JPH01290930A - 建設機械の動力制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、搭載する１台のエンジンを高速の走行用動
力と作業装置作動用動力とに併用する建設機械における
動力の制御方法に関するものである。

従来の技術 本体に作業装置を備え、自走する形式の建設機械におい
ては、−船釣に、作業装置作動用動力源として、その動
力の配分、制御が容易で確実なことから、エンジンで駆
動される油圧ポンプの吐出圧油を油圧切換弁その他の制
御用油圧機器を介して作業装置用アクチュエータに適宜
配分する方法が、また、走行動力源としては、エンジン
の回転力をクラッチ、変速機、減速機などを介して直接
機械的に、或いは、作業装置のときと同様、油圧ポンプ
の吐出圧油を走行用アクチュエータに供給する方法が採
用される。

しかしながら、例えば走行装置の形式がクローラタイプ
であったり、大形の建設機械であったりする場合におい
ては、その走行速崩は諸種の二一ズ、制約などの関係か
ら極く低速度であるが、中形機械以下で、特に、ホイー
ルタイプのものでは自走による回走、作業現場間の移動
が頻繁に要求され、これらを含めた全体の作業能率を向
上させる目的で、その自走速度は毎時数ｌＯ粁が要求さ
れる。従って、走行用の動力は、その機械の作業装置作
動用の動力よりも一段と大きい動力が必要となるので、
このような建設機械に搭載するエンジンは、走行用動力
を十分にまかなえる出力を発揮するものを選定し、作業
装置を作動させるときには、そのアクチュエータに必要
な油量となるようエンジンの回転速度、出力を運転者が
アクセルレバの加減操作を、その都度、行なっている。

この種の建設機械の１例として、第３図の油圧走行式ホ
イールタイプ油圧ンヨヘルの運転操作について説明する
志、この図において、１は下部走行体で、前車輪７、後
車輪８を含む車軸上に支持され、２はエンジン３、該エ
ンジン３で駆動される油圧ポンプ４、運転席、各種制御
機２３などを搭載し、前方には、図示を省略したが油圧
のアクチュエータで作動する作業装置を枢支した上部旋
回体であり、該上部旋回体は旋回ベアリングを介して下
部走行体に旋回自在に取付けであるや前車輪７、後車輪
８はプロペラシャフトを介しトランスファケース６に連
結され、該トランスファケース６の入力軸に直結した走
行用油圧モータ５が設けてあり、該油圧モータ５が正逆
に回転することにより、前車輪７、後車輪８が正逆に回
転して油圧ショベルを前後進させるようにしている。

また、運転席の付近には、操向用ハンドル、作業装置作
動用操作装置のほか、エンジン３の回転速度、出力制御
用として、ガバナレバ９をフレキシブルシャフト２４を
介して回動させ、回転速度を増減させるアクセルレバ２
２、走行用油圧モータ５へ油圧ポンプ４の吐出圧油の配
分操作をする走行ペダル２５、走行用油圧モータ５へ供
給する圧油の方向を正逆に、または、中立の停止位置に
切換える前後進レバ２３などが配置しである。

そうして、先にも述べた如く、作業装置作動中は、エン
ジン３の回転速度、出力は、走行時のそれよりも小さく
なければならないので、アクセルレバ２２を図示のＷ位
置にしてエンジン３の回転速度、出力を中程度に絞って
使用し、作業装置用のアクチュエータに適した油量が油
圧ポンプ４から得られるようにし、走行時には、前後進
レバ２３を所望の位置に操作し、走行ペダル２５を踏込
み、さらにアクセルレバ２２をＴ位置に設定することに
よりエンジン３の回転速度、出力を最大とし、増量した
油圧ポンプ４の吐出圧油で高速走行をなし、また、作業
および走行の何れも行わない、いわゆる作業待などのと
きは、アクセルレバ２２をＬ位置に操作して、エンジン
３を低速回転域であるアイドリング状態にしておく。

