JP6495618B2 - 車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置およびこれを備える車両搭載型クレーン - Google Patents

Description

本発明は、車両搭載型クレーンの圧油供給量を制御するために用いられるエンジン回転数制御装置およびこれを備える車両搭載型クレーンに関する。

この種の車両搭載型クレーンの圧油供給量を制御する技術として、例えば特許文献１には、定量型油圧ポンプを２連装備し、第１油圧ポンプに第２油圧ポンプの圧油を合流して圧油の吐出量を増量させ、クレーンの作動速度を増速させる技術が開示されている。
同文献記載の技術では、第１油圧ポンプへの第２油圧ポンプの合流制御は、合流切換バルブにて行われている。また、スピードコントロールレバーの操作量に応じてエンジン回転数をアイドルアップさせ、これにより、エンジン回転数に応じて各定量型油圧ポンプの回転数を上げて吐出量を増量させている。このアイドルアップは、油圧ポンプの負荷にエンジントルクが負けて、エンジンを不意に停止（エンジンストール）させない役目も有している。よって、第２油圧ポンプからの圧油の合流前に、最初にエンジンをアイドルアップするように構成されている。

実開平５−５１８８３号公報（段落００４２）

しかしながら、特許文献１記載の技術における、スピードコントロールレバーの操作量に対するエンジン回転数アイドルアップ量は、クレーンに最大負荷がかかった場合を基準として、エンジントルクが負荷に負けて、エンジンが不意の停止（以下、「エンスト」ともいう）をしないようにエンジンの回転数を予め確保する設定がなされている。よって無負荷でクレーンを動かす場合や吊荷が軽荷重の場合であっても、スピードコントロールレバーの操作量に基づいてエンジンをアイドルアップさせることになる。そのため、吊荷による負荷に関係なく、不必要にエンジン回転数を増加させ、燃費を低下させるとともに不要な騒音を発生させるという問題がある。また、不必要にエンジン回転数を増加することは、圧油にとっても不要な温度上昇を引き起こすため、作動油や油圧回路のゴムパッキン等の品質の劣化を早めてしまうという問題もある。

即ち、特許文献１記載の技術のように、高価な合流切換バルブを用いて、２つの定量型油圧ポンプの圧油を合流させなくても、またエンジンをアイドルアップさせなくても、無負荷または荷が軽い時（軽負荷）でのクレーン作業であれば、エンストに至らない場合がある。
特に、車両搭載型クレーンは、荷台へ吊荷を積載するにあたり、荷台以外の場所にある吊荷の位置までフックを移動させる場合など、無負荷でクレーンを動かす作業が多々ある。また、吊荷の質量が比較的軽い軽荷重のものもある。無負荷または軽荷重の場合、油圧ポンプにかかる負担およびクレーンの作動圧力は、油圧ポンプの作動においてクレーン停止時からほとんど上昇させる必要がない。但し、軽荷重を超え定格に至るような重荷重を吊る場合、特に最大荷重にて荷を吊るときは、油圧ポンプに最大負荷がかかる。そのため、吊荷が軽荷重を超える場合には、エンジンをアイドルアップさせなければエンジントルクが負けてエンストを引き起こすことになる。

ここで、建設機械で一般的に用いられている「可変容量型ポンプ」の使用を考慮すると、係る問題の多くは解決する。しかしながら、「可変容量型ポンプ」は高価であり、車両搭載型クレーンにおいては、安価な定容量型ポンプを用いて、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制するための改良には未だ発展の余地がある。
そこで、本発明は、上述のような問題点に着目してなされたものであり、定量型油圧ポンプを装備した車両搭載型クレーンの燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制可能な車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置およびこれを備える車両搭載型クレーンを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置は、車両のエンジンによって駆動される一または複数の定量型油圧ポンプを備え、該定量型油圧ポンプから供給された圧油で駆動する車両搭載型クレーンに用いられるエンジン回転数制御装置であって、前記クレーンを駆動する圧油の全てを供給する一次側油圧回路の油圧を検出する圧力センサと、前記クレーンに供給する圧油の供給量を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記圧力センサから取得した前記一次側油圧回路の油圧情報のみから吊荷の有無とこれに応じた荷重の程度を判断し、その判断による荷重の大きさに基づいて、前記エンジンが不意の停止をせず且つ前記クレーンに必要な圧油供給量になるように、前記エンジンの回転数を可及的低回転数に制御することを特徴とする。

