(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えた作業機駆動用のエンジン、当該エンジンで駆動され所定の作動領域を有するアクチュエータ、当該アクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段、およびコントローラとからなり、
当該コントローラは前記作動位置検出手段によるアクチュエータの作動位置信号の入力を受けて、当該アクチュエータが作動限界近傍になると前記電子ガバナに対しエンジン回転数を所定の低速回転に低減するエンジン回転数低減信号を出力するよう構成したことを特徴とするエンジン回転制御装置。
【請求項２】
電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えた作業機駆動用のエンジン、当該エンジンで駆動され所定の作動領域を有するアクチュエータ、当該アクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段、前記エンジンの動力を前記アクチュエータに伝達するとともに前記アクチュエータの速度調節可能な動力伝達手段、およびコントローラとからなり、
当該コントローラは前記作動位置検出手段によるアクチュエータの作動位置信号の入力を受けて、当該アクチュエータが作動限界近傍になると前記電子ガバナに対しエンジン回転数を所定の低速回転に低減するエンジン回転数低減信号を出力するとともに、前記動力伝達手段に対しアクチュエータの緩減速停止信号を出力するよう構成したことを特徴とするエンジン回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えた作業機駆動用エンジンの回転制御装置に関する。
【従来の技術】
従来より、移動式クレーン等の作業機のアクチュエータ駆動用エンジンの回転制御は、エンジンに付属するアクセルレバーと運転室のアクセルペダルをケーブルあるいは油空圧等の操作装置を介して連結し操作するのが一般的であった。また、作業機のアクチュエータには油圧により駆動される複動型油圧シリンダなど、所定の作動領域を有するものが多く使われているが、係るアクチュエータではその作動限界に近づくと減速させた後、限界位置で停止させるようにしないと大きなショックが生じて不快であるだけでなく、機器の損傷を招くものであった。そのため、運転者は常に各アクチュエータの作動位置に注意し、作動限界が近づくと、アクセルペダルによりエンジン回転を低下させるようにしなければならず、その運転は疲労を伴なうものであった。
その対策として、アクチュエータの作動位置を検出してアクチュエータが作動限界に近づくと、エアシリンダ等によりエンジン付属のアクセルレバーを強制的にエンジン回転が低下する方向に押し戻す装置も知られている。ところが、このような装置では、エンジン回転を所定の回転数まで低下させるに要する区間を調節することが難しく、急激なエンジン回転の低下によるショックを生じたり、あるいは、緩慢なエンジン回転の低下のために所定の回転数までエンジン回転が低下しないままにアクチュエータの作動限界に達するためやはりショックを生じるなどしていた。
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、近年、電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えたエンジンが作業機駆動用として使用されている状況に着目し、上記課題を解決するエンジン回転制御装置を提供しようとするものである。
さらに、従来より、エンジンの動力をアクチュエータに伝達するとともに前記アクチュエータの速度調節可能な動力伝達手段を設け、アクチュエータが作動限界に近づくとアクチュエータを緩減速停止するよう構成した装置が知られているが、かかる装置においても、エンジン回転数は制御していないものであった。そのため、油圧によりアクチュエータの駆動を行う作業機などでは、油圧ポンプから吐出される作動油の油量が一定せず、アクセル操作に影響されない安定した緩減速停止制御が達成できていなかった。
そこで、上記エンジン回転制御装置を従来より公知のアクチュエータ緩減速停止装置と組み合わせることにより、より特性の優れた制御装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えた作業機駆動用のエンジン、当該エンジンで駆動され所定の作動領域を有するアクチュエータ、当該アクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段、およびコントローラとからなり、当該コントローラは前記作動位置検出手段によるアクチュエータの作動位置信号の入力を受けて、当該アクチュエータが作動限界近傍になると前記電子ガバナに対しエンジン回転数を所定の低速回転に低減するエンジン回転数低減信号を出力するよう構成している。