発明が解決しようとする課題 このような従来の制御装置を備えた建設機械の運転に当
っては、運転者は、作業装置作動用の操作装置を常時操
作しなければならないのは当然であるが、同時に、作業
途中における現場移動のための走行、作業装置の作動の
都度、並びに、それらの作動速度に要求される緩急の都
度および作業待がある毎に、アクセルレバ２２を頻繁に
操作する必要にせまられ、運転操作は極めて繁雑となり
疲労と作業能率の低下にもつながる。また、このような
機械に習熟すると作業能率低下を防止するため、運転者
は、作業中においてアクセルレバ２２を常時Ｗ位置に設
定したまま、作業装置作動用の操作装置の操作加減のみ
で間歇的な作業をもこなしてゆく傾向となり、エンジン
の高速回転による周囲への騒音は大きく、また、無駄な
燃料消費にもつながる。

この発明は上記に鑑み、エンジンの回転速度、すなわち
、出力を従来のアクセルレバにより所望の値に設定する
ことができるのは勿論であるが、この他に、アクセルペ
ダルでエンジンの回転速度を制御し、しかも、走行時に
おいてはその踏込量に応じて、アイドリング状態から高
速走行に必要な高速回転、高出力域まで、また、作業操
作中はアクセルペダルの踏込量に応じてアイドリング状
態から作業装置作動に適した中間回転速度、中間出力域
まで加減ができ、何れの場合もアクセルペダルを開放す
るとエンジンはアイドリング状態に復帰するような動力
制御方法を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題解決のため、この発明は次の如き手段を講じる
。すなわち、 イ９前後進指令発信手段からの走行中立、前進、後進の
指令信号のうちの走行中立信号を取出す中立信号検出手
段と、 口、所望の位置に設定可能のアクセルレバの作動角度を
検出するアクセルレバ検出手段と、ハ、不作動位置に自
動復帰するアクセルペダルの作動角度を検出するアクセ
ルペダル検出手段と、二、上記アクセルレバ検出手段と
アクセルペダル検出手段によって得られる信号に比例し
、かつ、中立信号検出手段の信号により所定値に制限さ
れる信号を出力する機能のコントローラとを設け、 ホ、エンジンの回転速度を制御するガバナレバを、入力
される信号に比例して回動させるアクチュエータに、上
記コントローラの出力信号を導く。

作用 前後進指令発信手段を走行中立位置に設定しておいて、
アクセルレバまたはアクセルペダルをエンジンアイドリ
ング状態位置から最大回転速度位置まで作動させてゆく
と、その作動角度に比例してコントローラの出力信号は
エンジンの回転速度を上昇させるべくアクチュエータに
作用するが、中立信号検出手段からの信号が同時にコン
トローラに入力されているので、該コントローラの出力
は所定値以上にはならない。従って、アクチュエータは
ガバナレバの回動角度を最大となし得す、エンジンは中
間回転速度、中間出力でもって運転を続け、これに接続
された油圧ポンプは、作業装置作動用アクチュエータの
作動に適した吐出油量の範囲内で、アクセルレバの設定
位置、アクセルペダルの踏込量に応じた油量を吐出する
。

走行を開始するべく前後進指令発信手段を前進または後
進に選定すると、コントローラは、中立信号検出手段か
ら信号が入力されないので何ら制限を受けることなく、
アクセルレバ検出手段またはアクセルペダル検出手段か
らの信号に比例した出力信号をアクチュエータに作用さ
せる結果、エンジンは最高回転速度、最高出力を発揮し
得ることとなり、高速走行に必要な動力または圧油が得
られる。

以上何れの場合においても、アクセルレバをアイドリン
グ位置に設定し、アクセルペダルでエンジンの制御をす
る場合、アクセルペダルを開放するとエンジンはアイド
リング状態に復帰し、アクセルレバをアイドリング位置
以外の位置に設定しておくと、アクセルペダルを開放し
たとき、エンジンはアクセルレバの設定位置に応じた回
転速度で運転を続ける。

実施例 この発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

図において、４はエンジン３で駆動され、走行用、作業
装置作動用の圧油源となる油圧ポンプ、９はエンジン３
の回転速度、すなわち、出力を増減させるガバナレバで
、矢印入方向に回動するにつれ最大回転速度、最大出力
となる迄増速し、矢印Ｂ方向に回動するとアイドリング
状態まで減速するようになっており、アクチュエータ１
７により回動される。

