(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者の疲労を著しく軽減させることが可能なジョイスティックを用いた重装備走行制御方法を提供すること。【解決手段】ジョイスティック走行機能選択信号と、ジョイスティック７０，７０ａにより発生される操作信号と、走行ペダル７０ｂ、７０ｃにより発生される操作信号とが、制御器に入力され、ジョイスティック走行機能が選択された場合、走行ペダル７０ｂ、７０ｃの操作信号による制御信号の出力を遮断して、アームジョイスティック７０ａの操作信号による制御信号を左側走行モータ５０に連結された電磁比例弁９０ｄ，９０ｅに出力し、且つ、ブームジョイスティック７０の操作信号による制御信号を右側走行モータ５０ａに連結された電磁比例弁９０ｆ，９０ｇに出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームとアームとを駆動するために操作量による操作信号を出力するブームジョイスティック及びアームジョイスティックと、左右側の走行装置を駆動するために操作量による操作信号を出力する左右側走行ペダルと、前記ブームと前記アームと前記左右側走行装置とのそれぞれに供給される圧油を制御する複数のコントロールバルブと、制御器より出力される制御信号により作動されて前記コントロールバルブのそれぞれを制御する複数の電磁比例弁を含むジョイスティックを用いた重装備走行制御方法において、
ジョイスティックの走行機能選択信号と、前記ジョイスティックにより発生される操作信号と、前記走行ペダルにより発生される操作信号とが、前記制御器に入力される信号入力ステップ；
前記ジョイスティックの走行機能選択信号からジョイスティック走行機能が選択又は解除されたかの可否を判断する機能選択判断ステップ；
前記ジョイスティックの走行機能が選択された場合、前記走行ペダルの操作信号による制御信号の出力を遮断し、前記アームジョイスティックの操作信号による制御信号を前記左側走行モータに連結された前記電磁比例弁に出力し、且つ、前記ブームジョイスティックの操作信号による制御信号を前記右側走行モータに連結された前記電磁比例弁に出力する長距離走行ステップ；及び  
前記ジョイスティックの走行機能が解除された場合、前記アームジョイスティックの操作信号による制御信号を前記アームシリンダーに連結された前記電磁比例弁に出力し、前記ブームジョイスティックの操作信号による制御信号を前記ブームシリンダーに連結された前記電磁比例弁に出力し、且つ、前記走行ペダルの操作信号による制御信号を前記走行モータに連結された前記電磁比例弁に出力する作業遂行ステップを、含んでなされることを特徴とするジョイスティックを用いた重装備走行制御方法。
【請求項２】
前記重装備には、運転者に装備の情報を知らせる表示装置が設けられ、前記ジョイスティックの走行機能が選択された場合、前記表示装置に走行機能選択状態と警告メッセージとを表示する走行機能表示ステップがさらに包含され、且つ、前記ジョイスティックの走行機能が解除された場合、前記表示装置に走行機能選択状態と警告メッセージとの表示を解除する表示解除ステップがさらに包含されることを特徴とする請求項１に記載のジョイスティックを用いた重装備走行制御方法。
【請求項３】
前記長距離走行ステップでは、前記重装備の走行を制御する前記ジョイスティックの微細操作性を向上させ、且つ、重装備の出発時、衝撃が生じないように前記ジョイスティックの操作量による前記電磁比例弁の２次圧力特性が放物線形態に制御されることを特徴とする請求項１に記載のジョイスティックを用いた重装備走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者が楽な姿勢で運転席に着席したまま、重装備を走行させることが可能なジョイスティックを用いた重装備走行制御方法に関する。さらに詳細には、ブーム・アームなどの作業装置を操作する電子式ジョイスティックを用いて、作業装置と走行装置とを選択的に駆動することができるようにしたジョイスティックを用いた重装備走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、掘削機などのような建設重装備には、装備の走行作業を行うための走行ペダル、又は走行ペダルと連結された走行レバーと、ブーム・アーム・バケット・スイング装置のような作業装置を操作するためのジョイスティックなどのような操作レバーとが、用いられている。
【０００３】
最近、電子式ジョイスティックが操作レバーとして幅広く用いられているが、ジョイスティックは運転者の操作に従って操作量に比例する信号を出力する。ジョイスティックの出力する信号形態は、アナログ電圧、ＰＷＭ、通信信号などといったものが取り上げられる。
【０００４】
各種作業装置と、スイング装置、走行装置の駆動は、エンジンにより作動される油圧ポンプより供給される油圧によってなされるが、制御装置が、操作レバーの操作量に従って各種コントロールバルブを制御して作業装置に供給される圧油の方向及び油量などを制御することによって、作業装置や走行装置などの駆動が成される。
