KR100664629B1 - 주행식 유압 작업기 - Google Patents

Abstract

엔진(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단(42, 43), 유압 액튜에이터(13) 등의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단(44, 47), 주행 수단의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단(45, 46), 제1 검출 수단(44, 47)에 의해 검출된 유압 액튜에이터(13) 등의 작동 상황과 제2 검출 수단(45, 46)에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황이 각각 특정한 상태가 되면 원동기(1)의 목표 회전수를 보정하고, 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(48, 51 내지 59)을 마련한다. 이에 의해 주행식 유압 작업기에 있어서, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합 조작시에 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있으므로, 작업 부하 변동시에는 엔진 회전수를 자동적으로 제어하여 주행과 작업 액튜에이더와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있게 된다.

액셀량, 펌프압, 토크 컨버터 입력, 토크 컨버터 출력, 변속비

Description

주행식 유압 작업기 {TRAVELING-TYPE HYDRAULIC WORKING MACHINE}

본 발명은, 원동기(엔진)에 토크 컨버터를 포함하는 주행 수단과 유압 펌프를 연결하고, 주행 수단을 작동시키면서 유압 펌프의 압유에 의해 작업 액튜에이터를 작동하여 소정의 작업을 행하는 텔레스코픽 핸들러 등의 주행식 유압 작업기에 관한 것이다.

이러한 종류의 주행식 유압 작업기의 종래 기술로서 일본 특허 공고 평8-30427호 공보나 일본 특허 공고 평8-30429호 공보에 기재된 것이 있다.

일본 특허 공고 평8-30427호 공보에 기재된 종래 기술은, 엔진 회전수, 토크 컨버터의 출력 회전수, 유압 펌프의 토출압을 검출하고, 이들의 정보로부터 차체의 상태를 연산하고, 최종 드로틀 지령을 연산함으로써 전자동으로 엔진 회전수를 제어하고, 목표로 하는 견인력을 얻어 캐터필러 미끄러짐을 일으키지 않게 한 것이다.

일본 특허 공고 평8-30429호 공보에 기재된 종래 기술은, 미리 복수의 엔진 출력 모드를 설정해 두고, 작업시의 부하 상황에 따라 오퍼레이터가 이러한 모드의 1개를 선택하고, 도우징(흙 밀어내기) 작업시에 필요한 엔진 출력을 얻도록 한 것이다.

[문헌 1] 일본 특허 공고 평8-30427호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공고 평8-30429호 공보

텔레스코픽 핸들러 등의 주행식 유압 작업기에 의해 주행과 작업 액튜에이터의 복합 조작으로 작업을 행할 때, 작업 상황에 의해 작업 액튜에이터의 부하압(작업 부하)이 크게 변동하고, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성이 악화되어 작업 효율을 저하시키는 경우가 있다.

예를 들어, 전방 어태치먼트로서 버킷을 장착하여 행하는 작업으로서 지산(흙더미)의 굴착 작업이 있다. 이 굴착 작업에서는, 액셀 페달을 조작하여 엔진 회전수를 제어하면서 주행력에 의해 전방 어태치먼트인 버킷을 토사(굴착 대상물)에 압입하고, 버킷에 상측의 전방력을 부여하여 버킷을 상측에 서서히 릴리프함으로써 토사를 굴착한다. 버킷의 압입시는 작업 액튜에이터의 부하압(작업 부하)이 상승되고, 유압 펌프의 토출압도 상승되는 중부하 작업이 되고, 버킷의 압입 후 버킷이 상측으로 움직였을 때에는 작업 액튜에이터의 부하압(작업 부하)이 내려가 경부하 작업이 된다. 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에서는, 이와 같이 작업 부하가 중부하로부터 경부하로 변화할 때 엔진 회전수가 상승되고, 이 엔진 회전수의 상승에 수반하여 토크 컨버터의 입력 토크가 증대되고, 버킷의 상측 이동시에 버킷의 지나친 돌입이 생긴다는 문제가 있었다.

또한, 다른 작업으로서 액셀 페달을 조작하여 주행하면서 버킷으로 표면 토사를 박리하고 평탄한 지표면을 형성하는 표토 박리 작업이 있다. 이 작업에서는 버킷이 박리되는 토사의 두께나 경도에 따라서 작업 액튜에이터의 부하압(작업 부하)이 변동된다. 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에서는, 이 표토 박리 작업으로 버킷이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳐 펌프 토출압(작업 부하)이 상승될 때, 엔진 회전수가 약간 저하되는 것뿐이며, 주행 속도는 거의 저하되지 않기 때문에, 버킷은 토사의 두꺼운 부분 혹은 단단한 부분을 평평하게 박리할 수 없어 평탄하면서 양호한 굴착면을 형성할 수 없었다.

일본 특허 공고 평8-30427호 공보(특허 문헌 1)에 기재된 종래 기술에 있어서는, 차체의 상태를 판단하기 위한 정보의 1개로서 유압 펌프의 토출압을 검출하고 있다. 그러나, 이 펌프 토출압은 펌프 흡수 토크분에 상당하는 보정치를 가미하여 최종 드로틀 지령을 구하기 위한 것으로, 펌프 토출압으로부터 작업 부하가 특정한 상태로 변화하였는지 여부는 확인하지 않으며, 상술한 작업 부하가 변동되어 특정한 상태가 되었을 때에 발생하는 문제를 해결할 수 없다. 또한, 액셀 페달의 지령 회전수는 무관하게 자동적으로 엔진 회전수를 제어하고 있고, 상술한 토사 굴착 작업이나 표토 박리 작업에서는 오퍼레이터의 의도대로의 작업을 행할 수 없다.

일본 특허 공고 평8-30429호 공보(특허 문헌2)에 기재된 종래 기술은, 작업 부하를 검출하지 않고, 게다가 미리 설정한 엔진 출력 모드에서의 엔진 제어를 행할 뿐이며, 마찬가지로 작업 부하가 변동되어 특정한 상태가 되었을 때에 발생하는 문제를 해결할 수는 없다.

본 발명의 목적은, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합 조작시에 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있으므로, 작업 부하 변동시에 엔진 회전수를 자동적으로 제어하여 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하고 효율적인 작업을 행할 수 있는 주행식 유압 작업기를 제공하는 것이다.

(1) 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 적어도 하나의 원동기와, 이 원동기를 장착하는 차체와, 이 차체에 설치되고, 상기 원동기에 연결된 토크 컨버터를 포함하는 주행 수단과, 상기 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 이 유압 펌프의 압유에 의해 작동하는 적어도 하나의 작업 액튜에이터와, 이 작업 액튜에이터를 제어하는 조작 신호를 발생하는 조작 장치를 구비한 주행식 유압 작업기에 있어서, 상기 원동기의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단과, 상기 작업 액튜에이터의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단과, 상기 주행 수단의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단과, 상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하고, 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단을 갖는 것으로 한다.

이와 같이 입력 수단으로 지령된 목표 회전수를 보정함으로써 원동기의 회전수를 제어함으로써, 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있다.

또, 작업 액튜에이터의 작동 상황과 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 원동기의 목표 회전수를 보정하여 원동기의 회전수를 제어하기 때문에, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합 조작에 의한 작업 부하 변동시에 엔진 회전수를 자동적으로 제어하여 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하고 효율적인 작업을 행할 수 있다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 검출 수단은, 상기 유압 펌프의 토출 압력 및 상기 작업 액튜에이터의 구동 압력 중 적어도 한 쪽을 검출하는 수단을 포함한다.

