(57)【要約】      （修正有）【課題】モード選択手段の他にエンジン回転数の調整が可能な手段を設けて、選択した作業モードを基準として所定のエンジン回転数の範囲内で部分的無段階制御を行うことができ、また、その調整手段によりエンジン回転数の全範囲における無段階制御を行うことができるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン回転数を制御するスロットルボリュームとモード選択手段及びモード選択解除用スイッチをコントローラに接続し、スロットルボリューム及びモード選択解除用スイッチがオフの場合に、モード選択手段による作業モード選択を可能とし、また、モード選択解除用スイッチがオフの状態でスロットルボリュームをオンにした場合、モード選択手段により選択された作業モードを基準とした所定の範囲内においてスロットルボリュームによるエンジン回転数の部分的無段階制御を可能にした。【選択図】図１
2004316519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレータと、前記エンジンへの燃料噴射量を調整するガバナを制御するスロットルモータと、該スロットルモータ及び前記レギュレータへ信号を導出すると共に作業モードを選択するモード選択手段からの信号を導入するコントローラを有する建設機械のエンジン制御装置において、エンジン回転数を制御するスロットルボリューム及びモード選択解除用スイッチを前記コントローラに接続し、前記モード選択手段による作業モード選択（数段階制御）及び前記スロットルボリュームによるエンジン回転数の部分的無段階制御又は全範囲無段階制御を可能としたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記スロットルボリューム及びモード選択解除用スイッチがオフの場合に、モード選択手段による作業モード選択を可能としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記モード選択解除用スイッチがオフの状態で前記スロットルボリュームをオンにした場合、モード選択手段により選択された作業モードを基準とした所定の範囲内において前記スロットルボリュームによるエンジン回転数の部分的無段階制御を可能にしたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記モード選択解除用スイッチがオンの状態で前記スロットルボリュームをオンにした場合、該スロットルボリュームによるエンジン回転数の全範囲無段階制御を可能にしたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記スロットルボリュームを回転式としたことを特徴とする請求項１乃至４記載の建設機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械のエンジン制御装置に関するものであり、特に、作業モード選択手段を備えた建設機械のエンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、油圧ショベル等の建設機械に搭載されるエンジンは、図５に示すようにエンジン回転数が中間でトルクが最大となり、燃料消費率が最小となる。そして更にエンジン回転数が高くなるとトルクは低くなり、燃料消費率も悪くなる。また、油圧ショベル等の建設機械においては、作業内容を重掘削、軽掘削、高速走行及び低速走行等に分け、当該作動形態に応じて夫々重掘削モード（Ｈ）、軽掘削モード（Ｅ）、高速走行モード（Ｈ）及び低速走行モード（Ｌ）にモード分けし、予め設定したエンジン回転数と油圧ポンプ吐出量の組合せの中から、作動体の作動形態に最適な組合せをモード選択スイッチで選択可能にしている（例えば、特許文献１参照）。また、通常作業に適した低エンジン回転数と高ポンプ入力トルクの組合せからなる第１のモードと、低負荷時に大ポンプ流量が要求される作業に適した高エンジン回転数と低ポンプ入力トルクの組合せからなる第２のモードをモード選択手段で選択可能にしたものも存在する（例えば、特許文献２参照）。そしてモード選択手段により最適なモードを選択することにより、作業内容に応じたロスの少ない効率的な運転を行う工夫がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−５８０３３号公報（第２〜第７頁、図１）
【０００４】
【特許文献２】
特開平７−８３０８４号公報（第２〜第８頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１記載のエンジン制御装置は、予め設定したエンジン回転数と油圧ポンプ吐出量の組合せの中から作動体の作動形態に最適な組合せを選択するものであり、また、特許文献２記載のエンジン制御装置は予め設定したエンジン回転数とポンプ入力トルクの組合せの中から作業に適した組合せを選択するもので、何れも予め定められた特定の組合せの中からモード選択手段（スイッチ）で切換えるものである。しかし、工事現場の作業条件は千差万別で、特許文献１及び２のモード選択手段（スイッチ）だけでは、各工事現場の作業条件に最適なエンジン回転数とポンプ吐出量又はポンプ入力トルクの組合せを得ることは困難である。
【０００６】
