JP6587279B2 - 建設機械における走行制御システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械における走行制御システムの技術分野に関するものである。

一般に、建設機械のなかには、例えばクローラ式下部走行体を備えた油圧ショベルのように、左右一対の走行装置と、これら左右の走行用装置をそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具（油圧ショベルでは、左右の走行用ペダルおよび走行用レバー）と、掘削作業等の各種作業を行う作業装置と、該作業装置を駆動させるべく操作される作業用操作具（油圧ショベルでは、運転席の左右両側に設けられるジョイスティック式操作レバー）とを備えたものがある。
ところで、前述したような建設機械では、機体走行中、オペレータは、左右両方の走行用操作具を操作し続けなければならない。例えば、走行操作を左右の走行用ペダルで行う場合、走行中は該左右の走行用ペダルを踏み続けなればならないが、走行距離が長くなると長時間踏み続けていなければならず、建設機械の作業現場は荒れた地盤も多いこともあって、オペレータの疲労が蓄積する。
そこで、従来、運転室内に定速走行用の切換スイッチを設け、該切換スイッチの操作に基づいて左右の走行装置を定速で直進駆動させることができるようにした技術（例えば、特許文献１参照）や、運転席の左右両側に設けられる左右の作業用操作レバーのグリップにそれぞれ可変出力型スイッチを設け、該スイッチの操作により左右の走行装置をそれぞれ駆動させるようにした技術（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特開平１１−１３１５３０号公報 特開２００３−３０１８０５号公報

しかしながら、前記特許文献１のものは、切換スイッチの操作では、定速直進走行の開始、停止のみしか行うことはできず、走行方向を変えたい場合には、左右の走行用操作具（走行用操作レバー）を操作する構成になっている。この場合に、切換スイッチの操作に基づく定速直進中に左右の走行用操作具のうち少なくとも何れか一方が操作されると、切換スイッチの操作に基づく定速直進走行を中断して、走行用操作具の操作量に応じた速度で左右の走行装置を駆動させるようになっており、このため、定速直進走行からステアリング走行に移行する場合の速度変化に連続性がなく、スムーズなステアリング操作を行えないという問題がある。
一方、前記特許文献２のものは、左右の作業用操作レバーのグリップにそれぞれ設けられた左右の可変出力型スイッチによって左右の走行装置をそれぞれ駆動させるものであるから、走行中にはこれら左右の可変出力型スイッチを操作し続けなければならず、長時間操作し続けるとオペレータの疲労が蓄積するという問題は依然として解消されない。さらに、特許文献２のものでは、左右の可変出力型スイッチのレバーを前進側、後進側の両方向に操作できるようになっているとともに、その操作量（傾倒角度）に応じて走行速度が増減する構成になっているが、このように操作レバーのグリップに設けられた可変出力型スイッチのレバーは小さいため、操作量が大きくなりがちであり、このため、例えばステアリング操作を行う場合に速度が早いまま急角度でターンして機体安定性が損なわれてしまうというような問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから圧油供給されて駆動する左右の走行装置と、該左右の走行装置をそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具と、走行以外の作業を行う作業装置と、該作業装置を駆動させるべく操作される作業用操作具と、エンジンの目標回転数を任意に設定するためのエンジン回転数設定具とを備えてなる建設機械において、前記左右の走行用操作具とは別に設けられる走行装置用の操作具として、走行用スイッチとステアリング用操作具とを設けるとともに、これら走行用スイッチ、ステアリング用操作具および前記左右の走行用操作具から出力される操作信号に基づいて左右の走行装置の駆動を制御する走行制御手段を設け、該走行制御手段は、左右の走行用操作具の操作時には、該左右の走行用操作具の操作量に応じた速度で左右の走行装置をそれぞれ駆動させるとともに、エンジン回転数を前記エンジン回転数設定具で設定された目標エンジン回転数となるように制御する一方、走行用スイッチの操作時には左右両方の走行装置を直進駆動、停止させ、さらに該走行用スイッチの操作に基づく走行装置の直進駆動時にステアリング用操作具が操作された場合には、該ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置のうち何れか一方のみを前記直進駆動時の速度よりも減速させて走行方向を変えるステアリング制御と、ステアリング用操作具の操作量が大きくなるほどエンジン回転数を低下させるように設定されたエンジン回転数制限値と前記エンジン回転数設定具で設定された目標エンジン回転数とを比較して小さい方の値となるようにエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御とを行うことを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項２の発明は、請求項１において、作業用操作具は、運転席の左右に配される操作レバーであるとともに、該操作レバーのグリップ部に、走行用スイッチおよびステアリング用操作具を配置したことを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、走行制御手段は、走行用操作具または作業用操作具が操作された場合に、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作に基づく左右の走行装置の駆動を停止することを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、建設機械は、左右の走行用操作具、作業用操作具の操作に基づく左右の走行装置、作業装置の駆動を禁止するロック機構を備え、該ロック機構により走行装置、作業装置の駆動が禁止されている場合に、走行制御手段は、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作に基づく走行装置の駆動も禁止することを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項５の発明は、左右の走行装置と、該左右の走行装置の動力源となるエンジンと、左右の走行装置をそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具と、走行以外の作業を行う作業装置と、該作業装置を駆動させるべく操作される作業用操作具とを備えてなる建設機械において、前記左右の走行用操作具とは別に設けられ、前記左右両方の走行装置を駆動、停止させるべく操作される走行用スイッチと、該走行用スイッチの操作に基づく走行装置の駆動時に走行方向を変えるべく操作されるステアリング用操作具と、これら走行用スイッチおよびステアリング用操作具から出力される操作信号に基づいて左右の走行装置の駆動を制御する走行制御手段とを設けるとともに、該走行制御手段は、ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置のうち何れか一方を減速させるステアリング制御と、ステアリング用操作具の操作量に応じてエンジンの回転数を低下させるエンジン回転数制御とを行う一方、前記走行制御手段は、左右の走行装置が停止している状態で走行用スイッチが操作された場合に、左右の走行装置の駆動開始を待機する待機モードになり、該待機モード中に走行用スイッチが操作された場合に、ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置を駆動させる走行モードになり、該走行モード中に走行用スイッチが操作された場合に、左右の走行装置を停止させることを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項６の発明は、請求項５において、建設機械は、下部走行体に上部旋回体が旋回自在に支持されたショベル系建設機械であるとともに、待機モードおよび走行モード中に、上部旋回体を基準とする下部走行体の走行方向を表示する表示手段を設けたことを特徴とする建設機械における走行制御システムである。
請求項７の発明は、請求項５または６において、待機モードまたは走行モードであることを報知する報知手段を設けたことを特徴とする建設機械における走行制御システムである。