【０００５】
掘削機のような重装備の走行作業を行うためには、運転者が走行ペダルを足で加圧したり、走行ペダルと連結された走行レバーを手で操作すべきである。また、運転者が作業装置を駆動するためのジョイスティックを操作するときには、運転席に楽な姿勢で着席したまま、作業を行うことが可能となるが、運転席から前方に向けてやや離れて設けられている走行レバーを操作する際には、上体を多少傾いた状態で操作しなければならない不便さを抱えていた。
【０００６】
長距離走行時には、運転者が、一定の力を持続的に加えて加速ペダルを踏まなければならないため、走行ペダルの代わりに走行レバーを用いることもあり得るが、この場合にも、長時間に上体を前方向きに傾いた不自然な姿勢を強いることとなり、運転者が疲れ易いという問題点があった。
【０００７】
上述した問題等を解決するための従来技術として、運転席に配置される作業装置操作用ジョイスティックの周辺に走行装置操作レバーを設ける技術が採用されたりもしたが、これによると油圧ラインと操作レバーとを別途に設けなければならないため、構成が複雑となり、且つ、高コストとなる欠点があった。
【０００８】
また、他の従来技術として、作業装置を操作するジョイスティックに連結されたパイロット信号ライン上にコントロールバルブを設け、前記コントロールバルブが切換えられると作業装置に供給されていたジョイスティックのパイロット信号圧が走行装置に供給されることで、ジョイスティックを用いて作業装置と走行装置との、何れかの一つを選択的に駆動させる技術が採用されたりもした。
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術によると、油圧回路の構成が複雑となり、且つ、高コストとなる問題点がある。また、電磁比例弁などを用いて、装備におけるあらゆる装置の制御が、電気信号によりなされるよう設計されている最新の重装備には適用できないという限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前述した問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、運転者が、楽な姿勢で運転席に着席したまま、重装備を走行させることによって、利便性を図ることが可能となることにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、ブーム・アームなどの作業装置を操作する電子式ジョイスティックを用いて、作業装置と走行装置とを選択的に駆動させ得るジョイスティックを利用した重装備走行制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法は、ブームとアームとを駆動するために操作量による操作信号を出力するブームジョイスティック及びアームジョイスティックと、左右側走行装置を駆動するために操作量による操作信号を出力する左右側走行ペダルと、ブームとアームと左右側走行装置とのそれぞれに供給される圧油を制御する複数のコントロールバルブと、制御器から出力される制御信号により作動されて、コントロールバルブのそれぞれを制御する複数の電磁比例弁を含む重装備のジョイスティックを用いた重装備走行制御方法において、ジョイスティック走行機能選択信号と、ジョイスティックにより発生される操作信号と、走行ペダルにより発生される操作信号とが、制御器に入力される信号入力ステップと、ジョイスティック走行機能選択信号からジョイスティック走行機能が選択又は解除されたかの可否を判断する機能選択判断ステップと、ジョイスティック走行機能が選択された場合、走行ペダルの操作信号による制御信号の出力を遮断して、アームジョイスティックの操作信号による制御信号を左側走行モータに連結された電磁比例弁に出力し、且つ、ブームジョイスティックの操作信号による制御信号を右側走行モータに連結された電磁比例弁に出力する長距離走行ステップと、ジョイスティック走行機能が解除された場合、アームジョイスティックの操作信号による制御信号をアームシリンダに連結された電磁比例弁に出力し、且つ、ブームジョイスティックの操作信号による制御信号をブームシリンダに連結された電磁比例弁に出力し、且つ、走行ペダルの操作信号による制御信号を走行モータに連結された電磁比例弁に出力する作業遂行ステップを含む。
【００１３】
ここで、重装備には、運転者に装備の情報を知らせる表示装置が設けられていて、ジョイスティック走行機能が選択された場合、表示装置に走行機能選択状態と警告メッセージとを表示する走行機能表示ステップがさらに含まれる。また、ジョイスティック走行機能が解除された場合、表示装置に走行機能選択状態と警告メッセージとの表示を、解除する表示解除ステップがさらに含まれることが好ましい。
【００１４】
