JP4382296B2 - 土質改良機のエンジン回転速度制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土質改良機のエンジン回転速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、建設発生土の再利用のために現場で土質を改良する土質改良機が使用されることが多い。図６に例として自走式の土質改良機１を示す。油圧ショベル（図示せず）等の積込機で原料土ホッパ１６に投入された土は、供給ベルトコンベア３０上で搬送されながら掻き出しロータ４９により所定の厚さにされて、固化材ホッパ２の下方を通過する。供給ベルトコンベア３０上に土があるときには、固化材フィーダ４８が開き固化材ホッパ２から固化材が土に降り注ぐ。土及び固化材は、供給ベルトコンベア３０の搬送出口近傍に設けてあるソイルカッタ４７で切削され混ぜ合わされながら排出ベルトコンベア５０上に落下する。落下するときにロータリーハンマ２７，２８，２９の衝撃により固化材が被覆された土の粒径はさらに細かくなる。そして、固化材と混合された土は排出ベルトコンベア５０で機体外に搬送される。クレーン３１は固化材の固化材ホッパ２への補充時に使用される。また、土質改良機１は、走行装置３により現場間を移動する。
ソイルカッタ４７、ロータリーハンマ２７，２８，２９を併せて混合機と呼び、供給ベルトコンベア３０、クレーン３１、固化材フィーダ４８、掻き出しロータ４９、排出ベルトコンベア５０を併せて標準作業機と呼ぶ。オプション作業機として、清掃時に使用するエアコンプレッサ５３、混合された土を土質改良機１から所定の距離の場所に搬送する２，３次ベルトコンベア５１，５２、混合された土からさらに細かい土を選択する振動篩３２を備えている。混合機、標準作業機、オプション作業機、走行装置３は全てエンジン４により駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような土質改良機１には下記のような問題がある。
オペレータは、土質毎にまた作業内容毎に、混合機、標準作業機、オプション作業機の内、使用する作業機を選択し、また使用する作業機のアクチュエータの作動速度を細かく操作する。このときオペレータは、エンジンスロットルを作業させる作業機の種類、作動速度に応じて頻繁に操作することは煩雑であるため、エンジン４を常にフルスロットルに設定したままで作業する。しかし、作動させる作業機数が少なくて、かつ作動速度が小さいときのように必要動力が小さい場合でもエンジン回転速度が大きいので、騒音、振動が大きいという問題がある。また、燃費も悪いという問題もある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に着目し、エンジンの騒音・振動を小さくし、優れた燃費を有する土質改良機のエンジン回転速度制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、被改良土を混合する混合機と、この混合のための混合機周辺の１台以上の作業機とを備えた土質改良機のエンジン回転速度制御装置において、エンジンと、混合機及びそれぞれの周辺作業機を起動・停止させる操作信号を出力する操作手段と、混合機及び周辺作業機をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを複数のグループに分け、前記複数のグループのそれぞれに圧油を供給し前記エンジンにより駆動される複数の油圧ポンプと、入力される指令値に基づきエンジン回転速度を制御するガバナ制御手段と、前記油圧ポンプの最大吐出流量を前記エンジンの回転速度に応じた値とし、操作手段から出力される操作信号に基づいて、この操作信号により作動する油圧アクチュエータに必要な圧油流量を前記複数のグループ別に積算し、この必要な圧油流量の積算値の大きい方を選択し、前記必要な圧油流量の積算値の大きい方に基づきエンジン回転速度を演算し、ガバナ制御手段に出力するコントローラ）とを備えた構成としている。
【０００６】
第１発明によると、土質改良機の作業機を起動・停止させる操作手段から出力される操作信号に基づいてガバナ制御手段を制御する。これにより、例えば土質改良機の混合機が停止中のときにはエンジン回転速度を小さく設定するので、騒音、振動が低減し、かつ燃費のよい土質改良機のエンジン回転速度制御装置が得られる。
【０００８】
また、第１発明によると、操作手段から出力される操作信号に基づき、各グループの必要流量を積算し、複数の積算値の最大値に応じて各グループを駆動する複数の油圧ポンプを駆動するエンジンの回転速度を制御する。これにより、各油圧ポンプはそれぞれのグループで必要とされる流量を確保できるので、作動させようとする混合機及び周辺作業機は確実に作動することができる。また、作動させる混合機及び作業機の種類に応じてエンジン回転速度が制御されるので騒音、振動が低減し、かつ燃費のよい土質改良機のエンジン回転速度制御装置が得られる。
