(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の操作手段を備え、この操作手段の操作により、エンジンを駆動源とする油圧ポンプからの油を油圧アクチュエータに供給して同アクチュエータを駆動するように構成された建設機械において、上記各操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、コントローラと、このコントローラからの指令信号に基づいてエンジン回転数を設定するエンジン回転数設定手段とを具備し、上記コントローラは、
(ｉ)  上記各操作手段の操作によるアクチュエータ動作ごとに、操作量と、この操作量のみによって決まるエンジン回転数との関係についての運転特性をエンジン制御マップとして記憶し
(ｉｉ)  上記操作量検出手段からの信号に基づいてアクチュエータ動作を判別するとともに、このアクチュエータ動作について上記記憶された運転特性に基づいたエンジン回転数指令信号をエンジン回転数設定手段に出力する
ように構成されたことを特徴とする建設機械の運転制御装置。
【請求項２】
上記油圧アクチュエータとして旋回モータ、上記操作手段としてこの旋回モータを操作する旋回操作手段を具備し、上記コントローラは、旋回時には操作量の増減に関係なくエンジン回転数を一定とする旋回運転特性を記憶するとともに、旋回動作が判別されたときにこの旋回運転特性に従ってエンジン回転数設定手段にエンジン回転数を一定とするエンジン回転数指令信号を上記エンジン回転数設定手段に出力するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の運転制御装置。
【請求項３】
上記コントローラは、複数の操作手段の同時操作時に、操作の対象となる複数のアクチュエータ動作ごとの複数の運転特性における指示値の総和に基づいたエンジン回転数指令信号を上記エンジン回転数設定手段に出力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記載の建設機械の運転制御装置。
【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（たとえば油圧ショベル）において、操作手段の操作量に応じてエンジン回転数を制御する運転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルにおいて、操作手段の操作量（一般的には操作手段としてレバーが用いられるため、以下、レバー操作量という）に応じてエンジン回転数を制御する方式が公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この公知技術では、単純に、レバー操作量が大きければエンジン回転数を高くし、小さければ低くするだけであるため、作業の種類によってはエンジン回転数に過不足が生じていた。
【０００４】
たとえば、掘削→旋回→積み込みの動作を行う場合、普通、掘削及び積み込み動作はフルレバー操作、フルスロットルで高速で行うが、旋回動作は、アタッチメントが周囲に当たったり荷がこぼれたりしないよう気を配りながら緩やかに行わなければならない。
【０００５】
このため、レバー操作量が大きいからといってエンジン回転数を高く設定すると、緩旋回が難しくなるとともに、エンジンの燃費、騒音、排ガス抑制の点で効率が悪くなる。
【０００６】
また、アタッチメントのブームを上げる動作と下げる動作について、上げ動作ではアタッチメント自重が負荷となるのに対して下げ動作は反対に助けになるため、同じレバー操作量でも相対的にブーム上げ動作時はエンジン回転数を上げ、ブーム下げ動作はエンジン回転数を下げるのが望ましい。
【０００７】
しかし、公知技術ではレバー操作量のみに基づいてエンジン回転数を設定するため、このような要求に応えられず、作業性、操作性に問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、アクチュエータ動作に応じてエンジン回転数を適正に制御することができる建設機械の運転制御方法及び同装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の操作手段を備え、この操作手段の操作により、エンジンを駆動源とする油圧ポンプからの油を油圧アクチュエータに供給して同アクチュエータを駆動するように構成された建設機械において、上記各操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、コントローラと、このコントローラからの指令信号に基づいてエンジン回転数を設定するエンジン回転数設定手段とを具備し、上記コントローラは、
(ｉ)  上記各操作手段の操作によるアクチュエータ動作ごとに、操作量と、この操作量のみによって決まるエンジン回転数との関係についての運転特性をエンジン制御マップとして記憶し
(ｉｉ)  上記操作量検出手段からの信号に基づいてアクチュエータ動作を判別するとともに、このアクチュエータ動作について上記記憶された運転特性に基づいたエンジン回転数指令信号をエンジン回転数設定手段に出力する