本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置によれば、クレーンを駆動する圧油の全てを供給する一次側油圧回路の油圧を検出する圧力センサを有するので、一次側油圧回路の油圧を圧力センサで測定することで、吊荷に応じた油圧回路の全体圧を把握することができる。
そして、コントローラは、圧力センサから取得した一次側油圧回路の油圧情報のみから吊荷の有無とこれに応じた荷重の程度を判断し、その判断による荷重の大きさに基づいて、エンジンが不意の停止をせず且つクレーンに必要な圧油供給量になるように、エンジンの回転数を可及的低回転数に制御するので、荷重の大きさに基づいて、不必要にエンジン回転数を上昇させないようにクレーンに供給する圧油の供給量を制御することができる。よって、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制することができる。そして、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置は、定量型油圧ポンプを備えた車両搭載型クレーンに用いられるので、高価な可変容量型ポンプを用いることなく、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制することができる。

ここで、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置において、前記圧力センサは、前記一または複数の定量型油圧ポンプの圧油を前記クレーンを駆動するためのコントロールバルブに流入する前の前記一次側油圧回路に付設され、前記コントローラは、前記一次側油圧回路の油圧情報として前記圧力センサから取得した油圧の圧力値に基づいて、前記一次側油圧回路の油圧の大きさを判断して前記エンジンの回転数を調整するアクセル制御用アクチュエータを制御し、前記一次側油圧回路の圧力値が、アイドリングを維持してもエンジンが不意の停止に至らない圧力値の上限値に対応する第一の圧力値以下であるときは、無負荷または吊荷が軽荷重と判断して、エンジン回転数をアイドリング状態に維持し、前記一次側油圧回路の圧力値が、前記第一の圧力値を超え且つ該第一の圧力値よりも大きな第二の圧力値以下であるときは、吊荷が中荷重と判断して、前記軽荷重と判断するときよりも前記エンジンの回転数を上昇させ、前記一次側油圧回路の圧力値が、前記第二の圧力値を超えたときは、吊荷が重荷重と判断して、前記中荷重と判断するときよりも前記エンジンの回転数の上昇率を抑えつつエンジンの回転数を上昇させることは好ましい。

このような構成であれば、無負荷または軽荷重であればエンジンをアイドリング状態で運転し、軽荷重を超えるときであっても、中荷重であればその判断による荷重の大きさに基づいてエンジン回転数を上昇させ、重荷重であれば中荷重と判断するときよりエンジン回転数の上昇の程度を抑えつつもその判断による荷重の大きさに基づいてエンジンの回転数を上昇させることができるので、荷重の大きさの程度に基づいて、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制する上で好適である。

また、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置において、前記コントローラは、前記一次側油圧回路の油圧情報と前記エンジンの回転数に応じた圧油の所定の流量との関係が、異なる車両それぞれのエンジン特性に合わせて複数設定され、さらに、前記設定された複数の関係のうちの所望の関係が選択可能になっており、前記選択された所望の関係に基づいて、前記エンジンの回転数を制御することは好ましい。
このような構成であれば、異なる車両それぞれのエンジン特性に合わせて設定された所望の関係に基づいて、エンジンの回転数を制御することができるので、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制する上でより好適である。

また、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置において、前記定量型油圧ポンプとして、車両のエンジンによって同時に駆動されて常に前記一次側油圧回路に圧油を供給する主油圧ポンプ及び副油圧ポンプを有する車両搭載型クレーンに用いることは好ましい。このような構成であれば、二連式の定量型油圧ポンプにより十分な吐出流量を確保しつつも、合流切換バルブ等の合流流量調整回路が不要なので、油圧回路を安価に構成する上で好適である。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両搭載型クレーンは、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る車両搭載型クレーンによれば、本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置を備えているので、例えば、無負荷または軽荷重時は、エンジン回転数の上昇の程度を抑えた状態で運転し、軽荷重を超えるような吊荷時であっても不必要にエンジン回転数を上昇させないで運転できるため、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制することができる。

上述のように、本発明によれば、定量型油圧ポンプを装備した車両搭載型クレーンの燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制することができる。

