤードモータ２４の取
付基板３５に取付けられたピン３６と出力アーム２８と
の接当によって現出されており、確実に出力アーム２８
を止める構造である。アイドリング位置においても出力
アーム２８の位置を規制するピン３６ａを設けても良
い。

【００１９】又、ガバナレバー２３と操作ワイヤー２９
との挟角βは、ガバナレバー２３がアイドリング位置ｉ
にあるときでは約１４０度に、かつ、ガバナレバー２３
が最大操作位置ｍａｘにあるときでは約９０度になるよ
うに設定してある。つまり、ガバナー２２側において
は、操作ワイヤー２９の単位移動量に対するガバナレバ
ー２３の揺動角度が、ガバナレバー２３の非操作揺動角
度が大になるに連れて小さくなるようにしてあり、戻し
付勢力の軽いアイドリング位置付近ではガバナレバー２
３は大きく動くが、最大操作位置付近では動きが鈍くな
るようにしてある。ガバナレバー２３は２箇所のストッ
パー機構３７，３８によってアイドリング位置ｉと最大
操作位置ｍａｘを位置決めするようにしてある。

【００２０】図６，図７に示すように、大型のエンジン
にも使用できるよう、外部のギヤ減速機構３９でトルク
アップさせたギヤードモータ２４でも良い。つまり、駆
動小ギヤ４０に咬合する従動大ギヤ４１を取付基板３５
に支承するとともに、その軸に嵌装された巻バネ４２に
より、エンジン回転数が上がる方向に従動大ギヤ４１を
戻し付勢してある。そして、従動大ギヤ４１に取付けら
れた出力アーム２８と操作ワイヤー２９とが連結されて
いる。この場合でも、出力アーム２８と操作ワイヤー２
９との挟角α、及びガバナレバー２３と操作ワイヤー２
９との挟角βの関係は上述した通りである。

【００２１】次に、アクセル操作装置Ｂの電流制御につ
いて説明する。このアクセル操作装置Ｂでは、アクセル
レバー２１の操作通りにガバナレバー２３を操作するた
めの位置制御手段Ｃ、エンジンの最高回転数を必ず現出
させるための押付け制御手段Ｄ、ギヤードモータ２４を
操作位置で確実に停止させるための電流漸減制御手段
Ｅ、ガバナレバー２３を操作位置に確実に保持させるた
めの保持電流制御手段（位置保持制御機能に相当）Ｆ、
不要なハンチングを防止するべく不感帯幅を自動的に調
節する不感帯幅調節制御手段Ｇ、故障等の異常時におけ
るギヤードモータ保護のための遮断制御手段Ｈを制御装
置２７に備えてある。図８に示すように、アクセルレバ
ー２１の操作位置を検出する第１ポテンショメータ（第
１センサの一例）２６、出力アーム２８の操作位置を検
出する第２ポテンショメータ（第２センサの一例）４
３、不感帯幅の設定器４４、ギヤードモータ２４、及び
電源４５等を制御装置２７に接続してある。

【００２２】位置制御手段Ｃは、アクセルレバー２１で
設定されたエンジン回転数が現出されるように、第１，
第２ポテンショメータ２６，４３、及びギヤードモータ
２４とを連係して出力アーム２８を駆動操作するもので
ある。つまり、アクセルレバー２１を揺動操作すると、
その操作量を第１ポテンショメータ２６が読み取り、そ
の操作量に見合った目標操作位置に出力アーム２８を移
動させるようにギヤードモータ２４を正又は負方向に駆
動（以下、正駆動、負駆動と定義する）する。そして、
出力アーム２８が目標操作位置になったかどうかを第２
ポテンショメータ４４が読み取り、異なるときにはその
目標操作位置が現出されるまでギヤードモータ２４を正
又は負駆動するフィードバック制御を行うのである。