そこで、モード選択手段の他にエンジン回転数の調整が可能な手段を設けて、選択したモードを基準として所定のエンジン回転数の範囲内で調整ができれば、作業内容に応じたロスの少ない効率的な運転が可能となり、また、その調整手段によりエンジン回転数の全範囲における無段階制御を行うことができれば、エンジン制御装置の操作性を更に向上できるものであり、かかる点に解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレータと、前記エンジンへの燃料噴射量を調整するガバナを制御するスロットルモータと、該スロットルモータ及び前記レギュレータへ信号を導出すると共に作業モードを選択するモード選択手段からの信号を導入するコントローラを有する建設機械のエンジン制御装置において、エンジン回転数を制御するスロットルボリューム及びモード選択解除用スイッチを前記コントローラに接続し、前記モード選択手段による作業モード選択（数段階制御）及び前記スロットルボリュームによるエンジン回転数の部分的無段階制御又は全範囲無段階制御を可能とした建設機械のエンジン制御装置である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明はスロットルボリューム及びモード選択解除用スイッチがオフの場合に、モード選択手段による作業モード選択を可能とした建設機械のエンジン制御装置であり、請求項３記載の発明はモード選択解除用スイッチがオフの状態で前記スロットルボリュームをオンにした場合、モード選択手段により選択された作業モードを基準とした所定の範囲内において前記スロットルボリュームによるエンジン回転数の部分的無段階制御を可能にした建設機械のエンジン制御装置で、請求項４記載の発明はモード選択解除用スイッチがオンの状態で前記スロットルボリュームをオンにした場合、該スロットルボリュームによるエンジン回転数の全範囲無段階制御を可能にした建設機械のエンジン制御装置である。そして、請求項５記載の発明はスロットルボリュームを回転式とした建設機械のエンジン制御装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って詳述する。図１は本発明の実施形態に係るエンジン制御装置の電気・油圧回路図を示し、図２は本発明の実施形態に係るモード選択手段とスロットルボリュームによるエンジン制御の組合せを示す。そして、図３は本発明の実施形態に係るスロットルボリュームの操作量と作業モードの関係を示し、図４はポンプの圧力と流量の関係を示す図である。
【００１０】
図１において、１、１’はエンジン２により駆動される油圧ポンプであり、３は該油圧ポンプ１、１’の吐出量を制御するレギュレータである。４はエンジン２の燃料噴射量を調整するガバナ（図示せず）を制御するスロットルモータで、該スロットルモータ４及び前記レギュレータ３はコントローラ５に接続されている。また、前記エンジン２の出力軸近傍には回転センサ６が取付けられ、該回転センサ６は前記コントローラ５に接続されている。そして該コントローラ５にはモード選択手段７、スロットルボリューム８及びモード選択解除用スイッチ９が接続されている。
【００１１】
図２において、Ｈ、Ｓ、Ｌ、Ａはモード選択手段７に設けられたモードボタンであり、Ｈは重掘削モード、Ｓは標準モード、Ｌは微操作モード、Ａは自動モードを表し、重掘削モード（Ｈ）はスピードが速い（エンジン回転数が高い）が燃費は悪く、標準モード（Ｓ）はスピードは中間（エンジン回転数は普通）であるが燃費が良く、微操作モード（Ｌ）はスピードは遅い（エンジン回転数は低い）が燃費が良いという作業モードに設定されている。そして自動モード（Ａ）は重掘削モード（Ｈ）、標準モード（Ｓ）及び微操作モード（Ｌ）に自動的に切換えるものである。また、スロットルボリューム８は回転式ボリュームで、時計方向の回転により操作量が増大するように構成され、操作量が小さいときはスピードが遅い（エンジン回転数が低い）が燃費は良く、操作量が大きくなるにしたがってスピードが速くなり（エンジン回転数が高くなり）、燃費が悪くなるように設定されている。この図２はモード選択手段とスロットルボリュームによるエンジン制御の組合せを示したもので、モード選択手段７による複数の作業モード選択（数段階制御）とスロットルボリューム８による所定の範囲内におけるエンジン回転数の任意調整（部分的無段階制御）を可能にしている。
【００１２】
図３は、スロットルボリューム８によるエンジン回転数の全範囲無段階制御を行う場合のスロットルボリューム８の操作量と作業モードの関係を表したもので、スロットルボリューム８の操作量が小のときは微操作モード（Ｌ）を、スロットルボリューム８の操作量が中間のときは標準モード（Ｓ）を、スロットルボリューム８の操作量が大のときは重掘削モード（Ｈ）となるように設定されている。
【００１３】
図４は、重掘削モード（Ｈ）、標準モード（Ｓ）及び微操作モード（Ｌ）における油圧ポンプ１、１’の圧力（Ｐ）と流量（Ｑ）の関係を表した線図であり、圧力（Ｐ）が同一の場合、流量（Ｑ）は重掘削モード（Ｈ）＞標準モード（Ｓ）＞微操作モード（Ｌ）に設定されている。
【００１４】
次に本発明の作用を説明する。
【００１５】
まず、エンジン２を始動して、スロットルボリューム８及びモード選択解除用スイッチ９がオフの状態でモード選択手段７のモードボタンＨ、Ｓ、Ｌ、Ａの何れかをオンにすると、モード選択手段７からの信号がコントローラ５を介してレギュレータ３及びスロットルモータ４に導出され、油圧ポンプ１、１’の傾転角を制御して吐出量を変えると共に、エンジン回転数を変え、モード選択手段７のモードボタンＨ、Ｓ、Ｌ、Ａにより選択した作業モードが選択され、予め定めたエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応した油圧ポンプ吐出量の組合せの中からオペレータが選択したエンジン回転数とそのエンジン回転数に対応した油圧ポンプ吐出量で作業を行うことができる。すなわち、モード選択手段７による複数の作業モード選択（数段階制御）を可能にしている。
