WO1992014046A1

WO1992014046A1 - System for controlling revolution frequency of prime mover in hydraulically driven vehicle

Info

Publication number: WO1992014046A1
Application number: PCT/JP1992/000115
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Ichimura; Seiji Tamura; Akira Tatsumi; Mitsuo Kihara; Junichi Hosono; Kazuo Asano
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 1991-02-05
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1992-08-20
Also published as: EP0528042A4; DE69210713D1; EP0528042A1; EP0528042B1; US5277269A; DE69210713T2

Description

明細書油圧駆動車両の原動機回転数制御装 S 技術分野

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。

背景技術

本出願人は先に、たとえば特開平 3— 1 3 5 8 4 4号公報に次のような油圧駆動車両を提案している。この油圧駆動車両では、走行加速時は走行ペダルの踏み込み量に応じてエンジン回転数を增速するとともに走行油圧モー夕への供給流量も増加させる。また、走行ペダルを離す滅速操作時には、キヤビテーシヨン防止の観点から、走行ペダルを離しても直ちにエンジン回耘数をアイドリング回転数まで下げずに時間絰過に応じてエンジン回転数を徐々に下げるスローダウン制御を行なうとともに、走行用制御弁を徐々に中立位 Sに戻すスローリターン制御を行なっている。

しかしながら、上述したスローダウン制御を常に許可すると特定の運転下で種々の問題が起きる。

①本出願人は、特穎平 2— 1 8 5 8 7 6号明細書において、走行時のみならず据削などの作業時においても走行ペダルの踏み込み量に応じてェンジン回転数を增滅させることができる油圧駆動車両を提案しているが、上述したように走行滅速時にスローダウン制御をするようにすると、作業時に走行ペダルでエンジン回転数を調節するときいつもスローダウン制御が働いてしまい、操作フィーリングが悪いという問題がある。

②運転者は、発進する意図がないのに走行ペダルの上に足を置いて瞬時だけ僅かに踏込み操作（エンジン回転数が僅かに増速され、走行用制御弁も僅かに開く程度）することがある。このとき、上記スローダウン制御とスローリターン制御が行なわれると、走行用制御弁から油圧モータへ圧油が供給されるおそれがある。

発明の開示

本発明の目的は、走行ペダルの減速操作時における原動機回転数のスローダウン制御を特定の運転時に禁止するようにした油圧艇勖車両の原動機回転数制卸装置を提拱することにある。

( 1 ) 本発明は、原動機に艇動される油圧ポンプと、走行時に前記油圧ポンプからの吐出油により蘊勖される走行用油圧モ一夕と、作業時に前記油圧ポンプからの吐出油により黩動される作業用ァクチユエ一夕と、走行時に操作量に応じて走行速度を制御する走行ペダルと、前記走行ペダルの踏み込み量が滅少していることを判定する滅速判定手段と、この走行ペダルの踏み込み量に応じて前記原動機回転数を增滅制御する第 1の原動機回転数制御、および前記走行ペダルの踏込み量が滅少していると判定されるときにはその滅少量に遅延させて前記原動機回転数を低減制卸する第 2の原動機回転数制御を行なう回転数制御手段とを具備する油圧駆動車両の原動機回転数制御装 Sに適用される。

そして、前記走行ペダルの踏み込み量が減少しているときでも特定の運転条件下では前記第 2の原動機回転数制揮を禁止する禁止手段を具備することにより、上記目的を達成する。

特定の運転時において、第 2の原動機回転数制御の弊害を防止できる。

( 2 ) 前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作動し得る状態であることを判定する作業判定手段を前記禁止手段に含めるように構成し、この作業判定手段により前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作動し得る状態であることが判定されているときは、前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御することを禁止するのが好ましい。

作業時に走行ペダルで原動機回転数を調節する場合、第 2の原動機回転数制御が行なわれず、作業時の操作フイーリングが損われることがない。

( 3 ) また、前記走行用油圧モー夕が作動していることを判定する走行判定手段をさらに有するようにしてもよく、この場合、走行判定手段により前記走行油圧モータが作動していることが判定されているときは、前記回転数制卸手段により、前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御する。

走行状態検出時、走行ペダルを踏込む加速時には踏込み量に応じて原動機回転数を増加させる。つまり、第 1の原動機回転数制御（通常原動機回転数制御）を行う。走行ペダルを難す減速時には、踏込み量の滅少に応じて原動機回転数を低滅せず、時間経過により原動機回転数を低減する。つまり、第 2の原動機回転数制御（スローダウン制御）を行う。したがって、走行減速時にキヤビテ一ションの発生が防止される。

( 4 ) 上記作業判定手段と、走行判定手段とを備えるようにしてもよい。

( 5 ) 本発明による原動機回転数制御装置を、車両の前進、後進および中立状態を検出する前後進検出手段と、作業時に走行輪に制動力を付与する作業ブレーキ装 Sと、この作業ブレーキ装 Sが作動していることを検出するブレーキ検出手段とを備えた車両に適用することができる。この場合、前記作業判定手段は、前記前後進検出手段が中立状態を検出し、前記ブレーキ検出手段が作業ブレーキ装 Sの作動を検出しているときに、作業と判定する。

( 6 ) 本発明による原動機回転数制御装置を、前記車雨の前進、後進および中立状態を検出する前後進検出手段と、作業時に走行輪に制動力を付与する作業ブレーキ装置と、この作業ブレーキ装 βが作勖していないことを検出するブレーキ検出手段と、前記走行油圧モータが作動していることを検出する油圧モータ作動検出手段とを備えた車両に適用することもできる。この場合、前記走行判定手段は、前記前後進検出手段が中立以外の状態を検出し、前記ブレーキ検出手段が作業ブレーキ装 {gの作勖を検出せず、前記走行油圧モー夕の作動が検出されているときに、走行と判定する。

( 7 ) 原動機がディーゼルエンジンであれば、前記回転数制御手段は、目棟ェンジン回転数を指令する指令手段と、制御回転数を表すガパナレバー位 Sを検出する検出手段と、目檫エンジン回転数と制御回転数の差に基づいてガパナレバ一を駆動制御する駆動手段とを備えて構成するのが好ましい。

