(57)【要約】【課題】作業モードに応じた速度制限機能を備えた建設機械において、アクチュエータ作動中の作業モードの誤切換えによる危険事態の発生を回避する。【解決手段】モード切換手段６によって作業モードを切換え、この作業モードに応じてアクチュエータ速度を制限しまたはその制限を解除する構成を前提として、コントロールバルブ４を操作するリモコン弁３のレバー操作の有無を圧力センサ１１,１２で検出してコントローラ１３に入力し、レバー操作中は、モード切換手段６による作業モードの切換えが行われても速度制限／制限解除の切換えを行わないようにした。【選択図】図１
2008286300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを操作する操作手段と、作業モードを複数種類の間で切換えるモード切換手段と、上記油圧アクチュエータの作動速度を制限する速度制限手段と、上記モード切換手段による作業モードの切換えに応じて上記速度制限手段による速度制限を実行する速度制限状態と速度制限を解除する制限解除状態とに切換える制御手段とを備えた建設機械のアクチュエータ制御装置において、上記操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段が設けられ、上記制御手段は、上記操作検出手段からの信号に基づき、操作手段が操作されていないことを条件として上記速度制限／制限解除の切換えを許容するように構成されたことを特徴とする建設機械のアクチュエータ制御装置。
【請求項２】
制御手段は、操作手段の操作中にモード切換手段による作業モードの切換えが行われたときに、操作手段の操作停止を待って速度制限／制限解除の切換えを許容するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のアクチュエータ制御装置。
【請求項３】
モード選択手段は、作業アタッチメントによってクレーン作業を行うクレーン作業モードと、作業アタッチメントによって掘削等の一般土木作業を行う土木作業モードとの間で切換え、制御手段は、上記クレーンモードで速度制限状態とし、土木作業モードで制限解除状態とするように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のアクチュエータ制御装置。
【請求項４】
油圧アクチュエータとして、下部走行体を走行させる走行用油圧モータと、下部走行体上に搭載された上部旋回体を旋回させる旋回用油圧モータとを備え、速度制限手段は少なくとも上記走行用及び旋回用両油圧モータの作動速度を制限するように構成されたことを特徴とする請求項３記載の建設機械のアクチュエータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクレーン機能を備えた所謂ハイリーチ仕様の油圧ショベルのように、作業モードに応じてアクチュエータ速度の制限／制限解除の切換えを行う建設機械のアクチュエータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記ハイリーチ仕様の油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
同ショベルには、作業アタッチメントによってクレーン作業を行うクレーン作業モードと、掘削等の一般土木作業を行う土木作業モードとの間で切換えるモード切換手段（切換スイッチ）が設けられ、微速操作が必要なクレーン作業モードで、油圧アクチュエータ（通常は走行油圧モータと旋回油圧モータ）の作動速度を制限する構成をとっている。
【０００４】
この速度制限は、一般に、エンジン回転数を落とすことによって行われる。
【０００５】
また、ポンプ圧と負荷圧の差が一定となるようにポンプ流量を制御する所謂ロードセンシング制御を行うショベルでは、コントロールバルブを操作するリモコン弁のパイロット圧を制限することによって同様の速度制限を行うこともある（特許文献１参照）。
【０００６】
このような作業モードに応じた速度制限を行うアクチュエータ制御装置の従来の回路構成を図３に示す。
【０００７】
クレーン作業モードと土木作業モードの切換えを行う場合を例にとって説明する。
【０００８】
図示のようにエンジン１によって油圧ポンプ２が駆動され、この油圧ポンプ２からの圧油が、操作手段としてのリモコン弁３によって操作される油圧パイロット式のコントロールバルブ４を介して油圧アクチュエータ５に供給される。３ａはリモコン弁３の操作レバー、Ｔはタンクである。
【０００９】
作業モードの切換えを行うモード切換手段（オペレータが操作する切換スイッチ）６からの切換信号は、制御手段としてのコントローラ７の切換可否判断手段８に送られ、クレーン作業モードが選択されると、この切換可否判断手段８の判断に基づいてコントローラ７から速度制限手段に速度制限指令が送られる。
【００１０】
速度制限手段として、ここでは、エンジン回転数（＝ポンプ回転数）を制限する第１速度制限手段９と、リモコン弁３の一次圧を落とすことによって二次圧（コントロールバルブ４に供給されるパイロット圧の最大値＝コントロールバルブ４の最大ストローク）を制限する第２速度制限手段１０の二つを設けた場合を例示している。
【００１１】
この両速度制限手段９,１０がコントローラ７からの指令に基づいて速度制限作動を行うことにより、クレーン作業モードで油圧アクチュエータ５の作動速度が制限される。
【００１２】
すなわち、クレーン作業モードでは、リモコン弁３のレバー操作量に対するアクチュエータ速度が土木作業モード時よりも低くなる。
【００１３】
一方、モード切換手段６が土木作業モード側に切換えられると、コントローラ７から両速度制限手段９,１０に制限解除信号が送られ、速度制限が解除される。
