JPH02279836A - 油圧式建設機械の原動機回転数制御装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ホイール式油圧ショベル等の油圧駆動車両に
用いられる原動機回転数制御装置に関する。

Ｂ、従来の技術 第５図にホイール式油圧ショベルの回転数制御装置の従
来例を示す。

第５図において、エンジン（原動機）２１により駆動さ
れる油圧ポンプ１からの吐出油は、油圧パイロット式制
御弁２を介して走行用の油圧モータ４に導かれるように
なっている。この制御弁２は、油圧ポンプ５．パイロッ
ト弁６．スローリターン弁７および前後進切換弁８から
成るパイロット油圧回路により切換制御される。

ここで、エンジン２１は、ガバナ２１ａによりその回転
数を制御され、ガバナ２１ａは、リンク機構２２を介し
て燃料レバー２３に接続されている。この燃料レバー２
３を操作すると、その操作に応じてエンジン２１の回転
数を所望の値に制御できる。ガバナ２１ａはまた、リン
ク機構２４を介して走行ペダル６ａにも接続され、走行
ペダル６ａを操作すると、制御弁２の切換制御と同時に
エンジン２１の回転数をペダル６ａの操作量に応じて制
御することができる。

前後進切換弁８をＦ位置（前進位置）またはＲ位置（後
進位置）に切換えて走行ペダル６ａを操作すると、油圧
ポンプ５の吐出圧がパイロット弁６で制御され、ペダル
６ａの操作に応じた圧力がスローリターン弁７および前
後進切換弁８を介して制御弁２のパイロットポート２ａ
または２ｂに導かれる。これにより制御弁２が所定方向
に所定量だけ切換ねり、走行ペダル６ａの操作量に応じ
て回転する油圧ポンプ１の吐出油のうち制御弁２の切換
量に応じた量だけが油圧モータ４に導かれる。これによ
り油圧モータ４が駆動され、走行ペダル６ａの操作量に
応じた速度で車両が前進または後進する。

また、上述の油圧ポンプ１からの吐出油は、制御弁５１
を介して作業用のシリンダ（作業用アクチュエータ）５
２にも導かれるようになっている。

そして、作業用レバー５１ａにより制御弁５１を操作し
てシリンダ５２を伸縮させ、これにより不図示の作業用
アタッチメントを駆動して作業を行う。この作業時に前
後進切換弁８を中立位置（Ｎ位置）に切換えれば走行ペ
ダル６ａの操作により上述のエンジン回転数制御が行え
る。これにより、燃料レバー２３で回転数制御を行う場
合よりも細かい制御（微調整）が可能となり、不所望に
エンジン回転数を上げることなく騒音防止や燃費の向上
に寄与する。

Ｃ６発明が解決しようとする課題 ところで、この種の建設機械では、一般に走行時の方が
作業時よりも高回転数のエンジン出力が必要であり、ま
た、走行ペダル６ａの操作に対するニンジン回転数の早
い立上りが必要となることが多い。しかしながら、上述
の従来装置では、燃料レバーでなく走行ペダル６ａでエ
ンジン出力を制御する場合、走行時と作業時とでエンジ
ン２１の最高回転数（最大出力）および、回転数特性を
変更することができないため不都合が生じる。すなわち
、エンジン回転数特性を例えば作業時に適した特性にす
ると、走行時の加速性が損なわれ、逆に走行時に適した
特性にすると、作業時の操作性が悪くなるのに加えて燃
費が悪化し、騒音が太きくなる。

本発明の技術的課題は、走行時と作業時とで原動機の回
転数特性を変更できるようにすることにある。

９０課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図および第３図により説明すると、
本発明は、走行ペダル６ａと、この走行ペダル６ａの操
作量に応じた回転数で回転する原動機２１と、この原動
機２１の回転数に応じた流量の圧油を吐出する油圧ポン
プ１と、この油圧ポンプ１からの吐出油により駆動され
る走行用油圧モータ４と、油圧ポンプ１からの吐出油に
より駆動される作業用アクチュエータ５２とを備えた油
圧式建設機械の原動機回転数制御装置に適用される。