【００２３】位置制御手段Ｃにおいては、図１０に示す
ように、アクセルレバー２１の操作による目標停止位置
と現在のモータ位置との偏差値に応じてギヤードモータ
２４の駆動速度を変える制御を行うモータ速度制御手段
Ｍｃが制御装置２７に備えてある。すなわち、偏差値が
ある程度小さな値ｐ1 以下であれば、ギヤードモータ２
４を最低速度で駆動し、そこからある程度大きな値ｐ2
までは、その偏差値の大小に応じて駆動速度を増減す
る。そして、値ｐ2 を越える偏差値ではギヤードモータ
２４を最高速度で駆動させるのであり、位置制御を正
確、かつ、迅速に行わせることに寄与している。従っ
て、アクセルレバー２１をゆっくり操作すればギヤード
モータ２４は低速駆動され、アクセルレバー２１を素早
く操作すればギヤードモータ２４は高速駆動されるので
ある。

【００２４】押付け制御手段Ｄは、出力アーム２８が、
これの最大操作位置ｍａｘの少し手前に設定された所定
操作位置ｓに到達すると、第１ポテンショメータ２６の
検出値の如何に拘らずに、出力アーム２８が最大操作位
置ｍａｘへ強制操作されるように、つまり、ギヤードモ
ータ２４で常にトルクを発生させて出力アーム２８をそ
の操作限界に押付けるように、第２ポテンショメータ４
３とギヤードモータ２４とを連係するものである。

【００２５】すなわち、上述した位置制御状態におい
て、第２ポテンショメータ４３の検出値ｋを読み取るこ
とにより、アクセルレバー２１の揺動操作に伴う出力ア
ーム２８の操作位置が所定操作位置ｓに到達したことを
検出すると、図１１に示すように、ギヤードモータ２４
の駆動電流を迅速に増大し、ガバナレバー２３を限界ま
で操作するべく出力アーム２８を最大操作位置ｍａｘへ
一気に操作する。それから、電流を徐々に減少させてガ
バナレバー２３の戻し付勢力に対向し得るトルクを発生
するに必要なアイドリング電流（後述する保持電流制御
状態）まで下げ、その状態を維持するのである。つま
り、所定操作位置ｓを境に位置制御状態と押付け制御状
態とが切換わるようになる。但し、所定操作位置ｓまで
の領域では位置制御状態にあるので、押付け制御開始時
点での電流は必ずしも一定ではなく、例として図１１に
おいて実線、一点破線、二点破線等で示されるように、
ケース・バイ・ケースによって異なるものである。

【００２６】電流漸減制御手段Ｅは、位置制御手段Ｃに
よって出力アーム２８が目標操作位置に到達すると、ギ
ヤードモータ２４の駆動電流を、操作された位置におい
てガバナレバー２３の戻し付勢力に対抗し得るトルクを
発生するに必要なアイドリング電流まで徐々に減らす制
御を行うものである。すなわち、ギヤードモータ２４へ
の電流を急に断つと、あたかも動摩擦状態であるギヤー
ドモータ２４に戻し付勢力が作用するような状況とな
り、目標操作位置から押し戻されてしまい易いのである
が、電流を漸減させるとあたかも静止摩擦状態となった
ギヤードモータ２４に対して戻し付勢力が作用するよう
な状況となり、その付勢力に十分対向して目標操作位置
から押し戻されないようにできるのである。

【００２７】つまり、図１２に示すように、目標停止位
置（目標操作位置）の不感帯（後述）に、エンジン回転
数増大方向である正駆動で達した場合には、その時点で
の正の駆動電流を保持電流（アイドリング電流）まで線
型に下げる（実線ライン）のであり、エンジン回転数減
少方向である負駆動で不感帯に達した場合には、その時
点での負の駆動電流から生の値である保持電流まで漸変
（一点破線ライン）させるのである。又、図６に示す外
部減速機構付きギヤードモータ２４（バネアシスト付
き）では、アイドリング位置付近においては負の保持電
流に落ち着くようになる（二点破線ライン）。電流の漸
減（又は漸増）形態としては、電流値（アンペア）を次
第に（線型に、又は非線型に）減らしていくやり方で
も、パルス電流におけるデューティー比を変化させるや
り方でも良く。要するに、いきなりアイドリング電流に
下げず、穏やかに減じてゆくのである。尚、図１２にお
いて、実線ラインと一点破線ライン夫々の平行部分は同
じ電流値である。