이에 의해 작업 액튜에이터의 작동 상황을 검출하고, 작업 부하 변동시의 회전수 제어가 가능해진다.

(3) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 검출 수단은, 상기 조작 장치가 발생하는 조작 신호를 검출하는 수단을 더 포함한다.

이에 의해 액튜에이터의 동작 방향도 포함시켜 작업 액튜에이터의 작동 상황을 검출하고, 보다 적절한 회전수 제어가 가능해진다.

(4) 또한, 상기 (1)에 있어서 바람직하게는, 상기 제2 검출 수단은 상기 토크 컨버터의 입출력 회전수를 검출하는 수단이며, 상기 원동기 회전수 제어 수단은, 상기 토크 컨버터의 입출력 회전수로부터 토크 컨버터 속도비를 연산하고, 이 토크 컨버터 속도비에 의해 상기 주행 수단의 작동 상황을 판단하는 수단을 포함한다.

이에 의해 주행 수단의 작동 상황을 토크 컨버터의 속도비로 판단하고, 적절한 원동기의 회전수 제어가 가능해진다.

(5) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 원동기 회전수 제어 수단은, 상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황이 각각 특정한 상태가 되면 상기 원동기의 보정 회전수를 연산하는 수단과, 상기 원동기의 목표 회전수로부터 상기 보정 회전수를 감산하는 수단을 포함한다.

이에 의해 작업 부하 변동시에 엔진 회전수가 저하되도록 자동적으로 제어되기 때문에, 예를 들어 지산의 굴착 작업이나 표토 박리 작업 등, 작업 부하 변동시에 엔진 회전수가 내려가는 것이 바람직한 작업에 있어서 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다.

(6) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 원동기 회전수 제어 수단은, 상기 주행 수단의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨에 가까운 상태에 있고, 또한 상기 작업 액튜에이터의 작동 상황이 경부하 상태가 되면 상기 원동기의 목표 회전수를 내리도록 보정하는 수단을 포함한다.

이에 의해 예를 들어 지산의 굴착 작업 등, 주행 수단의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨에 가까운 상태에 있고 또한 작업 부하 감소시에 엔진 회전수가 내려가는 것이 바람직한 작업에 있어서 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다.

(7) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 원동기 회전수 제어 수단은, 상기 주행 수단의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨로부터 먼 상태에 있고, 또한 상기 작업 액튜에이터의 작동 상황이 중부하 상태가 되면 상기 원동기의 목표 회전수를 내리도록 보정하는 수단을 포함한다.

이에 의해 예를 들어 표토 박리 작업 등, 주행 수단의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨로부터 먼 상태에 있고 또한 작업 부하 증대시에 엔진 회전수가 내려가는 것이 바람직한 작업에 있어서 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다.

(8) 게다가, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 입력 수단의 입력량을 검출하는 제3 검출 수단을 더 갖고, 상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 제3 검출 수단으로 검출된 입력량이 미리 정한 값 이상일 때에 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하는 수단을 포함한다.

이에 의해 엔진 회전수가 저속 영역에 있을 때에는 원동기 회전수 제어 수단은 기능하지 않고, 필요할 때에만 적절한 원동기의 회전수 제어가 가능해진다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관계되는 주행식 유압 작업기의 전체 시스템을 도시하는 도면이다.

도2는 텔레스코픽 핸들러의 외관을 도시하는 측면도이며, 어태치먼트로서 하역 작업에 이용하는 포크를 장착한 경우를 도시하는 도면이다.

도3은 텔레스코픽 핸들러의 외관을 도시하는 측면도이며, 어태치먼트로서 굴착 작업이나 표토 박리 작업에 이용하는 버킷을 장착한 경우를 도시하는 도면이다.

도4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 제어기의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.

도5는 텔레스코픽 핸들러에 의한 굴착 작업을 도시하는 도면이다.

도6은 굴착 작업시 펌프압의 변화를 나타내는 도면이다.

도7은 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 굴착 작업에 있어서의 주행계의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

도8은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 굴착 작업에 있어서의 주행계의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관계되는 주행식 유압 작업기의 전체 시스템을 도시하는 도면이다.

도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 제어기의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.

도11은 텔레스코픽 핸들러에 의한 표토 박리 작업을 도시하는 도면이다.

도12는 표토 박리 작업시 펌프압의 변화를 나타내는 도면이다.

도13은 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 표토 박리 작업에 있어서의 주행계의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

도14는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 표토 박리 작업에 있어서의 주행계의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다.

도1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관계되는 주행식 유압 작업기의 전체 시스템을 도시하는 도면이다.

도1에 있어서, 본 실시 형태에 관계되는 주행식 유압 작업기는 원동기인 디젤 엔진(이하 간단히 엔진이라 함)(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 작업계(2) 및 주행계(3)와, 엔진(1)의 제어계(4)를 구비하고 있다.

작업계(2)는 엔진(1)에 의해 구동되는 유압 펌프(12)와, 유압 펌프(12)로부터 토출되는 압유에 의해 작동하는 복수의 유압 액튜에이터(작업 액튜에이터)(13, 14, 15, 16)와, 유압 펌프(12)와 복수의 유압 액튜에이터(13, 14, 15, 16) 사이에 설치되어 대응하는 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향 절환 밸브(17, 18, 19, 20)와, 방향 절환 밸브(17, 18, 19, 20)를 절환하여 유압 액튜에이터(13, 14, 15, 16)를 제어하는 파일럿압(조작 신호)을 발생시키는 복수의 조작 레버 장치(23, 24, 25, 26)와, 조작 레버 장치(23, 24, 25, 26)에 원압이 되는 압유를 공급하는 파일럿 유압 펌프(27)를 갖고 있다.

주행계(3)는 엔진(1)의 출력축에 유압 펌프(12)와 직렬로 연결된 토크 컨버터(31)와, 이 토크 컨버터(31)의 출력축에 연결된 트랜스미션(T/M)(32)과, 이 트랜스미션(32)에 차동 기어(33, 34)를 통해 연결된 전륜(35) 및 후륜(36)을 갖고 있다.

엔진 제어계(4)는 엔진(1)의 연료 분사량을 조정하는 전자 거버너(41)와, 오퍼레이터에 의해 조작되어 목표로 하는 엔진 회전수(이하, 목표 회전수라 함)를 지령하는 액셀 페달(42)과, 액셀 페달(42)의 조작량(액셀량)을 검출하는 위치 센서(43)와, 유압 액튜에이터의 작동 상황으로서 유압 펌프(12)의 토출압을 검출하는 압력 센서(44)와, 엔진(1)의 출력 회전수[토크 컨버터(31)의 입력 회전수]를 검출하는 회전 센서(45)와, 토크 컨버터(31)의 출력 회전수를 검출하는 회전 센서(46)와, 유압 액튜에이터의 작동 상황으로서 조작 레버 장치(23)가 출력되는 파일럿압 중의 유압 액튜에이터(13)의 신장 방향의 파일럿압(붐 상승 파일럿압)을 검출하는 압력 센서(47)와, 위치 센서(43), 압력 센서(44), 회전 센서(45, 46), 압력 센서(47)로부터의 입력 신호를 기초로 하여 소정의 연산 처리를 행하고, 전자 거버너(41)에 지령 신호를 출력하는 제어기(48)로 구성되어 있다.

