JP3340903B2

JP3340903B2 - 作業機のアクセル制御装置

Info

Publication number: JP3340903B2
Application number: JP00885096A
Authority: JP
Inventors: 栄治西
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2016-01-23
Also published as: JPH09195833A

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回転数に制御し、作業装
置が駆動されていないときにはアクセルレバー位置とは
無関係に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
（以下、ＡＩ制御と略称する）では、電動アクチュエー
タでエンジン回転数調節手段を操作する電気操作式であ
り、そして、その制御を司る作業装置は油圧駆動式であ
る。この場合、もしＡＩ制御装置関係に故障が生じる
と、現段階では自己診断機能が付いていないこともあっ
てその故障原因を究明しての修復に時間が掛かることに
なり、非能率的である。本発明の目的は、ＡＩ制御装置
関係が故障した場合の原因究明を簡易に素早く行え、迅
速に修復に着手できるシステムを提供する点にある。

【０００４】

【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を制御するパイロット操作
式の制御弁と、前記制御弁を操作するパイロット圧の上
昇を検知することにより前記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
を備えるとともに、第２アクセル手段を作動状態に選択
する起動スイッチを備え、この起動スイッチと前記作動
センサとを直列に接続して、起動スイッチによって第２
アクセル制御手段の作動状態が選択され、かつ、作業装
置駆動用の油圧アクチュエータを制御する前記制御弁の
操作により前記作動センサが、前記パイロット圧が上昇
したことを検知しているときにのみ作動する報知装置を
設けてあることを特徴とするものである。

【０００５】又、作動センサを、制御弁を操作するパイ
ロット圧の上昇を検知する圧力スイッチで構成してある
と好都合である。

【０００６】〔作用〕以下の説明において、各種の状態が理解しやすい様に作
動状態（制御状態）、非作動状態（非制御状態）などを
図７の真偽表にならって、ＯＮ又はＯＦＦの符号を括弧
書きする。請求項１の構成によれば、図６に示すよう
に、起動スイッチ５１と作動センサ２５，２５とを直列
接続して報知装置５２に連係させるものであるから、報
知装置５２の作動に関する真偽表は、図７に示すように
なる。すなわち、ＡＩ制御状態（ＯＮ）であり、かつ、
作業装置が動いているとき（ＯＮ）に報知装置が作動
（ＯＮ）し、ＡＩ制御状態（ＯＮ）であっても作業装置
が止まっているとき（ＯＦＦ）には作動しない（報知装
置がＯＦＦの状態）。そして、ＡＩ制御状態でないとき
（ＯＦＦ）では、作業装置の駆動（ＯＮ）及び停止（Ｏ
ＦＦ）に拘らずに報知装置は作動しない（ＯＦＦ）。

【０００７】従って、ＡＩ制御状態（ＯＮ）において作
業用の操作具を操作し（すなわち、作動センサがＯ
Ｎ）、報知装置が作動（ＯＮ）しているのに作業装置が
動かないときには、電気系統に故障があるのではなく油
圧系統に故障がある可能性が高いと判断できる。ＡＩ制
御状態（ＯＮ）において作業用の操作具を操作（作動セ
ンサがＯＮ）して作業装置が動いているのに報知装置が
作動しないとか、作業装置の駆動速度が明確に遅い（電
動アクチュエータが動かない）という場合は電気系統に
故障がある可能性が高く、又、ＡＩ制御状態（ＯＮ）に
おいて作業用の操作具を操作（作動センサがＯＮ）して
いるのに作業装置が動かず、かつ、報知装置も作動しな
い場合は電気系統の故障か、電気系統と油圧系統の双方
の故障のいずれかであるということになる。そして、Ａ
Ｉ制御状態（ＯＮ）で、かつ、操作具を中立位置から操
作していない状態（すなわち、作動センサがＯＦＦ）に
おいて、報知装置が作動するとかエンジン回転数が上が
るというのは電気系統に故障がある可能性が高く、作業
装置が動くのは油圧系統に故障がある可能性が高いと判
断できる。

【０００８】又、非ＡＩ制御状態（ＯＦＦ）で、かつ、
操作具を中立位置から操作している状態（作動センサが
ＯＮ）において、報知装置が作動するのは電気系統の故
障であり、非ＡＩ制御状態（ＯＦＦ）で、かつ、操作具
を中立位置から操作している状態（作動センサがＯＮ）
において、作業装置が動かないのは油圧系統の故障であ
ると判断できる。そして、非ＡＩ制御状態（ＯＦＦ）
で、かつ、操作具を操作していない状態（作動センサが
ＯＦＦ）において、報知装置が作動するのは電気系統に
故障のある可能性が高いのであり、非ＡＩ制御状態（Ｏ
ＦＦ）で、かつ、操作具を操作していない状態（作動セ
ンサがＯＦＦ）において、報知装置が作動しないで作業
装置が動くのは油圧系統に故障のある可能性が高いと判
断できる。つまり、故障箇所を特定できる迄には至らな
いものであるが、故障箇所が電気系統か油圧系統かのい
ずれにあるかのおおよその判断ができることになり、従
来に比べて故障箇所の的絞りが迅速に行え、修復に要す
る時間を節約できるようになる。