【００２８】保持電流制御手段Ｆは、出力アーム２８が
目標操作位置達した後に、ガバナレバー２３の戻し付勢
力に対向し得るトルクをギヤードモータ２４が発生する
に必要な保持電流（アイドリング電流）を供給するもの
であり、前述したように、押付け制御手段Ｄ又は電流漸
減制御手段Ｅの後において作動するものである。ギヤー
ドモータ２４は、故障時に人為操作で動かせるように、
ウォームギヤではなく平ギヤによる減速機構（図示せ
ず）を内蔵している。そのため、その平ギヤ減速機構の
摩擦抵抗、操作ワイヤー２９の摺動抵抗、及びモータの
ブラシ抵抗の合計抵抗では戻し付勢力に対向して出力ア
ーム２８を停止させるには不十分であり、その足りない
分のトルクをモータで発生させることにより、確実に目
標操作位置に保持させるものである。

【００２９】すなわち、出力アーム２８の角度（つまり
は、ガバナレバー２３の角度）に対応した保持電流のマ
ップデータが制御装置２７に予め記憶させてあり、出力
アーム２８が目標操作位置に達した後にその保持電流が
持続されるように制御されるのである。具体的には、図
１３（ロ）に示すように、出力アーム２８にアシストバ
ネが装着されないタイプのギヤードモータ２４の場合に
は、出力アーム２８の全回動角の前半分の角度域では、
前述した合計抵抗でガバナレバー２３の戻し付勢力に対
抗できるので保持緒電流は零であり、そこから後半分の
回動角域では保持電流は線型に増加されるという保持電
流マップ・データが制御装置２７にインプットされてい
る。

【００３０】一方、図１３（イ）に示すように、出力ア
ーム２８にエンジン回転数増大方向に付勢するアシスト
バネ（巻きバネ）４２が装着された外部減速機付きギヤ
ードモータ２４（図６、図７参照）の場合には、ガバナ
レバー２３の戻し付勢力とアシストバネ４２の付勢力と
の相殺により、出力アーム２８の全回動角の前４等分部
分では負の保持電流を供給し、後４等分部分では正の保
持電流を供給し、そして、中央２箇所の４等分部分では
保持電流が零に設定されているのである。

【００３１】不感帯幅調節制御手段Ｇは、位置制御にお
けるギヤードモータ２４の素早いハンチングの回数が所
定回数よりも多いと自動的に不感帯を拡大するように制
御させるものであり、不要なハンチングを防止して、目
標操作位置で出力アーム２８を良好に停止保持させるも
のである。すなわち、位置制御手段Ｃでは、ギヤードモ
ータ２４の通電停止後の微量のオーバーランを許容する
とか連続的なハンチングを避けるために、アクセルレバ
ー２１の操作位置に対応する出力アーム２８の操作位置
を一点ではなく、ある幅を持った操作領域として定めて
いる。その操作領域が不感帯に相当し、アクセルレバー
２１の操作位置に対応した不感帯が重なる部分に出力ア
ーム２８が位置しているようなときには、アクセルレバ
ー２１を微操作しても出力アーム２８は動かないように
作用するのである。

【００３２】そこで、例を挙げてハンチング発生時の制
御作動を、図１４、図１５を参照して説明する。ここ
で、素早いハンチングが２回起きれば不感帯幅を拡大す
るものと想定する。先ず、制御開始前に設定器４４を操
作して不感帯幅を設定し、それから、アクセルレバー２
１をアイドリング位置ａから所定操作位置ｓ以下の範囲
におけるエンジン回転数増大方向へ適量操作する。そし
て、位置制御手段Ｃによって目標停止位置の不感帯にお
ける最小操作位置に到達する〔図１４（イ）〕と、漸減
制御によってアイドリング電流まで徐々に供給電流を下
げるのであるが、その間に出力アーム２８が、すなわ
ち、第２ポテンショメータ４３の検出値ｋが不感帯にお
ける最大目標操作位置を通り越して反対側に抜け出てし
まうとハンチングが生じることになる。