【特許文献１】特開平１１−１３５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、この構成をとるアクチュエータ制御装置において、速度制限状態または制限解除状態でモード切換手段６がオペレータにより誤って操作される場合がある。あるいは、モード切換手段６、またはこれとコントローラ７とを結ぶ回路配線のショート等の電気トラブルによって上記誤操作と同じ状態になる場合がある。以下、誤操作と電気トラブルによる誤った切換えを一括して誤切換えという。
【００１５】
この誤切換えがアクチュエータ作動中に行われると、アクチュエータが増速または減速され、レバー操作量が大きい場合には急増速または急減速となるため、クレーン作業中に吊荷の揺れが発生したり、土木作業中に旋回速度が急変して車体のバランスが崩れ、バケットに積んだ土石が散乱したりする等、危険事態を招く。
【００１６】
そこで本発明は、作業モードに応じた速度制限機能を備えた建設機械において、アクチュエータ作動中の作業モードの誤切換えによる危険事態の発生を確実に防止することができるアクチュエータ制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを操作する操作手段と、作業モードを複数種類の間で切換えるモード切換手段と、上記油圧アクチュエータの作動速度を制限する速度制限手段と、上記モード切換手段による作業モードの切換えに応じて上記速度制限手段による速度制限を実行する速度制限状態と速度制限を解除する制限解除状態とに切換える制御手段とを備えた建設機械のアクチュエータ制御装置において、上記操作手段の操作の有無を検出する操作検出手段が設けられ、上記制御手段は、上記操作検出手段からの信号に基づき、操作手段が操作されていないことを条件として上記速度制限／制限解除の切換えを許容するように構成されたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、制御手段は、操作手段の操作中にモード切換手段による作業モードの切換えが行われたときに、操作手段の操作停止を待って速度制限／制限解除の切換えを許容するように構成されたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、モード選択手段は、作業アタッチメントによってクレーン作業を行うクレーン作業モードと、作業アタッチメントによって掘削等の一般土木作業を行う土木作業モードとの間で切換え、制御手段は、上記クレーンモードで速度制限状態とし、土木作業モードで制限解除状態とするように構成されたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、油圧アクチュエータとして、下部走行体を走行させる走行用油圧モータと、下部走行体上に搭載された上部旋回体を旋回させる旋回用油圧モータとを備え、速度制限手段は少なくとも上記走行用及び旋回用両油圧モータの作動速度を制限するように構成されたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、操作手段が操作されていないことを条件として速度制限／制限解除の切換えが許容される。すなわち、モード切換手段の誤操作や電気トラブルによる誤切換えがあっても、それがアクチュエータ作動中（操作手段の操作中）であれば速度制限／制限解除の切換えを行わないため、機械の動きが急増速または急減速されて危険事態を招くおそれがなく、安全となる。
【００２２】
ところで、本発明において、アクチュエータ作動中にモード切換えが行われた場合に、このモード切換操作そのものを無効として処理を終了することも可能である。しかし、こうすると、モード切換えがオペレータの意思であって操作時期が早すぎただけの場合に、操作停止後にモード切換え操作をやり直さなければならない煩わしさがある。
【００２３】
この点、請求項２の発明によると、モードの切換えを保留し、操作停止を待って実行する構成としたから、再操作の煩わしさをなくすることができる。
【００２４】
また、請求項３の発明によると、クレーン作業モードと土木作業モードの切換えを行う機械において誤切換えによるアクチュエータ（とくに請求項４の走行、旋回）の急減速や急増速があると、前記のように荷揺れや土石の散乱といった危険事態に陥り易いため、作業の安全性を高める効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態を図１,２によって説明する。
【００２６】
図１に実施形態に係るアクチュエータ制御装置の回路構成を示す。同図において、図３に示す公知技術と同一部分には同一符号を付して示している。
【００２７】
この装置において、
（ｉ）  エンジン１によって油圧ポンプ２が駆動され、この油圧ポンプ２からの圧油が、操作手段としてのリモコン弁３によって操作される油圧パイロット式のコントロールバルブ４を介して油圧アクチュエータ５に供給される点、
（ｉｉ）  作業モードの切換えを行うモード切換手段（オペレータが操作する切換スイッチ）６からの切換信号が、制御手段としてのコントローラ１３の切換可否判断手段１５に送られ、基本的に、クレーン作業モードが選択されるとこの切換可否判断手段１５の判断に基づいてコントローラ１３から速度制限手段に速度制限指令が送られる点、
（ｉｉｉ）  速度制限手段として、エンジン回転数（＝ポンプ回転数）を制限する第１速度制限手段９と、リモコン弁３の一次圧を落とすことによって二次圧（コントロールバルブ４に供給されるパイロット圧の最大値＝コントロールバルブ４の最大ストローク）を制限する第２速度制限手段１０が設けられている点、
（ｉｖ）  この両速度制限手段９,１０がコントローラ１３からの指令に基づいて速度制限作動を行うことにより、クレーン作業モードで油圧アクチュエータ５の作動速度が制限される点、
（ｖ）  モード切換手段６が土木作業モード側に切換えられると、コントローラ１３から両速度制限手段９,１０に制限解除信号が送られ、速度制限が解除される点