도2 및 도3에 텔레스코픽 핸들러(별명 리프트 트랙)의 외관을 도시한다.

본 실시 형태에 있어서, 주행식 유압 작업기는 예를 들어 텔레스코픽 핸들러이며, 텔레스코픽 핸들러는 차체(101)와, 차체(101) 상에 위치하는 운전실(102)과, 차체(101)에 운전실(102)의 측부를 기복 가능하게 부착된 신축 가능한 붐(103)과, 붐(103)의 선단부에 회전 가능하게 부착된 어태치먼트(104, 105)를 구비하고, 차체(101)에 상기의 전륜(35) 및 후륜(36)이 부착되고, 엔진(1)의 동력으로 전륜(35) 및 후륜(36)을 구동함으로써 주행한다. 붐(103)과 어태치먼트(104, 105)는 작업 장치를 구성한다. 도2의 어태치먼트(104)는 하역 작업에 이용하는 포크이며, 도3의 어태치먼트(105)는 굴착 작업이나 표토 박리 작업 등에 이용하는 버킷이다.

도1로 복귀하여, 유압 액튜에이터(13, 14, 15)는 예를 들어 각각 붐 실린더, 텔레스코픽 실린더, 어태치먼트 실린더이고, 붐(103)은 붐 실린더(13)의 신축에 의 해 기복 동작하는 동시에, 텔레스코픽 실린더(14)의 신축에 의해 신축 동작하고, 어태치먼트(104, 105)는 어태치먼트 실린더(15)의 신축에 의해 틸트 동작한다. 도1의 유압 액튜에이터(16)는, 예를 들어 전방 어태치먼트를 스위퍼로 교환하였을 때에 스위퍼의 브러시를 회전시키기 위한 유압 모터이다. 엔진(1), 유압 펌프(12), 토크 컨버터(31), 트랜스미션(32) 등의 각 기기는 차체(101)에 장착되어 있다.

도4에 제어기(48)의 처리 기능을 기능 블록도로 도시한다.

도4에 있어서, 제어기(48)는 기준 목표 회전수 연산부(51), 제1 보정 회전수 연산부(52), 속도비 연산부(53), 제2 보정 회전수 연산부(54), 제3 보정 회전수 연산부(55), 최소치 선택부(56), 보정 필요 여부 계수 연산부(57), 승산부(58), 감산부(59)의 각 기능을 구비하고 있다.

기준 목표 회전수 연산부(51)는 위치 센서(43)로부터의 액셀량의 검출 신호를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 액셀량에 대응하는 기준 목표 회전수(NR)를 연산한다. 기준 목표 회전수(NR)는 작업시에 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수이며, 메모리의 테이블에는 액셀량이 증대됨에 따라 기준 목표 회전수(NR)가 증대되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

제1 보정 회전수 연산부(52)는 압력 센서(44)로부터의 펌프압의 검출 신호를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 펌프압에 대응하는 제1 보정 회전수(ΔN1)를 연산한다. 제1 보정 회전수(ΔN1)는 유압 펌프(12)의 토출압이 낮을(작업 부하가 작을) 때, 즉 작업계(2)가 경부하 상태에 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 펌프압이 제1 설정 치보다도 낮을 때에는 ΔN1 = ΔNA이며, 펌프압이 상승됨에 따라 ΔN1이 작아지고, 펌프압이 제2 설정치(> 제1 설정치) 이상이 되면 ΔN1 = 0이 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

속도비 연산부(53)는 회전수 센서(45, 46)로부터의 토크 컨버터(31)의 입출력 회전수의 검출 신호를 입력하고, e = 출력 회전수/입력 회전수의 연산을 행하고, 토크 컨버터 속도비(e)를 산출한다.

제2 보정 회전수 연산부(54)는 속도비 연산부(53)로 연산된 토크 컨버터 속도비(e)를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 토크 컨버터 속도비(e)에 대응하는 제2 보정 회전수(ΔN2)를 연산한다. 제2 보정 회전수(ΔN2)는 토크 컨버터 속도비(e)가 작을 때[토크 컨버터(31)가 스톨에 가까운 상태에 있을 때], 즉 주행계(3)가 견인력(주행력)을 필요로 하는 작동 상황에 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 토크 컨버터 속도비(e)가 제1 설정치보다도 작을 때에는 ΔN2 = ΔNB이며, 토크 컨버터 속도비(e)가 상승됨에 따라 ΔN2가 작아지고, 토크 컨버터 속도비(e)가 제2 설정치(> 제1 설정치) 이상이 되면 ΔN2 = 0이 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

제3 보정 회전수 연산부(55)는 압력 센서(47)로부터의 붐 상승 파일럿압의 검출 신호를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 붐 상승 파일럿압에 대응하는 제3 보정 회전수(ΔN3)를 연산한다. 제3 보정 회전수(ΔN3)는 붐 상승의 조작이 되고 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 붐 상승 파일럿압이 0 부근의 설정치를 넘으면 ΔN3 = Δ NC가 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

최소치 선택부(56)는 제1 보정 회전수(ΔN1), 제2 보정 회전수(ΔN2), 제3 보정 회전수(ΔN3) 중의 가장 작은 값을 선택하여 보정 회전수(ΔN)라 한다. 여기서, 제1 보정 회전수 연산부(52)의 ΔNA, 제2 보정 회전수 연산부(54)의 ΔNB, 제3 보정 회전수 연산부(55)의 ΔNC는, 각각 예를 들어 ΔNA = ΔNB = ΔNC로 설정되어 있고, 제1 보정 회전수 연산부(52), 제2 보정 회전수 연산부(54), 제3 보정 회전수 연산부(55)가 각각 ΔNA, ΔNB, ΔNC를 연산한 경우, 최소치 선택부(56)는 미리 정한 논리에 의해 그 속의 1개, 예를 들어 ΔNA를 선택한다.

보정 필요 여부 계수 연산부(57)는 위치 센서(43)로부터의 액셀량의 검출 신호를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 액셀량에 대응하는 보정 필요 여부 계수(K)를 연산한다. 보정 필요 여부 계수(K)는 작업시에 오퍼레이터가 의도하는 목표 회전수가 저속 영역이고 엔진 회전수를 내릴 필요가 없을 때에는 엔진 회전수를 내리지 않도록 하기 위한 것(목표 회전수가 중속 혹은 고속 영역에 있을 때에만 엔진 회전수를 내리기 위한 것)이며, 메모리의 테이블에는 액셀량이 제1 설정치보다 적을 때에는 K = 0이며, 액셀량이 제1 설정치보다 증대됨에 따라 K가 증대되고, 액셀량이 제2 설정치(> 제1 설정치)를 넘으면 K = 1이 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다. 액셀량이 제1 설정치보다 증대됨에 따라 K가 증대되도록 설정한 것은 목표 회전수가 중속 영역에 있을 때에는, 그에 따라서 엔진 회전수를 내릴 수 있게 하기 위해서이다. 또, 이 기능이 불필요한 경우에는 액셀량이 제2 설정치 혹은 그 부근의 값보다 적을 때에는 K = 0이며, 액셀 량이 그것을 넘으면 K = 1이 되도록 양자의 관계를 ON/OFF로 설정해도 좋고, 이에 의해 목표 회전수가 고속 영역에 있을 때에만 엔진 회전수를 내릴 수 있다.