【００３３】この場合、上記抜け出しに要する時間が所
定時間（予め、制御装置２７に記憶されている）以内で
あればハンチング回数がカウントされるとともに再び位
置制御状態〔図１４（ロ）〕になる（但し、所定時間よ
りも長いとカウントされずに位置制御状態に戻る）。そ
して、位置制御によってギヤードモータ２４が負駆動さ
れ、第２ポテンショメータ４３の検出値ｋが不感帯の最
大操作位置に達する〔図１４（ハ）〕と、漸減制御によ
ってその位置で必要なアイドリング電流まで徐々に供給
電流が下げられるが、その間に動いても検出値ｋが不感
帯内で止まれば保持電流制御に切換わって制御終了〔図
１４（ニ）〕になるが、不感帯の最小操作位置を通り過
ぎれば２回目のハンチングとなる。

【００３４】その場合、不感帯の抜け出しに要する時間
が前述した所定時間よりも長いと、ハンチングカウント
されずに位置制御状態にに戻り（図１５〔ホ〕）、ギヤ
ードモータ２４の正駆動によって検出値ｋが不感帯内で
止まれば保持電流制御に切換わって制御終了〔図１５
（ヘ〕）となる。しかしながら、再び不感帯抜け出し時
間が所定時間以内（図１５〔ト〕）であればハンチング
カウントされて計２回となり、不感帯幅が拡大され（図
１５〔チ〕）、位置制御に戻るのである。つまり、不感
帯内に検出値ｋが所定回数以下のハンチングで落ち付く
まで、制御作動が繰り返されるのである。

【００３５】つまり、ハンチングの状態により、図１
４、図１５に示す（イ）から（チ）の各作用は、
（イ）→（ロ）→（ハ）→（ニ）、（イ）→（ロ）→
（ハ）→（ホ）→（ヘ）、及び（イ）→（ロ）→
（ハ）→（ト）→（チ）という順で作動する種々の組み
合わせがあり、要は、ハンチングの頻度が設定状態より
も多いと不感帯幅を広げるのである。

【００３６】上、一連の動作においては、所定時間以内
で不感帯を通り越すハンチングであるかどうかの判断、
及び、素早いハンチング回数をカウントすることで、ハ
ンチング回数を検出する頻度検出手段４８が構成されて
いる。そして、その素早いハンチング回数が所定回数を
上回ると、不感帯幅を最初に設定した状態よりも拡大
し、不要なハンチングが生じない状態となるまで不感帯
幅が自動調節されるのである。この不感帯幅の調節を電
気的に処理して、設定器４４の表示部（液晶表示等）４
４ａに、最初の設定値とともに表示すれば、不感帯幅調
節制御手段Ｇによる不感帯の変化状況を把握できて便利
である。

【００３７】遮断制御手段Ｈは、ギヤードモータ２４へ
の電流値を検出する電流計４６と、第２ポテンショメー
タ４３が目標値に到達するに要する時間を検出する計測
手段４７とを備えて構成され、計測手段４７による検出
時間が所定時間よりも長いとギヤードモータ２４への通
電を断つように作動する。所定時間とは、ギヤードモー
タ２４の最大操作量を移動するに要する時間であり、具
体的には、出力アーム２８をアイドリング位置ｉから最
大操作位置ｍａｘ迄（又はこの逆）操作するに必要なギ
ヤードモータ２４の連続駆動動時間、又はこれに若干の
誤差時間を加算した時間として制御装置２７において設
定されている。

【００３８】つまり、操作ワイヤー２９が錆びて摩擦抵
抗が増大する等によって出力アーム２８の追従速度が遅
いとか、或いは異物の噛み込みで揺動不能になるといっ
た不都合が生じると、ギヤードモータ２４への電流が通
常よりも増大するから、そのことによって制御に異常を
来したと判断してギヤードモータ２４への通電を断つよ
うに、遮断制御手段Ｈが作用するのである。

【００３９】以上、一連の制御は、図９に示すフローチ
ャートに従って行われる。先ず、設定器４４で不感帯幅
を設定（＃１）し、それから、例えばアイドリング位置
にあるアクセルレバー２１を作業状態とするべく所定の
操作位置に操作（＃２）し、エンジン８の回転数を上昇
させる。そして、位置制御（＃３）による第２ポテンシ
ョメータ４３の検出値ｋが所定値（出力アーム２８のｓ
位置）よりも大きいと、位置制御から押付け制御に切換
わり（＃５）、出力アーム２８をエンジン回転数が最大
となるように最大操作位置ｍａｘへ向けて押付けてから
保持電流制御状態（＃６）になる。