【０００９】
第２発明は、第１発明に基づき、被改良土の種類を設定する作業モード信号を出力する作業モード設定手段を付設し、前記コントローラは、この作業モード信号と前記操作手段の操作信号とに応じて前記ガバナ制御手段への指令値を演算する構成としている。
【００１０】
第２発明によると、オペレータの設定した作業モード信号及び操作信号により、混合機及び作業機の作動速度が設定される。これにより、作動させる混合機及び作業機の、被改良土の種類に応じた作動速度が得られるので改良後の土は常に所定の一定の諸元が得られる。
【００１１】
第３発明は、第２発明に基づき、前記コントローラは、予め全油圧ポンプの吐出量とエンジン回転速度との関係を表わすエンジン制御カーブを記憶し、前記作業モード設定手段により設定した作業モードと前記操作手段の操作信号とに応じて混合機及び前記周辺作業機の油圧アクチュエータに必要な圧油流量を求め、この求めた必要な圧油流量に基づき前記エンジン制御カーブにより求めたエンジン回転速度に応じた指令値を前記ガバナ制御手段に出力する構成としている。
【００１２】
第３発明によると、予め記憶したエンジン制御カーブにより、作業モード信号と操作信号とに応じて求めた必要流量から設定すべきエンジン回転速度を求める。エンジン制御カーブは、実車テストで性能が確認されたカーブであるので、必要流量を確保するエンジン回転速度が確実に得られる。
【００１３】
第４発明は、第２又は３発明に基づき、前記作業モード設定手段は、被改良土の種類を設定する複数の選択スイッチを有し、前記コントローラは、予め各選択スイッチ毎に対応して混合機及び前記周辺作業機の油圧アクチュエータ別にそれぞれ必要な圧油流量を記憶し、設定された選択スイッチに応じて前記記憶しているそれぞれの油圧アクチュエータ別の必要な圧油流量を積算して全必要流量を求め、この求めた全必要流量に基づき前記ガバナ制御手段への指令値を演算する構成としている。
【００１４】
第４発明によると、作業モード設定手段は、複数の選択スイッチを有しているので、被改良土の種類をきめ細かに設定できる。したがって必要流量もきめ細かに設定でき、エンジンは必要な回転速度だけを出力するので騒音、振動が低減し、かつ燃費のよい土質改良機のエンジン回転速度制御装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施形態を図を参照して説明する。なお、図６で説明した要素と同一の要素には同一番号を付して説明する。
図１に本発明に係るエンジン回転速度制御装置１９の実施形態の構成図を示す。エンジン回転速度制御装置１９は、操作盤５及びコントローラ６を有している。操作盤５には、混合機釦７ｓ、供給ベルトコンベア釦３０ｓ、掻き出しロータ釦４９ｓ、排出ベルトコンベア釦５０ｓ、振動篩釦３２ｓ、２次ベルトコンベア釦５１ｓ、３次ベルトコンベア釦５２ｓ、エアコンプレッサ釦５３ｓを有している。各釦は、オン釦とオフ釦とを有していて対応する作業機の起動・停止を指令する操作信号Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａをコントローラ６に出力する。
【００１６】
また、操作盤５には、作業モード設定手段８、燃料調整ダイヤル９、自動制御釦１０が配列されている。作業モード設定手段８は、改良土の所望の粒径に対応して操作されるスイッチであり、所望の粒径が小さいときに選択されるハイモードＨ、所望の粒径が大きくなるにしたがってミドルモードＭ、ローモードＬ、また原料土が砂のように粘性の少ない土質のときに選択されるサンドモードＳのそれぞれの選択スイッチ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを有している。各モードの順で作業モード信号Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓがコントローラ６に入力される。燃料調整ダイヤル９は、ダイヤル位置に応じたスロットル指令値Ｔｈｍを燃料量を調整するガバナ制御手段１１に出力する。自動制御釦１０をオン操作すると作動する作業機の種類及び作業モード信号Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓに応じてエンジン回転速度は自動的に制御され、オフ操作するとエンジン回転速度はスロットル指令値Ｔｈｍに応じた回転速度になる。
【００１７】
