(57)【要約】【課題】コントロールケーブルを正確に組付けることができ、これによってエンジンの回転数制御を正確に行うことができるエンジンの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ガバナに設けたガバナレバー２４と、ガバナレバー２４に連結されたコントロールケーブル２５と、コントロールケーブル２５を巻取り・送出しする出力プーリ３４と、出力プーリ３４を回転駆動するモータ３５と、出力プーリ３４の回転位置を検出するポテンションメータ３６と、エンジン回転数の設定を操作者が入力可能な操作ダイアル２７と、コントローラ２８とを有するエンジンの制御装置において、出力プーリ３４の回転位置を所定の組付準備位置とする指示を操作者が行う組付準備用スイッチ３９を有し、コントローラ２８は、組付準備用スイッチ３９での指示入力がある場合、出力プーリ３４の所定の組付準備位置に基づいてモータ３５を駆動制御する。【選択図】図２
2005155353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転数を制御するガバナに設けたガバナレバーと、このガバナレバーに連結されたコントロールケーブルと、このコントロールケーブルを巻取り・送出しする出力プーリを回転駆動する駆動手段と、前記出力プーリの回転位置を検出する位置検出手段と、前記エンジン回転数の設定を操作者が入力可能な回転数入力手段と、この回転数入力手段での設定入力に応じて前記出力プーリの目標回転位置を算出し、これに基づいて前記駆動手段を駆動制御するコントローラとを有するエンジンの制御装置において、
前記出力プーリの前記回転位置を所定の組付準備位置とする指示を操作者が入力可能な指示入力手段を有し、
前記コントローラは、前記指示入力手段での指示入力がある場合、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置に基づいて前記駆動手段を駆動制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの制御装置において、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置は、前記ガバナレバーがストッパに当接するときの位置であることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの制御装置において、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置は、前記ガバナレバーが前記コントロールケーブルの巻取り側のストッパに当接するときの位置で、かつエンジンを最高回転数に制御するときの位置であることを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械等に搭載したエンジンに係り、特に、エンジンの回転数を制御するガバナに設けたガバナレバー及びこれに連結したコントロールケーブルを備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば油圧ショベル等の建設機械は、一般的に原動機としてディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）を備え、このエンジンにより油圧ポンプを回転駆動し、油圧ポンプから吐出した圧油により油圧アクチュエータを駆動し、必要な作業を行っている。このエンジンは、ガバナに設けたガバナレバーの回動により、燃料噴射量を制御し、エンジン回転を制御する。
【０００３】
ここで従来、ガバナレバーの回動手段として、例えば、ケーシングと、ケーシング内に配設され正逆回転を行うモータ、このモータの回転を減速する減速機、この減速機に連結されコントロールケーブルを巻取り・送出しする出力プーリからなる駆動部と、回転操作式の操作ダイアルと、この操作ダイアルと前記出力プーリとの位置偏差に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御部とを備えたアクチュエータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、操作ダイアルの操作によりエンジン回転数を指示し、この指示に応じて出力プーリが回転制御され、出力プーリにコントロールケーブルが巻取られたり送出されて、コントロールケーブルに連結したガバナレバーを回動させるようになっている。
【０００４】