１０は図示のり、　Ｗ、　Ｔ各位直間の所望の位置に設
定し、その位置を保持することのできるアクセルレバで
、その設定位置に連動して、ボテンシシメータなどから
構成されるアクセルレバ検出手段１４を作動させ、該ア
クセルレバ検出手段１４はアクセルレバ１０の作動角度
に応じた信号を出力する。１１は走行中立、前進、後進
を選択的に指令する前後進指令発信手段で、その位置が
図示の０位置では走行中立で機体は停止、Ｆ位置では前
進走行、Ｒ位置では後進走行の指令信号を発信する。１
３は上記前後進指令発信手段１１の信号を受け、走行中
立、゛すなわち、０位でのときのみ信号を出力する中立
信号検出手段であり、１２は自動復帰式となったアクセ
ルペダルで、これに連動し、ポテンショメータなどで構
成されるアクセルペダル［４手段１５は、アクセルペダ
ル１２の踏込作動角度に応じた信号を出力する。また、
１６はコントローラであり、信号回路１８，１９゜２０
を介して、それぞれ、中立信号検出手段１３、アクセル
レバ検出手段１４、アクセルペダル検出手段１５の信号
を受け、アクセルレバ検出手段１４、アクセルペダル検
出手段１５の大きい側の信号、すなわち、アクセルレバ
１０、アクセルペダル１２の何れか大きい作動角度に比
例し、中立信号検出手段１３の信号が入力されると上限
を′ＭｌｌＨされる信号を、信号回路２１を介してアク
チエエータ１７に供給するものであり、該アクチエエー
タ１７はコントローラ１６の出力信号に比例して、ガバ
ナレバ９を回動させる。

なお、アクセルレバ１０の回転位置を示すＬｌＷ、　Ｔ
の各位置は、それぞれ、アクセルレバｌＯを単独に作動
させたとき、アクセルレバ検出手段１４の信号がコント
ローラ１Ｇ、アクチュエータ１７、ガバナレバ９０作用
により、エンジン回転速度が、アイドリングのとき、作
業時に適した回転速度のとき、高速走行に必要な回転速
度のときの操作位置を示しており、このことを第２図の
エンジンの回転速度Ｎとそのときの出力Ｐｓの関係を示
す線図により説明する。

アクセルペダル１２は開放状態、アクセルレバ１０はＬ
位置のとき、エンジン３の回転速度は島なる、いわゆる
、アイドリング状態でエンジン騒音は低い。アクセルレ
バ１０をＷ位置に設定すると、ガバナレバ９は矢印Ａ方
向に回動し、エンジン３は、負荷状態で、回転速度Ｎ５
．出力Ｐｓ、となり、これに結合した油圧ポンプ４は、
その回転速度に比例して同転し、作業装置作動用に適し
た量の圧油を吐出する。更にアクセルレバ１０をＴ位置
まで回動させ設定すると、エンジン３は負荷状態で、回
転速度ｒａｔ、　出力Ｐｓｔと、より高回転、高出力で
油圧ポンプ４を駆動し、更に大量の圧油を吐出させ、高
速走行に必要な圧油が走行用油圧モータ５に供給されう
るようになる。一方、この状態で中立信号検出手段１３
からコントローラ１６に信号が入力すると、コントロー
ラ１６の出力信号は、その上限が制限され、エンジン３
の回転速度はＮ１．出力はＰｓ＋　または、それ以上に
ならない。

なお、上述のアクセルレバ１０、前後進指令発信手段１
１、アクセルペダル１２その他の操作装置は、すべて運
転室内の操作し易い位置に設けである。

以上の構成からなるこの発明の制御方法の作動について
説明する。

機械を定置してエンジン３を成る所望の回転速度の下で
作業装置を作動させるときは、従来技術におけると同様
、アクセルレバ１０を任意の位置に設定すればよいので
あるが、このとき、前後進指令発信手段１１は走行中立
のＯ位置にあるので、中立信号発信手段１３の信号はコ
ントローラ１６に作用するので、アクセルレバ１０が、
たとえ、Ｗ位置を越えて設定されても、コントローラ１
６からアクチュエータ１７に入力する信号はエンジン３
を第２図の回転速度Ｎ１．出力Ｐｓｌ　またはそれ以下
の運転状態にさゼる。従って、油圧ポンプ４の吐出油量
は作業装置の作動に許容される安全で適した範囲の圧油
となる。