( 8 ) 上記ディーゼルエンジンを使用する場合、前記第 2の原動機回転数制御は、前記目標エンジン回転数と制御回転数との差に基づく前記ガパナレバーの駆動制御タイミングを遅延させて達成するようにしてもよい。

( 9 ) 前記回転数制御手段で設定されるアイドル回転数は次のようにするのが好ましい。走行時に前記走行ペダルが操作されないときは前記原動機回転数を第 1のアイドル回転数に設定し、作業時に前記走行ペダルが操作されないときは前記原動機回転数を第 1のアイドル回転数よりも低い第 2のアイドル回転数に設定する。

走行ペダルによりエンジン回転数を制御するとき、作業時はアイドル回転数が低めに設定され、走行時はそれよりも高めに設定されるので、作業時の燃 »を悪化することなく、走行時に次のような効果が得られる。

①油圧パワーステアリングを用いる場合、発進時のステアリング操作角が大きくても流量が不足せず鞋快なステァリング操作が可能となる。

②走行操作を油圧パイ口トで行なう場合、発進時に油圧パイ口ト用ポンプの流量が多くなり、パイロヅトリリーフ弁のオーバーライド特性による応答性の悪化が防止できる。

③滅速時のポンプ流量が多いので、ステァリング操作力が急に重たくなることがない。

④滅速時のキヤビテーシヨンを防止できる。

⑤加速時にエンジンの引きづり現象が発生せず、加速性が向上する。

( 1 0 ) 前記油圧モータに流入する油の流量を制御する制御弁は、前 13走行べダルの黯込み童に応じた流量のポンプ吐出油を通逷させるが、前記原動機回転数が所定値まで增速される踏込み量以上の領域で開弁を閱始するようにするのが好ましい。

原動機回転数が所定回転数以上に增速されてから、すなわち、原動機出力が所定值以上になつてから圧油が走行油圧モ一夕へ供給されるから、オーバートルクにならず、原動機が停止したり、黒煙を噴くこともない。

( 1 1 ) また前記禁止手段が前記走行ペダルの踏込み時間を判定する踏込み時閎判定手段を含むように構成し、この踏込み時間判定手段により前記走行ペダルが所定時間以上踏込まれていないと判定されるときは、前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御することを禁止することもできる。

このように禁止手段を構成する場合にも、上記と同様な種々の態様が可能である。そして、走行ペダルが睽時だけ踏込まれる場合には第 2の原動機回転数制御が行われず、走行ペダルを離せば直ちに原動機回転数は低滅する。したがって、走行用流量制御弁をスロ一リターン制御する場合でも、多量の圧油が油圧モー夕に流れ込むことがなく、不所望な発進を防止できる。本発明によれば、走行滅速時にキヤビテーション防止の観点からいわゆるスロ一ダウン制御を行なう場合、いわゆるペダルチヨィ踏み後にペダルから足を雜した時にはスローダウン制御を禁止し、すぐに原動機回転数を低減するようにしたので、走行滅速時には確実にキヤビテ一シヨンを防止すると共に、ペダルチヨィ躊み時に圧油が走行乇一夕に供給されるおそれがない。

図面の簡単な説明

図 1は本発明に係わる原動機回転数制御装置、油圧回路、およびブレーキ回路の全体構成の第 1の実施例を示す図である。

図 2は図 1の各部の拡大図である。

図 3は図 1の各部の拡大図である。

図 4は図 1の各部の挞大図である。

図 5はホイール式油圧ショベルの倒面図である。

図 6は図 1のコントローラの詳細ブロヅク図である。

図 7は図 6の遅延制御回路とサーポ制御回路をプログラムで実現した場合のフ口一チヤ一トである。

図 8は第 2の実施例におけるコントローラの詳細を示すブロヅク図である。図 9は図 8の運延制御回路とサーボ制御回路をプログラムで実現した場合のフローチャートである。

図 1 0は、上記各実施例に使用される走行用制御弁における、走行パイロット圧力とエンジン回転数および制御弁スプールのストロークの一例を表すグラフである。

図 1 1は、上記各実施例に使用される走行用制御弁における、走行パイロット圧力とエンジン回転数および制御弁スプールのストロ一クの他の例を表すグラフである。

本発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施例一

図 1〜図 7により、本発明をホイ—ル式油圧ショベルの回転数制御装置に適用した場合の第 1の一実施例について説明する。この第 1の実施例は、走行時はス口一ダウン制御を行ない、掘削などの作業時はスローダウン制御を禁止して、作業時に走行ペダルでエンジン回転数を制御する場合の操作フイーリングの向上を図ったものである。

図 5に示すように、ホイール式油圧ショベルは、上部旋回体 U Sと下部走行体 L Tとを有し、上部旋回体 U Sに作業用ァタヅチメント A Tが取付けられている。図 1はこの種の油圧ショベルの走行油圧回路，回転数制御回路およびブレーキ回路を示している。なお、図 2〜 4は図 1の各部を拡大して示すものである。

図 1〜4において、原動機、好ましくはオールスピードガパナ付きディーゼルエンジン 2 1により駆勖される油圧ポンプ 1からの吐出油は、油圧パイ口ヅト式制御弁 2を介してカウンタパランス弁 3を経て走行用の油圧モ一夕 4に導かれるようになつている。この制御弁 2は、油圧ポンプ 5 , パイ口ヅト弁 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。

エンジン 2 1のガパナ 2 l aは、リンク機構 3 1を介してパルスモー夕 3 2に接続され、パルスモータ 3 2の回転によりエンジン 2 1の回転数が制御される。すなわち、パルスモータ 3 2の正転で回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモー夕 3 2の回転は、コントローラ 3 3からの制御信号により制御される。またガパナ 2 l aにはポテンショメ一夕 3 4が接続され、このポテンショメ一夕 3 4によりエンジン 2 1の回転数に応じたガパナレバー位置を検出し、ガパナ位置検出值（以下、制御回転数とも呼ぶ） N r pとしてコントローラ 3 3に入力する。

