JP3741497B2 - 建設機械走行システムの制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械の自動化を成すための建設機械走行システムの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1は従来の建設機械走行システムを概略的に示す。図1に示すように、従来の建設機械走行システムは、エンジンEにより駆動される油圧ポンプPと、この油圧ポンプPの吐出油により作動される走行モーターMと、油圧ポンプPと走行モーターM間に設置され、油路の切換、接続により走行モーターMの起動、停止及び方向転換を制御するコントロールバルブVとを備える。
【0003】
このコントロールバルブVの油路の切換接続はパイロット圧力の印加によるコントロールバルブVの内部のスプールの移動により行われ、このため、パイロットポンプPpが前述したエンジンEにより駆動されるように設置され、このパイロットポンプPpから得られたパイロット油を、運転者の操作指令の印加受けて選択的に前記コントロールバルブVのスプール両端に印加する走行ペダルDが設置される。又、システムの安全のためにレリーフバルブR1、R2が設置される。
【0004】
一方、最近、電子技術の急速な発達につれて、建設機械分野でもマイクロプロセッサによる自動制御技術の採用が活発に進行されている趨勢である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような建設機械分野の自動化は主に作業装置にだけ限定されている。その理由は、走行システムの場合、安全上の問題が大きく頭角を現わすためである。
【0006】
従って、作業装置の自動化がなるとしても、作業と走行が同時に随伴する作業の場合、手動で走行操作しなければならないため、同前に不便が引き起こされた。
【0007】
本発明の目的は作業装置の自動作業に随伴される走行作業を自動化するための建設機械走行システムの制御装置を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、非常時等に鑑みて、運転者の操作が制御器の指令に優先するようにして、効率性と安全性が図れる建設機械走行システムの制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、請求項1の発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、前記油圧ポンプの吐出油により作動される走行モーターと、前記油圧ポンプと前記走行モータ間に設置され、スプールの移動による油路の切換接続により前記走行モーターの作動を制御するコントロールバルブと、運転者の操作により前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記スプールを移動させることにより、前記コントロールバルブの作動を制御する走行ペダルとを備える建設機械走行システムにおいて、
前記走行ペダルとは別に前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記コントロールバルブの作動を制御する手段を備え、
前記手段は前記パイロットポンプと前記コントロールバルブのスプール間に設置され、所定の入力電源を印加受けて前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加する比例制御バルブと、前記走行ペダルにより得られて前記コントロールバルブのスプールに作用するパイロット圧及び前記比例制御バルブにより得られて前記コントロールバルブのスプールに作用するパイロット圧を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーにより感知されたパイロット圧データを入力受けて前記比例制御バルブに前記所定の入力電源を出力する制御器とから成り、前記走行ペダルによる前記コントロールバルブの制御は前記手段による前記コントロールバルブの制御より優先権を有することを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【0012】
図2は本発明の一実施例による制御装置が適用された建設機械走行システムを示す。
【0013】
本実施例の建設機械走行システムは、エンジンEと、このエンジンEにより駆動される油圧ポンプP及びパイロットポンプPpと、この油圧ポンプPの吐出油により作動される走行モーターMと、油圧ポンプPと油圧モーターMとの間に設置され、油路の切換接続により油圧モーターMの起動、停止及び方向転換を制御するコントロールバルブVとを備え、運転者の操作指令を印加受けてコントロールバルブVを作動させるための走行ペダルDとシステムの安全のためのレリーフバルブR1、2とを備える。
【0014】