また、作業装置の作動速度に緩急変化が要求されるとき
、間歇作業のときは、アクセルレバ１０はＬ位置でエン
ジン３の回転速度をアイドリング状態であるＮｏにして
おき、アクセルペダル１２を加減しながら作業装置用の
操作レバを操作すれば所望の速度が得られ、また、間歇
作業における作業時の時には、アクセルペダル１２から
足を離し開放するとエンジン３の回転速度は直ちにＮｏ
になるので騒音の発生は少ない。このように、アクセル
ペダル１２を操作しながら作業をする場合においても、
上記と同様、アクセルペダル１２の踏込作動角度に比例
して、エンジン３の回転速度はＮ。

から負荷時回転速度Ｎ１へと上昇するが、踏込作動角度
の如何にかかわらずＮ１を越えることはない。

次に、高速走行をするどきは、前にも述べたように、エ
ンジン３は高回転速度、高出力とならねばならないが、
このときは、前後進指令発信手段１１はＦまたはＲ位置
にあり、中立信号検出手段１３はコントローラ１６に信
号を入力しないので、アクセルペダル１２の踏込作動角
度に応じた信号がアクセルペダル検出手段１５からコン
トローラ１６に入力され、最大踏込作動角度のときエン
ジン３は負荷時回転速度Ｎア、出力Ｐむとなり、高速走
行が可能となるほか、アクセルペダル１２の踏込加減に
より走行速度を加減することができる。

また、車速を変動させる必要がなく、定速走行で安全な
ときは、アクセルレバ１０を所望の位置に設定し、て走
行することも可能である。

以上の実施例においてはエンジンにより駆動される油圧
ポンプの吐出圧油で作業装置用のアクチュエータ、走行
用のアクチエエータを作動させる形式の全油圧式建設機
械の例について説明したが、この他に、この発明は、走
行動力としてエンジンの回転力を前車輪、後車輪に伝達
して走行する形式の機械であっても、この発明を適用す
ることは容易である。

発明の効果 この発明の動力制御方法においては、アクセルレバの操
作角度に応じてエンジンの回転速度と出力を制御する以
外に、作業装置の作動速度ならびに走行速度をアクセル
ペダルにより緩急自在に調整し、アクセルペダルを開放
すればエンジンはアイドリング状態となり、しかも、ア
クセルレバ、アクセルペダル何れの操作時においても、
機械を定置して作業装置を作動させるときは、エンジン
の負荷時回転速度、出力は作業装置作動に適した値以上
にならないよう、コントローラの出力信号が制限され、
走行時には自動的にコントローラの出力イε号の制限は
解除され、負荷時回転速度、出力ともに最大となる操作
ができ高速走行を可能ならしめている。従って、作業、
走行の都度、また作業速度、走行速度の緩急の都度アク
セルレバを操作することなく、アクセルペダルの操作の
みで所望の作業装置の作動速度、走行速度が、それぞれ
安全な範囲で得られ、運転者の疲労も、それだけ少なく
作業能率は向上し、また、間歇的な作業その他において
、作業装置の作動を中断したり、停車するときなどでは
、アクセルペダルから足を離せば、エンジンは直ちにア
イドリング状態となるので、無駄な燃料消費はなく、騒
音も少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す動力制御方法の模式図
、第２図はエンジンの回転速度と出力との関係を示す線
図、第３図は油圧走行式ホイールクイブ油圧ショベルに
おける従来の動力制御装置の１例を示す側面図である。 ９・・・・・・・ガバナレバ １０・・・・・・・アクセルレバ １１・・・・・・・前後進指令発信手段１２・・・・・
・・アクセルペダル １３・・・・・・・中立信号検出手段 １４・・・・・・・アクセルレバ検出手段１５・・・・
・・・アクセルペダル検出手段１６・・・・・・・コン
トローラ １７・・・・・・・アクチュエータ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業装置の作動動力と走行動力とを１台のエンジンから
   取出す形式の高速走行建設機械において、前後進指令発
   信手段の信号のうち走行中立時の信号を取出す中立信号
   検出手段と、アクセルレバに連動して作動角度を検出す
   るアクセルレバ検出手段と、アクセルペダルに連動して
   作動角度を検出するアクセルペダル検出手段と、上記ア
   クセルレバ検出手段およびアクセルペダル検出手段から
   の信号に比例し、かつ、中立信号発信手段からの信号に
   より所定値に制限される出力信号を発する機能のコント
   ローラと、該コントローラの出力信号に比例してエンジ
   ンの回転速度を制御するガバナレバを回動させるアクチ
   ュエータとからなる建設機械の動力制御方法。