コントローラ 3 3にはまた、上部旋回体 U Sの運転室に設けられた燃料レバ一 2 3 , 前後進切換スイッチ 3 5の η凝子，ブレーキスィッチ 3 6の W端子が接続されるとともに、パイ口ヅト弁 6と前後進切換弁 8との間の管路に設けられた圧力計 3 7が接続されている。この圧力計 3 7は、走行ペダル 6 aの操作量に比例して発生するパイロット圧 P iを検出してコントローラ 3 3に入力する。燃料レパー 2 3は、手動操作によりエンジン 2 1の回転数を変更するためのものであり、操作量に応じた回転数信号 N oをコントローラ 3 3に入力する。

前後進切換スィッチ 3 5の共通端子はバッテリ 3 8に接続され、 f ， r端子は、リレー Rの常閉接点 R S 1、 R S 2介して前後進切換弁 8のソレノィド部にそれぞれ接統され、 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。前後進切換スィヅチ 3 5が 11位¾のときコントローラ 3 3に中立状態を示すハイレベル信号が入力される。

前後進切換弁 8を F位置（前進位置）または R位鴦（後進位置）に切換えて走行ペダル 6 a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 6 a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 2 aまたは 2 bに導かれ、制御弁 2は所定方向に所定量だけ切換わり、このとき、後述するように走行ペダル 6 aの操作量に応じてエンジン回転数も增滅される。走行ペダル 6 a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夕 4に導かれる。これにより油圧モー夕 4が艇動され、走行ペダル 6 aの操作量に応じた速度で車両が前進または後進する。

ブレーキスィッチ 3 6は、オペレータが走行時、駐車時および作業時に応じて選択操作するものであり、その共通端子はパヅテリ 3 8に、 W端子はコント口一ラ 3 3に接統される。またこのブレーキスイッチ 3 6の W端子は、リレーコイル R Cにも接続されており、スイッチ 3 6が W位置に切換わるのに伴ってリレーコィル R Cが励磁される。コイル R Cが励磁されると上述の常閉接点 R S 1 ， 2は開き、この状態では前後進切換スィッチ 3 5 と前後進切換弁 8とが遮断され、スイッチ 3 5が f 位 fiまたは r位置に操作されても前後進切換弁 8は中立位 S Nを保持する。

また、上述の油圧ポンプ 1からの吐出油は、制御弁 5 1を介して作業用のシリンダ（例えばブームシリンダ） 5 2にも導かれるようになつている。そして、作業用レバー 5 1 aにより制御弁 5 1を操作してシリンダ 5 2を伸縮させ、これにより作業用アタッチメントを駆動して作業を行う。制御弁 5 1を油圧パイロッ卜で切り換えるようにしてもよい。この作業時には、後述するようにして走行ぺダルによりエンジン回転数制御を行うことができ、燃料レバー 2 3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。

さらに図 1および図 4において、 1 0 0はブレーキ系統を示し、このブレーキ系統 100は、圧縮空気を送り出す圧気源 1 0 1からの圧気でサービスブレーキをかけるポジティブ型の主ブレーキ装 S 108と、圧気源 1 00からの圧気でブレーキが解除され、その圧気が排気されるとブレーキがかかるネガティブ型の駐車ブレーキ装置 10 6とを備えている。そして、この実施例では、作業時に主ブレーキ装置 108と駐車ブレーキ装 S 106とを同時にかけるようにしている。圧気源 10 1は、エンジン 2 1によって作動する圧縮機 1 O l aのデリベリ倒を逆止弁 10 1 bを介してエアタンク 10 1 cに接続して梅成される。また、ェァタンク 10 1 cの内圧を一定に保つリリーフ弁 10 1 dが設けられる。エア夕ンク 10 1 cに接铳された一方の入力管路 1 02 aは走行用ブレーキ弁 103の入力ポートに接練され、他方の入力管路 102 bはブレーキ切換弁 104の一方の入力ポートに接練される。また、走行用ブレーキ弁 103の出力ポートがブレーキ切換弁 104の他方の入力ポートに接耪されている。走行用ブレーキ弁 10 3は、ペダル 103 aの跨み込み量に相応した圧力を出力ポートに出力し、ぺ夕ル 103 aを解放すると出力ポー卜が大気ポート 103 bと連通する。また、ブレーキ切換弁 104は、ブレーキスイッチ 36を端子 T , P , Wにそれぞれ切換え操作することにより、走行位 S (T ) 、駐車位置（P ) および作業位置（W) の各位 gに切り換わる。ブレーキ切換弁 104にも排気ポート 1 04 aが設けられている。

ブレーキ切換弁 104の一方の出力ポ一トは管路 105によってネガティブ型の駐車ブレーキ装 S 10 6に接続されており、他方の出力ポートは管路 107によってポジティブ型の主ブレーキ装 S 108に接続されている。また、走行用ブレーキ弁 1 03の出力ポートは逆止弁 1 10が配罱された管路 109により主ブレーキ装置 1 08に接続され、走行用ブレーキ弁 103からの圧気が主ブレーキ装置 108に直接流れるのを許容する。

主ブレーキ装 S 1 08に接続された管路 1 07は、空圧一油圧変換倍力装 S 1 08 aの入力ポートに接続され、その出力ポー卜が複数の車輪のブレーキシリンダ 1 08 bに接続される。なお、ブレーキシリンダ 108 bによりブレーキシュ一 1 08 cがブレーキドラム 108 dを押圧するとブレーキがかかる。また、 1 08 eは戻りばねである。駐車ブレーキ装 g 106に接続された管路 1 05は、空圧一油圧変換倍力装 10 6 aの入力ポートに接続され、そのビストンロヅド 1 0 6 bがブレーキレバ一 1 06 cを介してブレーキシュ一 1 06 dに連結されている。このブレーキシユー 1 06 dによりブレーキドラム 1 06 eを押圧してブレーキがかかる。また、ピストンロヅド 1 06 bには戻りばね 1 06 f が遒挿されており、その復元力が常時駐車ブレーキをかける方向に付勢されている。したがって、この駐車ブレーキ装 S 106は、圧気が供給されるとブレーキ解除、圧気が排気されるとブレーキ作動となる。