又、本実施例の走行システムは、パイロットポンプPpと、コントロールバルブVのスプール両端間の二つのパイロットライン1a、1b中に設置され、所定の入力電流を印加受けると、パイロットライン1a、1bを比例的に開放しコントロールバルブVのスプール両端に作用するパイロット圧を形成する二つの比例制御バルブ2a、2bを備える。前述したパイロットポンプPpの吐出パイロット油は前述した走行ペダルD及び前記二つの比例制御バルブ2a、2bに分岐されて供給されるように設計される。又、二つの比例制御バルブ2a、2b側パイロットライン1c、1dと走行ペダルD側パイロットライン1e、1fとはシャットルバルブ3a、3bを介して合流された後、前述したコントロールバルブV側パイロットライン1a、1bに連結される。
【0015】
一方、コントロールバルブVのスプール両端に作用するパイロット圧をフィードバック受けて、前述した二つの比例制御バルブ2a、2bに前記所定の入力電流を印加する制御器4が備えられる。この制御器4は前述した二つのパイロットライン1a、1bとシャットルバルブ3cにより連結設置された圧力センサー5によりパイロットライン1a、1bのパイロット圧をフィードバック受ける。
【0016】
走行ペダルD側のパイロットライン1e、1f中にはそれぞれ圧力スイッチ6a、6bが設置され、この圧力スイッチ6a、6bは走行ペダルD側のパイロットライン1e、1fの有無を感知し走行ペダルDの作動状態を前述した制御器4に知らせることになる。
【0017】
このように構成された本実施例の走行システムは次のように作動される。
【0018】
先ず、制御器の出力により作動する自動走行の場合、制御器4の指令によって比例制御バルブ2a、2bが作動し、それによるパイロット圧がシャットルバルブ3a、3bを介してコントロールバルブVのスプールに作用することによりスプールがどの一方向に移動し、その結果、走行モーターMが作動する。途中のパイロット圧は圧力センサー5により制御器4にフィードバックされて、制御器4は継続的に走行を制御することになる。
【0019】
次いで、運転者の手動操作による走行の場合、走行ペダルDを操作すると、それによるパイロット圧により圧力スイッチ6a、6bはON状態になり、その信号は制御器4に伝達される。即ち、制御器4は走行ペダルDが作動していることを感知することになる。その瞬間、制御器4が比例制御バルブ2a、2bに入力電流を出力している中であると、つまり自動走行をしている場合であると、制御器4は比例制御バルブ2a、2bへの入力電流出力を中断することになる。一方、走行ペダルDによりパイロット圧はシャットルバルブ3a、3bを介してコントロールバルブVのスプールに作用することにより、スプールがどの一方向に移動し、その結果、走行モーターMが作動する。
【0020】
この場合、望ましくは、運転者により操作される前述した走行ペダルDの作動量を制御器4に記憶させる必要があると、走行ペダルDによるパイロット圧を圧力センサー5と圧力スイッチ6a、6bで検出して制御器4に送り、これは次に遂行される自動走行に反映されるようにする。即ち、図示しなかったが、走行作動の記憶、反復機能選択スイッチが備えられ、この選択スイッチを介して記憶機能が選択されると、圧力スイッチ6a、6bの信号と圧力センサー5で読まれたパイロット圧を制御器4に送ると、制御器4ではこれをデータとして貯蔵する記憶手段を備え、又、前述した選択スイッチで反復機能が選択されると、記憶手段に貯蔵されたデータに基づいて自動走行を作動する反復手段を備える。
【0021】
以下、前述した制御器の作動を図3の流れ図に基づいてより詳細に説明する。
【0022】
圧力スイッチと圧力センサーからパイロット圧の有無及び大きさを入力受ける(ステップ1)。
【0023】
ステップ1で入力受けたデータに基づいて現在走行モードが自動走行モードであるか、運転者操作モードであるかを判断する(ステップ2)。
【0024】
ステップ2で判断された現在走行モードが自動走行モードである場合、圧力スイッチの出力値から走行ペダルの作動状態を判断する(ステップ3)。
【0025】
ステップ3で走行ペダルが作動しないと判断される場合、比例制御バルブの制御入力の指令値を読み込む(ステップ4)。
【0026】
ステップ3で読み込んだ指令値データに基づいて比例制御バルブへの制御入力を計算し、これを比例制御バルブに出力し(ステップ5)、ステップ1に帰還する。
【0027】
一方、ステップ2で判断された現在走行モードが運転者操作モードである場合、圧力スイッチと圧力センサーの出力値を貯蔵する記憶機能が作動中であるかを確認する(ステップ6)。
【0028】
ステップ6で記憶機能が作動中である場合、圧力スイッチの出力値とともに圧力センサーから読まれたパイロット圧を以後の自動走行のためにデータとして貯蔵する(ステップ7)。
【0029】