ように構成されたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記油圧アクチュエータとして旋回モータ、上記操作手段としてこの旋回モータを操作する旋回操作手段を具備し、上記コントローラは、旋回時には操作量の増減に関係なくエンジン回転数を一定とする旋回運転特性を記憶するとともに、旋回動作が判別されたときにこの旋回運転特性に従ってエンジン回転数設定手段にエンジン回転数を一定とするエンジン回転数指令信号を上記エンジン回転数設定手段に出力するように構成されたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記コントローラは、複数の操作手段の同時操作時に、操作の対象となる複数のアクチュエータ動作ごとの複数の運転特性における指示値の総和に基づいたエンジン回転数指令信号を上記エンジン回転数設定手段に出力するように構成されたものである。
【００１２】
上記構成によると、単純に操作量のみに基づいてエンジン回転数を制御するのではなく、アクチュエータ動作(請求項２ではそのうちの旋回動作）ごとに予め設定した運転特性（操作量／エンジン回転数）に従ってエンジン回転数を設定するため、たとえば旋回動作時には操作量に関係なくエンジン回転数を一定とすることによって緩旋回操作が容易になるとともに無駄なエンジン回転を無くすることができる等、適正なエンジン回転数制御が可能となる。
【００１３】
また、請求項３の構成によると、複合操作時に、エンジン回転数を、それぞれのアクチュエータについての運転特性における設定エンジン回転数の総和に基づいて決めるようにしたから、複合操作時にも基本的にエンジン回転数に過不足が生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下の実施形態では油圧ショベルを適用対象として例にとっている。
【００１５】
油圧ショベルは、図１に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸まわりに旋回自在に搭載されて自走及び旋回可能に構成されたベースマシンＡと、このベースマシンＡの上部旋回体２に装着された掘削アタッチメントＢとから成っている。
【００１６】
掘削アタッチメントＢは、ブームシリンダ３によって起伏するブーム４の先端にアーム５、このアーム５の先端にバケット６がそれぞれアームシリンダ７、バケットシリンダ８によって水平軸まわりに回動自在に取付けられて構成され、この掘削アタッチメントＢによって掘削動作が行われる。
【００１７】
図２はこの油圧ショベルの油圧回路とエンジン制御系の構成を示している。
【００１８】
同図において、９はエンジン、１０，１１はこのエンジン９によって駆動される油圧ポンプで、一方の油圧ポンプ１０からの油が、ブーム用、バケット用、左走行用の各油圧パイロット式コントロールバルブ１２，１３，１４を介して、また他方の油圧ポンプ１１からの油が右走行用、旋回用、アーム用の各コントロールバルブ１５，１６，１７を介して、それぞれ対応する油圧アクチュエータに供給される。Ｔはタンクである。
【００１９】
各コントロールバルブ１２〜１７は、レバー１８ａによって操作される操作手段としてのリモコン弁（アクチュエータごとに設けられるが、ここでは一つだけを示している）１８からのパイロット圧によって制御され、このパイロット圧がコントロールバルブごとに両側パイロットラインに設けられた操作量検出手段としての圧力計１９…によって検出される。
【００２０】
このパイロット圧により、操作されたアクチュエータとその操作量が検出され、この検出信号がコントローラ２０に入力される。
【００２１】
このコントローラ２０には、予め、各アクチュエータ動作ごとにリモコン弁１８のレバー操作量と、このレバー操作量のみによって決まるエンジン回転数（ポンプ回転数＝アクチュエータ速度）の関係についての運転特性が、たとえば図３に示すようなエンジン制御マップとして設定・記憶されている。
【００２２】
すなわち、
（イ）ブーム上げ動作
エンジン回転数をパイロット圧Ｐｉ（＝レバー操作量）の変化に比例してスタンバイ回転数（アクチュエータを作動させるのに最低限必要な回転数。たとえば１５００ｒｐｍ）から最高回転数（２０００ｒｐｍ）まで一定の傾きで変化させる。
【００２３】
（ロ）ブーム下げ動作
この場合は、負荷がアシスト方向に働くことから、エンジン回転数の上限をブーム上げ動作の場合よりも低い値（１７００ｒｐｍ）に抑える。
【００２４】
（ハ）走行動作
始動を良くするために、エンジン回転数をブーム動作の場合よりも急な傾きでスタンバイ回転数（１５００ｒｐｍ）から最高回転数（２０００ｒｐｍ）まで変化させる。
【００２５】
（ニ）旋回動作
前記したように緩旋回させる必要があるため、パイロット圧Ｐｉの変化（レバー操作量の大小）に関係なくエンジン回転数を一定（ここではスタンバイ回転数の１５００ｒｐｍとしている）とする。