승산부(58)는 최소치 선택부(56)에서 얻은 보정 회전수(ΔN)에 보정 필요 여부 계수 연산부(57)로 연산한 계수(K)를 곱하여, 최종적인 보정 회전수(ΔN)를 얻는다.

감산부(59)는 기준 목표 회전수 연산부(51)로 연산한 기준 목표 회전수(NR)로부터 승산부(58)로 연산한 보정 회전수(ΔN)를 감산하고, 엔진 제어의 목표 회전수(NT)를 구한다. 이 목표 회전수(NT)는 이미 알고 있는 방법에 의해 목표 연료 분사량으로 변환되어 지령 신호로서 전자 거버너(41)에 출력된다.

이상에 있어서, 액셀 페달(42) 및 위치 센서(43)는 원동기인 엔진(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단을 구성하고, 압력 센서(44, 47)는 작업 액튜에이터인 유압 액튜에이터(13) 등의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단을 구성하고, 회전 센서(45, 46)는 주행 수단의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단을 구성하고, 제어기(48)의 기준 목표 회전수 연산부(51), 제1 보정 회전수 연산부(52), 속도비 연산부(53), 제2 보정 회전수 연산부(54), 제3 보정 회전수 연산부(55), 최소치 선택부(56), 감산부(59)의 각 기능은 제1 검출 수단(44, 47)에 의해 검출된 유압 액튜에이터(13) 등의 작동 상황과 제2 검출 수단(45, 46)에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 원동기(1)의 목표 회전수를 보정하고, 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단을 구성한다.

다음에, 본 실시 형태의 동작을 설명한다.

도5는 어태치먼트로서 버킷(105)을 장착하고, 텔레스코픽 핸들러에 의해 지산의 굴착 작업을 행할 때의 모양을 나타내는 도면이다. 도6은 굴착 작업시 유압 펌프(12)의 토출압(펌프압)이 변화를 나타내는 도면이다.

지산의 굴착 작업에서는, 액셀 페달(42)(도1)을 조작하여 엔진(1)의 회전수를 원하는 값으로 설정하면서 토크 컨버터(31)를 통해 엔진(1)이 출력하는 주행력(Ft)에 의해 버킷(105)을 지산의 토사(200)로 압입하고, 붐 실린더(13)나 어태치먼트 실린더(15)(도1)를 조작하여 붐(103)의 상승이나 버킷(105)의 틸트 동작에 의해 버킷(105)에 상향의 전방력(Ff)을 부여하고, 버킷(105)을 상측으로 서서히 릴리프함으로써 토사를 굴착한다. 이 작업에서는 버킷(105)의 압입시에는 작업 액튜에이터인 붐 실린더(13) 및/또는 어태치먼트 실린더(15)의 부하압(작업 부하)이 상승되고, 유압 펌프(12)(도1)의 토출압도 상승되고(중부하 작업 ; 도6의 구간 A), 버킷(105)의 압입 후 버킷(105)이 상측으로 움직였을 때에는 작업 액튜에이터(13, 15)의 부하압(작업 부하)이 내려가 펌프압도 저하된다(경부하 작업 ; 도6의 구간 B).

도7은, 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 도5 및 도6에 도시한 굴착 작업에 있어서의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 액셀 페달에 의한 목표 회전수[도4의 기준 목표 회전수(NR)]를 최대(정격)의 NRmax로 설정한 경우의 것이다. 도면 중, TE는 전자 거버너(41)의 연료 분사량이 최대가 되는 전부하 영역에 있어서의 엔진 출력 토크의 특성, TR은 전자 거버너(41)의 연료 분사량이 최대가 되기 전의 규제 영역에 있어서의 엔진 출력 토크의 특성, TPA는 결합 스톨시 등 유압 펌프(12)가 최대 흡수 토크를 소비하고 있을 때의 펌프 흡수 토크(최대 펌프 흡수 토크), TEP는 TE로부터 TPA를 뺀 유압 펌프(12)가 최대 흡수 토크를 소비하고 있을 때의 토크 컨버터 입력 토크, TT는 토크 컨버터(31)가 스톨 상태에 있을 때 토크 컨버터 입력 토크의 특성이다. 토크 컨버터(31)의 스톨 상태와는 출력 회전수가 0이 되는 상태, 즉 속도비(e = 0)가 되는 상태이다. 또한, 결합 스톨이라 함은, 토크 컨버터(31)가 스톨 상태(e = 0)에 있고, 또한 유압 펌프(12)의 토출압이 도시하지 않은 메인 릴리프 밸브의 설정압까지 상승하여 릴리프 상태에 있는 상태이다.

도5 및 도6에 도시한 굴착 작업에 있어서, 버킷 돌입시 구간 A의 동작 상태는 도7의 A점에 대응하고, 버킷 돌입 후 버킷 상측 이동시의 구간 B의 동작 상태는 도7의 B점에 대응한다.

도5 및 도6에 도시한 굴착 작업에서는, 텔레스코픽 핸들러의 주행 속도는 0에 가깝고, 토크 컨버터(31)는 거의 스톨 상태(e = 0)에 있다. 또한, 버킷 압입시에는 펌프압은 릴리프압까지 상승하고, 펌프 흡수 토크는 최대의 TPA가 되고, 결합 스톨 상태(중부하 상태)에 있다(A점). 버킷 압입 후 버킷(105)이 상측으로 움직였을 때에는 펌프압이 저하되고, 펌프 흡수 토크도 TPA로부터 TPB로 감소하여 경부하 상태가 된다(B점). 그 결과, 주행계의 동작점은 A점으로부터 B점으로 이동하고, 실제의 엔진 회전수는 A점의 NA로부터 B점의 NB로 상승한다.

이와 같이 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에서는, 작업 부하가 중부하로부터 경부하로 변화할 때, 실제의 엔진 회전수는 NA로부터 NB로 상승하고, 이 엔진 회전수의 상승에 따라 토크 컨버터(31)의 입력 토크도 TTA로부터 TTB로 증대하 여 버킷(105)의 지나친 돌입이 발생한다는 문제가 있다.

도8은, 본 실시 형태에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 도5에 도시한 굴착 작업에 있어서의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 액셀 페달(42)에 의한 목표 회전수[도4의 기준 목표 회전수(NR)]를 최대(정격)의 NRmax로 설정한 경우의 것이다.

본 실시 형태에서는, 도5 및 도6에 도시한 굴착 작업에 있어서, 버킷 압입시에는 제어기(48)에서 다음과 같은 연산 처리가 행해져 엔진 회전수가 제어된다.

우선, 기준 목표 회전수 연산부(51)에서는 기준 목표 회전수로서, 액셀 페달(42)의 액셀량으로부터 최대의 목표 회전수(NRmax)가 연산된다.

버킷 압입시에는, 펌프압은 릴리프압까지 상승하고(중부하 상태 ; 도6의 구간 A), 제1 보정 회전수 연산부(52)에서는 ΔN1 = 0이 연산된다.

또, 굴착 작업시에는 토크 컨버터(31)의 출력 회전수가(0)가 되는 스톨에 가까운 상태에 있으며, 속도비 연산부(53)에서는 e ≒ 0이 연산되므로, 제2 보정 회전수 연산부(54)에서는 ΔN2 = ΔNB가 연산된다.

