JP4214086B2 - 建設重装備の操作レバー誤作動防止システム - Google Patents

Description

本発明は、操作レバー誤作動防止システムに関し、さらに詳細には、重装備の作業装置を操縦する操作レバーが操作されたまま安全レバーが解除される時に、作業装置がいきなり作動されうる現状が発生できないようにしたシステムに関する。

一般には、掘削機などの建設重装備には、装備走行の時、装備を加速させるための走行ペダル、ブーム、アーム、バケット、スイング装置などのような作業装置を操作するためのジョイスティック等の操作レバーが用いられている。

各種作業装置とスイング装置、走行装置の駆動は、エンジンにより作動される油圧ポンプから供給される油圧により行われるが、制御装置が操作レバーの操作量に従って各種制御バルブを制御し作業装置に供給される圧油圧力と方向及び流量などを制御することによって、作業装置が駆動される。

掘削機は粗大で重い、かつ油圧により作動されるため、作業時に安全性を確保しなければならない。このため、作業装置がいきなり駆動されないようにする安全レバーが基本的に用いられてきた。

即ち、作業装置は安全レバーが解除状態に置かれる場合にだけ作動可能となり、作業装置を作動させている間に安全レバーをロック状態に切換わると操作レバーの機能が停止され、全ての作業装置の作動もが停止できるようにすることによって基本的な安全を図ってきた。

しかし、操作レバーが操作されたまま安全レバーを解除すると、安全レバーの解除と同時に作業装置がいきなり作動されうる虞を常に持っていた。

即ち、安全レバーが、たとえ緊急時に作業装置の非常停止を可能にさせかつ作動装置が動かないようにする安全ロック装置の機能を果たしていたとしても、操作レバーが操作されたまま安全レバーが解除された時に発生されうる装備の誤作動を防止することができる機能は持っていなかった。

従来の掘削機において、操作レバーが操作された状態で始動させかつ作業装置が作動される問題を解決するための技術として、操作レバーの圧油ラインに連結された圧力センサの信号を介して操作レバーの作動状態を認識し、エンジンを始動させる前に操作レバーが操作されてある状態であれば、始動がかからないようにする技術が使用されたりもした。

前述した技術によれば、操作レバーが操作された状態のまま、安全レバーが解除状態に置かれても、操作レバーの作動状態をコントローラが認識しエンジンの始動がかからないようにしたため、エンジンを始動させると同時に作業装置がいきなり作動される誤り作動が発生できないという利点は有するが、エンジンを始動させた以降に、運転手の不注意により、操作レバーが操作されている状態なのに安全レバーを解除してしまった場合には作業装置がいきなり作動されはじめ、事故になる虞は相変わらず存在していた。

本発明は前述したような問題点を鑑み発明したもので、エンジン始動前のみならず始動以降にも、安全レバーが解除された時に作業装置がいきなり作動されうる虞をなくし、且つ装備の安全性を向上させることを目的としている。

前述した目的を達成するために、本発明はエンジンの始動可否と操作レバーの中立位置有無及び安全レバー作動可否とを判断し、作業装置の作動許容可否を決定する操作レバー誤作動防止システムを提供する。

本発明は、エンジンにより作動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより駆動される多数の作業装置と、作業装置を駆動する駆動信号を発生させる操作レバーと、ロック状態に切換わると全ての作業装置を停止させる安全レバーとを備える重装備の操作レバー誤作動防止システムにおいて、エンジン軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と操作レバーの操作量検出手段と安全レバー位置検出手段と、夫々の検出信号を受信する受信部と、受信部へ受信される信号によってエンジンの始動可否と操作レバーの中立位置有無と安全レバー作動可否とを判断して作業装置の作動許容可否を決定し、操作レバーの中立位置の判断可否を記憶する中立位置チェックビットを包含するデータ処理部と、データ処理部の処理結果に応じてエンジン停止信号と警告信号と操作レバーの操作量による駆動信号とを外部へ出力する出力部を含んで構成されている。

上記操作レバー誤作動防止システムは、エンジンの始動前に操作レバーが中立位置になければエンジン停止信号と警告信号とを出力するが、エンジン停止信号は、エンジンＥＣＵに入力され、エンジン始動が行えなくなり、エンジンを始動させた後安全レバーが作動中であれば中立位置チェックビットをオフさせる。また、エンジンを始動させた後安全レバーが解除され、かつ中立位置チェックビットがオフであると、操作レバーが中立位置にない場合にはエンジン停止信号と警告メッセージとを出力するが、操作レバーが中立位置にある場合には中立位置チェックビットをオンに変える。また、エンジンを始動させた後安全レバーが解除され、かつ中立位置チェックビットがオンであると、操作レバーの信号が正常信号の場合には操作量による駆動信号を出力するが、操作レバーの信号が非正常信号の場合には警告メッセージを出力すると共に、流量値がゼロとなる駆動信号を出力することを特徴としている。