この構成により、アクチュエータの作動限界が近づくとエンジンの回転数が所定の低速回転に低減するように制御されるので、アクチュエータの速度が低減されるのである。
さらに、本願の請求項２の発明は、電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナを備えた作業機駆動用のエンジン、当該エンジンで駆動され所定の作動領域を有するアクチュエータ、当該アクチュエータの作動位置を検出する作動位置検出手段、前記エンジンの動力を前記アクチュエータに伝達するとともに前記アクチュエータの速度調節可能な動力伝達手段、およびコントローラとからなり、当該コントローラは前記作動位置検出手段によるアクチュエータの作動位置信号の入力を受けて、当該アクチュエータが作動限界近傍になると前記電子ガバナに対しエンジン回転数を所定の低速回転に低減するエンジン回転数低減信号を出力するとともに、前記動力伝達手段に対しアクチュエータの緩減速停止信号を出力するよう構成したことを特徴とする。
この構成により、従来からのアクチュエータの緩減速停止制御に加えてエンジン回転数制御をも同時に行うようにすることができるのである。
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施の形態に係るエンジン回転制御装置を使用した作業車のアクチュエータ緩減速停止装置のブロック図を示す。
（エンジン回転制御部分）
１は電気的にエンジン回転数を変更可能な電子ガバナ２を備えた作業機駆動用のエンジンである。エンジン１は油圧ポンプ３を駆動し、油圧ポンプ３から吐出される作動油は油圧パイロット式切換弁４を介してアクチュエータ５に送られる。アクチュエータ５は所定の作動領域を有するものであって、本実施の形態では複動型油圧シリンダの例が示されている。６は当該アクチュエータ５の作動位置を検出する作動位置検出手段である。具体的には、作動位置検出手段６として長さ検出器等が用いられる。
８はアクチュエータ５の操作レバーであり、９は操作レバー８により操作されるパイロット弁である。パイロット弁９はパイロット油路１０、１１を介して前記パイロット切換弁４に接続されており、前記操作レバー８を操作することにより、パイロット切換弁４を切換操作できるようになっている。
１４はアクセルペダル１５の操作量を検出するアクセル操作手段である。具体的には、アクセルペダル１５の回転角を検出するポテンショメータあるいはロータリエンコーダ等が用いられる。１６はコントローラであって、前記アクセル操作手段１４からのアクセル操作信号を受取り、前記電子ガバナ２にエンジン回転数信号を送るものである。通常は、コントローラ１６はアクセルペダル１５の踏み込み角度に応じて増減するアクセル操作信号に対応し増減するエンジン回転数信号を電子ガバナ２に送る。すなわち、アクセルペダル１５の操作量に応じて、エンジン１の回転数が増減し、油圧ポンプ３の吐出量も増減し、それによりアクチュエータ５の駆動速度が調節されることとなる。
コントローラ１６は前記作動位置検出手段６によるアクチュエータ５の作動位置信号を受取るようになっており、アクチュエータ５が作動限界近傍になると前記電子ガバナ２に対しエンジン回転数を所定の低速回転に低減するエンジン回転数低減信号を出力するように構成されている。すなわち、たとえアクセルペダル１５がいっぱいに踏み込まれておりアクセル操作手段１４からコントローラ１６にそれに応じたアクセル操作信号が送られていても、アクチュエータ５が作動限界近傍になるとエンジン回転数は所定の低速回転に低減させられるため、アクチュエータ５の駆動速度が低減するのである。
そのため、たとえアクチュエータ５が作動限界に達したとき（複動型油圧シリンダではストロークエンドに達したとき）でも、大きなショックを発生することがなく、また、関連する機器を損傷する恐れがないのである。
図2は上述したエンジン回転制御装置によるエンジン回転数の制御内容を図示したグラフである。アクセルペダル１５による操作に応じたエンジン回転数Ｎｅで回転中のエンジン１に対し、コントローラ１６から電子ガバナ２へアクチュエータ５の作動限界近傍の位置Ｐ１の地点でエンジン回転数低減信号が出力されると、エンジン回転数はアクチュエータ５の作動限界の位置Ｐ２の地点でアイドリング回転数Ｎｉまで低下する。このように、時間の経過にともなう穏やかなエンジン回転数の低減を達成できるので、アクチュエータ５の穏やかな減速が可能となり、アクチュエータ５が作動限界に達した時のショックを回避することができるのである。また、グラフに二点鎖線で示したように前記位置Ｐ１の地点よりもさらに前方となるアクチュエータ５の作動位置Ｐ３の地点よりエンジン回転の低減を開始するようにすれば、より穏やかなエンジン回転低減とすることも可能である。このように、本願発明のエンジン制御では、エンジン回転の減速の程度を任意に設定することが可能である。以上の実施の形態は請求項１に記載された発明に対応するものである。