そして、走行ペダル６ａの操作量を検出する検出手段３
７と、車両が走行状態と作業状態とを示す信号をそれぞ
れ出力する信号出力手段３５゜３６．３３ａ、３３ｄと
、走行状態を示す信号が出力されている場合には、走行
ペダル６ａの操作量と原動機２１の回転数とを走行に適
した態様で対応付けた走行用回転数特性Ｌ１を選択して
走行ペダル６ａの操作量に応じた回転数を設定し、作業
状態を示す信号が出力されている場合には、走行ペダル
６ａと操作量に原動機２１の回転数とを作業に適した態
様で対応付けた作業用回転数特性Ｌ２を選択して走行ペ
ダルの操作量に応じた回転数を設定する選択手段３３ｂ
と、設定された回転数に基づいて原動機２１の回転数が
検出された走行ペダル６ａの操作量に対応した値となる
ように制御する回転数制御手段３３ｃとを具備し、これ
により上記技術的課題を解決する。

また、特に請求項２の発明は、作業状態を示す信号を手
動操作により出力するようにし、この信号の出力に応答
して走行を禁止する禁止手段ＲＣ。

Ｒ８を更に備える。

８０作用 選択手段３３ｂは、走行状態を示す信号が出力されると
走行用回転数特性Ｌ１を選択する。回転数制御手段３３
ｃは、この走行用回転数特性Ｌ１に基づいて原動機２１
の回転数が走行ペダル６ａの操作量に対応した値となる
よう制御する。また選択手段３３ｂは、作業状態を示す
信号が出力されると作業用回転数特性Ｌ２を選択する。

回転数制御手段３３ｃは、この作業用回転数特性Ｌ２に
基づいて原動機２１の回転数が走行ペダル６ａの操作量
に対応した値となるよう制御する。

ここで、走行用回転数特性Ｌ１は、走行ペダル６ａの操
作量に原動機２１の回転数を走行に適した態様で対応付
けたものであり、作業用回転数特性Ｌ２は、走行ペダル
６ａの操作量に原動機２１の回転数を作業に適した態様
で対応付けたものである。また、走行ペダル６ａの操作
量は、検出手段３７により検出されたものである。

さらに、特に請求項２の発明においては、作業状態を示
す信号が手動操作により出力されると、禁止手段ＲＣ，
ＲＳにより走行が禁止される。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図〜第４図により本発明をホイール式油圧ショベル
の回転数制御装置に適用した場合の一実施例を説明する
。

第２図に示すように、ホイール式油圧ショベルは、上部
旋回体１００と下部走行体２００とを有し、上部旋回体
１００に作業用アタッチメント１０１が取付けられてい
る。

第１図はこの種の油圧ショベルの走行油圧回路および回
転数制御回路を示している。第５図と同様の箇所には同
一の符号を付し相違点を中心に説明する。

エンジン（原動機）２１のガバナ２１ａは、リンク機構
３１を介してパルスモータ３２に接続され、パルスモー
タ３２の回転によりエンジン２１の回転数が制御される
。すなわち、パルスモータ３の正転で回転数が上昇し、
逆転で低下する。このパルスモータ３２の回転は、コン
トローラ３３からの制御信号により制御される。またガ
バす２１ａにはポテンショメータ３４が接続され、この
ポテンショメータ３４によりエンジン２１の回転数に応
じたガバナレバー位置を検出し、ガバナ位置検出値ＮＲ
Ｐとしてコントローラ３３に入力する。

コントローラ３３にはまた、上部旋回体１００の運転室
に設けられた燃料レバー２３２前後進切換スイッチ３５
１作業選択スイッチ３６が接続されるとともに、パイロ
ット弁６と前後進切換弁８との間の管路に設けられた圧
力計３７が接続されている。燃料レバー２３は、手動操
作によりエンジン２１の回転数を変化させるためのもの
であり操作量に応じた信号を出力する。前後進切換スイ
ッチ３５は、リレーＲの常閉接点Ｒ８を介して前後進切
換弁８のソレノイド部にも接続され、ｎ。