本発明の目的と利点は、以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施され得る程度で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。

図１は、本発明の一実施例による操作レバー誤作動防止システムの構成概要図を示したもので、誤作動防止システム１を含む掘削機の主要な構成要素等の相互連結が図示されてある。

掘削機には、エンジン２により作動される油圧ポンプ１００と、油圧ポンプ１００により駆動される多数の作業装置１０１と、油圧ポンプ１００からの圧油を作業装置１０１へ供給する方向切換バルブ１０２と、作業装置１０１を駆動する駆動信号を発生させるジョイスティック４及び走行ペダル６と、安全レバー８と、操作レバー誤作動防止システム１とが設けられる。

以下では、ジョイスティック４と走行ペダル６とを合わせて操作レバー５０と称する。

本発明の一実施例による操作レバー誤作動防止システム１は、受信部１０と、データ処理部２０と、出力部３０とを包含して構成されるが、受信部１０は各種信号を受信し、データ処理部２０は受信部１０に受信された信号を処理し、出力部３０は処理された信号に従って外部へ信号を出力する機能をする。

受信部１０は、エンジン軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段(図示せず)と、操作レバー５０の操作量検出手段５ａ，５ｂ，７と、安全レバー位置検出手段９夫々の検出信号を受信する。

エンジン回転数検出手段は別途図示されてはいないが、図１に示されたエンジンＥＣＵ３に含まれエンジン軸の回転数を検出し、検出された信号はエンジンＥＣＵ３から受信部１０へ伝達される。

操作レバー５０の操作量検出手段５ａ，５ｂ，７は、ジョイスティック４ａ，４ｂと走行ペダル６にそれぞれ連結され，検出された操作レバー５０の操作量を信号として出力し受信部１０に伝達する。

また、安全レバー位置検出手段９は、安全レバー８に連結され安全レバー８の解除状態又はロック状態の何れかに関する信号を受信部１０に伝達する。

データ処理部２０は、前記受信部１０に受信される信号から、エンジン２の始動可否と、操作レバー５０の中立位置有無と、安全レバー８の作動可否とを判断し、作業装置１０１の作動許容可否を決定する役割をする。

また、データ処理部２０は、操作レバー５０の中立位置の判断可否を記憶する中立位置チェックビット２１を含んでいて、エンジン２を始動させた後にも操作レバー５０が操作されたまま安全レバー８が解除される状況を効果的に点検することができるようにする。

出力部３０は、データ処理部２０の処理結果に応じてエンジン停止信号をエンジンＥＣＵ３に伝達しエンジン２を停止させたり、ディスプレー装置１０４に警告信号を伝達したり、電磁制御バルブ１０３に操作レバー５０の操作量による駆動信号を出力したりする機能をもつ。

図２は本発明の一実施例による操作レバー誤作動防止システムの作動状態を説明する制御フローチャートを示し、以下では図２を参照とし操作レバー誤作動防止システム１の作動状態を詳細に説明する。

誤作動防止システム１の制御流れはシステムのスタートと同時にエンジン２の始動可否によって作動状態が異なってなされる。即ち、誤作動防止システム１の作動は、エンジン２の始動前後に分かれて行われる。

（１）エンジンの始動前
エンジン２の始動前の状態では、操作レバー５０が中立位置にあるか否かを判断し、操作レバー５０が中立位置になければエンジン停止信号と警告信号とを出力する。従って、操作レバー５０が中立位置にない場合にはエンジン停止信号がエンジンＥＣＵ３に入力されてエンジン２の始動がかからないため、操作レバー５０の誤作動が発生されない。

（２）エンジンの始動後
１．安全レバーがロック状態である場合
エンジン２を始動させた状態では、先ず安全レバー８の作動可否を判断し、安全レバー８が作動中であるロック状態であれば、データ処理部２０が中立位置チェックビット２１をオフさせることによって、システム１が操作レバー５０が中立位置にあるか否かを判断したことがないことと、記憶した後終了する。

２．安全レバーが解除状態である場合
エンジン２を始動させた状態で安全レバー８が解除されると、先ず中立位置チェックビット２１に記憶されている値を判断する。中立位置チェックビット２１の値がオフであれば、システム１が操作レバー５０の中立位置有無を判断しなかったことになるので、操作レバー５０が中立位置にあるかを判断する。

操作レバー５０が中立位置にあれば、中立位置チェックビット２１の値をオンに変えて、システム１が操作レバー５０の中立位置有無を判断完了したことと、記憶してから終了する。

操作レバー５０が中立位置にない、操作が行われた状態であれば、安全のために作業装置１０１が作動されてはいけないので、エンジン停止信号と警告メッセージとを出力し、流量値が０になるようにする駆動信号を出力してから終了する。

