JPH01285628A - 建設機械の動力制御方法 - 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エエータに適宜
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、その走行速度は諸種のニーズ、制約などの関係か
ら掻く低速度であるが、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１０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
イールタイプ油圧シラペルの運転操作について説明する
と、この図において、ｌ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３．１亥
エンジン３で駆動される油圧ポンプ４、運転席、各種制
御機器などを搭載し、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。

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エエータに通した油量が油
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ｉ！Ｉｌｌ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π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
＊Ｊ御装宜を具現せんとするものである。

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た
。すなわち、 イ、エンジンのガバナレバに連結され、該ガバナレバと
共に回動する第ルバと、 ロ、上記第ルバと連結され、踏込むとエンジンが加速す
る方向ヘガバナレバを第１レバとともに回動させるアク
セルペダルと、 ハ、上記第ルバ上の１点に接し、該第ルバを、エンジン
が増速する方向にのみ回動させる第２レバと連結され、
第２レバを任意の回動位置に設定できる機能を存するア
クセルレバと、二９選択的に、走行中立、前進、後進の
指令信号を発する前後進指令発信装置と、 ホ、外部からの信号によりアクセルペダルの踏込量を規
定値に制限するストッパとを設け、該ストッパの受信部
へ上記前後進指令発信装置が走行中立にあるときに発信
する指令信号を導く。

作用 アクセルレバをエンジンアイドリングの状態に設定し、
前後進指令発信装置を走行中立位置に選択しておくと、
ストッパはアクセルペダルの踏込量を制限するのでエン
ジンの最大回転速度、出力も制限され、エンジンで駆動
される油圧ポンプは作業装置作動用のアクチュエータに
適した吐出油量の範囲内で、アクセルペダルの踏込量に
応じた油量を吐出する。

走行を開始するため前後進指令発信装置を前進または後
進の位置に選択すると、ストッパはアクセルペダルの踏
込量制限を解除するので、アクセルペダルの踏込量に応
じてエンジンは高回転速度、高出力となり、高速走行が
できる。

以上の何れの場合も、アクセルペダルを開放するとエン
ジンはアクセルレバで設定されたアイドリング状態に復
帰する。また、アクセルレバをアイドリング位置以外の
位置に設定すると、その位置に応じて、アクセルレバは
第２レバ、第ルバを介してガバナレバを回動させるので
エンジンはその回動角度に応じた回転速度を持続する。

このときにおいても前後進指令発信装置が走行中立位置
に選択されていればストッパが作用するので、アクセル
ペダルと連動する第ルバ、第２レバの回動は制限され、
従って、アクセルレバの設定位置も自動的に制限をうけ
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と、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Ａ方向に回
動すると増速、矢印Ｂ方向に回動すると減速するように
なっており、ロッド１５、ｍｌレバ１６、ロフト１７、
ベルクランク１８、ロフト１９を介してアクセルペダル
１２の可動側に連結され、該アクセルペダル１２を踏込
むとガバナレバ９は矢印Ａ方向に回動し、エンジン３は
高回転速度、高出力で油圧ポンプ４を駆動する。

ｌＯは図示のり、　Ｗ、　Ｔ各位室間の所望の位置に設
定することのできるアクセルレバで、第２レバ２０とは
ロフト２１を介して連結し、該第２レバ２０上の一点は
第１レバ１６上の突起部ａに接する位置に設けられ、ア
クセルレバ１０をＬ位置から、Ｗ、Ｔ位置側へ回動させ
たときのみ第２レバ２０は突起部ａ１第ルバ１６、ロッ
ド１５を介してガバナレバ９を矢印Ａ方向に回動させる
一方、アクセルペダル１２が踏込まれていない限り、ア
クセルレバ１０をＴまたはＷ位置からＬ位置方向に回動
させると、ガバナレバ９の矢印Ｂ方向への復帰力により
、第１レバ１６は突起部ａとともに第２レバ２０に追随
して回動し、ガバナレバ９はアクセルレバ１０の設定位
置まで回動するようになっている。なお、図のアクセル
レバ１０のり。

Ｗ、　Ｔ位置は、それぞれ、エンジン３の回転速度がア
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すのであ
るが、このことを第２図のエンジンの回転速度Ｎとその
ときの出力と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Ｎａ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Ｎ
Ｉ＋　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回転し、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Ｎ３．出力Ｐ１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。

