JPH04259634A - 油圧走行車両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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行油圧モータと作業
アクチュエータとを備えた油圧走行車両の原動機回転数
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の原動機回転数制御装置として、
実開昭６１ー９７４５７号公報に開示されているものが
知られている。この原動機回転数制御装置では、走行ペ
ダルを踏込むと、その踏込み量に応じて走行用流量制御
弁が開弁操作されるとともにエンジン回転数が制御され
る。走行ペダルを操作しない場合には、エンジン回転数
は所定のアイドル回転数で運転される。

【０００３】一方、特開昭６２−２２５７２７号公報に
開示されている原動機回転数制御装置も知られている。 この原動機制御装置では、走行や掘削といった作業中で
あるか、または作業中断中かを判定し、作業中に走行ペ
ダルが踏込まれていない時あるいは作業レバーが非操作
の時には、エンジンアイドル回転数をその許容最低回転
数（エンジンがストールしない最低回転数）よりも高い
第１のアイドル回転数に設定し、作業中断中にはエンジ
ンアイドル回転数を許容最低回転数に相当する第２のア
イドル回転数に設定するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
実開昭６１−９７４５７号公報の原動機回転数制御装置
に後者の特開昭６２−２２５７２７号公報の原動機回転
数制御装置を適用する場合、第１のアイドル回転数の設
定の仕方が非常に微妙であり、低すぎても、高すぎても
それぞれ問題がある。

【０００５】すなわち、第１のアイドル回転数として走
行に適した値を選ぶと、作業時の燃費が悪くなり、また
、作業時の燃費がよい原動機回転数を第１のアイドル回
転数に選ぶと次のような問題が発生する。■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いと
流量が不足してステアリング操作が重くなる。■発進時
にポンプ流量が少ないと、パイロットリリーフのオーバ
ーライド特性により応答性が悪い。■減速時にポンプ流
量が少なくなり、ステアリング操作力が急に重たくなる
おそれがある。■減速時にキャビテーションが発生する
おそれがある。■低回転数域ではエンジン出力トルクが
小さいので、加速時にエンジンの引きづり現象が発生し
、加速性が悪い。■上記■の操作時に黒煙が発生する。

【０００６】 本発明の目的は、作業時の燃費を悪化させずに走行時に
発生する上述の問題点を解決する油圧走行車両の原動機
回転数制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、原動機
２１により駆動される油圧ポンプ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
、油圧モータ４の作動を制御する操作手段６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、操作手段６の操作量に応じて原動機２１の
回転数を制御する回転数制御手段２４Ａとを備えた油圧
走行車両の原動機回転数制御装置に適用される。そして
、走行状態と作業状態とを検出する検出手段２４Ｂと、
走行が検出されると走行に適した高めのアイドル回転数
を設定し、作業状態が検出されると作業に適した低めの
アイドル回転数を設定するアイドル回転数設定手段２４
Ｃとを具備し、回転数制御手段２４Ａがアイドル回転数
設定手段２４Ｃにより設定されたアイドル回転数に原動
機回転数を制御するようにして、上述の目的を達成する
。

【０００８】

【作用】操作手段６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を低めに設定し、走行時は
それよりも高めに設定する。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項および作用の項では、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。

【００１０】

【実施例】図２〜図５により本発明をホイ−ル式油圧シ
ョベルに適用した場合の一実施例について説明する。図
２および図３は、ホイール式油圧ショベルの走行油圧回
路とエンジン回転数制御装置を示しており、本実施例で
は、作業時のエンジン回転数を走行ペダルの踏込み操作
でも可能とし、しかも、走行ペダルが操作されていない
時に設定されるエンジンアイドル回転数を作業時に低く
、走行時に高くしたものである。

【００１１】図２，３において、エンジン（原動機）２
１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を介してカウンタバランス弁３を
経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−リタ−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。

【００１２】エンジン２１のガバナ２１ａは、リンク機
構２２を介してパルスモータ２３に接続され、パルスモ
ータ２３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２３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２３の回転は、
コントローラ２４からの制御信号により制御される。ま
たガバナ２１ａにはポテンショメ−タ２５が接続され、
このポテンショメ−タ２５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
Ｎｒｐとしてコントローラ２４に入力する。