또한, 버킷 압입시에는 붐 상승 조작을 하지 않은 경우에는 제3 보정 회전수 연산부(55)에서는 ΔN3 = 0이 연산되고, 붐 상승 조작을 하는 경우에는 제3 보정 회전수 연산부(55)에서는 ΔN3 = ΔNC가 연산된다.

따라서, 최소치 선택부(56)에서는 ΔN = 0이 선택된다.

한편, 액셀 페달(42)은 최대의 목표 회전수(NRmax)를 지령하는 조작 상태이며, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)에서는 K = 1이 연산되고, 승산부(58)에서는 ΔN = 0 × 1 = 0이 연산된다.

그 결과, 감산부(59)에서는 NT = NRmax - 0 = NRmax가 연산되고, 액셀 페달(42)에 의한 목표 회전수(NRmax)가 그대로 제어용의 목표 회전수가 되고, 종래와 마찬가지인 엔진 회전수 제어가 행해진다. 즉, 도8에 있어서 주행계(3)는 종래와 동일한 A점에서 동작하고, 실제의 엔진 회전수는 NA가 된다.

버킷 압입 후의 버킷 상측 이동시에는, 제어기(48)에서 다음과 같은 연산 처리가 행해져 엔진 회전수가 제어된다.

우선, 기준 목표 회전수 연산부(51)에서는 버킷 돌입할 때와 마찬가지로, 기준 목표 회전수로서 최대의 목표 회전수(NRmax)가 연산된다.

버킷 압입 후의 버킷 상측 이동시에는 펌프압이 저하되고(경부하 상태 ; 도6의 구간 B), 제1 보정 회전수 연산부(52)에서는 ΔN1 = ΔNA가 연산된다.

또, 버킷 압입 후의 버킷 상측 이동시도 토크 컨버터(31)의 출력 회전수가 0이 되는 스톨에 가까운 상태에 있고, 속도비 연산부(53)에서는 e ≒ 0이 연산되고, 제2 보정 회전수 연산부(54)에서는 ΔN2 = ΔNB가 연산된다.

또한, 버킷 압입 후의 버킷 상측 이동시에는 붐 실린더(13)를 신장하여 붐 상승을 행하기 때문에, 제3 보정 회전수 연산부(55)에서는 ΔN3 = ΔNC가 연산된다.

따라서, 최소치 선택부(56)에서는 ΔN = MIN(ΔNA, ΔNB, ΔNC), 예를 들어 ΔN = ΔNA가 선택된다.

한편, 액셀 페달(42)은 최대의 목표 회전수(NRmax)를 지령하는 조작 상태이 며, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)에서는 K = 1이 연산되고, 승산부(58)에서는 ΔN = ΔNA × 1 = ΔNA가 연산된다.

그 결과, 감산부(59)에서는 NT = NRmax - ΔNA가 연산되고, 제어용의 목표 회전수는 액셀 페달(42)에 의한 설정 회전수보다도 ΔNA만큼 저하되고, 이 목표 회전수에 의해 엔진 제어가 행해진다.

도8에 있어서, Nx는 그 저하된 목표 회전수(NT = NRmax - ΔNA)를 도시한다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 버킷 압입 후의 버킷 상측 이동시에는 목표 회전수가 저하되는 결과, 펌프압(작업 부하)이 저하되어도 실제의 엔진 회전수는 버킷 압입시와 거의 변하지 않고, 버킷 압입시와 거의 동일한 A점 부근의 값으로 유지된다. 따라서, 종래와 같은 버킷(105)의 지나친 돌입은 발생하지 않는다. 또한, 엔진 회전수가 저하되므로 연료 소비율을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합 조작인 지산의 굴착 작업시에 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있는 동시에, 작업 부하 저하시에는 엔진 회전수를 자동적으로 내려 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다. 또한, 엔진 회전수가 저하되므로 연료 소비율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 유압 액튜에이터(13)의 작동 상황으로서 펌프압뿐만 아니라 붐 상승의 파일럿압도 검출하기 때문에, 굴착 작업을 정확하게 검출할 수 있다.

게다가, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)를 설치하고, 목표 회전수가 저속 영역에 있을 때에는 엔진 회전수의 하강 제어를 행하지 않도록 하였으므로, 엔진 회전수가 불필요한 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 형태를 도9 내지 도14를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태는, 텔레스코픽 핸들러를 이용하여 표토 박리 작업을 행하는 경우의 것이다.

도9는, 본 실시 형태에 관계되는 주행식 유압 작업기의 전체 시스템을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서는, 엔진 제어계(4A)에 구비되는 유압 액튜에이터의 작동 상황의 검출 수단으로서, 제1 실시 형태에 있었던 조작 레버 장치(23)의 붐 상승의 파일럿압을 검출하는 압력 센서 대신에, 조작 레버 장치(23)의 붐 하강의 파일럿압을 검출하는 압력 센서(47A)가 설치되고, 제어기(48A)는 그 압력 센서(47A)와, 위치 센서(43), 압력 센서(44), 회전 센서(45, 46)로부터의 입력 신호를 기초로 하여 소정의 연산 처리를 행하고, 전자 거버너(41)에 지령 신호를 출력한다. 그 이외의 전체 시스템의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다

도10에 본 실시 형태에 관계되는 제어기(48A)의 처리 기능을 기능 블록도로 도시한다. 도면 중, 도4에 도시한 기능과 동등한 것에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도10에 있어서, 본 실시 형태에 관계되는 제어기(48A)는 기준 목표 회전수 연산부(51), 제1 보정 회전수 연산부(52A), 속도비 연산부(53), 제2 보정 회전수 연산부(54A), 제3 보정 회전수 연산부(55A), 최소치 선택부(56), 보정 필요 여부 계수 연산부(57), 승산부(58), 감산부(59)의 각 기능을 갖고 있다.

제1 보정 회전수 연산부(52A)는 압력 센서(44)로부터의 펌프압의 검출 신호 를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 펌프압에 대응하는 제1 보정 회전수(ΔN1)를 연산한다. 제1 보정 회전수(ΔN1)는 유압 펌프(12)의 토출압이 높을(작업 부하가 클) 때, 즉 작업계(2)가 중부하 상태에 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 펌프압이 제1 설정치보다도 낮을 때에는 ΔN1 = 0이며, 펌프압이 상승됨에 따라 ΔN1이 증대되고, 펌프압이 제2 설정치(> 제1 설정치) 이상이 되면 ΔN1 = ΔNA가 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

제2 보정 회전수 연산부(54A)는 속도비 연산부(53)로 연산된 토크 컨버터 속도비(e)를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 토크 컨버터 속도비(e)에 대응하는 제2 보정 회전수(ΔN2)를 연산한다. 제2 보정 회전수(ΔN2)는 토크 컨버터 속도비(e)가 클 때[토크 컨버터(31)가 스톨로부터 먼 상태에 있을 때], 즉 주행계(3)가 견인력(주행력)을 필요로 하지 않은 작동 상황에 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 토크 컨버터 속도비(e)가 제1 설정치보다도 작을 때는 ΔN2 = 0이며, 토크 컨버터 속도비(e)가 상승됨에 따라 ΔN2가 증대되고, 토크 컨버터 속도비(e)가 제2 설정치(> 제1 설정치) 이상이 되면 ΔN2 = ΔNB가 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

제3 보정 회전수 연산부(55A)는 압력 센서(47A)로부터의 붐 하강의 파일럿압의 검출 신호를 입력하고, 이를 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시키고, 그 때의 붐 하강 파일럿압에 대응하는 제3 보정 회전수(ΔN3)를 연산한다. 제3 보정 회전수(ΔN3)는 붐 하강의 조작이 되고 있을 때에 엔진 회전수를 내리기 위한 것이고, 메모리의 테이블에는 붐 하강 파일럿압이 0 부근의 값을 넘으면 ΔN3 = ΔNC가 되도록 양자의 관계가 설정되어 있다.