本発明の一態様に係るエンジン回転数制御装置を装備した車両搭載型クレーンの一実施形態である積載形トラッククレーンの側面図である。 本発明に係る車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置を説明する図である。 第一の制御関数（圧油供給量制御処理において予め選択して用いられる第一の制御マップ）を説明する図である。 第二の制御関数（圧油供給量制御処理において予め選択して用いられる第二の制御マップ）を説明する図である。 本発明に係る車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置の他の例を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この車両搭載型クレーンＣは、車両１０の荷台１２と運転室１３との間のシャーシフレーム１４上に、ベース１５が固定されている。ベース１５上には、コラム１６が旋回自在に設けられ、このコラム１６の上端部に、多段伸縮ブームであるブーム１７が起伏自在に支持されている。コラム１６には、ウインチ（図示略）が設けられており、このウインチからワイヤロープ１８をブーム１７の先端部に導いて、ブーム１７の先端部の滑車（図示略）を介してフック１１に掛け回すことにより、フック１１がブーム１７の先端部から吊下されている。

この車両搭載型クレーンＣは、図２に油圧回路を示すように、車両１０のエンジン６によって同時に駆動される定量型油圧ポンプである、主油圧ポンプ７および副油圧ポンプ８を備えている。これら主油圧ポンプ７および副油圧ポンプ８は、エンジン６を動力源とし、エンジン６に連結されたＰＴＯ（パワーテイクオフ）６ａを介して同時に作動するようになっている。主油圧ポンプ７および副油圧ポンプ８は、それぞれ逆止弁を介して主管路２７に接続され、この主管路２７がコントロールバルブ３に接続されている。また、コントロールバルブ３の戻り管路２９はタンク９に接続されている。本実施形態の副油圧ポンプ８は、合流弁等の合流流量調整回路を用いることなく主管路２７に接続され、主油圧ポンプ７と共に、常に一主管路２７に圧油を供給するように構成されている。

これにより、各油圧ポンプ７、８から吐出される圧油は、一次側油圧回路である主管路２７に常に同時に供給される。なお、各油圧ポンプ７、８の吐出側の主管路２７とタンク９側の油路との間には、主管路２７の油圧が定格を超えるような過負荷状態になると、各油圧ポンプ７、８の吐出側の圧油をタンク９側の油路へリリーフさせるリリーフ弁２６が配設されている。
そして、この車両搭載型クレーンＣのエンジン回転数制御装置は、同図に示すように、作業者が所望の操作を入力するための操作入力装置１を有する。操作入力装置１は、作業者の操作に応じた操作信号を、信号線５０を介してコントローラ２に出力可能になっている。

また、このエンジン回転数制御装置は、主管路２７に付設された圧力センサ１９を有する。圧力センサ１９は、コントロールバルブ３に流入する前の一次側油圧回路の油圧を常に測定可能であり、信号線５２を介してコントローラ２に接続されている。これにより、コントローラ２は、圧力センサ１９から、クレーンを駆動する圧油の一次側油圧回路の油圧検出信号を、油圧回路の全体圧として常時取得可能になっている（なお、コントローラ２については後に詳述する）。

ここで、上記コントロールバルブ３は、クレーンを駆動するための各油圧アクチュエータ３０〜３３に、その駆動に必要な圧油を給排する切換弁４０〜４３が積層されたスタック型のコントロールバルブである。各切換弁４０〜４３は、信号線５３を介してコントローラ２に接続されており、上記操作入力装置１の操作信号に応じたコントローラ２からの制御信号に基づいて油路の切換動作が実行される。また、各切換弁４０〜４３に付設した機械的な操作レバー６１の操作に応じて各切換弁４０〜４３を直接作動させてもよい。また、これら切換弁４０〜４３には、各切換弁４０〜４３の操作内容を検出するための操作検出器６２がそれぞれに設けられている。そして、これらの操作検出器６２は信号線（不図示）を介してコントローラ２に接続され、各操作検出器６２で検出した各切換弁４０〜４３の操作の内容の信号は、コントローラ２に入力されるようになっている。なお、各切換弁４０〜４３の操作検出器６２には、例えば、マイクロスイッチや差動トランスなどが用いられる。