【００１３】コントローラ２４にはまた、運転室のコン
ソールに設けられたエンジン回転数アップスイッチ２６
ａと、エンジン回転数ダウンスイッチ２６ｂと、エンジ
ン回転数をアイドル回転数に一気にシフトするアイドル
スイッチ２６ｃとが接続されている。さらに、前後進切
換スイッチ２７のｎ端子，ブレーキスイッチ２８のＷ端
子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センサ２９が接続さ
れている。この圧力センサ２９は、走行ペダル６ａの操
作量に比例して発生するパイロット圧Ｐｉを検出してコ
ントローラ２４に入力する。このパイロット圧力Ｐｉは
ペダル操作量θｐを表し、後述するようにエンジン回転
数制御に用いられる。

【００１４】前後進切換スイッチ２７の共通端子はバッ
テリ３０に接続され、ｆ，ｒ端子は、リレーＲの常閉接
点ＲＳ１、ＲＳ２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。前後
進切換スイッチ２７がｆ位置に操作されると前後進切換
弁８はＦ位置に切換わり、ｒ位置に操作されるとＲ位置
に切換わり、ｎ位置に操作されるとＮ位置に切換わる。 前後進切換スイッチ２７がｎ位置のときコントローラ２
４に中立状態を示すハイレベル信号が入力される。

【００１５】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−リタ−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。このとき制御弁２
は所定方向に所定量だけ切換わり、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。 このとき、後述するように走行ペダル６ａの操作量に応
じてエンジン回転数も増減される。

【００１６】ブレーキスイッチ２８は、オペレ−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、その共通端子はバッテリ３０に、Ｗ端子はコント
ローラ２４に接続される。またこのブレーキスイッチ２
８のＷ端子は、リレーコイルＲＣにも接続されており、
スイッチ２８がＷ位置に切換わるの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ＲＳ１，ＲＳ２は開き、この状態では前後進切
換スイッチ２７と前後進切換弁８とが遮断され、スイッ
チ２７がｆ位置またはｒ位置に操作されても前後進切換
弁８は中立位置Ｎを保持する。なお、Ｗ（作業）端子，
Ｔ（走行）端子，Ｐ（駐車）端子はそれぞれ不図示の電
磁弁のソレノイド部に接続されていて、Ｗ端子に操作さ
れると駐車ブレーキとサービスブレーキとが作動し、Ｔ
端子に操作されるとサービスブレーキのみ作動可能状態
となり、Ｐ端子に操作されると駐車ブレーキが作動する
。

【００１７】また、上述の油圧ポンプ１からの吐出油は
、制御弁５１を介して作業用油圧シリンダ５２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。 この作業時には、後述するようにして走行ペダル６ａに
よりエンジン回転数制御を行うことができ、アップダウ
ンスイッチ２６ａ，ｂ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
。

【００１８】次に、図４，５の処理手順を参照してコン
トローラ２４によるエンジン回転数制御について説明す
る。まずステップＳ１において、ガバナレバ−位置目標
値Ｎｒｏ、アップスイッチ２６ａ，ダウンスイッチ２６
ｂからのＵＰ信号，ＤＯＷＮ信号、アイドルスイッチ２
６ｃからのアイドル信号、ポテンショメータ２５から入
力されるガバナレバ−位置検出値Ｎｒｐ、および圧力セ
ンサ２９の検出値である走行ペダル６ａの操作量θｐを
読み込む。

【００１９】ステップＳ２でアイドルスイッチ２６ｃが
オンしているかを判定し、オンしていれば、ステップＳ
１２において、アップダウンスイッチによる目標回転数
ＮａにＮｄｉを代入してステップＳ１３に進む。

【００２０】ステップＳ２でアイドルスイッチ２６ｃが
オフと判定されるとステップＳ３に進む。ステップＳ３
に進むと、ＤＯＷＮ信号の有無を判定し、肯定されると
ステップＳ４に進み、ＵＰ信号の有無を判定し、否定さ
れると、すなわちダウンスイッチ２６ｂがオンされてい
る場合にはステップＳ５に進む。このステップＳ５にお
いては、予め演算されメモリに格納されているアップダ
ウンスイッチによるガバナレバ−位置目標値Ｎａと、エ
ンジン回転数の増減分として予め定められている回転数
増減量△Ｎｒと、予め定められている最小エンジン回転
数Ｎｒｍｉｎとを用いて、Ｎａ−△Ｎｒ＞Ｎｒｍｉｎか
否かを判定する。肯定されるとステップＳ７において、
Ｎａ−△Ｎｒを新たなガバナレバ−位置目標値Ｎａとし
てメモリに格納する。Ｎａ−△Ｎｒ≦Ｎｒｍｉｎの場合
、ステップＳ６に進んで　Ｎｒｍｉｎを新たなガバナレ
バ−位置目標値Ｎａとしてメモリに格納する。