以上のブレーキ系統 1 00では、ブレーキスィヅチ 36を走行位雷 Tに切換えるとブレーキ切換弁 104が図示の T位 Sに切換わり、駐車ブレーキ装 S 106 へ圧気源 1 0 1から圧気が供給され、駐車ブレーキが非作動となり、また、ブレ —キペダル 1 03 aの踏込みにより、走行時に主ブレーキ装置 1 08を作動させていわゆるサービスブレーキが働く。ブレーキスイッチ 36を作業位置 Wに切換えると、ブレーキ切換弁 1 04が W位置に切換わり、ブレーキペダル 103 aの踏込みに拘らず、主ブレーキ装置 108へは圧気が供給されてサービスブレーキが働くとともに、駐車ブレーキ装 S 106から圧気が排気されるので駐車ブレーキが働く。すなわち、 2つのブレーキが同時に働くいわゆる作業ブレーキ状態となる。ブレーキスィヅチ 36を駐車位 ¾Pに切換えると、ブレーキ切換弁 104 が P位に切換わり、駐車ブレーキ装 S 106から圧気が排気されて駐車ブレーキが働く。主ブレーキ装 S 108はブレーキペダル 103 aの踏込みにより作動する。

図 6はコントローラ 3 3の詳細を説明する概念図である。

コントローラ 33は、 2つの関数発生器 3 3 a, 33 bと、選択回路 33 cと、最大値選択回路 3 3 dと、遅延制御回路 33 eと、サ―ボ制御回路 33 f と、ァンドゲート- 33 g , 33 hとを有する。

圧力計 3 7で検出されるパイロット圧 P iを示す信号（走行ペダル踏込み量 0 Pをも示す）は関数発生器 33 a , 33 b、遅延制御回路 3 3 eおよびアンドゲード 3 3 hに入力される。閭数発生器 3 3 a , 33 bは、パイロット圧 P iとェンジン 2 1の目標回転数を対応付けた関数（回転数特性） L I , L 2によって定まる回転数 N t , N dを出力する。関数 L 1は走行に適した走行用回転数特性であり、 L 2は作業用ァタツチメン卜 A T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。 L 1は L 2よりも回転数の立上りが急峻となっており、最高回転数も高く設定されている。すなわち、作業時には作業に適した回転数特性で走行ペダル 6 aによりエンジン回耘数制御を可能にし、走行時には走行に適した回転数特性で走行ペダル 6 aによりエンジン回転数制卸を可能にする。

選択回路 3 3 cは、走行用回転数特性 L 1により回転数 N tを出力する閬数発生器 3 3 aに接練される固定接点 X、および作業用回転数特性 L 2により回転数 N dを出力する閲数発生器 3 3 bに接統される固定接点 Yを有するとともに、接地されている固定接点 Zを備える。面定接点 Zが接続されるとアイドリング回転数よりも低い回転数を示す回転数信号が選択される。この選択回路 3 3 cの切換えは、アンドゲート 3 3 gおよびアンドゲート 3 3 hからの信号により行なわれる。

アンドゲート 3 3 gの非反転入力端子はブレーキスィヅチ 3 6の W端子と前後進切換えスィヅチ 3 5の中立端子 nに接絲されている。また、アンドゲート 3 3 hの反転入力端子はブレーキスィヅチ 3 6の W嫁子と前後進切換えスィヅチ 3 5 の中立端子 nにそれぞれ接続されるとともに、非反転入力端子は圧力計 3 7に接耪されている。ここで、ブレーキスィヅチ 3 6が W位 Sに切換えられるとその W 靖子はハイレベルとなり、 T , P位置で W端子はローレベルとなる。また、前後進切換えスイッチ 3 5が中立位 g nに切換えられるとその中立端子 nはハイレべルとなり、 f ， r位镢で n端子はローレベルとなる。さらに、走行ペダル 6 aを踏込むと圧力計 3 7からの信号はハイレベルとなる。したがって、実走行時はァンドゲード回路 3 3 hの出力である走行信号がハイレベル、作業時はアンドゲード回路 3 3 gの出力である作業信号がハイレベルとなる。

選択回路 3 3 cの切換位置に応じて関数発生器 3 3 aまたは 3 3 bのいずれか —方からのエンジン回転数信号あるいは固定接点 Zからの低回転数信号が選択され、最大値選択回路 3 3 dに入力される。この最大値選択回路 3 3 dの他方の入力端子には燃料レバー 2 3から回転数 N oも入力され、いずれか大きい方が目標回転数 N r o aとして遅延制御回路 3 3 eに入力される。遅延制御回路 3 3 eには、走行状態か作業状態かを示すアンドゲード 3 3 g， 3 3 hの出力信号と、走行ペダル踏込み量を示すパイロット圧 P iとが入力されており、この遅延制御回路 3 3 eはガバナレバー位置目標值 N r oを算出してサーボ制御回路 3 3 f に入力する。サ―ボ制御回路 3 3 f には、上述のポテンショメータ 3 4から現在の制御回転数、すなわちガパナレバー位 S検出值 N r pも入力されており、このサーポ制御回路 3 3 f は、図 7に示す手順に従ってエンジン回転数をガパナレバ—位 S目標値 N roに変更する制御を行う。つまり、両回路 3 3 eと 3 3 f により、走行滅速時のみスローダウン制御を行い、その他の場合は走行ペダル踏込み量に応じた通常回転数制御を行なう。

図 7は運延制御回路 3 3 eおよびサーボ制御回路 3 3 f をプログラムで実現する場合の制御手順を示している。ステップ S 1でアンドゲード 3 3 g， 3 3 hからの信号に基づいて走行か作業かを判定する。アンドゲード 3 3 gの出力信号がハイレベルならば作業、アンドゲード 3 3 hの出力がハイレベル場合ならば走行と判定する。走行と判定されるとステヅブ S 2に進む。ステップ S 2でペダル 6 aの操作量 0 pが所定值 0 p o以上と判定されると、ステップ S 3で減速フラグ F 1を 1としてしてステヅブ S 4に進み、現在の目標回転数 N r o aがその前回値 N r o 1より小さいか否かを判定する。ここで、 N r o a < N r 0 1であるということは、走行ペダル 6 aが減速方向に操作されていること、すなわち滅速指令がなされていることを示している。