そして、上記アクチュエータのコントロールケーブルの組付作業においては、出力プーリの回転位置を例えばエンジンを最高回転数に指示するときの位置（言い換えれば、アクチュエータの初期状態）とし、出力プーリからのコントロールケーブルとガバナレバーとを連結し、このガバナレバーの回動位置をエンジンを最高回転数に制御するときの位置（すなわち、通常ストッパに当接する位置）に配置して、コントロールケーブルの導管を固定金具等に固定調整する。このようにして製造組立時は、出力プーリの回転位置とガバナレバーの回動位置との相対関係がずれないようにコントロールケーブルを組付けて、エンジンの回転数を正確に制御するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１２４８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記のような製造組立時は、出力プーリの回転位置とガバナレバーの回動位置とを例えばエンジン最高回転数に制御するときにそれぞれ合わせた状態で、コントロールケーブルを組付けるようになっている。ところが、メンテナンス作業等において、作業者がガバナレバー及び固定金具等からコントロールケーブルを取り外す場合がある。このとき、ガバナレバーの回動位置が不明確な状態（例えばストッパに当接しない状態等）のままコントロールケーブルを取り外すと、再びコントロールケーブルを組付けるときに、ガバナレバーの回動位置が以前の状態からずれて、コントロールケーブルの導管を固定金具等に固定調整してしまう。したがって、そのままでは出力プーリの回転位置とガバナレバーの回動位置との相対関係がずれてしまって、エンジン回転数が正確に制御されない不具合が生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、コントロールケーブルを正確に組付けることができ、これによってエンジンの回転数制御を正確に行うことができるエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの回転数を制御するガバナに設けたガバナレバーと、このガバナレバーに連結されたコントロールケーブルと、このコントロールケーブルを巻取り・送出しする出力プーリを回転駆動する駆動手段と、前記出力プーリの回転位置を検出する位置検出手段と、前記エンジン回転数の設定を操作者が入力可能な回転数入力手段と、この回転数入力手段での設定入力に応じて前記出力プーリの目標回転位置を算出し、これに基づいて前記駆動手段を駆動制御するコントローラとを有するエンジンの制御装置において、前記出力プーリの前記回転位置を所定の組付準備位置とする指示を操作者が入力可能な指示入力手段を有し、前記コントローラは、前記指示入力手段での指示入力がある場合、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置に基づいて前記駆動手段を駆動制御する。
【０００９】
本発明においては、例えばメンテナンス作業中等に取り外したコントロールケーブルを再び組付ける場合、まず、作業者が指示入力手段で指示入力する。これにより、コントローラは、出力プーリの所定の組付準備位置として例えばガバナレバーがストッパに当接するとき（すなわち、エンジンを最高回転数又は最低回転数に制御するとき）の出力プーリの所定の目標回転位置を読み込み、これに基づいて駆動手段を駆動制御する。この駆動手段の駆動により、出力プーリが所定の組付準備位置まで回転し、出力プーリにコントロールケーブルの内索が巻取られたり送出されてコントロールケーブルの導管内を摺動する。そして、作業者がコントロールケーブルの内索をガバナレバーに連結し、このガバナレバーをストッパに当接する位置に配置して、コントロールケーブルの導管を固定金具等に固定調整する。これにより、出力プーリの回転位置とガバナレバーの回動位置との相対関係がずれないように、コントロールケーブルを正確に組付けることができる。したがって、エンジンの回転数制御を正確に行うことができる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置は、前記ガバナレバーがストッパに当接するときの位置である。
【００１１】
（３）上記（１）において、また好ましくは、前記出力プーリの前記所定の組付準備位置は、前記ガバナレバーが前記コントロールケーブルの巻取り側のストッパに当接するときの位置で、かつエンジンを最高回転数に制御するときの位置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コントロールケーブルを正確に組み付けることができ、これによってエンジンの回転数制御を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態によるエンジンの制御装置の適用対象となる小型の油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１５】
図1において、この油圧ショベルは、比較的小型のいわゆるオフセットタイプの油圧ショベルであり、走行手段としての左・右の無限軌道履体（クローラ）１Ｌ，１Ｒ（但し１Ｌのみ図１に図示）を備えた下部走行体２と、この下部走行体２の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の基礎下部構造をなす旋回フレーム４上に上下方向に回動可能に（俯仰可能に）取り付けられた多関節型のフロント装置５と、旋回フレーム４上に設けられたいわゆるキャノピータイプの運転室６と、旋回フレーム４上の運転室６以外の大部分を覆う上部カバー７とを備えている。