【００２１】一方、ステップＳ３が否定されるとステッ
プＳ８においてＵＰ信号の有無を判定する。肯定される
とステップＳ９において、ガバナレバー位置目標値Ｎａ
と、回転数増減量△Ｎｒと、予め定められた最大エンジ
ン回転数Ｎｒｍａｘとを用いて、Ｎａ＋△Ｎｒ＜Ｎｒｍ
ａｘか否かを判定する。肯定されるとステップＳ１１に
おいて、Ｎａ＋△Ｎｒを新たなガバナレバ−位置目標値
Ｎａとしてメモリに格納する。Ｎａ＋△Ｎｒ≧Ｎｒｍａ
ｘの場合、ステップＳ１０においてＮｒｍａｘを新たな
ガバナレバ−位置目標値Ｎａとしてメモリに格納する。

【００２２】ステップＳ１３では、走行か作業かを判定
する。この判定は次のようにして行うことができる。す
なわち、前後進切換えスイッチ２７がｎ位置以外でブレ
ーキスイッチ２８がＷ位置以外の時に走行状態と判定し
、それ以外の時は作業状態と判定する。

【００２３】走行状態ならばステップＳ１４に進み、作
業状態ならばステップＳ１５に進む。ステップＳ１４で
は、走行ペダル踏み込み量θｐに基づいて走行に適した
回転数特性からペダルによる目標回転数Ｎｔを読み出し
、ステップＳ１６でこの目標回転数Ｎｔを目標回転数Ｎ
ｂに代入する。ステップＳ１５では、走行ペダル踏み込
み量θｐに基づいて作業に適したペダルによる目標回転
数Ｎｄを読み出す。そしてステップＳ１７でこの目標回
転数Ｎｄを目標回転数Ｎｂに代入する。ここで、走行時
のアイドル回転数Ｎｔｉ＞作業時のアイドル回転数Ｎｄ
ｉに設定される。

【００２４】さらに、ステップＳ１８でペダルによる目
標回転数Ｎｂとアップダウンスイッチによる目標回転数
Ｎａの大小関係を判定し、ステップＳ１９，ステップＳ
２０において、大きい値を目標回転数Ｎｒｏとして代入
する。その後ステップＳ２１に進む。

【００２５】ステップＳ２１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Ｓ２２
において、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜
≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステップＳ２３に
進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならばガ
バナレバ−位置検出値Ｎｒｐがガバナレバ−位置目標値
Ｎｒｏよりも大きいから、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Ｓ２４でモータ逆転を指令する信号を出力する。Ａ≦
０ならばガバナレバ−位置検出値Ｎｒｐがガバナレバ−
位置目標値Ｎｒｏよりも小さいから、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Ｓ２５でモータ正転を指令する信号を出力
する。ステップＳ２２が否定されるとステップＳ２６に
進んでモータ停止信号を出力する。ステップＳ２４〜Ｓ
２６を実行すると始めに戻る。

【００２６】このような処理手順によれば、エンジン回
転数は次のように制御される。■走行ペダルでエンジン
回転数を制御する場合、走行判定時に走行ペダル６ａが
操作されないときには高めのアイドル回転数Ｎｔｉが設
定され、作業判定時に走行ペダル６ａが操作されないと
きには低めのアイドル回転数Ｎｄｉが設定される。■ア
イドルスイッチ２６ｃがオンされると、作業用のアイド
ル回転数Ｎｄｉに制御される。■アップスイッチ２６ａ
またはダウンスイッチ２６ｂを１回だけ瞬時にオン・オ
フ操作する場合；アップスイッチ２６ａを１回だけ瞬時
にオン・オフ操作すると、アップスイッチ２６ａからパ
ルス状のＵＰ信号が出力される。これにより、ステップ
Ｓ１１を１回だけ実行するから、Ｎａ＋△Ｎｒが最大回
転数Ｎｒｍａｘ未満ならば、前回演算されてメモリに格
納されているアップダウンスイッチによるガバナレバー
位置目標値Ｎａに対して△Ｎｒだけ増加したガバナレバ
−位置目標値Ｎａが算出される。このアップダウンスイ
ッチによるガバナレバ−位置目標値ＮａがＮｒｏとして
使用されるから、この値Ｎｒｏとガバナレバ−位置検出
値Ｎｒｐとの差｜Ａ｜が基準回転数差Ｋ以上でかつＡが
負ならば、モータ正転指令信号が出力され、モータ正転
指令信号によりパルスモ−タ２２が正転される。これに
より、パルスモ−タ２２が正転しリンク機構２２を介し
てガバナ２１ａを駆動すると、エンジン回転数が増加す
る。パルスモ−タ２２の回転量はガバナレバ−位置検出
値Ｎｒｐとして検出されており、モータ駆動後のガバナ
レバ−位置検出値Ｎｒｐとガバナレバ−位置目標値Ｎｒ
ｏとの差｜Ａ｜が基準回転数差Ｋ未満になると、モータ
停止信号が出力されパルスモータ２２が停止する。