【００１６】
この状態でスロットルボリューム８をオンにするとモード選択手段７において選択した作業モード、例えば標準モード（Ｓ）を選択している場合は該標準モード（Ｓ）で設定されているエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応したポンプ吐出量を基準として、その前後所定の範囲内においてスロットルボリューム８によるエンジン回転数及びポンプ吐出量の調整が可能となる。すなわち、モード選択手段７により重掘削モード（Ｈ）、標準モード（Ｓ）、微操作モード（Ｌ）、自動モード（Ａ）の何れかを選択した場合、選択した作業モードによりエンジン回転数とポンプ吐出量は定まるが、スロットルボリューム８の操作により所定の範囲内において任意のエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応したポンプ吐出量を選択することができる。すなわち、スロットルボリューム８による所定の範囲内におけるエンジン回転数の部分的無段階制御を可能にしている。
【００１７】
そしてモード選択手段７により作業モードを選択する場合は各作業モードに対するエンジン回転数は一定であるため、オペレータが実際のエンジン回転数を検出しなくてもエンジン回転数を把握できるが、前記スロットルボリューム８により調整する場合は操作量によりエンジン回転数が変わるため、回転センサ６でエンジン回転数を検出し、該検出値をコントローラに導出すると共に、図示してない表示計に表示する。これによりオペレータは実際のエンジン回転数を知ることが可能になる。
【００１８】
次にモード選択手段７がオフの場合、すなわちモードボタンＨ、Ｓ、Ｌ、Ａの何れのモードボタンも押していない状態で、モード選択解除スイッチ９をオンにすると共にスロットルボリューム８をオンにして操作量を小から大にしていくと、エンジン回転数の全範囲における無段階制御が可能となる。すなわち、エンジン回転数の全範囲において任意のエンジン回転数及び当該エンジン回転数に対応したポンプ吐出量の選択が可能となる。
【００１９】
尚、モード選択手段７がオンの状態でモード選択解除スイッチ９をオンにした場合、モード選択手段７は解除され、スロットルボリューム８によるエンジン回転数の全範囲における制御が可能となる。
【００２０】
上記実施形態においては、スロットルボリューム８及びモード選択解除用スイッチ９がオフの状態でモード選択手段７をオンにした場合、モード選択解除用スイッチ９がオフの状態でモード選択手段７及びスロットルボリューム８をオンにした場合、モード選択手段７がオフの状態でモード選択解除スイッチ９及びスロットルボリューム８をオンにした場合及びモード選択手段７がオンの状態でモード選択解除スイッチ９及びスロットルボリューム８をオンにした場合について説明したが、これらの場合は何れもモード選択解除スイッチ９をオンにした場合にモード選択手段７がオフになるように設定した。しかし、逆にモード選択解除スイッチ９をオフにした場合にモード選択手段７がオフになるように設定することにより、上記実施形態と同様の作用を得ることも可能である。
【００２１】
本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は、上記一実施形態に於いて詳述した構成により、モード選択手段のみによるエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応したポンプ吐出量の数段階制御、モード選択手段及びスロットルボリュームによるエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応したポンプ吐出量の数段階制御及び部分的無段階制御、更にはスロットルボリュームのみによるエンジン回転数及びそのエンジン回転数に対応したポンプ吐出量の全範囲無段階制御を可能とし、エンジン制御装置の操作性を向上し、作業内容に応じたロスの少ない、より効率的な運転が可能になる等きわめて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジン制御装置の電気・油圧回路図
【図２】本発明の実施形態に係るモード選択手段とスロットルボリュームによるエンジン制御の組合せを示す図
【図３】本発明の実施形態に係るスロットルボリュームの操作量と作業モードの関係を示す図
【図４】ポンプの圧力と流量の関係を示す図
【図５】エンジン回転数と馬力特性、トルク特性、燃料消費率特性の関係を示す図
【符号の説明】
１、１’  油圧ポンプ
２            エンジン
３            レギュレータ
４        スロットルモータ
５        コントローラ
６            回転センサ
７          モード選択手段
８        スロットルボリューム
９              モード選択解除スイッチ
【図１】
2004316519.tif 000003
【図２】
2004316519.tif 000004
【図３】
2004316519.tif 000005
【図４】
2004316519.tif 000006
【図５】
2004316519.tif 000007