ステップ6で記憶機能が作動しないか、ステップ7で必要データを貯蔵した後には、比例制御バルブの制御入力を0として出力し(ステップ8)、ステップ1に帰還する。
【0030】
一方、ステップ3で走行ペダルが作動していると判断される場合には、すぐステップ8に進行して比例制御バルブの制御入力を0として出力し、ステップ1に帰還することにより、運転者の操作による走行が自動走行モードでも優先的に実行されるようにして走行安全性が保障されるようにする。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、建設機械走行システムを自動化し得る制御装置が提供されることにより、建設作業の効率性が図れ、非常時等の場合、運転者による手動操作が制御器の指令により優先するようにすることにより、十分な安全性が確保される。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の建設機械走行システムを概略的に示す油圧回路図である。
【図2】本発明の一実施例による制御装置が適用された建設機械走行システムを概略的に示す油圧回路図である。
【図3】本発明の制御器の制御流れを示す流れ図である。
【符号の説明】
E エンジン
P 油圧ポンプ
PP パイロットポンプ
V コントロールバルブ
M 走行モーター
R1、R2 レリーフバルブ
D 走行ペダル
1a、1b パイロットライン
1c、1e、1f パイロットライン
2a、2b 比例制御バルブ
3a、3b、3c シャットルバルブ
4 制御器
5 圧力センサー
6a、6b 圧力スイッチ
Claims (6)
- エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、前記油圧ポンプの吐出油により作動される走行モーターと、前記油圧ポンプと前記走行モータ間に設置され、スプールの移動による油路の切換接続により前記走行モーターの作動を制御するコントロールバルブと、運転者の操作により前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記スプールを移動させることにより、前記コントロールバルブの作動を制御する走行ペダルとを備える建設機械走行システムにおいて、
前記走行ペダルとは別に前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記コントロールバルブの作動を制御する手段を備え、
前記手段は前記パイロットポンプと前記コントロールバルブのスプール間に設置され、所定の入力電源を印加受けて前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加する比例制御バルブと、前記走行ペダルにより得られて前記コントロールバルブのスプールに作用するパイロット圧及び前記比例制御バルブにより得られて前記コントロールバルブのスプールに作用するパイロット圧を検出する圧力センサーと、前記圧力センサーにより感知されたパイロット圧データを入力受けて前記比例制御バルブに前記所定の入力電源を出力する制御器とから成り、前記走行ペダルによる前記コントロールバルブの制御は前記手段による前記コントロールバルブの制御より優先権を有することを特徴とする建設機械走行システムの制御装置。 - 前記比例制御バルブ側のパイロットラインと前記走行ペダル側のパイロットラインを合流させて前記コントロールバルブ側のパイロットラインと連結させるシャットルバルブをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の建設機械走行システムの制御装置。
- 前記走行ペダル側パイロットラインに設置され、前記走行ペダルにより得られたパイロット圧の有無を感知して前記走行ペダルの作動状態を前記制御器に知らせる圧力スイッチをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の建設機械走行システムの制御装置。
- 前記制御器は、前記圧力スイッチにより前記走行ペダルが作動していると判断されると、前記比例制御バルブへの入力電源の出力を中断することを特徴とする請求項3に記載の建設機械走行システムの制御装置。
- 前記制御器は、前記走行ペダル作動により得られた前記圧力スイッチ信号と前記圧力センサー信号をデータとして貯蔵し、これを次回自動走行制御に反映するための手段をさらに備えて構成されることを特徴とする請求項3に記載の建設機械走行システムの制御装置。
- 前記制御器は、前記走行ペダル作動により得られた前記圧力スイッチ信号と前記圧力センサー信号をデータとして貯蔵し、これを次回自動走行制御に反映するための手段をさらに備えて構成されることを特徴とする請求項4に記載の建設機械走行システムの制御装置。
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