供給ベルトコンベア３０が土を搬送しているか否かを検出する原料土有無スイッチ１７は、掻き出しロータ４９の直後に取り付けてあり、土が所定の厚さ以上有るときにオン、無いときにオフの有無信号Ｓｕをコントローラ６に入力する。また、クレーン３１の起動・停止を指令するクレーン釦３１から起動時にオン、停止時にオフの操作信号Ｓｃがコントローラ６に入力されている。
【００１８】
混合機釦７ｓ、供給ベルトコンベア釦３０ｓ、掻き出しロータ釦４９ｓ、排出ベルトコンベア釦５０ｓ、振動篩釦３２ｓ、２次ベルトコンベア釦５１ｓ、３次ベルトコンベア釦５２ｓ、エアコンプレッサ釦５３ｓ、クレーン釦３１を併せて操作手段１８と呼ぶ。
【００１９】
混合機２７，２８，２９，４７及び全ての作業機３０，３１，３２，４８，４９，５０，５１，５２，５３はそれぞれの油圧アクチュエータにより駆動されている。図２により、エンジン４で駆動され、油圧アクチュエータを制御する油圧回路の構成を説明する。
エンジン４の駆動するタンデムポンプ６１は、油圧ポンプの第１ポンプ２１及び第２ポンプ４１を有している。第１ポンプ２１の圧油が流入する第１回路２０は、第１，２，３ロータリーハンマ弁２７ｖ，２８ｖ，２９ｖ、供給コンベア弁３０ｖ、クレーン弁３１ｖ、振動篩弁３２ｖを主要素とする回路である。また、第２ポンプ４１の圧油が流入する第２回路４０は、ソイルカッタ弁４７ｖ、固化材フィーダ弁４８ｖ、掻き出しロータ弁４９ｖ、排出ベルトコンベア弁５０ｖ、２次ベルトコンベア弁５１ｖ、３次ベルトコンベア弁５２ｖ、エアコンプレッサ弁５３ｖを主要素とする回路である。なお、第１ポンプ２１、第２ポンプ４１は、タンデムでなくエンジン４により個別に駆動されてもよい。
【００２０】
第１ポンプ２１及び第２ポンプ４１は、斜板の角度に応じて吐出流量が変化する可変容量型ポンプで、各斜板角は第１サーボ弁２２及び第２サーボ弁４２によりそれぞれ制御される。また、第１サーボ弁２２及び第２サーボ弁４２は、入力される電気信号に応じたパイロット油圧を発生する第１圧力弁２３及び第２圧力弁４３からそれぞれ出力される第１パイロット油圧Ｐ１及び第２パイロット油圧Ｐ２で制御される。
【００２１】
まず、第１回路２０の構成を説明する。
第１，２，３ロータリーハンマ弁２７ｖ，２８ｖ，２９ｖ、供給コンベア弁３０ｖ、クレーン弁３１ｖ、振動篩弁３２ｖは、説明を容易にするために各弁がそれぞれ弁開度を有し、各弁２７ｖ，２８ｖ，２９ｖ，３０ｖ，３１ｖ，３２ｖに対応するそれぞれのアクチュエータ２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂがある方向に動いているときの状態を示す。
第１ロータリーハンマ弁２７ｖを例として説明すると、図示しない操作レバー等から指令される第１ロータリーハンマ弁油圧信号Ｃ２７は第１ロータリーハンマ弁受圧部２７ｐに入力され、第１ロータリーハンマ弁２７ｖは第１ロータリーハンマ弁油圧信号Ｃ２７の大きさに応じた開度位置に移動する。第１ポンプ２１からの配管は、第１ロータリーハンマ弁２７ｖのポートＡ２に接続され、ポートＡ２は、絞り２７ｅを介してポートＡ５に連通している。絞り２７ｅの面積は、第１ロータリーハンマ弁油圧信号Ｃ２７の大きさに応じて変化する。そして、第１ロータリーハンマ弁油圧信号Ｃ２７の大きさがゼロのときには絞り２７ｅの面積もゼロになり、第１ポンプ２１の吐出油は第１ロータリーハンマ弁２７ｖを通過できない。
【００２２】
次に、ポートＡ５は、入力される油圧に基づいて絞りの大きさが変化する圧力補償弁２７ｃを介して第１ロータリーハンマモータ２７ｂの一方のポートに連通している。第１ロータリーハンマモータ２７ｂの負荷圧Ｐ２７は、第１ロータリーハンマ弁２７ｖのポートＡ４、Ａ１を介して第１圧力選択弁２６に入力されている。第１圧力選択弁２６には、他の第２，３ロータリーハンマ弁２８ｖ，２９ｖ、供給コンベア弁３０ｖ、クレーン弁３１ｖ、振動篩弁３２ｖの出力側の負荷圧Ｐ２８、Ｐ２９，Ｐ３０，Ｐ３１，Ｐ３２もそれぞれ入力されている。そして、第１圧力選択弁２６は、入力される複数の油圧の内、最も大きい油圧の第１負荷圧Ｐ２０ｍを選択し、選択した第１負荷圧Ｐ２０ｍを圧力補償弁２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ、３０ｃ、３１ｃ、３２ｃに出力する。
第１ロータリーハンマモータ２７ｂの他方のポートは、第１ロータリーハンマ弁２７ｖのポートＡ６，Ａ３を介してタンク６０に連通している。
【００２３】
次に、第２回路４０の構成を説明する。
第２回路４０のソイルカッタ弁４７ｖ、固化材フィーダ弁４８ｖ、掻き出しロータ弁４９ｖ、排出ベルトコンベア弁５０ｖ、２次ベルトコンベア弁５１ｖ、３次ベルトコンベア弁５２ｖ、エアコンプレッサ弁５３ｖの内部の回路及び各アクチュエータ４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂとの接続回路は、第１ロータリーハンマ弁２７ｖと同一であるので、ここでは説明を省略する。