【００２６】
図３中、Ａは各特性においてエンジン回転数がスタンバイ回転数から上昇に転じる起点を示す。
【００２７】
コントローラ２０は、レバー操作信号からアクチュエータ動作の種類を上記の中から選択し、この選択したアクチュエータ動作について上記のように設定された特性に従ってエンジン回転数を制御する。２１はこのコントローラ２０からの回転数指令信号Ｓに基づいてエンジン９のガバナ２２を制御するエンジン回転数設定手段としてのステッピングモータである。
【００２８】
このコントローラ２０のより詳しい制御内容を図４のフローチャートによって説明する。
【００２９】
制御開始とともにいずれかのレバー１８が操作されたか否かが判断され（ステップＳ１）、ＮＯの場合、その後５秒間操作されないとき（ステップＳ２でＹＥＳのとき）にデセル回転数に設定する（ステップＳ３）。
【００３０】
ステップＳ１でＹＥＳ（操作有り）の場合、及びステップＳ２でＮＯの場合は、ステップＳ４でエンジン回転数をスタンバイ回転数に設定した後、ステップＳ５で、レバー操作信号からアクチュエータ動作の種類を判別し、それに対応する特性を図３の制御マップの中から選択する。
【００３１】
ここで、油圧ショベルにおいては、多くの場合、複数のアクチュエータが同時に操作される複合操作であり、複数のアクチュエータ動作の特性が選択される。
【００３２】
そこで、ステップＳ６において、各特性における起点Ａを超えるエンジン回転数の指示値の総和を計算し、エンジンをこの総和の回転数で運転する（ステップＳ７）。
【００３３】
なお、旋回動作と他のアクチュエータ動作の複合操作時には、旋回用の一定回転数に、他のアクチュエータ動作の操作量に対応する回転数を足した値がエンジン回転数として設定される。
【００３４】
また、この総和の回転数がエンジン最高回転数を超える場合は、最高回転数に頭切りする。
【００３５】
一方、一つのアクチュエータに対する単独操作の場合は、そのアクチュエータ動作に対応する制御マップに従ってエンジン回転数を設定する。
【００３６】
このように、従来のように単純に操作量のみに基づいてエンジン回転数を制御するのではなく、アクチュエータ動作ごとに予め設定した運転特性に従ってエンジン回転数を設定するため、アクチュエータ動作に適応した好ましい運転状態を得ることができる。
【００３７】
たとえば、旋回動作時には操作量に関係なくエンジン回転数を一定とするため、緩旋回動作が容易になるとともに、燃費、騒音、排ガスを抑えることができる。
【００３８】
また、複合操作時に、上記のようにエンジン回転数を、それぞれのアクチュエータ動作についての運転特性における指示値の総和に基づいて決めるようにしたから、この複合操作時にも基本的にエンジン回転数に過不足が生じない。
【００３９】
他の実施形態
（１）複合操作時に、上記実施形態ではエンジン回転数を各特性における指示値の総和に設定するようにしたが、これに代えて、各特性中の最も高い指示値を選んでエンジン回転数を設定してもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態では油圧ショベルを適用対象として例にとったが、本発明はクレーンにも、またそれ以外の各種建設機械にも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、アクチュエータ動作(請求項２ではそのうちの旋回動作)ごとに予め設定した運転特性（操作量と、この操作量のみによって決まるエンジン回転数）に従ってエンジン回転数を設定するため、たとえば旋回動作時には操作量に関係なくエンジン回転数を一定とすることによって緩旋回操作が容易になるとともに無駄なエンジン回転を無くすることができる等、適正なエンジン回転数制御が可能となる。
【００４２】
また、請求項３の発明によると、複合操作時に、エンジン回転数を、それぞれのアクチュエータについての運転特性における指示値の総和に基づいて決めるようにしたから、複合操作時にも基本的にエンジン回転数に過不足が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  油圧ショベルの全体概略側面図である。
【図２】  本発明の実施形態にかかる油圧回路とエンジン制御系の構成を示す図である。
【図３】  同実施形態におけるコントローラに記憶されているエンジン制御マップの内容を説明するための図である。
【図４】  同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
９  エンジン
１８  操作手段としてのリモコン弁
１８ａ  リモコン弁のレバー
１９  操作量検出手段としての圧力計
２０  コントローラ
２１  エンジン回転数設定手段としてのステッピングモータ
２２  同ガバナ
【図１】
0004691806.tif 000002
【図２】
0004691806.tif 000003
【図３】
0004691806.tif 000004
【図４】
0004691806.tif 000005