그 이외의 기능, 즉 기준 목표 회전수 연산부(51), 속도비 연산부(53), 최소치 선택부(56), 보정 필요 여부 계수 연산부(57), 승산부(58), 감산부(59)의 기능은 제1 실시 형태의 것과 동일하고, 최소치 선택부(56)는 제1 보정 회전수(ΔN1), 제2 보정 회전수(ΔN2), 제3 보정 회전수(ΔN3) 중의 가장 작은 값을 선택하여 보정 회전수(ΔN)로 하고, 승산부(58)는 최소치 선택부(56)에서 얻은 보정 회전수(ΔN)에 보정 필요 여부 계수 연산부(57)로 연산한 계수(K)를 곱하여 최종적인 보정 회전수(ΔN)를 연산하고, 감산부(59)는 기준 목표 회전수 연산부(51)로 연산한 기준 목표 회전수(NR)로부터 승산부(58)로 연산한 보정 회전수(ΔN)를 감산하여 엔진 제어의 목표 회전수(NT)를 구한다. 이 목표 회전수(NT)는, 이미 알고 있는 방법에 의해 목표 연료 분사량으로 변환되어 지령 신호로서 전자 거버너(41)에 출력된다.

다음에, 본 실시 형태의 동작을 설명한다.

도11은 어태치먼트로서 버킷(105)을 장착하고, 텔레스코픽 핸들러에 의해 표토 박리 작업을 행할 때의 모양을 나타내는 도면이다. 표토 박리 작업이라도 어태치먼트로서 버킷(105)이 장착된다. 도12는 표토 박리 작업시 유압 펌프(12)의 토출압(펌프압)이 변화를 나타내는 도면이다.

표토 박리 작업은 액셀 페달(42)(도1)을 조작하여 원하는 엔진 회전수로 주행하면서, 붐 실린더(13)나 어태치먼트 실린더(15)(도1)를 조작하여 붐 하강이나 버킷 틸트 동작에 의해 하향의 전방력(Ff)을 공급하여 버킷(105)을 지면에 압박하고, 버킷(105)으로 요철이 있는 표면 토사(201)를 박리하여 평탄한 지표면을 형성하는 작업이다. 이 작업에서는, 버킷이 박리되는 표면 토사(201)의 두께나 경도에 따라서 붐 실린더(13)나 어태치먼트 실린더(15)의 부하압(작업 부하)이 변화한다. 즉, 토사의 두께가 얇거나 토사가 부드러운 경우에는, 붐 실린더(13) 및/또는 어태치먼트 실린더(15)의 부하압(작업 부하)은 저하되고(경부하 작업 ; 도12의 구간 E), 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪치면 붐 실린더(13) 및/또는 어태치먼트(15)의 부하압(작업 부하)은 상승한다(중부하 작업 ; 도12의 구간 F).

도13은, 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 도11 및 도12에 도시한 표토 박리 작업에 있어서의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 액셀 페달에 의한 목표 회전수[도10의 기준 목표 회전수(NR)]를 최대(정격)의 NRmax로 설정한 경우의 것이다. 도면 중, TE, TR, TEP는 도7에서 설명한 것과 동일한 특성이다. TTE는 토크 컨버터(31)가 주행 상태[스톨(e = 0)로부터 먼 상태]에 있을 때의 토크 컨버터 입력 토크의 특성이며, 일예로서 e = 0.8일 때의 특성을 나타내고 있다.

도11 및 도12에 도시한 표토 박리 작업에 있어서, 토사의 두께가 얇거나 토사가 부드러울 때 구간 E의 동작 상태는 도13의 E점에 대응하고, 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳤을 때 구간 F의 동작 상태는 도12의 F점에 대응한다.

도11 및 도12에 도시한 표토 박리 작업에서는, 텔레스코픽 핸들러는 주행하 면서 작업을 행하고 있고, 토크 컨버터(31)의 출력 회전수는 비교적 높고, 속도비는 예를 들어 e = 0.8 부근에 있다. 또한, 박리되는 토사의 두께가 얇거나 토사가 부드러울 때 펌프압은 낮고, 펌프 흡수 토크는 작게 예를 들어 도시한 TPE 정도이다(E점). 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪치면 펌프압이 상승되고, 펌프 흡수 토크는 TPE로부터 TPF로 증가한다(F점). 그 결과, 주행계의 동작점은 E점으로부터 F점으로 이동하고, 실제의 엔진 회전수는 E점의 NE로부터 F점의 EF로 약간 저하한다.

이와 같이 종래의 일반적인 주행식 유압 작업기에서는, 표토 박리 작업으로 버킷이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳐 펌프압(작업 부하)이 상승될 때, 실제의 엔진 회전수는 NE로부터 EF로 약간 저하되는 것뿐이며, 주행 속도는 거의 저하되지 않는다. 이로 인해 버킷(105)은 토사의 두꺼운 혹은 단단함에도 상관없이 빠른 속도로 움직여지고, 무리하게 토사를 박리해 버려 평탄하면서 양호한 굴착면을 형성할 수 없다.

도14는, 본 실시 형태에 있어서의 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크 및 토크 컨버터 입력 토크와의 관계 및 도11 및 도12에 도시한 표토 박리 작업에 있어서의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 액셀 페달(42)에 의한 목표 회전수[도10의 기준 목표 회전수(NR)]를 최대(정격)의 NRmax로 설정한 경우의 것이다.

본 실시 형태에서는, 도11 및 도12에 도시한 표토 박리 작업에 있어서, 토사의 두께가 얇거나 부드러울 때에는 제어기(48A)에서 다음과 같은 연산 처리가 행해져 엔진 회전수가 제어된다.

우선, 기준 목표 회전수 연산부(51)에서는 기준 목표 회전수로서, 액셀 페달(42)의 액셀량으로부터 최대의 목표 회전수(NRmax)가 연산된다.

박리되는 토사의 두께가 얇거나 부드러울 때에는 펌프압은 저하되고(경부하 상태 ; 도12의 구간 E), 제1 보정 회전수 연산부(52A)에서는 ΔN1 = 0이 연산된다.

또한, 표토 박리 작업시에는 토크 컨버터(31)의 출력 회전수가 비교적 높고(스톨 상태로부터 멀고), 속도비 연산부(53)에서는 속도비로서 예를 들어 상기의 e = 0.8이 연산되고, 제2 보정 회전수 연산부(54A)에서는 ΔN2 = ΔNB가 연산된다.

또, 표토 박리 작업에서는 붐 하강을 행하기 때문에, 제3 보정 회전수 연산부(55A)에서는 ΔN3 = ΔNC가 연산된다.

따라서, 최소치 선택부(56)에서는 ΔN = 0이 선택된다.

한편, 액셀 페달(42)은 최대의 목표 회전수(NRmax)를 지령하는 조작 상태이며, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)에서는 K = 1이 연산되고, 승산부(58)에서는 ΔN = 0 × 1 = 0이 연산된다.