各アクチュエータの負荷圧Ｐ４７，Ｐ４８，Ｐ４９，Ｐ５０，Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３は、第２圧力選択弁４６に入力されている。第２圧力選択弁４６は、入力される複数の油圧の内、最も大きい油圧の第２負荷圧Ｐ４０ｍを選択し、選択した第２負荷圧Ｐ４０ｍを、各弁の各圧力補償弁（図示せず）に出力する。
【００２４】
次に、タンデムポンプ６１の吐出流量を制御するポンプコントローラ６２の入出力信号を説明する。
第１ポンプ２１の吐出口に取着されている第１吐出圧検出器２４により検出された第１吐出圧Ｐ２０ｐ、及び第１負荷圧検出器２５で検出された第１負荷圧Ｐ２０ｍは、ポンプコントローラ６２にそれぞれ入力されている。また、第２ポンプ４１の吐出口に取着されている第２吐出圧検出器４４により検出された第２吐出圧Ｐ４０ｐ、及び第２負荷圧検出器４５で検出された第２負荷圧Ｐ４０ｍも、ポンプコントローラ６２にそれぞれ入力されている。
また、図示しない検出器で検出されたエンジン回転速度Ｎｅ及びスロットル指令値Ｔｈが入力されている。そして、ポンプコントローラ６２から第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２が、第１圧力弁２３及び第２圧力弁４３に出力されている。
【００２５】
ここで、ポンプコントローラ６２の演算処理内容を説明する。
第１吐出圧Ｐ２０ｐ及び第１負荷圧Ｐ２０ｍからそれらの差圧を演算する。そして、演算した差圧が予め設定された所定の値になるような第１信号Ｓ１が第１圧力弁２３に出力される。これを、ポンプコントローラ６２内の差圧制御手段と呼ぶ。差圧制御手段により、各アクチュエータの負荷圧Ｐ２７，Ｐ２８，Ｐ２９，Ｐ３０，Ｐ３１，Ｐ３２の内の最大値と第１吐出圧Ｐ２０ｐとの差圧が所定値に略一定になるように第１ポンプ２１の斜板角度が制御される。
また、第２吐出圧Ｐ４０ｐ及び第２負荷圧Ｐ４０ｍからそれらの差圧を演算して、演算した差圧が略一定になるように第２信号Ｓ２が第２圧力弁４３に出力される。そして、第２ポンプ４１の斜板角度が、第１ポンプ２１と同様に制御される。
【００２６】
なお、図３に示すように、縦軸に油圧ポンプ吐出流量Ｑｐ、横軸に油圧ポンプへの負荷圧Ｐｐをとった場合に、負荷圧Ｐｐが所定圧Ｐｃより大きいときにはポンプ出力馬力が一定となるようにポンプコントローラ６２により斜板角が制御される。また、負荷圧Ｐｐが所定圧Ｐｃ以下のときには油圧ポンプの斜板角の最大値は一定値に規制されていて油圧ポンプ吐出流量Ｑｐの最大値はエンジン回転速度Ｎｅに応じた一定値となっている。第１回路２０及び第２回路４０の負荷圧は常に所定圧Ｐｃ以下になるように各回路のリリーフ圧が設定してあるので、第１，２ポンプ２１，４１のそれぞれの吐出流量の最大値は、常にエンジン回転速度Ｎｅに応じた値となっている。
【００２７】
ここで、第１回路２０を代表させてその作動を説明する。
クレーン３１及び振動篩３２は作動停止中で、第１，２，３ロータリーハンマ２７，２８，２９及び供給ベルトコンベア３０を作動させる場合を説明する。なお、第１，２，３ロータリーハンマ２７，２８，２９には全て同一負荷がかかっているとし、第１ロータリーハンマ２７を代表させて説明する。第１ポンプ２１の吐出油は、第１ロータリーハンマ弁２７ｖ及び供給ベルトコンベア弁３０ｖに流入し、第１ロータリーハンマモータ２７ｂおよび供給ベルトコンベアモータ３０ｂを回転させる。絞り２７ｅ及び絞り３０ｅの面積が同じで、第１ロータリーハンマ負荷圧Ｐ２７と供給ベルトコンベア負荷圧Ｐ３０とが等しいときには、第１ロータリーハンマ弁２７ｖ及び供給ベルトコンベア弁３０ｖには同量ずつの流量が流れている。このとき、第１負荷圧Ｐ２０ｍは第１ロータリーハンマ負荷圧Ｐ２７又は供給ベルトコンベア負荷圧Ｐ３０であり、第１吐出圧Ｐ２０ｐは、第１負荷圧Ｐ２０ｍよりも所定の値だけ大きい値になるように斜板角度が制御されている。
【００２８】
第１ロータリーハンマ２７の負荷が大きくなって第１ロータリーハンマ負荷圧Ｐ２７が供給ベルトコンベア負荷圧Ｐ３０よりも大きくなると、第１吐出圧Ｐ２０ｐが大きくなって供給ベルトコンベア弁３０の絞り３０ｅを通過する流量は増加しようとする。このとき、第１圧力選択弁２６は第１ロータリーハンマ負荷圧Ｐ２７を第１負荷圧Ｐ２０ｍとして選択し、圧力補償弁３０ｃに供給する。すると、圧力補償弁３０ｃの開口面積は小さくなり絞られるので絞り３０ｅを通過する流量は増加せず、絞り２７ｅを通過する流量と同じ流量を保持する。