【０００９】請求項２の構成によれば、作業装置用の油
圧アクチュエータが作動していればパイロット圧が上が
っており、作動していなければパイロット圧は下がって
いるから、そのパイロット圧変動を圧力スイッチで検知
することで作動しているか否かの判断が行える。

【００１０】〔効果〕その結果、請求項１又は２のいずれに記載されたアクセ
ル制御装置でも、元々備わっている作動センサと起動ス
イッチとを直列に接続して報知装置に接続する程度の簡
単な改造により、ＡＩ制御装置関係に故障が生じたとき
の修復の着手が従来よりも迅速に行うことが可能にな
り、良好な作業能率の維持と燃費、騒音改善の図れるＡ
Ｉ制御装置をより有効に活用できるようになった。

【００１１】請求項２に記載のアクセル制御装置では、
圧力スイッチを設ける程度の簡単で経済的な手段によ
り、上記効果を奏することができる利点がある。

【００１２】

【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。

【００１３】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、
アームシリンダ１２、ブームシリンダ１１、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。

【００１４】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。

【００１５】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スイッチ
（作動センサの一例）センサ２５、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２
７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。

【００１６】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。

【００１７】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
ンジン回転数を略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っているか否
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。

【００１８】従って、２個の圧力スイッチ２５，２５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２３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,Ｖ
4 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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】図６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）４３、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。尚、第２ポテンショメ
ータ４３を、直接ガバナレバー２３の操作量を検出する
ものとして設ける構造でも良い。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、図示しない外
部減速機構付きギヤードモータ（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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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
バネが装着された外部減速機付きギヤードモータ（図示
せず）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２
８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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。その時のあれば、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。

【００４３】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。

【００４４】図６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。

【００４５】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。

【００４６】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）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。

【００４７】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）。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】図６に示すように、起動スイッチ５１によ
って第２アクセル制御手段Ａ2 の作動状態が選択され、
かつ、ブームシリンダ１１等の油圧アクチュエータが作
動しているときにのみ作動するブザー（報知装置の一
例）５２を設けてある。すなわち、２個の圧力スイッチ
２５，２５と起動スイッチ５１とを直列接続したもの、
及びブザー５２を制御装置２７に接続してあり、２個の
圧力スイッチ２５，２５が双方共に作動し、かつ、第２
アクセル制御手段Ａ2 が選択されたときにのみブザー５
２が鳴るようになっている。

【００５３】そこで、ブザー５２の鳴る鳴らないの真偽
表（組合せ表）は図７に示すようになる。すなわち、Ａ
Ｉ制御状態であり、かつ、パイロット圧が立っていると
ブザー５２が鳴り、ＡＩ制御状態であってもパイロット
圧が立たないとブザー５２は鳴らない。そして、非ＡＩ
制御状態であればパイロット圧の立つ立たないに拘らず
にブザー５２は鳴らない。従って、起動スイッチ５１を
ＯＮ操作し、かつ、操作レバー９又は１０を中立位置か
ら傾倒操作するとブザー５２が鳴り、中立位置に戻すと
ブザー５２は止まるのである。尚、報知装置５２として
はランプでも良いとともに、圧力スイッチ２５が単数で
も良い。又、起動スイッチ５１を、第１，第２アクセル
制御手段Ａ1,Ａ2 のいずれか一方を択一的に選択するス
イッチに構成しても良い。

【００５４】図８に、制御装置２７等に関する自己診断
機能のフローチャートが示されている。すなわち、従来
のものであると、故障が生じたかどうかは分かっても、
その時間までは分からないものであり、根本的な故障な
のか、温度が上昇したら症状の出る故障なのかの判断ま
ではできなかった。そこで、本願のものでは、キー（メ
インスイッチ）ＯＮからマイコンが時間を計測し続ける
ようにしてあり、故障が起きたときの時間（ｔ）も記憶
できるようにしてある。つまり、絶対的な時間は分から
ないにしても、キーＯＮ後すぐの故障か、それとも何分
も後の故障であるかは判断できるようになっており、再
現性のない故障等の診断に大いに役立つようにしてあ
る。

【００５５】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】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７】ブザーの作動に関する真偽表を示す図

【図８】自己診断機能のフローチャートを示す図

【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】

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５１起動スイッチ５２報知装置Ａ1 第１アクセル制御手段Ａ2 第２アクセル制御手段Ｖ5 制御弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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）を制御するパイロット操作
式の制御弁（Ｖ５）と、前記制御弁（Ｖ５）を操作する
パイロット圧の上昇を検知することにより前記油圧アク
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（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）を備えるとともに、第２アクセル手段（Ａ２）
を作動状態に選択する起動スイッチ（５１）を備え、この起動スイッチと前記作動センサとを直列に接続し
て、起動スイッチ（５１）によって前記第２アクセル制
御手段（Ａ２）の作動状態が選択され、かつ、作業装置
駆動用の油圧アクチュエータ（１１）を制御する前記制
御弁（Ｖ５）の操作により前記作動センサ（２５）が、
前記パイロット圧が上昇したことを検知しているときに
のみ作動する報知装置（５２）を設けてある作業機のア
クセル制御装置。
【請求項２】前記作動センサ（２５）を、前記制御弁
（Ｖ5 ）を操作するパイロット圧の上昇を検知する圧力
スイッチで構成してある請求項１に記載の作業機のアク
セル制御装置。