中立位置チェックビット２１の値がオンであれば、システム１が既に操作レバー５０の中立位置有無を判断完了したことになるので、それ以上操作レバー５０の中立位置有無を判断する必要はない。

従って、操作レバー５０から入力される電気信号が断線、ノイズなどの影響による非正常信号であるかを判断した後、正常信号であれば操作量による流量を計算しそれに当該する駆動信号を出力するが、非正常信号であれば警告メッセージを出力し、流量値が０になるようにする駆動信号を出力してから終了する。

前述したように、エンジン２を始動させた状態で、安全レバー８がロック状態であれば中立位置チェックビット２１をオフにするが、安全レバー８が解除されたならば作業装置１０１を駆動する前に、先ず中立位置チェックビット２１の値を判断するようにしたことは、安全レバー８が解除状態に切換わると、常時、操作レバー５０が中立位置にあるか否かを判断するよう構成することによって、安全性を確保することができるようにするためである。

また、安全レバー８が解除状態に切換された時、操作レバー５０の中立位置有無を判断して、中立位置にある場合には中立位置チェックビット２１の値をオンに変換することは、安全レバー８がロック状態から解除状態に切換わる時にシステム１が操作レバー５０の中立位置を一度だけ点検するようにして、その以降にはシステム１が操作レバー５０の中立位置有無を判断する必要がなく操作レバー５０の信号の異常有無のみを点検した後、操作レバー５０の操作量に応ずる駆動信号を出力するようになすためである。

操作レバー誤作動防止システム１は、図２に示されている制御フローチャートの順にしたがって循環しながらエンジンの始動可否と、操作レバーの中立位置有無と、安全レバー作動可否とを判断するため、エンジン２の始動前のみならず始動後にも、操作レバー５０が操作されたまま安全レバーが解除されても作業装置１０１がいきなり作動されてしまう現象が発生できないようにする。

以上のように、本発明の操作レバー誤作動防止システムによると、重装備のエンジン始動前のみならずエンジンを始動させた以降にも、安全レバーが解除される時に操作レバーの中立位置有無を確認し、作業装置の作動許容可否を決定して、作業装置がいきなり作動できないようになすことによって、装備の安全性を向上させる効果を奏する。

本発明の一実施例による操作レバー誤作動防止システムの構成概要図である。 本発明の一実施例による操作レバー誤作動防止システムの作動状態を説明する制御フローチャートを図示している。

符号の説明

１ 操作レバー誤作動防止システム
２ エンジン
３ エンジンＥＣＵ
４ ジョイスティック
５ａ、５ｂ、７ 操作量検出手段
６ 走行ペダル
８ 安全レバー
９ 安全レバー位置検出手段
１０ 受信部
２０ データ処理部
２１ 中立位置チェックビット
３０ 出力部
１００ 油圧ポンプ
１０１ 作業装置
１０２ 方向切換バルブ
１０３ 電磁制御バルブ
１０４ ディスプレー装置

Claims (1)

1. エンジンにより作動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより駆動される多数の作業装置と、前記作業装置を駆動する駆動信号を発生させる操作レバーと、ロック状態に切換わると前記操作レバーの機能を停止させる安全レバーとを備える重装備の操作レバー誤作動防止システムにおいて；
   前記エンジン軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記操作レバーの操作量検出手段と、前記安全レバーの位置検出手段と、夫々の検出信号を受信する受信部；
   前記受信部に受信される信号により、前記エンジンの始動可否と、前記操作レバーの中立位置有無と、前記安全レバーの作動可否とを判断して前記作業装置の作動許容可否を決定し、且つ操作レバー中立位置の判断可否を記憶する中立位置チェックビットを包含するデータ処理部；及び
   前記データ処理部の処理結果に従って、エンジン停止信号と警告信号と前記操作レバー操作量による駆動信号とを外部へ出力する出力部を、含んで構成され、
   前記エンジンの始動前に、前記操作レバーが中立位置になければエンジン停止信号と警告信号とを出力するが、エンジン停止信号は、エンジンＥＣＵに入力され、エンジン始動が行えなくなり、
   前記エンジンの始動後に、前記安全レバーが作動中であれば前記中立位置チェックビットをオフさせ、
   前記エンジンの始動後に、前記安全レバーが解除され、前記中立位置チェックビットがオフであれば、前記操作レバーが中立位置にない場合にはエンジン停止信号と警告メッセージとを出力するが、前記操作レバーが中立位置にある場合には前記中立位置チェックビットをオンに変換し、
   前記エンジンの始動後に、前記安全レバーが解除され、前記中立位置チェックビットがオンであれば、前記操作レバーの信号が正常信号の場合には操作量による駆動信号を出力するが、前記操作レバーの信号が非正常信号の場合には警告メッセージを出力すると共に、流量値がゼロとなる駆動信号を出力することを特徴とする操作レバー誤作動防止システム。

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