各油圧アクチュエータ３０〜３３のうち、旋回用油圧モータ３１は、その駆動に必要な圧油を給排可能な旋回用切換弁４１に接続され、クレーンＣのコラム１６が旋回用油圧モータ３１で左右に旋回可能になっている。また、ブーム伸縮用油圧シリンダ３０は、その駆動に必要な圧油を給排可能なブーム伸縮用切換弁４０に接続され、さらに、ブーム起伏用油圧シリンダ３２は、その駆動に必要な圧油を給排可能なブーム起伏用切換弁４２に接続されている。これにより、クレーンＣのブーム１７は、ブーム伸縮用油圧シリンダ３０の伸縮によって伸縮され、ブーム起伏用油圧シリンダ３２によって起伏されるようになっている。また、ウインチ用油圧モータ３３は、その駆動に必要な圧油を給排可能なウインチ用切換弁４３に接続されており、クレーンＣのフック１１は、このウインチ用油圧モータ３３によってウインチ操作、つまり、巻上巻下作動がなされるようになっている。

さらに、このエンジン回転数制御装置は、図２に示すように、アクセル制御用アクチュエータとして、アクセルシリンダ４およびガバナ２０を備え、アクセルシリンダ４とガバナ２０とは、リンク２１で互いに連結されている。そして、このアクセルシリンダ４についても、信号線５１を介してコントローラ２に接続されており、アクセルシリンダ４は、コントローラ２からの制御信号に基づいて、その制御量に応じてアクセルシリンダ４のロッドストローク（以下、「アクセルストローク」ともいう）が可変し、ガバナ２０によってエンジン６への燃料噴射量を調整することでエンジン回転数を所望の回転数に制御可能になっている。つまり、このエンジン回転数制御装置は、コントローラ２が、アクセルストロークを所望に可変してエンジン６の回転数を制御し、主・副二つの油圧ポンプ７，８からの圧油の吐出流量を制御可能に構成されている。

ここで、上記コントローラ２は、コントロールバルブ３に流入する前の一次側油圧回路の油圧の圧力値（油圧情報）を取得し、その圧力値のみに基づいて、吊荷の有無とこれに応じた荷重の程度を判断し、その判断による荷重の大きさに基づいて、エンジン６がエンストせず且つクレーンＣに必要な圧油供給量になるように、エンジン６の回転数を可及的低回転数に制御する、圧油供給量制御処理を実行するようになっている。

詳しくは、コントローラ２は、（以下、いずれも図示しない）所定の制御プログラムに基づいて、圧油の供給量を制御するための圧油供給量制御処理に係る演算およびこの制御装置のシステム全体を制御するＣＰＵと、所定領域にあらかじめ制御プログラム等を格納しているＲＯＭと、ＲＯＭ等から読み出したデータやＣＰＵの演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭと、上述した操作入力装置１、コントロールバルブ３、アクセルシリンダ４、および圧力センサ１９等を含めた外部装置に対してデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ（インターフェイス）とを備えている。

コントローラ２のＩ／Ｆは、上記各外部装置に対して、データを転送するためのバス等の信号線（図２に破線で示す符号５０〜５３）によって相互に操作信号ないし制御信号等のデータを授受可能に接続されており、これにより、上記操作入力装置１から入力された操作信号に応じた制御信号を、コントロールバルブ３、およびアクセルシリンダ４にそれぞれに出力可能になっている。

以下、コントローラ２で実行される圧油供給量制御処理について説明する。ここで、本実施形態のエンジン回転数制御装置は、コントローラ２が、油圧情報のみに基づいてロッドストロークを制御することにより、主・副二つの油圧ポンプ７，８からの圧油供給量制御が実行される。
詳しくは、コントローラ２は、上記のように、圧力センサ１９から油圧回路の全体圧、つまりコントロールバルブ３に流入する前の一次側油圧回路の圧力値を取得する。そして、取得した圧力値（油圧情報）に基づいて、その圧力値の大小から吊荷の有無とこれに応じた荷重の程度を判断する。圧力値の大小を判断するに際しては、種々のパラメータに基づいたり、予め設定された一または複数の所定の閾値との比較に基づいたりした判断が可能である。