그 결과, 감산부(5g)에서는 NT = NRmax - 0 = NRmax가 연산되고, 액셀 페달(42)에 의한 목표 회전수(NRmax)가 그대로 제어용의 목표 회전수가 되고, 종래와 마찬가지인 엔진 회전수 제어가 행해진다. 즉, 도14에 있어서 주행계(3)는 종래와 동일한 E점에서 동작하고, 실제의 엔진 회전수는 NE가 된다.

버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳤을 때에는, 제어기(48A)에서 다음과 같은 연산 처리가 행해져 엔진 회전수가 제어된다.

우선, 기준 목표 회전수 연산부(51)에서는 박리되는 토사의 두께가 얇거나 부드러울 때와 마찬가지로, 기준 목표 회전수로서 최대의 목표 회전수(NRmax)가 연산된다.

버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳤을 때에는 펌프압이 상승되고(중부하 상태 ; 도12의 구간 F), 제1 보정 회전수 연산부(52A)에서는 ΔN1 = ΔNA가 연산된다.

또, 표토 박리 작업에서는 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪쳤을 때에도 텔레스코픽 핸들러는 주행을 계속하고, 토크 컨버터(31)는 스톨로부터 먼 상태에 있으므로, 속도비 연산부(53)에서는 속도비로서 예를 들어 e = 0.75가 연산되고, 제2 보정 회전수 연산부(54A)에서는 ΔN2 = ΔNB가 연산된다.

또한, 표토 박리 작업에서는 붐 하강을 행하기 때문에, 제3 보정 회전수 연산부(55A)에서는 ΔN3 = ΔNC가 연산된다.

따라서, 최소치 선택부(56)에서는 ΔN = MIN(ΔNA, ΔNB, ΔNC), 예를 들어 ΔN = ΔNA가 선택된다.

한편, 액셀 페달(42)은 최대의 목표 회전수(NRmax)를 지령하는 조작 상태이며, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)에서는 K = 1이 연산되고, 승산부(58)에서는 ΔN = ΔNA × 1 = ΔNA가 연산된다.

그 결과, 감산부(59)에서는 NT = NRmax - ΔNA가 연산되고, 제어용의 목표 회전수는 액셀 페달(42)에 의한 설정 회전수보다도 ΔNA만큼 저하되고, 이 목표 회전수에 의해 엔진 제어가 행해진다.

도14에 있어서, Ny는 그 저하된 목표 회전수(NT = NRmax - ΔNA)이며, TTJ는 엔진 회전수 저하 후의 예를 들어 e = 0.75일 때의 토크 컨버터 입력 토크이다.

본 실시 형태에서는, 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪치면 펌프압이 상승되고, 펌프 흡수 토크는 TPE로부터 TPF로 증가하고, 작업 부하가 증가되는 한편, 상기한 바와 같이 목표 회전수가 저하되고, 주행계(3)의 동작점은 E점으로부터 J점으로 이행한다. TPJ는 이행 후 토크 컨버터 입력 토크이다. 그 결과, 실제의 엔진 회전수는 E점의 NE로부터 J점의 NF로 저하하고, 주행 속도도 저하한다. 이로 인해 버킷(105)은 토사의 두꺼운 부분 혹은 단단한 부분을 여유로운 속도로 주의깊게 굴착하고, 평탄하면서 양호한 굴착면을 형성할 수 있다.

도14에 있어서, Ny는 그 저하된 목표 회전수(NT = NRmax - ΔNA)이며, 주행계(3)의 동작점은 E점으로부터 J점으로 이동하고, 실제의 엔진 회전수는 E점의 NE로부터 J점의 NF로 저하한다. TTJ는 엔진 회전수 저하 후의 예를 들어 e = 0.75일 때의 토크 컨버터 입력 토크의 특성이며, TPJ는 동작점 이동 후의 토크 컨버터 입력 토크이다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 버킷(105)이 토사의 두꺼운 부분이나 단단한 부분에 부딪치면, 펌프압이 상승되어 펌프 흡수 토크는 TPE로부터 TPF로 증가하여 작업 부하가 증가되는 한편, 목표 회전수가 저하되어 주행계(3)의 동작점은 E점으로부터 J점으로 이행하고, 실제의 엔진 회전수는 NE로부터 NF로 저하되기 때문에, 주행 속도도 저하되고, 그 결과 버킷(105)은 토사의 두꺼운 부분 혹은 단단한 부분을 여유로운 속도로 주의깊게 굴착하고, 평탄하면서 양호한 굴착면을 형성할 수 있다. 또, 엔진 회전수가 저하되므로 연료 소비율도 향상된다.

이상과 같이 본 실시 형태에 의해서도, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합 조작인 표토 박리 작업시에 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있는 동시에, 작업 부하 증대시에는 엔진 회전수를 자동적으로 제어하여 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다. 또한, 엔진 회전수가 저하되므로 연료 소비율을 향상시킬 수 있다.

또, 이상 서술한 실시 형태에서는 작업예로서 지산의 굴착 작업(제1 실시 형태), 표토 박리 작업(제2 실시 형태)을 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 제2 실시 형태에서는 텔레스코픽 핸들러를 이용하여 표토 박리 작업을 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 어태치먼트로서 스위퍼를 부착하여 청소 작업을 행하는 경우에도 적용할 수 있다. 스위퍼에 의한 청소 작업에서는 붐의 하강 조작에 의해 스위퍼를 도로에 압박하면서 주행하고, 도1에 도시한 유압 모터(16)를 회전시킴으로써 스위퍼의 브러시를 회전하고, 호퍼에 먼지 등의 낙하물을 수집한다. 이 작업에서도, 종래 배제되는 물체가 증가되어도 엔진 회전수는 크게 변화하지 않기 때문에, 주행 속도는 변하지 않아 배제 잔여가 발생한다는 문제가 있다. 제2 실시 형태의 시스템에 따르면, 스위퍼에 의한 청소 작업에 있어서 배제되는 물체가 증가된 경우에는 표토 박리 작업인 경우와 같이 목표 회전수는 자동적으로 저하되어 실제의 엔진 회전수도 저하된다. 이로 인해 주행 속도가 늦어져 배제 잔여가 발생하지 않게 된다.

또, 상기의 실시 형태에서는 주행식 유압 작업기로서 텔레스코픽 핸들러에 대해 설명하였지만, 토크 컨버터가 달린 것이면 그 이외의 주행식 유압 작업기에 적용해도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 텔레스코픽 핸들러 이외의 토크 컨버터가 달린 주행식 유압 작업기로서는, 예를 들어 휠 셔블 및 휠 로더 등이 있다.

또한, 상기의 실시 형태에서는 제1 보정 회전수 연산부(52, 52A)에 있어서, 압력 센서(44)로부터의 펌프압의 검출 신호를 입력하고, 작업계(2)의 부하 상태를 판단하였지만, 유압 액튜에이터(13) 등의 구동 압력을 검출하는 압력 센서를 설치하고, 이 압력 센서로부터의 검출 신호를 입력해도 좋다.

또한, 제1 내지 제3 보정 회전수 연산부(52, 54, 55, 52A, 54A, 55A)에서 엔진 회전수를 바꾸기 위한 값으로서 보정 회전수(0 내지 1의 값)를 연산하고, 감산부(59)에서 그것을 기준 목표 회전수로부터 감산하였지만, 보정 회전수 연산부 대신에 보정 계수를 연산하는 연산부를 설치하고, 감산부 대신에 승산부를 설치하여 보정 계수를 기준 목표 회전수에 곱하여 제어용의 목표 회전수를 구해도 좋다.