ステヅブ S 4が否定されると、すなわち滅速方向に操作されていないことが判定されるとステップ S 5で滅速フラグ F 1をゼロとして後述するステヅブ S 1 2 に進み、ステップ S 4が肯定されると、すなわち滅速方向に操作されていることが判定されるとステヅブ S 6に進み、変数 iがゼロか否かを判定する。この変数 iは、この図 7の制御ループを何回繰り返したかを示すものである。また滅速フラグ F 1は、ステヅブ S 3で 1に設定され、ステヅブ S 4が否定された後のステヅブ S 5でゼロに設定されるので、このフラグ F 1が 1ということは、減速操作がなされていることを示している。

ステヅブ S 6が肯定されるとステップ S 7で変数 iに所定値 i o (ただし、 i o > 0 ) を代入してステヅブ S 8に進み、前回の実目標回転数 N r o 1から単位回転数 Δ Nを引き、すなわち N r o l— ΔΝを今回の実目擦回転数 N r oとしてステップ S 9に進む。ステップ S 9では、前回の実目標回転数 N r o 1を現在の実目檫回転数 N r Οで置換してステヅブ S 2 1に進む。一方、ステヅブ S 6が否定された場合には、ステップ S 10で iを「― 1」だけ歩進するとともに、ステップ S 1 1で今回の実目檫回転数 N r oを前回の実目標回転数 N r olで置き換えてステヅブ S 9に進む。

またステヅブ S 2が否定された場合には、ステップ S 14で減速フラグ F 1が 1か否かを判定し、肯定されるとステヅブ S 4に進み、否定されるとステヅブ S 12で iに所定値 i oを代入するとともに、ステヅブ S 13で今回の実目棵回転数 N r oに前回の目標回転数 N r o aを代入してステップ S 9に進む。

ステップ S 2 1では、現在のガバナレバー位 Sと実目檫回転数を示すガパナレパー目檫值との差 N r p— N r oを求め，その結果を回転数差 Aとしてメモリに格納し、ステップ S 22において、予め定めた基準回転数差 Kを用いて、 I A I ≥Kか否かを判定する。ステップ S 22が肯定されるとステヅブ S 23に進み、回転数差 A > 0か否かを判定し、 A> 0ならば現在の制御回転数が実目棟回転数 Nr oよりも高いから、エンジン回転数を現在の值から予め定めてある単位回転数 Δ Νだけ下げるべくステップ S 24でモー夕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 2 1の回転数が厶 Nだけ低下する。ここで、上述の単位回転数の最大値 Δ Nは、 1ループを実行する間に增滅できる最大の回転数である。

ステップ S 23が否定された場合には、制御回転数が目標回転数 N r oよりも低いから、エンジン回転数を現在の値から上記単位回転数 Δ Nだけ上げるべくステヅプ S 25でモータ正転を指令する信号をパルスモータ 32に出力する。これによりパルスモータ 32が正転しエンジン 2 1の回転数が Δ Nだけ増加する。ステヅブ S 22が否定されるとステヅブ S 26に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン 21の回転数が一定値に保持される。ステップ S 24〜S 2 6を実行すると始めに戻る。

ここで、以上説明したステップ S 1〜 S 14が遅延制御回路 33 eによる処理手煩を、ステップ S 2 1以降がサーボ制御回路 33 f による処理手順を示している。

このような第 1の実施例では次のようにしてエンジン回転数が制御される。作業を開始するに当たりブレーキスイッチ 36を W位置に切換えると、上述したように主ブレーキ装 S 1 08と駐車ブレーキ装置 106の双方が作動して作業ブレーキがかかる。このとき、前後進切換えスィヅチ 35を中立位 Snに切換えると、アンドゲート 33 gの出力がハイレベルとなり、選択回路 33 cは Y接点に切換えられる。その結果、闉数発生器 33 bから作業用回転数特性 L 2が選択される。一方、ブレーキスイッチ 36が Tまたは P位 βに切換えられるとともに前後進切換えスィツチ 35が前進位または後進位 «rに切換えられた状態で走行ペダルが踏込まれると、アンドゲート 33 hの出力がハイレベルとなり、選択回路 33 cは X接点に切換えられる。その結果、関数発生器 3 3 aから走行用回耘数特性 L 1が選択される。

以上の 2つの状態以外の時には、選択回路 33 cは Z接点に切換えられ、アイドル回転数よりも低い回転数を示す信号が選択される。以上のようにして選択された回転数は最大値選択回路 33 dに入力されて燃料レパー 23で設定された回転数 N oと比較され、いずれか大きい方が目標回転数 N r o aとして選択される。そして、この目標回転数 N r o aが遅延制御回路 33 eに入力されると実目標回転数 N r oが算出され、さらに N r oはサーボ制御回路 33 f に入力される。そして、図 7に示す手順にしたがって走行減速時のみスローダウン制御が実行され、その他の場合には通常エンジン回転数制御が実行される。

すなわち、走行時に走行ペダル 6 aを加速方向に操作した場合には、ステップ S 4が否定され、ステヅブ S 1 3において、選択回路 33 cによって選択された値 N r o aを実目標回転数 N r oとして設定するので、エンジン回転数は、走行ペダル 6 aの操作に応じて速やかに上昇する。一方、走行ペダル 6 aが滅速方向に操作された場合には、ステップ S 4が肯定され、 i = 0のときのみ実目標回転数 N r oが、その前回値 N r o 1から Δ N (単位回転数）を引いた値に設定される（ステヅブ S 8 ) 。変数 iは、ステヅブ S 1 0を通るたびに「一 1」づっ歩進されるので、この図 7の制御ル―ブを i回繰り返すごとにステヅブ S 8が実行されることになる。したがってエンジン回転数は、時間の経過に比例して滅少する。また、ステヅブ S Iで作業と判定されると、ステヅブ S 1 2 , 13， 9、ステヅプ S 2 1〜 26のループでエンジン回転数が制御されるので、走行踏込み量が滅少する操作時でもスローダウン制御が行なわれず、通常ェンジン回転数制御が実行され、作業時に走行ペダルでエンジン回転数制御する際の操作フィ一リングが向上する。