例えば、当該エンジン６にてアイドリングを維持してもエンストに至らない圧力値の上限値に対応する圧力値、換言すれば、エンストが生じるような負荷に応答する圧力値を閾値である第一の圧力値とし、その第一の圧力値よりも取得した圧力値が小さいときは一次側油圧回路の油圧が小と判定し、無負荷または吊荷が軽荷重と判断することができる。また、その第一の圧力値よりも取得した圧力値が大きいときは一次側油圧回路の油圧が大と判定し、吊荷が軽荷重またはこれを超える中荷重ないし重荷重と判断することができる。

本実施形態では、コントローラ２は、取得した圧力値に基づき、制御マップ（制御関数）による圧油供給量制御を実行し、上記第一の圧力値よりも圧力センサ１９から取得した圧力値が小さなとき（第一の圧力値以下のとき）は、「無負荷または吊荷が軽荷重」と判定し、取得した圧力値が上記第一の圧力値を超え且つ第一の圧力値よりも大きな第二の圧力値以下のときは、「吊荷が中荷重」と判定し、さらに、第二の圧力値を超えるときは、「吊荷が重荷重」と判定し、それぞれの判定に基づき予め設定されている制御マップを参照して、各判定に応答する圧力値に応じたアクセルストロークとなる制御信号を、上記アクセルシリンダ４に出力するように構成されている。

ここで、上記制御マップ（制御関数）について説明する。
本実施形態では、上記コントローラ２のＲＯＭには、複数の制御マップがテーブルデータとして格納されている。一方、上記操作入力装置１には、これら複数の制御マップから一の制御マップを選択するための選択用スイッチ（不図示）を有して構成されている。そして、これら複数の制御マップは、上記操作入力装置１からの選択用スイッチの操作による操作信号に対して個別に選択可能に設定されており、選択された所望の制御マップが、コントローラ２で実行される所定の圧油供給量制御処理において参照されるようになっている。つまり、選択された制御マップに対応する圧油供給量制御処理よって、コントロールバルブ３に流入する前の一次側油圧回路の油圧に応じて、アクセルシリンダ４に出力されるコントローラ２からの制御信号が設定されるようになっている。

本実施形態では、コントローラ２のＲＯＭ所定領域には、上記複数の制御関数として、第一の制御関数（図３参照）および第二の制御関数（図４参照）の二つの制御関数が、圧油供給量制御処理の演算過程で必要な演算結果を導出可能な形式で適宜参照可能に格納されている。これら複数の制御関数は、上述のように、例えば製品を工場から出荷前、製造元によってコントローラ２内に設けた選択用スイッチによる操作に応じて選択可能になっており、これら複数の制御関数は、各車両メーカーの車両のエンジン特性データに合わせて、上記各判定に応答する応答条件（エンストが生じず且つ必要十分なトルクを最も効率良く発生させるエンジン回転数となる条件）を満たすように予め記録されたアクセルシリンダ４のスプールストロークの制御マップであり、クレーンが架装される車両のエンジン特性に合わせて適宜選択される。

つまり、各制御関数は、主油圧ポンプ７と副油圧ポンプ８との合計吐出流量が、一次側油圧回路の圧力値（油圧情報）に応じた応答条件を満たしつつも、第一の制御関数と第二の制御関数とでは、各車両メーカーの車両のエンジン特性データに合わせて、エンジンがエンストせず且つクレーンに必要な圧油供給量になるエンジン回転数を可及的低回転数にて実現するように、アクセルシリンダ４のロッドストロークの制御内容を異ならせている。

図３に示すように、第一の制御関数の場合、第一の圧力値Ａ１は、一次側油圧回路の圧力値がほぼ零に設定され、上記圧油供給量制御処理において、一次側油圧回路の圧力値が上昇して零をわずかに超えたときには、無負荷ではないと判定され、直ちにアクセルシリンダ４のロッドの作動を開始するように設定されている。また、第一の圧力値Ａ１を超え、圧力値が閾値である第二の圧力値Ａ２未満のときは、ロッド作動量の変化率が、圧力値が第二の圧力値Ａ２を超えたときに比べて大きく設定されている。第一の制御関数は、エンジンの出力が比較的小さく、エンジン回転数をある程度上げないと、エンストを防止する上で必要な回転トルクを発生できない車両の場合に選択する。