또, 작업 액튜에이터의 작동 상황을 검출하기 위한 수단으로서, 펌프압뿐만 아니라 붐 상승 또는 붐 하강의 파일럿압을 검출하고, 각각으로 엔진 회전수 보정치를 구하였지만, 액튜에이터의 동작 방향과 상관없이 작업 부하 변동시에 엔진 회전수를 제어하고자 하는 경우에는, 펌프압만을 검출하여 보정 회전수를 연산해도 좋고, 이 경우에는 제3 보정 회전수 연산부(55, 55A)는 설치하지 않아도 좋다. 또한, 작업 액튜에이터의 작동 상황을 검출하기 위한 수단으로서 조작 장치가 발생하는 조작 신호를 검출 수단을 마련하는 경우, 1개의 조작 신호(붐 상승 또는 붐 하강의 파일럿압)를 검출하였지만, 2개 이상의 조작 신호를 검출해도 좋고, 이 경우 보다 정확하게 작업 액튜에이터의 작동 상황을 파악할 수 있다.

게다가, 작업 부하 변동시에 엔진 회전수를 제어하고자 하는 작업이 목표 회전수를 고속 영역으로 설정한 경우에 한정되는 것인 경우에는, 보정 필요 여부 계수 연산부(57)는 없어도 좋다.

본 발명에 따르면, 주행식 유압 작업기에 의해 주행과 유압 액튜에이터(작업 액튜에이터)의 복합 조작으로 작업을 행할 때, 입력 수단으로 지령된 목표 회전수를 보정함으로써 원동기의 회전수를 제어하기 때문에, 오퍼레이터가 의도하는 엔진 회전수를 베이스로 한 작업을 행할 수 있다. 또한, 작업 상황에 의해 작업 액튜에이터의 부하압(작업 부하)이 변동되어도, 원동기의 회전수가 자동적으로 제어되므로, 주행과 작업 액튜에이터와의 복합성을 양호하게 유지하여 효율적인 작업을 행할 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
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3. 적어도 하나의 원동기(1)와, 이 원동기를 장착하는 차체(101)와, 이 차체에 설치되고, 상기 원동기에 연결된 토크 컨버터(31)를 포함하는 주행 수단(3)과, 상기 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프(12)와, 이 유압 펌프의 압유에 의해 작동하는 적어도 하나의 작업 액튜에이터(13 내지 16)와, 이 작업 액튜에이터를 제어하는 조작 신호를 발생하는 조작 장치(23 내지 26)를 구비한 주행식 유압 작업기에 있어서,

   상기 원동기(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단(42)과,

   상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단(44)과,

   상기 주행 수단(3)의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단(45, 46)과,

   상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하고, 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(52 내지 59)을 갖고,

   상기 제1 검출 수단은, 상기 유압 펌프(12)의 토출 압력 및 상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 구동 압력 중 적어도 한 쪽을 검출하는 수단(44)과, 상기 조작 장치(23)가 발생하는 조작 신호를 검출하는 수단(47, 47A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 검출 수단은 상기 토크 컨버터(31)의 입출력 회전수를 검출하는 수단(45, 46)이며, 상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 토크 컨버터의 입출력 회전수로부터 토크 컨버터 속도비를 연산하고, 이 토크 컨버터 속도비에 의해 상기 주행 수단(3)의 작동 상황을 판단하는 수단(53, 54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.
5. 제3항에 있어서, 상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 제1 검출 수단(44)에 의해 검출된 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단(45, 46)에 의해 검출된 주행 수단(3)의 작동 상황이 각각 특정한 상태가 되면 상기 원동기(1)의 보정 회전수를 연산하는 수단(52 내지 56)과, 상기 원동기의 목표 회전수로부터 상기 보정 회전수를 감산하는 수단(59)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.
6. 적어도 하나의 원동기(1)와, 이 원동기를 장착하는 차체(101)와, 이 차체에 설치되고, 상기 원동기에 연결된 토크 컨버터(31)를 포함하는 주행 수단(3)과, 상기 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프(12)와, 이 유압 펌프의 압유에 의해 작동하는 적어도 하나의 작업 액튜에이터(13 내지 16)와, 이 작업 액튜에이터를 제어하는 조작 신호를 발생하는 조작 장치(23 내지 26)를 구비한 주행식 유압 작업기에 있어서,

   상기 원동기(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단(42)과,

   상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단(44)과,

   상기 주행 수단(3)의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단(45, 46)과,

   상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하고, 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(52 내지 59)을 갖고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 주행 수단(3)의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨에 가까운 상태에 있고, 또한 상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황이 경부하 상태가 되면 상기 원동기(1)의 목표 회전수를 내리도록 보정하는 수단(52 내지 54, 56, 59)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.
7. 적어도 하나의 원동기(1)와, 이 원동기를 장착하는 차체(101)와, 이 차체에 설치되고, 상기 원동기에 연결된 토크 컨버터(31)를 포함하는 주행 수단(3)과, 상기 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프(12)와, 이 유압 펌프의 압유에 의해 작동하는 적어도 하나의 작업 액튜에이터(13 내지 16)와, 이 작업 액튜에이터를 제어하는 조작 신호를 발생하는 조작 장치(23 내지 26)를 구비한 주행식 유압 작업기에 있어서,

   상기 원동기(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단(42)과,

   상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단(44)과,

   상기 주행 수단(3)의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단(45, 46)과,

   상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하고, 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(52 내지 59)을 갖고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 주행 수단(3)의 작동 상황이 토크 컨버터 스톨로부터 먼 상태에 있고, 또한 상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황이 중부하 상태가 되면 상기 원동기(1)의 목표 회전수를 내리도록 보정하는 수단(52A, 53, 54A, 56, 59)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.
8. 적어도 하나의 원동기(1)와, 이 원동기를 장착하는 차체(101)와, 이 차체에 설치되고, 상기 원동기에 연결된 토크 컨버터(31)를 포함하는 주행 수단(3)과, 상기 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프(12)와, 이 유압 펌프의 압유에 의해 작동하는 적어도 하나의 작업 액튜에이터(13 내지 16)와, 이 작업 액튜에이터를 제어하는 조작 신호를 발생하는 조작 장치(23 내지 26)를 구비한 주행식 유압 작업기에 있어서,

   상기 원동기(1)의 목표 회전수를 지령하는 입력 수단(42)과,

   상기 작업 액튜에이터(13 내지 16)의 작동 상황을 검출하는 제1 검출 수단(44)과,

   상기 주행 수단(3)의 작동 상황을 검출하는 제2 검출 수단(45, 46)과,

   상기 제1 검출 수단에 의해 검출된 작업 액튜에이터의 작동 상황과 상기 제2 검출 수단에 의해 검출된 주행 수단의 작동 상황을 기초로 하여 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하고, 상기 원동기의 회전수를 제어하는 원동기 회전수 제어 수단(52 내지 59)을 갖고,

   상기 입력 수단(42)의 입력량을 검출하는 제3 검출 수단(43)을 더 갖고,

   상기 원동기 회전수 제어 수단은 상기 제3 검출 수단으로 검출된 입력량이 미리 정해진 값 이상일 때에 상기 원동기의 목표 회전수를 보정하는 수단(57, 58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 유압 작업기.

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