【００１６】
下部走行体２は、略Ｈ字形状のトラックフレーム８と、このトラックフレーム８の左・右両側の後端近傍に回転自在に支持された駆動輪９Ｌ，９Ｒ（但し９Ｒのみ図１に図示）と、駆動輪９Ｌ，９Ｒをそれぞれ駆動する左・右走行用油圧モータ１０Ｌ，１０Ｒ（但し１０Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム８の左・右両側の前端近傍に回転自在に支持され、履体１Ｌ，１Ｒを介し駆動輪９Ｌ，９Ｒの駆動力でそれぞれ回転される従動輪（アイドラ）１１Ｌ，１１Ｒ（但し１１Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム８の前方側に上下動可能に設けられ、ブレード用油圧シリンダ（図示せず）により上下動する排土用のブレード１２とを備えている。また、下部走行体２の中央部に旋回台軸受（旋回輪）１３が配置され、この旋回輪１３の中心近傍に下部走行体２に対し旋回フレーム４を旋回させる旋回用油圧モータ（図示せず）が内蔵されている。
【００１７】
フロント装置５は、旋回フレーム４に上下方向に回動可能に結合されたロアブーム１４と、このロアブーム１４の先端部に左右方向に回動可能に結合されたアッパーブーム１５と、このアッパーブーム１５の先端部に左右方向に回動可能に接続されたアームシリンダブラケット１６と、このアームシリンダブラケット１６の先端部に上下方向に回動可能に結合されたアーム１７と、このアーム１７の先端部に上下方向に回動可能に結合されたバケット１８と、ロアブーム１４及びアームシリンダブラケット１６を連結するステー１９と、ロアブーム１４を駆動するブーム用油圧シリンダ２０と、アッパーブーム１５とともにロアブーム１４に左右方向に回動可能に接続されアッパーブーム１５を駆動するオフセット用油圧シリンダ２１と、アーム１７を駆動するアーム用油圧シリンダ２２と、バケット１８を駆動するバケット用油圧シリンダ２３とを備えている。
【００１８】
このように構成されたフロント装置５は、オフセット用油圧シリンダ２１が伸張すると、ステー１９によりアームシリンダブラケット１６が常に油圧ショベルの前方を向いたままの状態でアッパーブーム１５が旋回するようになっている。つまり、アームシリンダブラケット１６、アーム１７、及びバケット１８を前方に向けた状態でアッパーブーム１５を左右方向に旋回するようになっている。
【００１９】
上部カバー７は、その内部詳細を図示しないが、エンジン（原動機）、このエンジンによって駆動され複数の油圧アクチュエータ（詳細には上記左・右走行用油圧モータ、上記ブレード用油圧シリンダ、上記旋回用油圧モータ、上記ブーム用油圧シリンダ２０、上記オフセット用油圧シリンダ２１、上記アーム用油圧シリンダ２２、上記バケット用油圧シリンダ２３等）を駆動させる圧油を吐出する油圧ポンプ、この油圧ポンプの圧油源となる作動油タンク等の機器を収納している。
【００２０】
図２は、上記エンジンの制御装置の一実施形態の概略構成を表す回路図である。
【００２１】
この図２において、上記エンジンの回転数を制御するガバナ（図示せず）に設けたガバナレバー２４と、コントロールケーブル２５を介しガバナレバー２４を回動駆動するアクチュエータ２６と、上記運転室６内に設けられ、エンジン回転数の設定を操作者が入力可能な操作ダイアル２７と、コントローラ２８と、バッテリ（電源）２９とが設けられている。
【００２２】
操作ダイアル２７は、エンジン回転数の設定を指示するための回転操作式の操作つまみ３０と、この操作つまみ３０の操作角度（回転位置）を検出し、これに応じた操作量信号（指令電圧）をコントローラ２８に出力するポテンションメータ３１とを備えている。操作つまみ３０には、その回動を制限するためのストッパ（図示せず）が設けられており、ポテンションメータ３１は、例えば５Ｖの供給電圧のうち２．０〜３．０Ｖの電圧範囲を操作量信号として出力するようになっている。すなわち、操作つまみ３０がエンジン最低回転数の設定位置（図示せず）にあるときは例えば２．０Ｖの操作量信号が出力され、操作つまみ３０がエンジン回転数の増加側に回転操作されるとその操作角度に応じて操作量信号が増加し、操作つまみ３０がエンジン最高回転数の設定位置（図示せず）まで操作されると例えば３．０Ｖの操作量信号が出力されるようになっている。
【００２３】
コントロールケーブル２５は、その一方側（図２中右側）がガバナレバー２４に連結された内索３２と、この内索３２を挿通する導管３３とで構成されている。コントロールケーブル２５の導管３３は、例えばその外周側に螺着された一対のナット（図示せず）によって固定金具等（図示せず）に固定されるようになっており、導管３３の固定位置は内索３２の巻取り・送出し方向（図２中左右方向）に調整可能としている。
【００２４】