しかし、エンジンの出力がより大きく、より低いエンジン回転数でエンストを防止する上で必要な回転トルクを発生させることができる車両の場合、この第一の制御関数では、必要以上にエンジン回転数を上昇させてしまうことになる。そこで、本実施形態のエンジン回転数制御装置では、低回転時からでも必要十分なエンジントルクを得られる車両を想定し、アクセルシリンダ４のロッドの作動開始を第一の制御関数よりも遅く始まるようにした第二の制御関数をさらに備え、車両のエンジン特性に合わせて第二の制御関数を選択可能になっている。

第二の制御関数（制御マップ）を図４に示す。同図に示すように、この第二の制御関数に基づく圧油供給量制御処理の場合、圧力値が第一の圧力値Ａ３以下のときは、無負荷または軽荷重と判定してアイドリング状態を維持する設定となっている。そして、圧力値が第一の圧力値Ａ３を超えたときに、アクセルシリンダ４のロッドの作動を開始するよう設定されている。さらに、圧力値が第一の圧力値Ａ３を超え且つ第二の圧力値Ａ４未満のときは、ロッドストロークの作動量の変化率が、第二の圧力値Ａ４を超えたときに比べて大きく、第二の圧力値Ａ４以上の圧力値においては、ロッドストロークが維持、または僅かに上昇されるように設定されている。

図３および図４のグラフを比較すると、図４に示す第二の制御関数では、一次側油圧回路の油圧上昇に対して、アクセルシリンダの作動が遅い時期に始まるため、図３に示す第一の制御関数よりもエンジン回転数を低く抑えることができる。また、第二の圧力値Ａ４を超えたときに、必要な定格トルク以上のトルクが確保されていれば、エンジン回転数をそれ以上には上げないで済むため、ロッドストロークを維持して、より低いエンジン回転数でクレーン作業を行えるようになっている。

ここで、本実施形態のエンジン回転数制御装置において、上記「課題を解決するための手段」に記載の「一次側油圧回路の油圧情報とエンジンの回転数に応じた圧油の所定の流量との関係」には、上記第一および第二の制御関数がそれぞれ対応しており、また、上記の「設定された複数の関係のうちの所望の関係」には、上記複数の制御関数のうち、車両のエンジン特性に合わせて選択された制御関数が対応する。

次に、本実施形態のエンジン回転数制御装置の動作および作用効果について説明する。
上述の車両搭載型クレーンＣは、工場出荷前などの段階で、車両１０にクレーンＣを架装（ドッキング）させたときに、操作入力装置１からの簡単な入力操作で上記複数の制御マップから一の制御マップを選択する。選択された制御マップは、起動時にＲＡＭ等に読み込まれ、最適な制御マップで当該車両１０のエンジン６のアクセルコントロールが行なわれる。車両メーカーからのエンジン特性の資料を元にすることで、最適な制御マップの選択を容易に行うことができる。

この車両搭載型クレーンＣにてクレーン作業を行う際は、エンジン回転数制御装置は、コントローラ２が、圧力センサ１９から取得した油圧回路の全体圧のみに基づいて、一次側油圧回路の油圧の大きさの程度に応じて、クレーンが吊荷を吊り上げている状況を判断し、その判断に応じて制御マップを参照してエンジン回転数を変化させることにより、２つの定量型油圧ポンプ７、８から供給する圧油の供給量を制御する。

これにより、このエンジン回転数制御装置によれば、不必要にエンジン回転数を上昇させないようにクレーンＣに供給する圧油の供給量を制御することができる。そして、このエンジン回転数制御装置によれば、定量型油圧ポンプ７、８を備えた車両搭載型クレーンに用いられるので、高価な可変容量型ポンプを用いることなく、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制することができる。

特に、本実施形態のエンジン回転数制御装置では、異なる複数の制御関数（第一および第二の制御関数）をテーブルデータとして設定しており、コントローラ２で実行される圧油供給量制御処理では、これら複数の制御関数のうちの所望の制御関数が操作入力装置１から簡単に選択可能になっているので、クレーンを搭載する車両のエンジン特性に合わせて制御関数を選択し、より最適なエンジン回転数で定量型油圧ポンプ７、８からの圧油の流量制御が可能となる。そのため、例えばより低いエンジン回転数で主油圧ポンプ７と副油圧ポンプ８を同時に駆動させることができる。よって、定格圧力の圧油を吐出することができる回転トルクが発生する車両に適用した場合には、今まで以上に省エネ、低騒音化を図ることができる。