また、第１負荷圧Ｐ２０ｍが大きくなるために、第１吐出圧Ｐ２０ｐと第１負荷圧Ｐ２０ｍとの間で保持していた所定の差圧が小さくなる。ポンプコントローラ６２は、再度、所定の差圧になるような第１信号Ｓ１を演算して第１圧力弁２３に出力し第１サーボ弁２２を介して第１ポンプ２１の吐出流量を増加させる。このように、１個の油圧ポンプが複数の弁を介して複数のアクチュエータを駆動するときに、個々の油圧アクチュエータの負荷が異なる場合でも、他の弁の操作に影響されず、常に個々の弁開度に応じた制御流量を確保する。
【００２９】
ここで、図１に示すエンジン回転速度制御装置１９の構成の説明に戻る。
必要流量演算部１２には、図４に示す必要流量演算テーブルが予め記憶されている。図４（ａ）又は（ｂ）は、第１回路２０又は第２回路４０の各アクチュエータの必要流量を作業モード設定手段８からの作業モード信号Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓ別に示している。また、各アクチュエータの釦３１ｓ，７ｓ，３０ｓ，４９ｓ，５０ｓ，３２ｓ，５１ｓ，５２ｓ，５３ｓからの操作信号Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａがオン信号のときの必要流量を示している。また、第１，２，３ロータリーハンマ２７，２８，２９、ソイルカッタ４７、固定材フィーダ４８の必要流量は、原料土有無スイッチ１７からの有無信号Ｓｕがオンのとき原料土有の欄の値を、オフのとき原料土無の欄の値をそれぞれとる。第１，２，３ロータリハンマ２７，２８，２９及びソイルカッタ４７の必要流量は作業モード信号Ｈのときが最大値で、Ｍ，Ｌ，Ｓの順で小さくなっている。なお、操作信号Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａがオフ信号のときには各アクチュエータの必要流量はゼロ値であるが、図４には表示していない。
【００３０】
必要流量演算部１２で図４のテーブルに基づいて第１回路２０及び第２回路４０に必要な第１流量Ｑ１及び第２流量Ｑ２を演算し、大流量演算部１３で第１，２流量Ｑ１，Ｑ２の大きい方を大流量Ｑとして選択する。エンジン回転演算部１４では、流量Ｑを十分吐出できるエンジン回転速度Ｎｅを図５に示すエンジン制御カーブＣｅに基づいて演算する。
図５に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが所定の第１速度Ｎ１のとき油圧ポンプ吐出流量Ｑｐはゼロ値からＱ１まで、エンジン回転速度Ｎｅが所定の第２速度Ｎ２のとき油圧ポンプ吐出流量ＱｐはＱ２からＱ３までそれぞれ変化する。また、エンジン回転速度Ｎｅが第１，２速度の間の回転速度のときには油圧ポンプ吐出流量ＱｐはＱ１とＱ２との間の値をとる。なお、第１速度Ｎ１及び第２速度として、例えば１４００ｒｐｍ及びハイアイドル回転速度とする。
スロットル指令値演算部１５では、エンジン制御カーブＣｅで求められたエンジン回転速度Ｎｅに応じたスロットル指令値Ｔｈｐを演算し、演算したスロットル指令値Ｔｈｐは、ガバナ制御手段１１に入力される。
【００３１】
以上の構成を備えたエンジン回転速度制御装置１９の作動及び効果を説明する。
自動制御釦１０がオン操作され、クレーン３１に取り付けてあるクレーン釦３１ｓ、操作盤５上の振動篩釦３２ｓ、２，３次ベルトコンベア釦５１ｓ，５２ｓ、エアコンプレッサ釦５３ｓがオフ操作されていて、かつ作業モード設定手段８で作業モード信号Ｍが選択されているとする。また、供給ベルトコンベア３０上には土が流れていて、原料土有無スイッチ１７の有無信号Ｓｕはオン信号を出力しているとする。必要流量演算部１２では、図４（ａ）に示す第１回路２０グループのＭの欄の第１，２，３ロータリーハンマ２７，２８，２９の原料土有のときの必要流量ｂ１、ｂ３、ｂ５と、供給ベルトコンベア３０の必要流量ｂ７とを合わせて第１流量Ｑ１は例えば１５０リットル／分と積算される。また、図４（ｂ）に示す第１回路４０グループのＭの欄のソイルカッタ４７、固化材フィーダ４８の原料土有のときの必要流量ｆ１，ｆ３と、掻き出しロータ４９の必要流量ｆ５と、排出ベルトコンベア５０の必要流量ｆ６とを合わせて第２流量Ｑ２は例えば９１リットル／分と積算される。
大流量選択部１３では、第１，２流量Ｑ１，Ｑ２の大きい方の流量１５０リットル／分を大流量Ｑとして選択する。次に、エンジン回転速度演算部１４では、図５に示すエンジン制御カーブＣｅにより、大流量Ｑの１５０リットル／分に対応するエンジン回転速度ＮｅをＸｒｐｍと演算する。スロットル指令値演算部１５ではＸｒｐｍに応じたスロットル指令値Ｔｈｐを演算してガバナ制御手段１１に出力してエンジン回転速度ＮｅをＸｒｐｍに保持し、第１，２ポンプ２１，４１のそれぞれの吐出流量を１５０リットル／分に保持する。
