JP2006097855A

JP2006097855A - 建設機械の走行制御装置

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Publication number: JP2006097855A
Application number: JP2004287369A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamaguchi; 和芳山口; Kazuharu Tajima; 一治但馬; Takaharu Michida; 隆治道田; Takanobu Nakayoshi; 尊伸中▲吉▼; Yusuke Ikehara; 優輔池原; Yoshiaki Fujimoto; 吉明藤本
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】緊急時に走行速度を上昇させるための制御をスイッチ操作のみによって簡単、迅速に実行する。
【解決手段】エンジン５で駆動される可変容量型の油圧ポンプ６からの油によって走行モータ８を駆動する構成を前提として、緊急スイッチ１９の操作時に、コントローラ１２からエンジン回転数制御部９、ポンプ容量制御部１０、モータ容量制御部１１に指令を送り、エンジン回転数及びポンプ容量を最大、モータ容量を最小にそれぞれ制御することにより、走行速度を最大まで上昇させるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は油圧ショベル等の走行式の建設機械において、緊急時に走行速度を上昇させるようにした走行制御装置に関するものである。

たとえば油圧ショベルは、図２,３に示すように下部走行体１上に上部旋回体２を搭載し、この上部旋回体２に作業アタッチメント３を設けて構成される。

下部走行体１は左右にクローラ式の走行装置４,４を備え、この走行装置４,４の駆動源である走行モータを、エンジンによって駆動される油圧ポンプ(いずれも図示しない)からの油によって駆動する構成をとっている。

ここで、走行モータの回転速度は、エンジン回転数、ポンプ容量、走行モータ容量等の複数の要素(以下、モータ速度決定要素という)によって決まる。

すなわち、エンジン回転数を上げると、ポンプ回転数も増加し、ポンプ吐出量が増加してモータ流量が増えることによってモータ回転速度が上昇する。

また、ポンプ容量を大きくすると、エンジン回転数は同じでもポンプ吐出量及びポンプ吸収馬力が増えてモータ回転速度が上昇する。

さらに、走行モータの容量を減少させることによりモータ回転速度が上昇する。

そして、通常走行時にはこれらモータ速度決定要素の一つまたは複数が制御されることによって走行速度が調整される。

一方、発破作業時に危険区域から急いで避難する場合のように高速走行が必要な緊急時には、一乃至複数のモータ速度決定要素を増速方向に操作することによって走行速度を上昇させるようにしている(対応する特許文献としてはとくに見当たらない)。

ところが、想定外の緊急時に、エンジン回転数を増加させるなどの走行速度上昇操作を咄嗟に行うことは実際には難しかった。とくに、走行速度を急速に上げるために複数のモータ速度決定要素を瞬間的にかつ的確に操作することは困難で、混乱して誤操作する(減速側に操作したり無関係な操作を行ったりする)可能性もあった。

そこで本発明は、緊急時のモータ速度決定要素の増速制御、とくに複数の要素(すべての要素の場合を含む)の増速制御を、スイッチ操作のみによって簡単、迅速に実行することができる建設機械の走行制御装置を提供するものである。

請求項１の発明は、走行装置の駆動源である走行モータを、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの油によって駆動する建設機械の走行制御装置において、緊急スイッチと走行制御手段とを備え、この走行制御手段は、上記緊急スイッチの操作時に、上記走行モータの回転速度を決めるモータ速度決定要素の少なくとも一つについて、上記走行モータの回転速度が上昇する方向に制御するように構成したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、走行制御手段は、すべてのモータ速度決定要素について、走行モータの回転速度が上昇する方向の最大値まで制御するように構成したものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、走行制御手段は、エンジン回転数を制御するエンジン回転数制御部により、モータ速度決定要素であるエンジン回転数を増加させるように構成したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、油圧ポンプとして可変容量ポンプを用い、走行制御手段は、ポンプ容量を制御するポンプ容量制御部により、モータ速度決定要素であるポンプ容量を増加させるように構成したものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、走行モータとして可変容量型のモータを用い、走行制御手段は、モータ容量を制御するモータ容量制御部により、モータ速度決定要素である走行モータの容量を減少させるように構成したものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、走行制御手段は、走行モータの圧力を制御するモータ圧力制御部により、走行モータの圧力を上昇させるように構成したものである。