ｆ、ｒ位置への切換えに伴って前後進切換弁８をそれぞ
れＮ、Ｆ、Ｒ位置に切換えるための切換信号を出力する
。これらの切換信号は、コントローラ３３にも入力され
る。

作業選択スイッチ３６は、オペレータが走行以外の作業
を行う際にオン操作するスイッチであり。

このスイッチ３６のオン・オフ状態がコントローラ３３
に入力される。またこの作業選択スイッチ３６は、リレ
ーコイルＲＣにも接続されており、スイッチ３６のオン
に伴ってリレーコイルＲＣが励磁される。コイルＲＣが
励磁されると上述の常閉接点Ｒ８は開き、この状態では
前後進スイッチ３５と前後切換弁８とが遮断され、スイ
ッチ３５がｆ位置または２位はに操作されても前後進切
換弁８は中立位Ｒ（Ｎ位置）を保持する。

圧力計３７は、走行ペダル６ａの操作に比例して発生す
るパイロット圧ＰＴを検出してコントローラ３３に入力
する。このパイロン１へ圧ＰＩは、走行ペダル６ａの操
作量に応じた値となる。

第３図はコントローラ３３の詳細を説明する概念図であ
る。

コントローラ３３は、ＡＮＤゲート回路３３ａ。

選択回路３３ｂ、サーボ制御回路３３ｃおよび３つの関
数発生器３３ｄ−ｆを有し、作業選択スイッチ３６から
のオン・オフ信号は選択回路３３ｂに入力される。前後
進切換スイッチ３５からのオン・オフ信号はＡＮＤゲー
ト回路３３ａの一方の入力とされ、圧力計３７で検出さ
れるパイロット圧ＰＩを示す信号は関数発生器３３ｃに
入力され、この関数発生器３３ｃの出力がＡＮＤゲート
回路３３ａの他方の入力とされている。このＡＮＤゲー
ト回路３３ａの出力は選択回路３３ｂに入力される。関
数発生器３３ｅ、３３ｆは、上述のパイロット圧ＰＩと
エンジン２１の回転数を対応付けた関数（回転数特性）
ＬＬ、Ｌ２を出力する。

関数Ｌ１は走行に適した走行用回転数特性であり、Ｌ２
は作業用アタッチメンｌ−１０１を使用して作業を行う
場合に適した作業用回転数特性である。

すなわち、ＬｌはＬ２よりも回転数の立上りが急峻とな
っており、最高回転数も高（設定されている。

選択回路３３ｂは、３つの接点Ｘ＋Ｖ＋Ｚと１つの可動
接点ａとを有するスイッチで構成され、可動接点ａは常
閉接点２と常時接続されている。

そして、作業選択スイッチ３６およびＡＮＤゲート回路
３３ａから入力される信号に基づいて可動接点ａをｙま
たはＸに切換え、その切換位置に応じて関数発生器３３
ｅまたは３３ｆが出力するエンジン回転数信号を選択し
、これをガバナレバー位置目標値Ｎｒｏとしてサーボ制
御回路３３ｃに出力する。

サーボ制御回路３３ｃには、上述のポテンショメータ３
４から現在のエンジン回転数、すなわちガバナレバー位
置゛検出値Ｎｒρが入力されており、第４図に示す手順
に従ってエンジン回転数をガバナレバー位置目標値Ｎｒ
ｏに変更する制御を行う。

第４図において、まずステップＳ２１でガバナレバー位
置目標値Ｎｒｏとガバナレバー位置検出値Ｎｒｐとをそ
れぞれ読み込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２
２では、Ｎｒｐ−Ｎｒｏの結果を回転数差Ａとしてメモ
リに格納し、ステップＳ２３において、予め定めた基準
回転数差Ｋを用いて。

ＡＩ≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステップＳ２
４に進み、回転数差Ａ＞Ｏか否かを判定し、Ａ＞Ｏなら
ばガバナレバー位置検出値Ｎｒｐがガバナレバー位置目
標値Ｎｒｏよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転
数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステッ
プＳ２５でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ３
２に出力する。これによりパルスモータ３２が逆転しエ
ンジン２１の回転数が低下する。Ａ≦Ｏならばガバナレ
バー位置検出値Ｎｒρがガバナレバー位置目標値Ｎｒｏ
よりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低
いから、エンジン回転数を上げるためステップ８２６で
モータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パ
ルスモータ３２が正転し、エンジン２１の回転数が上昇
する。ステップＳ２３が否定されるとステップ３２７に
進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン２
１の回転数が一定値に保持される。ステップＳ２５〜Ｓ
２７を実行すると始めに戻る。