【００３２】
供給ベルトコンベア３０上には土が流れていなくて、原料土有無スイッチ１７の有無信号Ｓｕがオフのときには、必要流量演算部１２では、図４（ａ）に示す第１回路２０グループのＭの欄の第１，２，３ロータリーハンマ２７，２８，２９の原料土無のときの必要流量ｂ２，ｂ４，ｂ６と、供給ベルトコンベア３０の必要流量ｂ７とを合わせて第１流量Ｑ１は例えば１０５リットル／分と積算される。また、図４（ｂ）に示す第１回路４０グループのＭの欄のソイルカッタ４７、固化材フィーダ４８の原料土無のときの必要流量ｆ２，ｆ４と、掻き出しロータ４９の必要流量ｆ５と、排出ベルトコンベア５０の必要流量ｆ６とを合わせて第２流量Ｑ２は例えば５１リットル／分と積算される。
大流量選択部１３では、第１，２流量Ｑ１，Ｑ２の大きい方の流量１０５リットル／分を大流量Ｑとして選択する。次に、エンジン回転速度演算部１４では、図５に示すエンジン制御カーブＣｅにより、大流量Ｑの１０５リットル／分に対応するエンジン回転速度をＮ１ｒｐｍと演算する。スロットル指令値演算部１５ではＮ１ｒｐｍに応じたスロットル指令値Ｔｈｐを演算してガバナ制御手段１１に出力してエンジン回転速度ＮｅをＮ１ｒｐｍに保持し、第１，２ポンプ２１，４１のそれぞれの吐出流量を１０５リットル／分に保持する
【００３３】
自動制御釦１０はオン操作され、操作盤５上の振動篩釦３２ｓ、エアコンプレッサ釦５３ｓ、クレーン釦３１ｓがオフ操作されているが、２，３次ベルトコンベア釦５１ｓ，５２ｓはオン操作されていて、作業モード設定手段８で作業モード信号Ｓが選択されているとする。また、供給ベルトコンベア３０上には土が流れていて、原料土有無スイッチ１７の有無信号Ｓｕはオン信号を出力しているとする。必要流量演算部１２では、図４（ａ）より第１回路２０グループの必要流量は例えば１０５．５リットル／分、図４（ｂ）より第２回路４０グループの必要流量は例えば１２０．５リットル／分とそれぞれ積算される。大流量選択部１３では、第１，２流量Ｑ１，Ｑ２の大きい方の流量１２０．５リットル／分を大流量Ｑとして選択し、図５に示すエンジン制御カーブＣｅにより流量１２０．５リットル／分に対応するエンジン回転速度をＹｒｐｍと演算する。そして、スロットル指令値演算部１５は、Ｙｒｐｍに応じたスロットル指令値Ｔｈｐを演算してガバナ制御手段１１に出力してエンジン回転速度ＮｅをＹｒｐｍに保持し、第１，２ポンプ２１，４１のそれぞれの吐出流量を１２０．５リットル／分に保持する。
【００３４】
供給ベルトコンベア３０上に土が流れていなくて、原料土有無スイッチ１７の有無信号Ｓｕがオフ信号のときには、必要流量演算部１２では、図４（ａ）より第１回路２０グループの必要流量は例えば７７リットル／分、図４（ｂ）より第２回路４０グループの必要流量は例えば９５．５リットル／分とそれぞれ積算される。大流量選択部１３では、第１，２流量Ｑ１，Ｑ２の大きい方の流量９５．５リットル／分を大流量Ｑとして選択し、図５に示すエンジン制御カーブＣｅにより流量９５．５リットル／分に対応するエンジン回転速度ＮｅをＮ１ｒｐｍと演算する。そして、スロットル指令値演算部１５は、Ｎ１ｒｐｍに応じたスロットル指令値Ｔｈｐを演算してガバナ制御手段１１に出力してエンジン回転速度ＮｅをＮ１ｒｐｍに保持し、第１，２ポンプ２１，４１のそれぞれの吐出流量を９５．５リットル／分に保持する。
【００３５】
自動制御釦１０がオン操作され、全ての作業機の釦３１ｓ、７ｓ、３０ｓ、４９ｓ、５０ｓ、３２ｓ、５１ｓ、５２ｓ、５３ｓがオフ操作されているときには、エンジン回転速度Ｎｅはデセル回転速度（例えば６００ｒｐｍのローアイドル回転速度）に制御される。
【００３６】
このように、各アクチュエータの起動・停止を指令する各釦３１ｓ、７ｓ、３０ｓ、４９ｓ、５０ｓ、３２ｓ、５１ｓ、５２，５３ｓからの操作信号Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａと、作業モード設定手段８からの作業モード信号Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓと、原料土有無スイッチ１７からの有無信号Ｓｕとに基づいて、ポンプ必要流量を演算する。そして、エンジン回転速度Ｎｅをポンプ必要流量に応じた回転速度に制御する。これにより、ポンプ必要流量が小さいときにはエンジン回転速度Ｎｅを小さくなるように自動的にきめ細かに制御するので、エンジンの騒音・振動を小さくし、優れた燃費を有する土質改良機のエンジン回転速度制御装置１９が得られる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、移動式の土質改良機を例にして説明したが、移動式ではなく定置式の土質改良機であっても同様の効果を発揮することは明らかである。