【００４０】第２ポテンショメータ４３の検出値ｋが所
定値よりも小であれば、その目標値の不感帯に到達する
に要した時間を検出し（＃７）、その時間が所定時間よ
りも長いと何らかの異常があったとしてギヤードモータ
２４への通電を断つ遮断制御手段Ｈ（＃８）が作動し、
制御が中断されるのである。上記到達時間が所定時間内
であり、かつ、不感帯内にあれば（＃１０）、電流漸減
制御手段Ｅ（＃９）が作動してギヤードモータ２４への
供給電流をフェードアウトして停止させて＃６の保持電
流制御に切り換わり、出力アーム２８をその位置に保持
するのである。

【００４１】そして、＃１０において第２ポテンショメ
ータ４３の検出値ｋが設定された不感帯外にあり、か
つ、その不感帯通り越しに要する時間が所定時間よりも
長い（＃１１）と、再度＃３の位置制御に戻り、ギヤー
ドモータ２４が負駆動される状態からやり直される。つ
まり、不感帯抜け出し時間が長いと、以後、この状態が
繰り返されないので、不感帯を拡大する対象とはしない
考えである。

【００４２】不感帯通り越し時間が所定時間より短い
と、以後にもハンチングが繰り返されるおそれが高いの
で、不感帯拡大の対象と見なし、頻度検出手段４８の機
能によってハンチング回数がカウントされる（＃１
２）。ハンチング回数が１回以下であれば＃３の位置制
御からやり直し、２回になると不感帯幅を拡大し（＃１
３）、それから＃３の位置制御からやり直すのである。
つまり、ハンチングが２回以上になると不感帯が狭いと
判断し、不感帯幅調節制御手段Ｇが作動して不感帯を拡
大するのであり、最初に設定された不感帯が非常に狭い
と、不感帯拡大調節が２回以上行われることもありう
る。尚、このハンチングに伴う詳しい制御作動状態は、
図１４，１５を参照して説明済である。以上の電流制御
作動は、自動アクセリング装置Ａによるギヤードモータ
２４の自動調節作動中においても同様に発揮されるので
ある。

【００４３】図８に示すように、エンジン８が起動され
たか否かを検出する起動検出手段Ｉと、ガバナー２２の
操作位置に対応した又ははぼ対応したエンジン回転数が
現出されたことを検出する回転検出手段５０とを備え、
エンジン起動後において回転検出手段５０が検出作動す
るまでは第１アクセル制御手段Ａ1 による制御が実行さ
れ、かつ、回転検出手段５０が検出作動した後は第２ア
クセル制御手段Ａ2 による制御が実行されるように、起
動検出手段Ｉと第１，第２アクセル制御手段Ａ1,Ａ2 と
を連係する切換制御手段Ｊを設けてある。

【００４４】次に、ガバナレバー２３を所定量操作した
ときの実エンジン回転数との関係データを複数求め、そ
の求められた複数の関係データから、回転数調節位置関
係（ガバナー２２の操作量に対するエンジン回転数の関
係）を設定する方法について説明する。ガバナレバー２
３の操作量は、ギヤードモータ２４部分に設けられた第
２ポテンショメータ４３に置き換えているので、実際に
は、ギヤードモータ２４の駆動量とエンジン回転数との
関係を設定する調節操作を行うものである。

【００４５】上記ギヤードモータ２４の所定駆動量は、
最高エンジン回転数が現出されるようにガバナレバー２
３をフルアクセル側の限度位置に操作される場合、ロー
ドセンシングシステムを維持可能な最低回転数であるエ
コノミー回転数が現出される場合、オートアイドル制御
の作用によって現出されるアイドリング側の所定回転数
であるＡＩ（オートアイドルの略）アイドリング回転数
が現出される場合、及びアイドリング回転数が現出され
る場合、の４点について求める。そして、図１７に示す
グラフのように、上記４点をプロットし、互いに隣合う
２点を直線で結ぶ方法により、求められた４点の関係デ
ータからギヤードモータ２４の駆動量とエンジン回転数
との関係、すなわち回転数調節位置関係を設定するので
ある。