また、長距離走行ステップでは、重装備の走行を制御するジョイスティックの微細操作性を向上させると共に、重装備の出発時、衝撃が生じないようジョイスティック操作量に従う電磁比例弁の２次圧力特性が略方物線状に制御されることが望ましい。
【００１５】
本発明の目的と利点とは、以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。
【００１７】
図２に示されたように、本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法が用いられる重装備には、エンジンＥに連結されて駆動される油圧ポンプ２０、２０ａと、パイロットポンプ３０とが、設けられる。
【００１８】
重装備には、作業装置としてブームとアームとが装着されるが、ブーム（図示せず）は、ブームシリンダ４０により駆動され、且つ、アーム（図示せず）は、アームシリンダ４０ａにより駆動される。運転者は、ブームジョイスティック７０と、アームジョイスティック７０ａを操作することによって、ブームとアームとを働かせて、作業を行うことができる。
【００１９】
また、重装備には、左右側走行装置として、左右側走行モータ５０、５０ａが装着され、且つ、運転者が走行ペダル７０ｂ、７０ｃを操作すると、左右側走行モータ５０、５０ａが駆動されて、重装備の走行がなされる。
【００２０】
ブームシリンダ４０、アームシリンダ４０ａ、左右側走行モータ５０、５０ａには、油圧ポンプ２０、２０ａから吐き出される圧油を供給するコントロールバルブ６０，６０ａ、６０ｂ、６０ｃがそれぞれ連結される。コントロールバルブ６０，６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  は、電磁比例弁９０、９０ａ〜９０ｇにより作動されて、油圧ポンプ２０、２０ａの圧油の流れ方向と流量とを制御することによって、ブームシリンダ４０、アームシリンダ４０ａ、左右側走行モータ５０、５０ａの駆動を制御する。
【００２１】
電磁比例弁９０、９０ａ〜９０ｇは、パイロットポンプ３０に連結され、且つ、パイロットポンプ３０からのパイロット信号圧をコントロールバルブ６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃに供給して、コントロールバルブ６０，６０ａ、６０ｂ、６０ｃが作動されることになる。また、電磁比例バルブ９０、９０ａ〜９０ｇ  は、制御器１００に連結されて、制御器１００から制御信号が入力されると作動することになる。
【００２２】
制御器１００は、ジョイスティック７０、７０ａ及び走行ペダル７０ｂ、７０ｃの操作量によって発生される操作信号を受けて、それぞれの電磁比例弁９０、９０ａ〜９０ｇに制御信号を出力する。
【００２３】
図面中、１２０及び１２０ａは、制御器１００から入力される制御信号により油圧ポンプ２０、２０ａの斜板傾転角を制御して、ポンプ吐出流量を制御するポンプ流量制御手段であり、１１０は、運転者に重装備の各種情報を知らせる表示装置である。
【００２４】
以下では、本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法の使用例を添付図面を参照とし、詳細に説明する。
【００２５】
本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法は、図１に示されたように、信号入力ステップＳ１００と、機能選択判断ステップＳ２００と、走行機能表示ステップＳ３００と、長距離走行ステップＳ４００と、表示解除ステップＳ５００と、作業遂行ステップＳ６００を包含しなされる。
【００２６】
信号入力ステップＳ１００では、ジョイスティック走行機能選択信号（運転者がジョイスティック７０、７０ａにより走行を制御することが可能となる機能を選択する信号）と、ジョイスティック７０、７０ａによりブームとアームとの作業装置を制御する操作信号及び、走行ペダル７０ｂ、７０ｃにより走行を制御する操作信号が、制御器１００に入力される。
【００２７】
ジョイスティック走行機能選択信号は、機能設定手段８０により発生されるが、機能設定手段８０には、通信又はオン／オフスイッチ（図示せず）が使用され得る。
【００２８】
機能選択判断ステップＳ２００においては、制御器１００が、ジョイスティック走行機能が選択されたか、又は、解除されたかの可否を、判断する。
【００２９】
上述した機能選択判断ステップＳ２００における判断結果、ジョイスティック走行機能が選択された場合、走行機能表示ステップＳ３００と、長距離走行ステップＳ４００が順次に行われる。
【００３０】
走行機能表示ステップＳ３００においては、制御器１００が、  表示装置１１０にジョイスティック走行機能が選択された状態と、警告メッセージとを表示して、ジョイスティック走行機能が実行されていることを、運転者に知らせる。  
【００３１】