（アクチュエータ緩減速停止制御部分）
図１に示された１２、１３は前記パイロット油路１０、１１に介装された電磁比例減圧弁である。電磁比例減圧弁１２、１３に減圧指令信号を送ると、パイロット弁９からのパイロット圧力に関わりなく、パイロット式切換弁４に加えるパイロット圧力を減圧することが可能で、当該パイロット圧をゼロとしてパイロット切換弁４を完全に中立位置に戻すことも可能である。電磁比例減圧弁１２、１３は、前記コントローラ１６からの減圧指令信号により減圧動作するように構成されている。
図３は、アクチュエータ速度の制御内容を図示したグラフである。アクセルペダル１５による操作量に応じたエンジン回転数Ｎｅで回転中のエンジン１により駆動される油圧ポンプ３から吐出される作動油は、パイロット切換弁４の切換量に応じた油量がアクチュエータ５に送られ、当該アクチュエータ５は駆動速度Ｖｅで駆動されている。作動位置検出手段６からコントローラ１６へ作動位置信号が出力され、アクチュエータ５が作動限界近傍になると、コントローラ１６から電子ガバナ２および前記電磁比例減圧弁１２、１３へアクチュエータ５の作動位置Ｐ１の地点でエンジン回転数低減信号およびが減圧指令信号が出力される。すると、アクチュエータ速度は低下を始め、位置Ｐ４の地点でゼロとなり停止する。
上記実施の形態は請求項２に記載した発明に該当し、請求項２に記載された動力伝達手段には図１に示された油圧ポンプ３、パイロット切換弁４等の油圧装置が該当している。従来の技術で述べたように、パイロット油路１０、１１に介装された電磁比例減圧弁１２、１３のみにより緩減速停止制御を行う場合には、油圧ポンプ３から吐出される作動油の油量が、その時のエンジン回転数によりまちまちなため、同じように電磁比例減圧弁１２、１３によりパイロット圧力を低減しパイロット切換弁４を切換操作しても、アクチュエータ５の緩減速特性を一定に保つのが難しかった。ところが、上述した実施の形態のようにエンジン回転数すなわち油圧ポンプ３の吐出油量をも制御すると、従来の緩減速停止装置では得られなかった安定した緩減速停止特性を得ることができるのである。
なお、図２および図３に示したエンジン回転数およびアクチュエータ速度の変化はアクチュエータの作動位置にともない直線的に変化する例を示したが、減速開始点および減速終了点での変化がなめらかな曲線で結ばれた変化とすることも可能なこと勿論である。その場合は、コントローラ１６からのエンジン回転数低減信号および減圧指令信号の出力特性を曲線的に変化するものとすればよいのである。
【発明の効果】
以上の如く構成し作用するものであるから、本願請求項１に記載された発明ではアクチュエータの作動限界が近づくと、エンジンの回転数が所定の低速回転に、所定のアクチュエータ作動区間で低減するように制御されるので、アクチュエータの速度がなめらかに低減されるのである。そのため、たとえアクチュエータが作動限界に達したとき（油圧シリンダではストロークエンドに達したとき）でも、大きなショックを発生することがなく、そのため、関連する機器を損傷する恐れがないのである。
また、請求項１の発明のエンジン回転制御装置によりアクチュエータの減速制御を行う場合は、従来の緩減速停止制御装置で必要であった高価な電磁比例減圧弁を必要としないため、コスト面で優れた減速制御装置を構成することが可能である。
さらに請求項２に記載された発明では、従来からのアクチュエータの緩減速停止制御に加えてエンジン回転数制御をも同時に行うようにすることができるのである。それにより、従来の緩減速停止装置では得られなかった安定した緩減速停止特性を得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジン回転制御装置を使用した作業車のアクチュエータ緩減速停止装置のブロック図を示す。
【図２】エンジン回転数の制御内容を図示したグラフである。
【図３】アクチュエータ速度の制御内容を図示したグラフである。
【符号の説明】
１  エンジン、２  電子ガバナ、３  油圧ポンプ、４  油圧パイロット式切換弁、５  アクチュエータ（油圧シリンダ）、６  作動位置検出手段、８  操作レバー、９  パイロット弁、１０  パイロット油路、１１  パイロット油路、１２電磁比例減圧弁、１３  電磁比例減圧弁、１４  アクセル操作手段、１５  アクセルペダル、１６  コントローラ
【図１】
0004435399.tif 000002
【図２】
0004435399.tif 000003
【図３】
0004435399.tif 000004