【００４６】図１８のフローチャートは、調節操作の手
順を示すものであり、予め、図示しない調節スイッチを
入りにして調節操作モードを選択する。先ず、押付け制
御手段Ｄを機能させて、ガバナレバー２３が最高限度位
置に操作されたときのギヤードモータの駆動量を学習す
る（＃１）。次に、エンジン回転数を下げる方向にギヤ
ードモータ２４をゆっくり駆動させ、目標とする学習回
転数に向けてＰＩ（比例＋積分）制御する（＃２）。

【００４７】そして、回転計５０による測定回転数が目
標学習回転数の±α（例えば３％）以内に入り、かつ、
回転数安定化のために３秒以上経過したかどうかを判断
し（＃３）、その条件を満たせば、そのときのギヤード
モータ２４の駆動量を記憶し（＃４）、満たしていなけ
ればステップ＃２に戻る。そしてステップ＃４を経過す
ると、次の目標学習値の有無を調べ（＃５）、有ればス
テップ＃２に戻り、無ければ調節操作の制御が終了す
る。

【００４８】以上の調節操作によって求められる図１７
のラインｃは、真の関係であるラインｂに近似する折れ
線の関係であり、ラインｄはラインｃの約８０〜９５％
中の値の回転数を示す関係である。ラインｃは、最高回
転数と、エコノミー回転数（２１００ｒｐｍ）、ＡＩ
（オートアイドルの略）アイドリング回転数（１４００
ｒｐｍ）と、アイドリング回転数（１１５０ｒｐｍ）の
４点におけるギヤードモータの操作量を実機において測
定し、その４点を結ぶ折れ線として求めてある。従っ
て、この場合では、図に示すフローチャートにおけるス
テップ＃５を２回繰り返すものとなっている。又、ライ
ンｄは、アクセルレバー２１に対応したエンジン回転数
とみなすラインｃに対する所定回転数である。尚、作業
装置の負荷とポンプ圧との差圧を所定値に維持するロー
ドセンシングについては、特開平７‐１０３２０４号公
報等において公知の技術であり、ここではその詳細につ
いては割愛する。

【００４９】ラインｄは下記の機能に役立つものであ
る。すなわち、アクセルレバー２１をある操作位置にセ
ットした状態でエンジン８を始動させると、冷えたエン
ジンは本来の回転数よりもかなり低い回転数で回るが、
暖気されて暖まってくるに従って回転数が上昇し、暖気
運転が終了するとラインｃを満たす回転数となる。そこ
で、前述した調節操作完了に伴って制御装置２７にはラ
インｃ，ｄが記憶されるようにしてあり、エンジン起動
後における回転計（ピックアップ等）５０の計測値（回
転数）がラインｄを越えると、暖気運転がほぼ終了した
と見なし、それまでの第１アクセル制御手段Ａ1 状態か
ら、第２アクセル制御手段Ａ2 状態、すなわちオートア
イドル状態に切換るように切換制御手段Ｊが機能するの
である。この場合、エンストによる再始動の可能性もあ
るため、回転計５０による計測値が６００ｒｐｍ以上を
維持することによってエンジン８が起動されたと判断す
るものであり、その回転計５０で起動検出手段Ｉが兼用
構成されている。

【００５０】図１６に切換制御手段Ｊの作用を示すフロ
ーチャートが示され、先ず、回転計５０により、エンジ
ンが始動されたかどうかを判断し（＃１）、エンジン回
転安定化のために始動後１．４秒経過したかどうかを判
断し（＃２）、経過しておれば回転計５０による測定値
が図１７に示すラインｄに到達したかどうかを判断し
（＃３）、到達しておれば暖気運転終了と見なしてオー
トアイドル制御状態に切換える（＃４）のである。実際
には、切換え後４秒経過後に第２アクセル制御手段Ａ2
によるＡＩアイドリング回転数（１４００ｒｐｍ）に落
とすように制御される。