また、１３はアクセルペダル１２の作動に連動する走行
リモコン弁と称される走行指令発信装置、Ｉ４はアクセ
ルペダル１２の踏込量を制限するストッパであるが、通
常はアクセルペダル１２の作動により、ロフト１９、ベ
ルクランク１８、ロフト１７、第ルバ１６、ロフト１５
を介してガバナレバ９を、エンジン３の負荷状態の回転
速度がＮ８になる迄回動させる踏込量に対して何等干渉
することはないが、ストッパ１４の受信部に信号回路２
７からの信号が入力されると、該ストッパ１４はアクセ
ルペダル１２の踏込量を、エンジン３の負荷状態におけ
る回転速度がＮ１となる如き制限をする。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装置
で、そのレバー位置が図示の０位置では停止、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し、２
６は前後進指令発信装置１１の信号を受け、走行中立す
なわちレバーがＯ位置のときに信号回路２７に信号を出
力する中立信号検出装置であり、上記のアクセルレバ１
０、前後進指令発信装置１１、アクセルペダル１２など
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ＨＢ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、従来の技術におけると同
様、アクセルレバｌＯを任意の位置まで回動ずればよい
のであるが、このとき、前後進指令発信装置１１のレバ
ー位置は走行中立のＯ位置にあるので、中立信号検出装
置２６からの信号は信号回路２７を通りストッパ１４に
作用しアクセルペダル１２の作動範囲は制限され、これ
に接続された第ルバ１６、該レバー上の突起部ａ、第２
レバ２０も、制限された範囲内の作動のみが許されるこ
ととなるので、アクセルレバ１０は図示のし位置とＷ位
置の範囲内での設定が可能で、エンジン３は第２図の回
転速度Ｎｌ＋　出力Ｐｓ。

またはそれ以下となり、作業装置作動用のアクチュエー
タに許容される油量が油圧ポンプ４から得られる。

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Ｎ、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
作業における作業待の時には、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の回動範囲はストッパ
１４により制限され、エンジン３の負荷時回転速度はＮ
、を越えることはない。

次に、高速走行をするときは、前にも述べたように、エ
ンジン３は高速回転速度、高出力とならねばならないが
、このときは、前後進指令発信装［１１のレバーはＦま
たはＲ位置にあり、中立信号検出装置２６からストッパ
１４に信号が作用しないので、アクセルペダル１２の作
動は制限を受けることなく、最大の踏込量のとき、エン
ジン３は負荷時回転速度Ｎ！、出力Ｐｓｔとなり、アク
セルペダル１２の作動と同時に走行指令発信装置も作用
し、高速走行が可能であるほか、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そのまま前車輪、後車
輪に伝達して走行する形式の機械であっても、前後進指
令発信装置、中立位置検出装置、走行指令発信装置、ス
トッパなどの組合わせのみならず、前後進切換装置、変
速装置、走行うラッチ、逆転クラッチなどの作動を検出
してストッパを作動させることによっても、本発明の目
的は達成でき、また、信号媒体として油圧のほか、空気
圧、電気、機械リンク装置に置潰えることも容易である
。

発明の効果 この発明の動力制御装置においては、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’Ｈｉｍ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、ストッパによりアクセルレバと連
動するアクセルペダル等の作動範囲を制限し、走行操作
時には自動的に上記ストッパの作用が解消され、負荷時
回転速度、出力ともに増大させることができるようにし
て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？２１装置の模
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タイプ油圧シシベ
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・・・・・・・・前後進指令発信装置１２・・・・
・・・・アクセルペダル １３・・・・・・・・走行指令発信装置１４・・・・・
・・・ストッパ １６・・・・・・・・第ルバ ２０・・・・・・・・第２レバ ２６３．・・・・・・中立信号検出装置以上

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、エンジンの回
   転速度を制御するアクセルペダルと、該アクセルペダル
   またはアクセルペダルと連動するレバーが、エンジンの
   回転速度を増大させる作動の範囲を、外部からの信号に
   より制限するストッパと、走行中立、前進、後進の選択
   をする前後進指令発信装置と、該前後進指令発信装置か
   らの信号のうち、走行中立時の信号のみを取出す中立信
   号検出装置とからなり、中立信号検出装置から上記スト
   ッパに信号を導いた建設機械の動力制御方法。