本発明によると、緊急スイッチの操作のみによってモータ速度決定要素の増速方向への制御(請求項３ではエンジン回転数、請求項４ではポンプ容量、請求項５では走行モータの容量の各制御)が自動的に実行され、これによって走行速度が自動的に上昇するため、従来のようにモータ速度決定要素を別々の操作で制御する場合と比べて、緊急時における増速のための操作が簡単となる。

とくに、複数のモータ速度決定要素を制御する場合(請求項２のようにすべてのモータ速度決定要素を制御する場合を含む)に、スイッチ一つで同時に制御できるため、別々に操作する場合と比べて、操作が格段に容易で、誤操作のおそれもないとともに、モータ速度を瞬時に増加させることができる。

この場合、請求項２の発明によると、すべてのモータ速度決定要素について増速側の最大値まで制御するため、一つのスイッチ操作で一気に最大モータ速度まで上昇させることができる。このため、危険区域からの一刻も早い脱出を要する場合に有利となる。

なお、本発明において「最大モータ速度」とは、走行モータの能力限界内で各速度決定要素の増速側への制御によって得られる速度の最大値をいう。

また、請求項３の発明によると、ポンプ容量を増加させることにより、ポンプ吐出量を増加させてモータ速度を上昇させることができると同時に、ポンプ吸収馬力も増加させることができるため、坂道走行時等の高負荷時においても確実な増速作用が得られる。

さらに、請求項６の発明によると、モータ圧力を上昇させることによってモータトルクを上げることができるため、走行加速度を上げ、また急な坂道でも登坂できる。

走行駆動系の基本構成として、図１に示すようにエンジン５によって可変容量型の油圧ポンプ６が駆動され、この油圧ポンプ６からの油がコントロールバルブ７を介して可変容量型の走行モータ８に供給されて同モータ８が回転するように構成されている。Ｔはタンクである。

エンジン５にはエンジン回転数制御部９、油圧ポンプ６にはポンプ制御部１０、走行モータ８にはモータ制御部１１がそれぞれ設けられ、この各制御部９,１０,１１と、これらに指令信号を出力するコントローラ１２とによって走行制御手段が構成されている。

エンジン回転数制御部９は、燃料噴射装置(ガバナ)１３と、通常走行時にこの燃料噴射装置１３に対してエンジン回転数を指令する手動式の速度指令手段であるアクセル１４とによって構成されている。

ポンプ制御部１０は、ポンプ容量(傾転)を変えて吐出量を制御するポンプレギュレータ１５と、このポンプレギュレータ１５を制御するポンプ制御弁(電磁比例弁)１６とによって構成されている。

また、モータ制御部１１は、走行モータ８の容量(傾転)を変えてモータ回転速度を制御するモータレギュレータ１７と、このモータレギュレータ１７を制御するモータ制御弁１８とによって構成される。

一方、コントローラ１２には緊急スイッチ１９が接続され、この緊急スイッチ１９がオン操作されたときに、コントローラ１２から各制御部９,１０,１１に、そのときの制御状態をキャンセルして、走行モータ８の回転速度(走行速度)を最大速度まで上昇させるための指令信号が出力される。

すなわち、燃料噴射装置１３にエンジン回転数を最大とするための指令信号、ポンプ制御弁１６にポンプ容量を最大とするための指令信号、モータ制御弁１８にモータ容量を最小とするための指令信号がそれぞれ送られる。