—第 2の実施例一

図 8および図 9により第 2の実施例について説明する。第 2の実施例は、走行時に走行ペダルが所定時間以上踏込まれた後に滅速操作されたとき上記スローダゥン制街を行ない、走行べダウ黯込み時間が所定時間未濁の場合には走行ペダルの跨込み量が減少してもスローダウン制御を行なわないようにし、走行時にオペレー夕の意図しない発進を防止するようにしたものである。第 1の実施例と同様な箇所には同一の符号を付して相遠点を主に説明する。

図 8は第 2の実施例のコントローラ 33 Aの詳細を鋭明する概念図である。コントローラ 33 Aは、第 1の実施例のコントローラ 33と同様な、 2つの M 数発生器 33 a, 33 bと、選択回路 33 cと，最大値選択回路 33 dと、遅延制御回路 33 eと、サーポ制御回路 33 f と、アンドゲ一ド 33 g, 33 hとを備えるとともに、さらに、タイマ 33 iと、フラグ選択スィヅチ 33 j と、ブラグ設定器 33 k， 3 3 1とを有する。

走行パイロット圧 P iが発生すると夕イマ 33 iは計時を開始し、所定時間経 »するとタイマ 33 iの出力信号が立上がり、フラグ選択スィツチ 33 j によりフラグ " 1 " 設定器 33 1が選択される。タイマ 33 iはパイ口ヅ卜圧 P iが立ち下がるとリセットされ、このとき選択スィヅチ 33 jはフラグ "0" 設定器 3 3 kを選択する。後述するように、フラグ " 0 " が選択されている時には、スロ一ダウン制御が行われず、フラグ " 1 " が選択されている時には、スローダウン制御が行われる。このフラグをペダル踏込みフラグ F 2と呼ぶ。

図 9は、第 2の実施例における遅延制御回路 33 eおよびサーボ制御回路 33 f をプログラムで実現する場合の制御手順を示している。第 1の実施例と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。

ステップ S 1 Aで作業信号と走行信号がオンしているかを判別し、走行信号がオンしていればステップ S I Bに進み、作業信号がオンしていればステヅブ S 3 0に進む。ステヅブ S 1 Bではペダル踏込みフラグ F 2が 0か 1かを判定する。フラグ F 2が 0ならば、走行ペダルは瞬時だけ踏込まれているので、ステヅブ S 30以下のステヅブを実行して、走行ペダルの踏込み量に応じてエンジン回転数を增減する。フラグ F 2が 1ならば、走行ペダルは所定時間以上接込まれているので、ステヅブ S 2以下を実行して、第 1の実施例と同様にスローダウン制御を実行可能する。

図 9において、ステヅブ S 1 A〜 S 14が運延制御回路 33 eによる処理手順を、ステップ S 2 1以降がサーポ制御回路 33 f による処理手順を示している。このような第 2の実施例では、図 9に示す手順にしたがって、走行時に所定時間以上走行ペダルが踏込まれた後で減速操作される時のみ、スローダウン制御が実行され、その他の場合には、走行ペダルの踏込み量に応じてエンジン回転数が增滅する。

すなわち、走行ペダル 6 aを峰時だけ瞎込んだときには、ステップ S 1 Bが否定されてステップ S 30 , 14 , 12を介してステヅブ S 13に進むから、スロ —ダウン制御が行われない。その結果、走行ペダルをいわゆるチヨィ踏みしたときには、エンジン回転数が一瞬だけ增速されるが直ちにアイドル回転数まで低下する。したがって、瞬時だけ発生する走行パイロット圧力により制御弁 2が開き、スローリターン制御により走行ペダルを離した後も若干の間だけ制御弁 2が開いていても、エンジン回転数はすぐにアイドル回耘数となり油圧ポンプ 1の吐出流量は僅かであるから、車両が発進するほどに油圧モータ 4に油が流入するおそれがない。

また、ステヅブ S 1 Aで作業と判定されると、ステップ S 30， S 1 , ステヅプ S 12 , 13， 9、ステヅブ S 2 1〜 26のループでェンジン回転数が制御されるので、ペダル踏込み量が減少する操作時でもスローダウン制御が行なわれず、通常エンジン回転数制御が実行され、作業時に走行ペダルでエンジン回転数制御する際の操作フィーリングが向上する。

さらに、走行時に走行ペダルを加速方向に操作した場合には、第 1の実施例と同様に、エンジン回転数は、走行ペダル 6 aの操作に応じて速やかに上昇する。一方、走行時に走行ペダル 6 aが滅速方向に操作された場合には、やはり第 1の実施例と同様に、エンジン回転数は時間の経通に比例して減少する。すなわち、スローダウン制御が行なわれる。

以上の第 1および第 2の実施例にあっては、コントローラ 3 3により車雨が作業状態と判断されると、作業用回転数特性 L 2から走行ペダル 6 aの操作量に応じた回転数 N dが選択され、燃料レバー 2 3をアイドル位置に操作してあればェンジン 2 1の回転数がこの回転数 N dとなるように制御される。車雨が走行状態と判断されると走行用回転数特性 L 1からペダル操作量に応じた回転数 N tが ¾ 択され、エンジン 2 1の回転数がこの回転数 N tとなるように制御される。走行用回転数特性 L 1は、作業用回転数特性 L 2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商くならず操作性，燃費が向上する。さらに以上の実施例では、ブレーキスイッチ 3 6が W位置に切換えられると、ブレーキスイッチ 3 6の W端子を通してパヅテリ 3 8からリレーコイル R Cが通電され常閉接点 E S I , 2が闢く。そのため、前後進スィヅチ 3 5が f位置， r 位 Sにあっても前後進切換弁 8が中立位 Sに保持される。したがって、走行ぺダル 6 aの揉作により作業時に回転数制御を行う場合、オペレータが前後進切換弁 8の中立位 Sへの切換操作を忘れても車雨が不所望に動きだすおそれがない。第 1および第 2の実施例では、最大值逢択回路 3 3 dにより走行ペダル 6 aによって決まるエンジン回転数目棵值と燃料レバ一 2 3によって決まるエンジン回転数目檩値とを大小比較して大きい方を選択するようにしているので、次のような利点もある。