アクチュエータ２６は、上記コントロールケーブル２５と、コントロールケーブル２５の内索３２の他方側（図２中左側）を巻取る出力プーリ３４と、この出力プーリ３４を正逆回転に駆動するモータ（回転機）３５と、出力プーリ３４の回転位置を検出し、これに応じた検出位置信号（検出電圧）をコントローラ２８に出力するポテンションメータ３６とを備えている。
【００２５】
ガバナレバー２４には、その回動を制限するためのストッパ３７Ｈ，３７Ｌが設けられており、バネ３８の付勢力に対抗してコントロールケーブル２５の内索３２が出力プーリ３４に巻取られたり送出されて、ガバナレバー２４がストッパ３７Ｈ，３７Ｌ間を回動するようになっている。そして、ガバナレバー２４の回動位置に応じてエンジン回転数が制御され、コントロールケーブル２５の巻取り側（図２中左側）のストッパ３７Ｈにガバナレバー２４が当接する位置（図２中点線で示す状態）では例えば最高回転数に制御され、コントロールケーブル２５の送出し側（図２中右側）のストッパ３７Ｌにガバナレバー２４が当接する位置（図２で示す状態）では例えば最低回転数に制御されるようになっている。
【００２６】
また、ガバナレバー２４が回動制限されることにより出力プーリ３４の回転位置も制限され、アクチュエータ２６のポテンションメータ３６は、例えば５Ｖの供給電圧のうち１．０〜４．０Ｖの電圧範囲を検出位置信号として出力するようになっている。すなわち、ガバナレバー２４がストッパ３７Ｈに当接するときの出力プーリ３４の回転位置では例えば４．０Ｖの検出位置信号が出力され、コントロールケーブル２５の送出し方向に出力プーリ３４が回転されるとその回転角度に応じて検出位置信号が減少し、ガバナレバー２４がストッパ３７Ｌに当接するときの出力プーリ３４の回転位置では例えば１．０Ｖの検出位置信号が出力されるようになっている。
【００２７】
ここで、本実施形態の大きな特徴として、上記アクチュエータ２６の出力プーリ３４の回転位置を所定の組付準備位置（例えばガバナレバー２４がストッパ３７Ｈに当接するときの位置等）とする指示を操作者が入力可能な組付準備用スイッチ３９が、例えばガバナレバー２４近傍に設けられている。この組付準備用スイッチ３９は、ＯＮ状態に操作されるとコントローラ２８に信号出力するようになっている。
【００２８】
コントローラ２８は、運転室６内に設けたキースイッチ４０等を介し上記バッテリ２９から電気供給され、かつ上記ポテンションメータ３１，３６に電気（上記電圧５Ｖ程度）供給する電源部４１と、操作ダイアル２７からの操作量信号を入力したり、上記組付準備用スイッチ３９からの入力信号を入力する第１入力部４２と、上記アクチュエータ２６からの検出位置信号を入力する第２入力部４３と、後述するコントローラ２８の制御処理プログラムを記憶する記憶部４４と、この記憶部４４に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行う制御部４５と、この制御部４５で生成した制御信号（駆動指令信号）をモータ３５に出力する出力部４６とを備えている。
【００２９】
次に、上記コントローラ２８の制御手順について説明する。図３はコントローラ２８の制御処理内容を表すフローチャートである。
【００３０】
この図３において、まずステップ１００で、操作ダイアル２７からの操作量信号を入力し、ステップ１１０に進み、アクチュエータ２６からの検出位置信号を入力する。そして、ステップ１２０に進んで、組付準備用スイッチ３９からの入力信号があるかどうかを判定する。
【００３１】
組付準備用スイッチ３９からの入力信号がない場合は、ステップ１２０の判定が満たされず、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、操作ダイアル２７からの操作量信号に応じて所定の演算処理が行われ、出力プーリ３４の目標回転位置を算出する。そして、ステップ１４０に進んで、出力プーリ３４の検出された回転位置（検出位置信号）と算出した目標回転位置とが一致するかどうかを判定する。出力プーリ３４の検出回転位置が目標回転位置と一致しない場合は、ステップ１４０の判定が満たされず、ステップ１５０に移る。ステップ１５０では、検出回転位置と目標回転位置との偏差量に対し所定の演算処理を行い、生成した制御信号がモータ３５に出力されモータ３５が駆動する。このステップ１５０が繰り返されて、出力プーリ３４の検出回転位置が目標回転位置と一致すると、ステップ１４０が満たされて終了する。その後、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。
【００３２】
一方、ステップ１２０で組付準備用スイッチ３９からの入力信号がある場合は、判定が満たされて、ステップ１６０に移る。ステップ１６０では、出力プーリ３４の所定の組付準備位置として予め記憶された、例えばエンジンを最高回転数に制御するときの所定の目標回転位置を読み込む。そして、上述したステップ１４０及び１５０を同様に行い、出力プーリ３４の検出回転位置が所定の目標回転位置に一致すると（言い換えれば、アクチュエータ２６からの検出位置信号が４．０Ｖとなれば）、ステップ１４０が満たされて終了する。その後、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。