以上の構成において、作業を開始するに当たり作業選択
スイッチ３６をオンすると、そのオン信号が選択回路３
３ｂ（第３図）に入力され、可り１接点ａが接点ｙと接
続する。これにより、上述した作業用回転数特性Ｌ２が
選択され、関数発生器３３ｆに入力されたパイロット圧
ＰＩに対応するエンジン回転数ＮＤを示す信号が出力さ
れる。

そしてこの回転数ＮＤがガバナレバー位置目標値Ｎｒｏ
としてサーボ制御回路３３ｃに出力される。

サーボ制御回路３３ｃは、上述した手順に従ってエンジ
ン回転数を目標値Ｎｒｏ　（Ｎｏ）となるように制御を
行う。

この状態で作業用レバー５１ａを操作して制御弁５１を
切換えると、油圧ポンプ１からの吐出油がシリンダ（作
業用アクチュエータ）５２に導かれて、作業用アタッチ
メント１０１が駆動される。

すなわち、作業用回転数特性Ｌ２の下で作業が行われる
。

次に、作業選択スイッチ３６をオフした後、前後進切換
スイッチ３５をｆ位置またはｒ位置に切換えて前後進切
換弁８をＦ位置またはＲ位置に切換える。次いで走行ペ
ダル６ａを操作すると、上述の作用により制御弁２が切
換制御され、油圧ポンプ１からの吐出油により油圧モー
タ４が駆動されて車両が走行を開始する。

このとき、スイッチ３５の操作によりＡＮＤゲート回路
３３ａがイネーブル状態となり、ペダル６ａの操作によ
りパイロット圧ＰＩが基準値ＰＲを越えると関数発生器
３３ｄが１を出力し、ＡＮＤゲート回路３３ａがオンし
１を出力する。これに伴って選択回路３３ｂの可動接点
ａが接点Ｘと接続される。これにより走行用回転数特性
Ｌ１が選択され、関数発生器３３ｅに入力されたパイロ
ット圧ＰＩに対応するエンジン回転数ＮＴを示す信号が
出力される。この回転数ＮＴは、ガバナレバー位置目標
値Ｎｒｏとしてサーボ制御回路３３ｃに出力される。サ
ーボ制御回路３３ｃは、上述した手順に従ってエンジン
回転数を目標値Ｎｒｏ　（ＮＴ）となるように制御を行
う。

以上により、走行用回転数特性Ｌ１の下で車両が走行す
る。

また、作業選択スイッチ３６がオフしており、かつ前後
進スイッチ３５が中立位置にあるときには、選択回路３
３ｂの可動接点ａは常閉接点２と接続している。この場
合には燃料レバー２３の操作に対応する回転数Ｎｏがガ
バナレバー位置目標値Ｎｒｏとしてサーボ制御回路３３
ｃに入力され、サーボ制御回路３３ｃによりエンジン回
転数が目標値Ｎｒｏ　（Ｎｏ）に制御される。

以上によれば、作業選択スイッチ３６がオンされたとき
には、車両が作業状態と判断して作業用回転数特性Ｌ２
から走行ペダル６ａの操作量に応じた回転数ＮＤが選択
され、エンジン２１の回転数がこの値回転数Ｎｏとなる
ように制御される。

また、前後進切換スイッチ３５がｆ位置あるいはｒ位置
にあり、かつ走行ペダル６ａが所定量以上操作されてい
るときには、車両が走行状態と判断して走行用回転数特
性Ｌ１からペダル操作量に応じた回転数ＮＴが選択され
、エンジン２１の回転数がこの回転数ＮＴどなるように
制御される。

走行用回転数特性Ｌ１は、作業用回転数特性Ｌ２よりも
ペダル操作による回転数の立ち上がりが急峻となってお
り、したがって、走行時の加速性が損なわれることがな
い。また、作業時には不所望に回転数が高くならず操作
性、燃費が向上する。