一方、上述した特許文献１に記載の技術では、圧油供給制御を一次側油圧回路の油圧検知の有無に応じてなんら区別しておらず、吊荷を吊っていないときも常に一次側油圧回路の油圧が高い負荷状態の場合と同じ制御を行っている。つまり、たとえクレーンが吊荷を吊り上げていない無負荷の状態であっても、最大負荷時と同様に、まず、負荷増加にエンジントルクが負けないようにエンジン回転数を十分に確保してから副油圧ポンプの合流を開始し、合流による負荷増加でトルクが負けないようにエンジン回転数をさらに上げている。

これに対し、本実施形態のエンジン回転数制御装置では、コントローラ２は、コントロールバルブ３に流入前の一次側油圧回路の油圧の圧力値から吊荷の状況を判断し、その判断に応じて対応する制御マップに基づいてエンジン回転数の制御量を設定し、制御マップは、一次側油圧回路の油圧の圧力値が増えるにつれ、アクセルシリンダ４の制御量を徐々に上げてエンジン回転数が可及的低回転数になるように上昇させている。つまり、圧力値が増えるにつれ、エンストを防止するために必要とするエンジントルクを可及的に小さなエンジン回転数にて確保しつつ圧油流量を増やしている。そのため、必要とする圧油流量を確保しつつもエンジン回転数を可及的に上げずに済むため、その分、省エネかつ低騒音化する上で優れている。

また、コントローラ２は、クレーン操作量自体をなんら参照することなく、つまり、レバー操作量（ラジコン操作の場合であれば、ラジコン送信機の速度レバー操作量を電気変換した信号、手動操作の場合であれば、手動操作レバーの操作量）には一切関係なく、アイドルアップさせるので、複雑な構造を有するレバー操作量の測定装置を不要とすることができる。よって、シンプルな構造により構成できるので安価であり、不具合の発生率が減少する。

また、本実施形態のエンジン回転数制御装置では、異なる車両それぞれのエンジン特性に合わせてエンジンの回転数を制御できるので、燃費を低下させるとともに不要な騒音を抑制する上で優れている。特に、異なる車両それぞれのエンジン特性に対応する各制御マップは、一次側油圧回路の油圧が第一の圧力値よりも高いと検知されたときには、エンジン回転数を確保するために、アクセルシリンダ４の制御量を上げるマッピングであるが、一次側油圧回路の油圧未検出時（つまり無負荷時）には、作動圧が低くポンプの負荷も小さいため、アクセルシリンダ４の制御量を上げることなく、クレーン作動を行わせることができる。すなわち、本実施形態のエンジン回転数制御装置によれば、無負荷または軽負荷時には、エンジン回転数を上げなくても、一次側油圧回路の油圧検出時と同等のクレーン作動速度を得ることができる点において極めて優れている。

ここで、実際の荷役作業の現場での使用では、例えば図１において、地上（Ｘ地点）にある複数の荷を、トラックの荷台上（Ｙ地点）へ積載する荷役作業を繰り返す場合においては、クレーンのフック１１を、荷のあるＸ地点にまで移動させるときは無負荷である。そして、特に車両搭載型クレーンＣは、主に荷台１２への積載に使用されるため、このように荷役作業工程の半分が無負荷であることが多い。したがって、本実施形態の車両搭載型クレーン用のエンジン回転数制御装置によれば、通常のクレーンに比べて省エネと低騒音化の効果がより大きいといえる。

なお、本発明に係る車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置およびこれを備える車両搭載型クレーンは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、コントローラ２で実行される圧油供給量制御処理において、選択可能な異なる複数の制御関数が二種類の例で説明したが、これに限定されず、例えば３種類以上から選択可能な構成としてもよい。
また、例えば上記実施形態では、複数の制御関数のうちの所望の制御関数が操作入力装置１から選択可能な例で説明したが、これに限定されず、例えば、コントローラ２の基板上にディップスイッチを設け、このディップスイッチの設定によって、対応するエンジン特性に最適な制御関数を上記所望の制御関数として出荷時に設定するように構成してもよい。