【００２７】ダウンスイッチ２６ｂを１回だけ瞬時にオ
ン・　オフ操作した場合も同様にしてエンジン回転数が
減少する。

【００２８】■アップスイッチ２６ａまたはダウンスイ
ッチ２６ｂを所定時間連続して操作する場合；アップス
イッチ２６ａを所定時間連続操作すると、アップスイッ
チ２６ａから所定時間ハイレベルなＵＰ信号が出力され
る。このＵＰ信号がハイレベルの時間内に図４，５の処
理を複数回（例えばＱ回）実行するから、ガバナレバ−
位置目標値ＮａがＮａ＋Ｑ△Ｎｒとなる。この値がＮｒ
ｍａｘより小さければ、このＮａ＋Ｑ△Ｎｒが新しいガ
バナレバ−位置目標値Ｎａとしてメモリに格納され、上
述と同様に、｜Ａ｜≧Ｋが否定されるまでパルスモータ
２２が正転される。

【００２９】以上の実施例の構成において、コントロー
ラ２４が回転数制御手段２４Ａと検出手段２４Ｂとアイ
ドル回転数設定手段２４Ｃを、走行パイロット弁６が操
作手段をそれぞれ構成する。なお、制御弁２を電磁比例
弁とし、走行ペダルの踏込み量に応じた電気信号を出力
する電気式操作部材を設け、この電気信号で制御弁とエ
ンジン回転数を制御するものにも、本発明を適用できる
。また、走行状態と作業状態の検出は上述した方式以外
でもよく、たとえば、走行ペダルに足が接触していれば
走行状態、作業レバーに手が触れていれば作業状態と判
別してもよい。さらに、本発明はホイール式油圧ショベ
ル以外の各種の作業車両に適用される。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、走行時のアイドル回転
数が作業時に比べて大きく設定されているから、作業時
の燃費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。■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い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。■発進時にポンプ流量が多
くなり、パイロットリリーフ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。■減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。■減速時のキャビテーションを防止できる。■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。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図

【図２】本発明に係わる原動機回転数制御装置および油
圧回路の一部分を示す図

【図３】本発明に係わる原動機回転数制御装置および油
圧回路の残余の部分を示す図

【図４】図３のコントローラ内で実行されるエンジン回
転数制御処理手順の一部を示すフローチャート

【図５】
図３のコントローラ内で実行されるエンジン回転数制御
処理手順の残余の部分を示すフローチャート

【符号の説明】

１　　油圧ポンプ ２　　制御弁 ４　　油圧モータ ６　　走行用パイロット弁 ６ａ　　走行ペダル ７　　スローリターン弁 ８　　前後進切換弁 ２１　　エンジン ２１ａ　　ガバナ ２４　　コントローラ ２４Ａ　　回転数制御手段 ２４Ｂ　　検出手段 ２４Ｃ　　アイドル回転数設定手段 ２５　　ポテンショメータ ２６ａ　　アップスイッチ ２６ｂ　　ダウンスイッチ ２６ｃ　　アイドルスイッチ ２７　　前後進切換えスイッチ ２８　　ブレーキスイッチ ２９　　圧力センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原動機により駆動される油圧ポンプと
   、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、油圧モータの作動を制御する操作手段と
   、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、前記操作手段の操作量に応じて原動
   機の回転数を制御する回転数制御手段とを備えた油圧走
   行車両の原動機回転数制御装置において、走行状態と作
   業状態とを検出する検出手段と、走行状態が検出される
   と走行に適した高めのアイドル回転数を設定し、作業状
   態が検出されると作業に適した低めのアイドル回転数を
   設定するアイドル回転数設定手段とを具備し、前記回転
   数制御手段は、前記操作手段が非操作の時に、アイドル
   回転数設定手段により設定されたアイドル回転数に原動
   機回転数を制御することを特徴とする油圧走行車両の原
   動機回転数制御装置。