また、作業選択スイッチ３６がオンのときは前後進スイ
ッチ３５がｆ位置、ｒ位置にあっても前後進切換弁８が
中立位置に保持される（車両の走行が禁止される）ので
、作業時に走行ペダル６ａの操作により回転数制御をす
る際、オペレータが前後進切換弁８の中立位置への切換
操作を忘れても車両が不所望に動きだすおそれがない。

以上の実施例の構成において、圧力計３７が検出手段を
、スイッチ３５，３６．関数発生器３３ｃ！、、ＡＮＤ
ゲート回路３３ａが信号出力手段を、選択回路３３ｂが
選択手段を、サーボ制御回路３３ｃが回転数制御手段を
それぞれ構成する。

なお以上では、走行ペダル６ａの操作量を検出する手段
としてそのパイロット圧ＰＩを検出する圧力計を用いた
例を示したが、例えばポテンショメータ等を走行ペダル
６ａに直接取付けてその操作量を検出するようにしても
よい。また、コントローラの構成も上述のものに限定さ
れず、回転数特性を選択する処理を予め記憶されたプロ
グラムに従って行うようにしてもよい。

さらに以上では、走行時には走行ペダル６ａの操作に伴
いエンジン回転数制御とともに制御弁２の切換制御も行
うタイプの車両について説明したが、走行ペダル６ａの
操作に伴いエンジン回転数制御のみを行うタイプの車両
にも本発明を適用できる。さらにまた、ホイール式油圧
ショベルについて説明したが、これ以外の油圧式建設機
械にも本発明を同様に適用できる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、車両が走行状態である場合には走行に
適した走行用回転数特性を１作業状態である場合には作
業に適した作業用回転数特性をそれぞれ自動的に選択し
、選択された回転数特性に基づいて原動機の回転数を走
行ペダルの操作量に対応した値に制御するようにしたの
で、走行時の加速性が損なわれることがなく、作業時の
操作性。

燃費向上、騒音低減にも寄与する。

また、特に請求項２の発明によれば、車両が作業状態に
あるときには走行を禁止するようにしたので、作業時に
走行ペダルでエンジン回転数を制御する際、前後進切換
弁の中立位置への切換操作を忘れても誤って車両が走行
してしまうことが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る回転数制御装置の全体構成を示す油圧回路図
、第２図はホイール式油圧ショベルの側面図、第３図は
コントローラの構成を示す概念図、第４図は処理手順の
フローチャー１−である。 第５図は従来の回転数制御装置を示す油圧回路図である
。 １、油圧ポンプ　　　４：油圧モータ ６　パイロット弁　６・ａ：走行ペダル８　前後進切換
弁　２１：エンジン ２１ａ　　ガバナ　　　　３２：パルスモータ３３　コ
ントローラ ３３ａ：ＡＮＤゲート回路 ３３ｂ　：ｉ！！択回路　　３３ｃ：サーボ制御回路５
２：作業用シリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行ペダルと、この走行ペダルの操作量に応じた
   回転数で回転する原動機と、この原動機の回転数に応じ
   た流量の圧油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   からの吐出油により駆動される走行用油圧モータと、前
   記油圧ポンプからの吐出油により駆動される作業用アク
   チュエータとを備えた油圧式建設機械の原動機回転数制
   御装置において、 前記走行ペダルの操作量を検出する検出手段と、 走行状態と作業状態とを示す信号をそれぞれ出力する信
   号出力手段と、 走行状態を示す信号が出力されている場合には、前記走
   行ペダルの操作量と前記原動機の回転数とを走行に適し
   た態様で対応付けた走行用回転数特性を選択して走行ペ
   ダルの操作量に応じた回転数を設定し、作業状態を示す
   信号が出力されている場合には、前記走行ペダルの操作
   量と前記原動機の回転数とを作業に適した態様で対応付
   けた作業用回転数特性を選択して走行ペダルの操作量に
   応じた回転数を設定する選択手段と、 前記設定された回転数に基づいて前記原動機の回転数が
   前記検出された走行ペダルの操作量に対応した値となる
   ように制御する回転数制御手段とを具備することを特徴
   とする油圧式建設機械の原動機回転数制御装置。
2. （２）前記作業状態を示す信号は手動操作により出力さ
   れるようにし、この信号の出力に応答して走行を禁止す
   る禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記
   載の油圧式建設機械の原動機回転数制御装置。