【００３３】
なお、上記において、モータ３５は特許請求の範囲記載のコントロールケーブルを巻取り・送出しする出力プーリを回転駆動する駆動手段を構成し、ポテンションメータ３６は特許請求の範囲記載の出力プーリの回転位置を検出する位置検出手段を構成する。また、操作ダイアル２７は、エンジン回転数の設定を操作者が入力可能な回転数入力手段を構成し、組付準備用スイッチ３９は、出力プーリの回転位置を所定の組付準備位置とする指示を操作者が入力可能な指示入力手段を構成する。
【００３４】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を以下に説明する。
【００３５】
例えばメンテナンス作業中等に取り外したコントロールケーブル２５を再び組付ける場合、まず、作業者が組付準備用スイッチ３９をＯＮ状態に操作する。これにより、前述の図３のステップ１００及び１１０を経てステップ１２０の判定が満たされ、ステップ１６０において出力プーリ３４の所定の組付準備位置としてガバナレバー２４がストッパ３７Ｈに当接するとき（すなわち、エンジン最高回転数に制御するとき）の出力プーリ３４の所定の目標回転位置を読み込み、ステップ１４０及び１５０において出力プーリ３４の検出回転位置が所定の目標回転位置となるまで（言い換えれば、検出位置信号が４．０Ｖとなるまで）、検出回転位置と目標回転位置との偏差量に対し所定の演算処理を行い、生成した制御信号がモータ３５に出力されモータ３５が駆動する。このモータ３５の駆動により、出力プーリ３４が所定の組付準備位置まで回転し、出力プーリ３４にコントロールケーブル２５の内索３２が巻取られたり送出されてコントロールケーブルの導管３３内を摺動する。そして、作業者がコントロールケーブル２５の内索３２をガバナレバー２４に連結し、このガバナレバー２４をストッパ３７Ｈに当接する位置に配置して、コントロールケーブル２５の導管３３を固定金具等に固定調整する。
【００３６】
以上のように本実施形態においては、組付準備用スイッチ３９での指示入力により、アクチュエータ２６の出力プーリ３４の回転位置を所定の組付準備位置とする。この出力プーリ３４の所定の組付準備位置は、作業者が目視確認できるガバナレバー２４の回動位置とするときの出力プーリ３４の回転位置である。これにより、出力プーリ３４の回転位置とガバナレバー２４の回動位置との相対関係がずれないように、コントロールケーブル２５を正確に組付けることができる。したがって、エンジンの回転数制御を正確に行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、ＯＮ／ＯＦＦ切換操作式の組付準備用スイッチ３９を上部カバー７内のガバナレバー２４近傍に設けるので、作業者に組付準備のための指示入力手段を明確に認識させることができる。また、詳細は説明しないが、コントローラは、操作ダイアル２７からの操作量信号に応じて行う通常のモータ３５の駆動制御に比べ、組付準備用スイッチ３９からの入力信号に応じて行うモータ３５の駆動制御をゆるやかにすることも可能であり、これによってコントロールケーブル２５の位置決めをさらに正確にすることも可能である。
【００３８】
なお、上記一実施形態では、出力プーリ３４の回転位置を所定の組付準備位置とする指示を操作者が入力可能な指示入力手段として、上部カバー７内に設けた組付準備用スイッチ３９を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば運転室６内の上記操作ダイアル２７を例えばエンジン最高回転数の設定位置に操作することで、出力プーリ３４の回転位置を所定の組付準備位置とする指示を行ってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のエンジンの制御装置の適用対象である小型の油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明のエンジンの制御装置の一実施形態の概略構成を表す回路図である。
【図３】本発明のエンジンの制御装置の一実施形態を構成するコントローラの制御処理内容を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
２４    ガバナレバー
２５    コントロールケーブル
２７    入力ダイアル（回転数入力手段）
２８    コントローラ
３４    出力プーリ
３５    モータ（駆動手段）
３６    ポテンションメータ（位置検出手段）
３７Ｈ  ストッパ
３７Ｌ  ストッパ
３９    組付準備用スイッチ（指示入力手段）
【図１】
2005155353.tif 000003
【図２】
2005155353.tif 000004
【図３】
2005155353.tif 000005