【００５１】〔別実施形態〕本実施例では、ガバナレバ
ー２３の操作位置を検出する第２センサ４３をギヤード
モータ２４内に設けて、出力アーム２８の角度を計るこ
と間接的にガバナレバー２３の角度を検出するように構
成してあるが、直接ガバナレバー２３の角度を検出する
よう、該ガバナレバー２３に第２ポテンショメータ４３
を設けても良い。又、エンジン回転数調節手段として
は、ディーゼルエンジン８用のガバナーの他、ガソリン
エンジン用のスロットルでも良い。

【００５２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの側面図

【図２】油圧回路図

【図３】アクセル操作装置の実機での配置状態を示す平
面図

【図４】アクセル操作装置のアイドリング状態を示す作
用図

【図５】アクセル操作装置の最大操作状態を示す作用図

【図６】別構造アクセル操作装置のアイドリング状態を
示す作用図

【図７】別構造アクセル操作装置の最大操作状態を示す
作用図

【図８】アクセル操作装置及びその電流制御装置の制御
系統を示すブロック図

【図９】電流制御のフローチャートを示す図

【図１０】ギヤードモータの作動目標速度グラフを示す
図

【図１１】押付け制御による電流の経時変化を示す図

【図１２】電流漸減制御による電流の経時変化を示す図

【図１３】保持電流制御における電流の経時変化を示す
図

【図１４】ハンチング及び不感帯幅調節制御の機能を示
す概念図その１

【図１５】ハンチング及び不感帯幅調節制御の機能を示
す概念図その２

【図１６】切換え制御手段のフローチャートを示す図

【図１７】回転数調節位置関係のグラフを示す図

【図１８】回転数調節位置関係のデータを求めるフロー
チャートを示す図

【符号の説明】

８ エンジン １１ 油圧アクチュエータ ２１ アクセル操作具 ２２ エンジン回転数調節手段 ２４ 電動アクチュエータ ２５ 作動センサ ２６ 第１センサ ４３ 第２センサ ５０ 回転検出手段 Ａ1 第１アクセル制御手段 Ａ2 第２アクセル制御手段 Ｉ 起動検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 F02D 29/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン回転数調節手段（２２）と、こ
   れを駆動操作可能な電動アクチュエータ（２４）と、人
   為操作されるアクセル操作具（２１）と、このアクセル
   操作具（２１）の操作位置を検出する第１センサ（２
   ６）と、前記エンジン回転数調節手段（２２）の操作位
   置を検出する第２センサ（４３）と、作業装置駆動用の
   油圧アクチュエータ（１１）が作動しているか否かを検
   出する作動センサー（２５）とを備え、 前記アクセル操作具（２１）の操作位置に対応したエン
   ジン回転数が現出されるように、前記第１，第２センサ
   （２６），（４３）と前記電動アクチュエータ（２４）
   とを連係する第１アクセル制御手段（Ａ1 ）を備えると
   ともに、 前記油圧アクチュエータ（１１）が作動しているときに
   は、前記アクセル操作具（２１）の操作位置に対応した
   エンジン回転数を現出し、前記油圧アクチュエータ（１
   １）が停止しているときには、前記アクセル操作具（２
   １）の操作位置如何に拘らずにエンジン回転数を自動的
   にアイドリング側に変更操作する第２アクセル制御手段
   （Ａ2 ）を備え、 エンジン（８）が起動されたか否かを検出する起動検出
   手段（Ｉ）と、前記エンジン回転数調節手段（２２）の
   操作位置に対応した又ははぼ対応したエンジン回転数が
   現出されたことを検出する回転検出手段（５０）とを備
   え、エンジン起動後において前記回転検出手段（５０）
   が検出作動するまでは前記第１アクセル制御手段（Ａ1
   ）による制御が実行され、かつ、前記回転検出手段
   （５０）が検出作動した後は前記第２アクセル制御手段
   （Ａ2 ）による制御が実行されるように、前記起動検出
   手段（Ｉ）と前記第１，第２アクセル制御手段（Ａ1
   ），（Ａ2 ）とを連係してある作業機のアクセル制御
   装置。