は図３に示す公知技術と同じである。
【００２８】
この実施形態においては、リモコン弁３の操作（以下、レバー操作という）の有無を検出する操作検出手段として、リモコン弁３の二次圧（コントロールバルブ４の両側パイロットポートに供給されるパイロット圧）を検出する圧力センサ１１,１２が設けられ、この圧力センサ１１,１２からの信号がコントローラ１３に送られる。
【００２９】
コントローラ１３は、上記センサ信号を受けてレバー操作の有無を判断するレバー操作有無判断手段１４、及び同手段１４での判断とモード切換手段６からの切換信号とに基づいて速度制限／制限解除の判断を行う切換可否判断手段１５を備え、この切換可否判断手段１５からの指令に基づいて第１及び第２両速度制限手段９,１０による速度制限／制限解除が制御される。
【００３０】
具体的には、モード切換え（誤切換えを含む）が行われても、それがレバー操作中（アクチュエータ作動中）であれば速度制限／制限解除の切換えを実行しない。
【００３１】
この点の作用を図２のフローチャートによって説明する。
【００３２】
制御開始とともにステップＳ１でモード切換えされたか否かが判断され、ＮＯ（モード切換えされていない）の場合は処理が終了し、ＹＥＳ（モード切換えされた）の場合にのみステップＳ２に移行する。
【００３３】
ステップＳ２ではレバー操作が有るか否かが判断され、レバー操作無し（ＮＯ）の場合にのみステップＳ３に移行して速度制限中か否かが判断される。
【００３４】
そして、すでに速度制限中であればステップＳ５で速度制限が解除され、速度制限されていない場合はステップＳ４で速度制限が実行される。
【００３５】
これに対し、ステップＳ２でＹＥＳ、つまりレバー操作有りと判断されると、ステップＳ３には移行せず、レバー操作無しに転じるまでステップＳ２が繰り返される。
【００３６】
いいかえると、レバー操作の停止（レバー中立）を待ってモード切換えに伴う速度制限／制限解除の切換えが実行される。
【００３７】
従って、モード切換手段６の誤操作や回路配線のショート等の誤切換によって誤ったモード切換えが行われても、それがアクチュエータ作動中（レバー操作中）であれば速度制限／制限解除の切換えが許容されない。
【００３８】
このため、クレーン作業中（速度制限中）の誤切換えによって荷揺れが生じたり、土木作業中の誤切換えによって土石が散乱したりする危険事態の発生を回避し、作業の安全性を高めることができる。
【００３９】
また、レバー操作中にモード切換えがあった場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）に、このモード切換えを保留し、レバー操作の停止を待って実行（ステップＳ３に移行）するため、モード切換えがオペレータの意思であって操作時期が早すぎただけの場合に、操作停止後にモード切換え操作をやり直さなければならない煩わしさをなくすることができる。
【００４０】
他の実施形態
（１）  コントローラ１３にタイマーを設け、図２のステップＳ２とステップＳ３との間で、このタイマーによってレバー操作無しの状態が一定時間継続したか否かを判断するようにしてもよい。
【００４１】
こうすれば、リモコン弁３のレバー３ａが反対側に操作されるときのように瞬間的にレバー中立に戻っただけの場合には、速度制限／制限解除の切換えが行われないため、制御が安定する。
【００４２】
（２）  レバー操作を検出する検出方式として、上記実施形態のリモコン弁二次圧を圧力センサ１１,１２で検出する方式に代えて、レバー３ａの動きをリミットスイッチ等によって検出する方式、またはロードセンシング制御を行う回路構成においてロードセンシングバルブ装置の動きを検出する方式等を採用してもよい。
【００４３】
（３）  上記実施形態では、速度制限手段としてエンジン回転数を制限する第１速度制限手段９と、リモコン弁３の一次圧を制限する第２速度制限手段１０の二種類を用いたが、これらの一方のみを用いてもよい。あるいは、リモコン弁３の二次圧の最大値を制限するものを採用してもよい。
【００４４】
（４）  本発明は、上記実施形態のようにクレーン作業モードと土木作業モードとに切換えるハイリーチ仕様の油圧ショベルに適用すればとくに効果的であるが、作業モードの切換えを行い、かつ、この作業モードの切換えに応じて速度制限／制限解除を行う建設機械に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態にかかるアクチュエータ制御装置の回路構成図である。
【図２】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】従来の回路構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
２  油圧ポンプ
３  操作手段としてのリモコン弁
３ａ  レバー
４  コントロールバルブ
５  油圧アクチュエータ
６  モード切換手段
９  第１速度制限手段
１０  第２速度制限手段
１１,１２  操作検出手段としての圧力センサ
１３  制御手段としてのコントローラ
１４  コントローラのレバー操作有無判断手段
１５  コントローラの切換可否判断手段
【図１】
2008286300.tif 000003
【図２】
2008286300.tif 000004
【図３】
2008286300.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月15日(2007.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一方、モード切換手段６が土木作業モード側に切換えられると、コントローラ７から両速度制限手段９,１０に制限解除信号が送られ、速度制限が解除される。
【特許文献１】特許第２９１４７４０号