作業負荷が重負荷の場合はエンジンを髙回転数で運転するのが望ましいが、燃料レバー 2 3でエンジン回転数を高回耘域に設定しておけば、いちいち走行ぺダル 6 aを踏み込んで回転数を増減させる必要がなく、エンジン回転数增滅により耳障りな騒音が抑制されるとともに、黒煙の発生も低減される。さらに、燃费も向上する。軽負荷の場合は燃料レパー 2 3でエンジン回転数を低回転域に設定しておき、必要に応じて走行ペダル 6 aで回転数を增滅すれば騒音，燃费の点で好ましい。さらに以上の各実施例において、作業時に適した原動機回転数特性 L 2の漦髙回転数を燃料レバーで設定される最高回転数よりも高く設定しておくと次のような利点がある。

( 1 ) 燃料レバーにより設定される回転数を非常に高く設定できるようにすると、常時、高回転で使用されるおそれがあり、エンジン，油圧機器等の耐久性，燃費，騒音等の点で好ましくない。そこで以上のように設定すれば、燃料レバーを最大値に設定しても適度な回転数で制限され、必要な時（重負荷時）だけぺダルにより回転数を所望の高回転域まで増加できるので、重負荷時にも必要な流量を確保できると共に、エンジン，油圧機器等の耐久性を確保して燃费，騒音を低滅することができる。

( 2 ) ブレーカ，破砕機等の大流量を要する特殊アタッチメントを装着した場合にも、ペダル操作で対応できるので（ 1 ) の効果が得られる。

なお以上では、走行ペダル 6 aの操作量をパイロヅト圧力計 3 7で検出したが、例えばポテンショメータ等を走行ペダル 6 a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ない。さらに以上では、 1つの前後進切換弁 8が中立位 β，前後進位置の 3位 Sを取り得るようにしたが、前後進位置の 2位置に切換わる切換弁と開閉弁の 2つの弁で構成しても良い。

さらに、囡 6の閟数発生器 3 3 aに設定された走行用回転数特性 L 1の走行ァィドル回転数 N t iを、閟数発生器 3 3 に設定された作業用回転数特性 L 2の作業アイドル回耘数 N d iよりも高く設定することにより、作業時の燃簧を悪化することなく、次の様な効果が得られる。

①発進時にステアリング操作する時、ステアリング操作角が大きくても流量が不足せず軽快なステアリング操作が可能となる。

②発進時にポンプ流量が多くなり、パイロヅトリリーフ弁のオーバ一ライド特性による応答性の悪化が防止できる。

③滅速時のポンプ流量が多いので、ステアリング操作力が急に重たくなることがない。

④減速時のキヤビテーションを防止できる。 ⑤加速時にエンジンの引きづり現象が発生せず、加速性が向上する。

さらにまた、以上では、ブレーキスィヅチ 3 6が W位 S以外に切換っていること、前後進切換えスィッチが N以外に切換わっていること、および走行ペダルが操作されていることにより走行状態を判別しているが、ブレーキスィツチの状態だけ、あるいは、前後進切換えスィヅチの状態だけで走行状態を判別してもよい。駐車ブレーキ装置 1 0 6と主ブレーキ装 S 1 0 8の実際の作動を検出することにより作業状態を検出したり、前後進切換弁 8の実際の位置で走行状想や作業状態を検出しても良い。さらに、ホイール式油圧ショベルについて説明したが、これ以外の油圧魘動車両にも本発明を同様に邃用できる。

次に図 1 0および図 1 1により、上記第 1および第 2の実施例に使用される走行用制御弁 2の走行パイロット圧 P iに対する開口面積線図について鋭明する。図 1 0 ( a ) に示すように、走行パイロット圧 P iが所定值 P sを越え P oに達するまではエンジン回転数だけを增速し、パイロヅト圧が所定值 P oを越えると制御弁 2のスプールが動き出すようにしている。その結果、エンジントルクが所定值以上になつてから走行油圧モータ 4に圧油が洪給されて走行トルクが発生するので、ォ一パートルクにならずエンジンストールが防止される。また、黒煙の発生も防止される。

また、制街弁 2の開口面積籙図を図 1 1 ( b ) に示すように定めれば、走行パイロヅト圧 P iの発生と同時に制御弁 2のスプールを操作させても上述したと同様な作用効果が得られる。

すなわち、この制御弁 2は、中立位 Sで A— Bポー卜が最大開口で連通しており、パイ口ヅト圧 P iがほぼ所定圧力 P oを越えるまでは、 A— Bポート間の閱口面稹を徐々に閉じていき、所定圧力 P oにほぼ達すると A— Bポート間が遮断される。そして、ほぽ所定圧力 P oを越えると、 P— Aポ一卜間および B— Tポ —ト間を開き始める。一方、エンジン回転数は、図 1 0と同様に、図 1 1 ( a ) に示す通り、パイロヅト圧力が所定値 P sを越えると増速される。

産業上の利用可能性

以上説明した本発明に係る原動機回転数制御装置は、ホイール式油圧ショベル、卜ラヅククレーン、ラフテレーン、ホイールローダなどの自走式建設機械に利用して効果がある。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 原動機に艇動される油圧ポンプと、

走行時に前記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、作業時に前記油圧ポンプからの吐出油により艇勖される作業用ァクチユエ一夕と、

走行時に操作量に応じて走行速度を制御する走行ペダルと、

前記走行ペダルの踏み込み量が滅少していることを判定する減速判定手段と、この走行ペダルの踏み込み量に応じて前記原動機回転数を增滅制御する第 1の原動機回転数制御、および前記走行ペダルの黯込み *が滅少していると判定されるときにはその滅少量に運延させて前記原動機回転数を低滅制御する第 2の原動機回転数制御を行なう回転数制御手段とを具備する油圧艇動車両の原動機回転数制御装 Sにおいて、