また、本実施形態においては、全ての作業機の釦３１ｓ、７ｓ、３０ｓ、４９ｓ、５０ｓ、３２ｓ、５１ｓ、５２ｓ、５３ｓがオフ操作されているときにエンジン回転速度Ｎｅはデセル回転速度に制御されるとしているが、これに拘束されることなく、例えば混合機釦７ｓだけがオフ操作されているときにエンジン回転速度Ｎｅをデセル回転速度にするようにしてもよい。
【００３８】
以上、本発明によれば、混合機及びそれぞれの周辺作業機を起動・停止させる操作信号を出力する操作手段と、混合機及び周辺作業機をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータを複数のグループに分け、複数のグループのそれぞれに圧油を供給する複数の油圧ポンプを有し、エンジンにより駆動されるタンデムポンプと、入力される指令値に基づきエンジン回転速度を制御するガバナ制御手段と、操作手段から出力される操作信号に基づいて、この操作信号により作動する油圧アクチュエータに必要な圧油流量を前記複数のグループ別に積算し、この積算値の大きい方の必要流量に応じたエンジン回転速度に対応する指令値を演算してガバナ制御手段に出力するコントローラとを備えている。これにより、各油圧ポンプはそれぞれのグループで必要とされる流量を確保できるので、作動させようとする混合機及び周辺作業機は確実に作動することができる。また、作動させる混合機及び作業機の種類に応じてエンジン回転速度が制御されるので騒音、振動が低減し、かつ燃費のよい土質改良機のエンジン回転速度制御装置が得られる。また、作動中の作業機数の大小によりエンジン回転速度を大きく又は小さく自動的に制御するので、オペレータの操作が容易となり優れた運転感覚を有する土質改良機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン回転速度制御装置の構成図である。
【図２】混合機及び作業機の油圧回路図である。
【図３】油圧ポンプ吐出流量と油圧ポンプ負荷圧との関係の説明図である。
【図４】必要流量演算テーブルの説明図である。
【図５】エンジン制御カーブの説明図である。
【図６】土質改良機の説明図である。
【符号の説明】
１…土質改良機、２…固化材ホッパ、３…走行装置、４…エンジン、５…操作盤、６…コントローラ、８…作業モード設定手段、９…燃料調整ダイヤル、１０…自動制御釦、１１…ガバナ制御手段、１２…必要流量演算部、１３…大流量選択部、１４…エンジン回転速度演算部、１５…スロットル指令値演算部、１６…原料土ホッパ、１７…原料土有無スイッチ、１８…操作手段、１９…エンジン回転速度制御装置、２０…第１回路、２１…第１ポンプ、２２…第１サーボ弁、２３…第１圧力弁、２４…第１吐出圧検出器、２５…第１負荷圧検出器、２６…第１圧力選択弁、２７…第１ロータリーハンマ、２８…第２ロータリーハンマ、２９…第３ロータリーハンマ、３０…供給ベルトコンベア、３１…クレーン、３２…振動篩、４０…第２回路、４１…第２ポンプ、４２…第２サーボ弁、４３…第２圧力弁、４４…第２吐出圧検出器、４５…第２負荷圧検出器、４６…第２圧力選択弁、４７…ソイルカッタ、４８…固化材フィーダ、４９…掻き出しロータ、５０…排出ベルトコンベア、５１…２次ベルトコンベア、５２…３次ベルトコンベア、５３…エアコンプレッサ、６０…タンク、６１…タンデムポンプ、６２…ポンプコントローラ、７ｓ…混合機釦、３０ｓ…供給コンベア釦、３１ｓ…クレーン釦、３２ｓ…振動篩釦、４９ｓ…掻き出しロータ釦、５０ｓ…排出ベルトコンベア釦、５１ｓ…２次ベルトコンベア釦、５２ｓ…３次ベルトコンベア釦、５３ｓ…エアコンプレッサ釦、Ｃ２７…第１ロータリーハンマ弁油圧信号、２７ｐ…第１ロータリーハンマ弁受圧部、Ｐ２７…負荷圧、２７ｅ…絞り、２７ｃ…圧力補償弁、Ｓ１…第１信号、Ｓ２…第２信号、Ｐ２０ｍ…第１負荷圧、Ｐ４０ｍ…第２負荷圧、Ｐ２０ｐ…第１吐出圧、Ｐ４０ｐ…第２吐出圧、Ｐ１…第１パイロット油圧、Ｐ２…第２パイロット油圧、Ｎｅ…エンジン回転速度、Ｔｈ，Ｔｈｍ，Ｔｈｐ…スロットル指令値、Ｑ１…第１流量、Ｑ２…第２流量、Ｑ…大流量、Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ…操作信号、Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓ…作業モード信号、Ｓｕ…有無信号、Ｃｅ…エンジン制御カーブ。

Claims (4)

1. 被改良土を混合する混合機と、この混合のための混合機周辺の１台以上の作業機とを備えた土質改良機のエンジン回転速度制御装置において、
   エンジン（４）と、