また、例えば上記実施形態では、車両のエンジン６によって駆動される定量型油圧ポンプとして、同時に駆動される２連式の主油圧ポンプ７及び副油圧ポンプ８を有する例で説明したが、これに限定されず、例えば、図５に変形例を示すように、一台のみの定量型油圧ポンプ７を有する構成であってもよい。
また、例えば上記実施形態では、アクセル制御用アクチュエータとして、アクセルシリンダ４を制御し、機械式のガバナ２０を介してエンジン６の回転数を制御する例で説明したが、これに限定されず、エンジン６の回転数を制御可能な構成であれば、例えばアクセルシリンダ４を用いずに、アクセル制御用アクチュエータとして、電子ガバナの制御によりエンジン６の回転数を制御してもよい。

１ 操作入力装置
２ コントローラ
３ コントロールバルブ
４ アクセルシリンダ
６ エンジン
７ 主油圧ポンプ
８ 副油圧ポンプ
９ タンク
１０ 車両
１１ フック
１２ 荷台
１３ 運転室
１４ シャーシフレーム
１５ ベース
１６ コラム
１７ ブーム
１８ ワイヤロープ
１９ 圧力センサ
２０ ガバナ
２１ リンク
２７ 主回路（一次側油圧回路）
２６ リリーフ弁
３０、３１、３２、３３ アクチュエータ
４０、４１、４２、４３ 切換弁
５０、５１、５２、５３ 信号線
６１ 操作レバー
６２ 操作検出器

Claims (4)

1. 車両のエンジンによって駆動される一または複数の定量型油圧ポンプを備え、該定量型油圧ポンプから供給された圧油で駆動する車両搭載型クレーンに用いられるエンジン回転数制御装置であって、
   前記クレーンを駆動する圧油の全てを供給する一次側油圧回路の油圧を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサから取得した前記一次側油圧回路の油圧の圧力値のみから吊荷の有無とこれに応じた荷重の程度を判断し、その判断による荷重の大きさに基づいて、前記エンジンが不意の停止をせず且つ前記クレーンに必要な圧油供給量になるように、前記エンジンの回転数を可及的低回転数に制御することで、前記クレーンに供給する圧油の供給量を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記圧力センサから取得した前記一次側油圧回路の圧力値を入力とし、該圧力値に対応するアクセル制御用アクチュエータの制御目標値を出力とする制御関数を予め記憶しており、
   前記制御関数は、
   前記一次側油圧回路の圧力値が、アイドリングを維持してもエンジンが不意の停止に至らない圧力値の上限値に対応する第一の圧力値以下であるときは、無負荷または吊荷が軽荷重と判断して、エンジン回転数をアイドリング状態に維持する前記制御目標値を出力し、
   前記一次側油圧回路の圧力値が、前記第一の圧力値を超え且つ該第一の圧力値よりも大きな第二の圧力値以下であるときは、吊荷が中荷重と判断して、前記軽荷重と判断するときよりも前記エンジンの回転数を上昇させる前記制御目標値を出力し、
   前記一次側油圧回路の圧力値が、前記第二の圧力値を超えたときは、吊荷が重荷重と判断して、前記中荷重と判断するときよりも前記エンジンの回転数の上昇率を抑えつつ前記エンジンの回転数を上昇させる前記制御量又は前記エンジンの回転数を前記中荷重のときの最大値で一定にする前記制御目標値を出力し、
   前記コントローラは、前記制御関数に基づいて前記圧力センサから取得した圧力値及び該圧力値に対する各前記判断に対応する前記制御目標値となる圧油供給量制御信号を設定し、設定した圧油供給量制御信号を前記アクセル制御用アクチュエータに出力するように構成されたことを特徴とする車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置。
2. 前記コントローラは、前記一次側油圧回路の油圧情報と前記エンジンの回転数に応じた圧油の所定の流量との関係が、異なる車両それぞれのエンジン特性に合わせて複数設定され、さらに、前記設定された複数の関係のうちの所望の関係が選択可能になっており、前記選択された所望の関係に基づいて、前記エンジンの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置。
3. 前記定量型油圧ポンプとして、車両のエンジンによって同時に駆動されて常に前記一次側油圧回路に圧油を供給する主油圧ポンプ及び副油圧ポンプを有する車両搭載型クレーンに用いることを特徴とする請求項１または２に記載の車両搭載型クレーンのエンジン回転数制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン回転数制御装置を備えることを特徴とする車両搭載型クレーン。
   
   
   

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