前記走行ペダルの黯み込み量が滅少しているときでも特定の ¾転条件下では前記第 2の原動機回転数制卸を禁止する禁止手段を具備することを特徵とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。

( 2 ) 前記禁止手段は、前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作動し得る状態であることを判定する作業判定手段を含み、

この作業判定手段により前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作動し得る状態であることが判定されているときは、前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御することを禁止する請求項 1の油圧 ¾動車両の原動機回転数制御装 S。

( 3 ) 前記走行用油圧モータが作動していることを判定する走行判定手段をさらに有し、

この走行判定手段により前記走行油圧モータが作動していることが判定されているときは、前記回転数制御手段により、前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御する請求項 1の油圧艇勖車雨の原動機回転数制御装 S。

( ) 前記走行用油圧モータが作動していることを判定する走行判定手段をさらに有し、

前記禁止手段は、前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作動し得る状態であることを判定する作業判定手段を含み、前記作業判定手段により前記作業用油圧ァクチユエ一夕が作勖し得る状態であることが判定されているとき、前記禁止手段により前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御することを禁止し、前記走行判定手段により前記走行油圧モー夕が作勖していることが判定されているとき、前言己回転数制御手段により前記第 2の原動機回転数制御で原動機回転数を制御する請求項 1の油圧 «動車両の原動機回転数制御装資。

( 5 ) 前記油圧 ¾動車両は、

車両の前進、後進および中立状懲を検出する前後進検出手段と、

作業時に走行輪に制勖カを付与する作業ブレーキ装置と、

この作秉ブレーキ装置が作動していることを検出するブレーキ横出手段とを備え、

前記作業判定手段は、前紀前後進検出手段が中立状》を検出し、前記ブレーキ検出手段が作業ブレーキ装置の作動を検出しているときに、作業と判定する請求項 2または 4項の油圧雕勖車両の屎動機回転数制御装置。

( 6 ) 前記油圧霸勖車两は、

前配車両の前進、後進および中立状想を検出する前後進検出手段と、作業時に走行輪に制動力を付与する作業ブレーキ装匿と、

この作業ブレーキ装 *が作動していないことを検出するブレーキ検出手段と、前記走行油圧モータが作動していることを検出する油圧モー夕作勖検出手段とを備え、

前紀走行判定手段は、前記前後進検出手段が中立以外の状態を検出し、前記ブレーキ検出手段が作業ブレーキ装 Sの作動を検出せず、前記走行油圧モータの作動が検出されているときに、走行と判定する請求項 3または 5項の油圧 S [動車両の原動機回転数制御装置。

( 7 ) 原動機をディーゼルエンジンとしたとき、前記回転数制御手段は、目標エンジン回転数を指令する指令手段と、

制御回耘数を表すガパナレバー位置を検出する検出手段と、

目樓エンジン回転数と制御回転数の差に基づいてガパナレバーを駆勖制御する動手段とを備える請求項 1 〜 6のいずれかの項に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制街装 s。

( 8 ) 前記第 2の原動機回転数制御は、前記目檫エンジン回転数と制御回転数の差に基づいた前記ガパナレパーを駆勋制御するタイミングを遅延させて達成される請求項 7の油圧 J¾動車両の原助機回転数制御装 «。

( 9 ) 前記回転数制御手段は、走行時に前記走行ペダルが操作されないときは前記原動機回転数を第 1のアイドル回転数に設定し、作業時に前記走行ペダルが操作されないときは前 18原動機回転数を第 1のアイドル回転数よりも低い第 2のアイドル回転数に設定する請求項 1〜8のいずれかの項に紀載の油圧 «勖車雨の厘動機回転数制御装置。

( 1 0 ) 前記走行ペダルの踏込み量に応じた流量のポンプ吐出油を走行用油圧モー夕へ導くとともに、前記原動機回転数が所定値まで增速される踏込み量以上の領域で関弁を »始する制御弁をさらに備えた請求項 1〜9のいずれかの項に記載の油圧組助車両の康動機回転数制糠装 S。

( 1 1 ) 前紀禁止手段は、前記走行ペダルの踏込み時 IBIを判定する踏込み時 ffl 判定手段を含み、

この踏込み時閎判定手段により前記走行ペダルが所定時間以上蹐込まれていないと判定されるときは、前記第 2の原勖機回転数制御で厣勖機回転数を制御することを禁止する請求項 1の油圧駆勐車雨の屎助機回転数制御装置。

( 1 2 ) 原動機をディーゼルエンジンとしたとき、前記回転数制御手段は、目樓エンジン回転数を指令する指令手段と、

制御回転数を表すガバナレバー位置を検出する検出手段と、

目檫エンジン回転数と制御回転数の差に基づいてガパナレパーを g動制御する鬆動手段とを備える腈求項 1 1の油圧動車雨の原動機回転数制御装置。

( 1 3 ) 前記第 2の原動機回転数制御は、前記目棵エンジン回転数と制御回転数の差に基づいた前記ガパナレバ一を艇勖制御するタイミングを運延させて達成される請求項 1 2の油圧艇勖車雨の原動機回転数制御装 S

( 1 4 ) 前記回転数制御手段は、走行時に前記走行ペダルが操作されないときは前記原助機回転数を第 1のアイドル回転数に設定し、作業時に前記走行ペダルが操作されないときは前記原動機回転数を第 1のアイドル回転数よりも低い第 2 のアイドル回転数に設定する請求項 1 1 ~ 1 3のいずれかの項に記載の油圧駆動車雨の原動機回転数制御装 S。

( 1 5 ) 前記走行ペダルの踏込み量に応じた流量のポンプ吐出油を走行用油圧モータへ導くとともに、前記原動機回転数が所定値まで增速される踏込み量以上の領域で閧弁を開始する制御弁さらに備えた請求項 1 1〜 1 4のいずれかの項に記載の油圧駆動車雨の原動機回転数制御装置。