これにより、エンジン回転数、ポンプ吐出量、モータ回転速度がそれぞれ最大に制御され、これらの相乗効果として走行モータ８が最大速度で回転するため、機械を最大速度で走行させることが可能となる。

このように、緊急スイッチ１９の操作のみによってモータ速度決定要素であるエンジン回転数、ポンプ吐出量、モータ回転速度がそれぞれ自動的に最大に設定されるため、従来のようにモータ速度決定要素を別々の操作で制御する場合と比べて、緊急時における増速のための操作が格段に簡単となり、誤操作のおそれもなくなる。

しかも、一つのスイッチ操作によって各モータ速度決定要素をそれぞれの増速側の最大値まで同時に制御できるため、走行速度を瞬時に最大速度まで増加させることができる。このため、たとえば発破作業域等の危険区域から迅速に脱出することができる。

この場合、ポンプ制御部１０でポンプ容量を増加させることにより、同時にポンプ吸収馬力も増加させることができるため、坂道走行時等の高負荷時においても確実な増速作用が得られる。

ところで、上記実施形態では、走行速度決定要素のすべてについて最大走行速度に向けて制御する場合について説明したが、全要素のうちの一つまたは複数について増速制御する構成としてもよい。また、必ずしも最大モータ速度でなく、緊急走行に適した一定以上の速度まで増速制御するようにしてもよい。

さらに、緊急スイッチ１９のオン操作時に走行モータ８の圧力を上昇させるようにしてもよい。

こうすれば、モータ圧力の上昇によってモータトルクを上げることができるため、走行加速度を上げ、また急な坂道でも登坂できる。

このモータ圧力を上げる具体的な手段としては、たとえばモータ容量制御部１１によって走行モータ８の容量を減少させる手段を用いてもよいし、走行モータ回路に、可変絞り付きの圧力制御ラインを接続し、コントローラ１２で可変絞りの開度を制御することによってモータ圧力を上昇させる手段を用いてもよい。

本発明の実施形態を示すブロック構成図である。本発明の適用対象例である油圧ショベルの概略側面図である。油圧ショベルの概略平面図である。

符号の説明

５エンジン
６可変容量型の油圧ポンプ
７コントロールバルブ
８走行モータ
９走行制御手段を構成するエンジン回転数制御部
１０同ポンプ容量制御部
１１同モータ容量制御部
１２同コントローラ
１３エンジン回転数制御部の燃料噴射装置
１５ポンプ容量制御部のポンプレギュレータ
１６同ポンプ制御弁
１７モータ容量制御部のモータレギュレータ
１８同モータ制御弁
１９緊急スイッチ

Claims

走行装置の駆動源である走行モータを、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの油によって駆動する建設機械の走行制御装置において、緊急スイッチと走行制御手段とを備え、この走行制御手段は、上記緊急スイッチの操作時に、上記走行モータの回転速度を決めるモータ速度決定要素の少なくとも一つについて、上記走行モータの回転速度が上昇する方向に制御するように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
請求項１記載の建設機械の走行制御装置において、走行制御手段は、すべてのモータ速度決定要素について、走行モータの回転速度が上昇する方向の最大値まで制御するように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
請求項１または２記載の建設機械の走行制御装置において、走行制御手段は、エンジン回転数を制御するエンジン回転数制御部により、モータ速度決定要素であるエンジン回転数を増加させるように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設機械の走行制御装置において、油圧ポンプとして可変容量ポンプを用い、走行制御手段は、ポンプ容量を制御するポンプ容量制御部により、モータ速度決定要素であるポンプ容量を増加させるように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械の走行制御装置において、走行モータとして可変容量型のモータを用い、走行制御手段は、モータ容量を制御するモータ容量制御部により、モータ速度決定要素である走行モータの容量を減少させるように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械の走行制御装置において、走行制御手段は、走行モータの圧力を制御するモータ圧力制御部により、走行モータの圧力を上昇させるように構成したことを特徴とする建設機械の走行制御装置。