長距離走行ステップＳ４００においては、運転者が、アームジョイスティック７０ａを操作して、左側走行モータ５０を駆動させ、且つ、ブームジョイスティック７０を操作して、右側走行モータ５０ａを駆動させることができる。従って、この際には、運転者が走行ペダル７０ｂ、７０ｃの代わりにジョイスティック７０、７０ａを操作して、重装備の走行を制御することになる。
【００３２】
長距離走行ステップＳ４００では、制御器１００が、アームジョイスティック７０ａの操作量に応ずる操作信号を左側走行モータ用電磁比例弁９０ｄ、９０ｅに出力し、ブームジョイスティック７０の操作量に応ずる操作信号を右側走行モータ用電磁比例弁９０ｆ、９０ｇに出力する。この際、走行ペダル７０ｂ、７０ｃの操作量による制御器１００に入力される操作信号は、無視されるので、制御器１００から外部に出力されない。
【００３３】
上述した機能選択判断ステップ２００における判断結果、ジョイスティック走行機能が解除された場合、表示解除ステップＳ５００と、作業遂行ステップＳ６００とが、順次に行われる。
【００３４】
表示解除ステップＳ５００においては、制御器１００が、表示装置１１０に表示されたジョイスティック走行機能選択状態と、警告メッセージの表示を解除して、ジョイスティック走行機能が解除されたことを、運転者に知らせる。
【００３５】
作業遂行ステップＳ６００では、運転者がジョイスティック７０、７０ａを操作し、ブーム及びアームを駆動させて、走行ペダル７０ｂ、７０ｃを操作し、重装備の走行を制御することができる。
【００３６】
作業遂行ステップＳ６００では、制御器１００は、アームジョイスティック７０ａの操作信号による制御信号をアームシリンダ用電磁比例弁９０ｂ、９０ｃに出力し、ブームジョイスティック７０の操作信号による制御信号をブームシリンダ用電磁比例弁９０、９０ａに出力し、且つ、走行ペダル７０ｂ、７０ｃの操作信号による制御信号を走行モータ用電磁比例弁９０ｄ、９０ｅ、９０ｆ、９０ｇに出力する。
【００３７】
電磁比例弁の２次圧力の一般的な特性は、図３で点線‘ｂ’として示されていて、グラフ‘ｂ’は、ジョイスティック７０、７０ａの操作量にしたがって、圧油が走行モータ用コントロールバルブ６０ｂ、６０ｃに線形的に供給される２次圧力特性を表す。
【００３８】
しかし、図３の実線‘ａ’は、ジョイスティック走行機能が選択された場合、微細操作性向上及び、走行出発時における衝撃防止のために、電磁比例弁の２次圧力特性を方物線形態に制御されるよう変更した一つの例であって、以外にも様々なグラフ形態に制御されるようにすることも可能である。
【００３９】
このように、長距離を走行する場合、運転者がジョイスティック７０、７０ａを操作することによって、左右側走行モータ５０、５０ａを駆動させて走行することができるため、運転者に操作の利便性を提供することができる。
【００４０】
上述したように、本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法は、次のような効果を奏する。電子式ジョイスティックを用いて、ブーム・アームなどの作業装置と走行装置とを選択して、騒動することができるので、運転者が楽な姿勢で運転席に着席したまま、重装備を走行させることが可能となる。且つ、利便性が向上されると共に、長距離を走行する時にも、正しい姿勢を取ることができて、運転者の疲労を著しく軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法を示すフローチャート。
【図２】本発明によるジョイスティックを用いた重装備走行制御方法に使用される装置の油圧回路図。
【図３】本発明によるジョイスティック操作量と電磁比例弁の２次圧力との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
【００４２】
２０、２０ａ                  油圧ポンプ
３０                          パイロットポンプ
４０                          ブームシリンダ
４０ａ                        アームシリンダ
５０、５０ａ                  左右側走行モータ
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  コントロールバルブ
７０                          ブームジョイスティック
７０ａ                        アームジョイスティック
７０ｂ、７０ｃ                走行ペダル
９０、９０ａ〜９０ｇ          電磁比例弁
１００                        制御器
１１０                        表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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