   混合機及びそれぞれの周辺作業機を起動・停止させる操作信号（Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ）を出力する操作手段（１８）と、
   混合機及び周辺作業機をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）と、
   前記油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）を複数のグループに分け、前記複数のグループのそれぞれに圧油を供給し前記エンジン（４）により駆動される複数の油圧ポンプ（２１，４１）と、
   入力される指令値に基づきエンジン回転速度を制御するガバナ制御手段（１１）と、
   前記油圧ポンプ（２１，４１）の最大吐出流量を前記エンジンの回転速度に応じた値とし、操作手段（１８）から出力される操作信号（Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ）に基づいて、この操作信号（Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ）により作動する油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）に必要な圧油流量を前記複数のグループ別に積算し、この必要な圧油流量の積算値の大きい方を選択し、前記必要な圧油流量の積算値の大きい方に基づきエンジン回転速度を演算し、ガバナ制御手段（１１）に出力するコントローラ（６，６２）とを備えた
   ことを特徴とする土質改良機のエンジン回転速度制御装置。
2. 請求項１記載の土質改良機のエンジン回転速度制御装置において、
   被改良土の種類を設定する作業モード信号（Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓ）を出力する作業モード設定手段（８）を付設し、
   前記コントローラ（６）は、この作業モード信号（Ｈ，Ｍ，Ｌ，Ｓ）と前記操作手段（１８）の操作信号（Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ）とに応じて前記ガバナ制御手段（１１）への指令値を演算する
   ことを特徴とする土質改良機のエンジン回転速度制御装置。
3. 請求項２記載の土質改良機のエンジン回転速度制御装置において、
   前記コントローラ（６）は、予め全油圧ポンプの吐出量とエンジン回転速度との関係を表わすエンジン制御カーブ（Ｃｅ）を記憶し、前記作業モード設定手段（８）により設定した作業モードと前記操作手段（１８）の操作信号（Ｓｃ，Ｓｍ，Ｓｇ，Ｓｋ，Ｓｈ，Ｓｖ，Ｓ２，Ｓ３，Ｓａ）とに応じて混合機（２７，２８，２９，４７）及び前記周辺作業機（３０，３１，３２，４８，４９，５０，５１，５２，５３）の油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）に必要な圧油流量を求め、この求めた必要な圧油流量に基づき前記エンジン制御カーブ（Ｃｅ）により求めたエンジン回転速度に応じた指令値を前記ガバナ制御手段(11)に出力する
   ことを特徴とする土質改良機のエンジン回転速度制御装置。
4. 請求項２又は３記載の土質改良機のエンジン回転速度制御装置において、
   前記作業モード設定手段（８）は、被改良土の種類を設定する複数の選択スイッチ（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）を有し、
   前記コントローラ（６）は、予め各選択スイッチ（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）毎に対応して混合機（２７，２８，２９，４７）及び前記周辺作業機（３０，３１，３２，４８，４９，５０，５１，５２，５３）の油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）別にそれぞれ必要な圧油流量を記憶し、設定された選択スイッチ（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）に応じて前記記憶しているそれぞれの油圧アクチュエータ（２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）別の必要な圧油流量を積算して全必要流量を求め、この求めた全必要流量に基づき前記ガバナ制御手段（１１）への指令値を演算する
   ことを特徴とする土質改良機のエンジン回転速度制御装置。

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