請求項１の発明とすることにより、走行時におけるオペレータの負担を大幅に軽減できるとともに、ステアリング操作が容易で、直進走行からステアリング走行への移行をスムーズに行うことができる。しかも、ステアリング用操作具の操作量に応じてエンジン回転数が低下するため、急角度のターンでも安定した状態でステアリング走行を行うことができる。
請求項２の発明とすることにより、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作性を向上させることができる。
請求項３の発明とすることにより、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作に基づく左右の走行装置の駆動中に、左右の走行用操作具の操作で走行を行いたい場合や作業装置を駆動させたい場合に、左右の走行装置の駆動を停止させるための走行用スイッチの操作が不要になって、作業効率の向上に貢献できるとともに、左右の走行用操作具、作業用操作具の操作中に、走行用スイッチやステアリング用操作具が誤操作されても、該誤操作に基づく走行装置の駆動を回避することができる。
請求項４の発明とすることにより、ロック機構によって、左右の走行用操作具、作業用操作具の操作に基づく左右の走行装置、作業装置の駆動の禁止と同時に、走行用スイッチやステアリング用操作具の操作に基づく走行装置の駆動も禁止できる。
請求項５の発明とすることにより、走行用スイッチの操作に基づいて走行開始、停止を行えるとともに、停止している状態から走行開始するまでには走行用スイッチの二度の操作が必要となって、意図しない走行用スイッチの誤操作で走行開始してしまうことを、確実に防止できる。
請求項６の発明とすることにより、走行中は勿論のこと、走行開始するまでの待機モードにおいてもオペレータが走行方向を認識することができて、安心して走行を行うことができる。
請求項７の発明とすることにより、走行用スイッチ、ステアリング用スイッチの操作に基づく走行であることを、確実に認識できる。

油圧ショベルの斜視図である。 （Ａ）は運転室内を示す平面図、（Ｂ）は走行用スイッチおよびステアリング用スイッチが配された作業用操作レバーのグリップ部を示す図である。 走行用モータの油圧回路図である。 コントローラの入出力を示すブロック図である。 走行制御の手順を示すフローチャート図である。 （Ａ）はステアリング用スイッチの操作と左前進用電磁比例弁から出力されるパイロット圧との関係を示す図、（Ｂ）はステアリング用スイッチの操作と右前進用電磁比例弁から出力されるパイロット圧との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベル（本発明の建設機械、ショベル系建設機械の一例）であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業装置４等から構成されている。該作業装置４は、ブーム４ａ、スティック４ｂ、バケット４ｃ等の部材を用いて構成されるとともに、これらブーム４ａ、スティック４ｂ、バケット４ｃを駆動させるための油圧アクチュエータとして、ブームシリンダ４ｄ、スティックシリンダ４ｅ、バケットシリンダ４ｆを備えている。

前記下部走行体２は、独立して駆動される左右の走行装置２Ｌ、２Ｒから構成され、これら左右の走行装置２Ｌ、２Ｒは、左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒ（図１には図示せず）によりそれぞれ駆動されるようになっている。

一方、前記上部旋回体３には、動力源となるエンジン（図示せず）等の各種機器が収納されるエンジンルーム６や、運転席７ａを備えた運転室７が搭載されている。該運転室７内には、図２に示す如く、運転席７ａの左右両側に配され、作業装置４の駆動や上部旋回体３の旋回を行うべく操作される左右のジョイスティック式の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、運転席７ａの前方に配され、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒをそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒ（左右の走行用ペダル９ａおよび走行用レバー９ｂ）、機体情報やカメラ情報等の各種情報を表示するモニタ装置（本発明の表示手段に相当する）１０、後述するエンジン回転数設定具１１や油圧ロックレバー１２等の各種操作具類が配設されている。尚、前記左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒは、本発明の作業用操作具および操作レバーに相当する。

さらに、前記左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒのうち一方の作業用操作レバー（本実施の形態では、左側の作業用操作レバー）８Ｌのグリップ部には、走行用スイッチ１３とステアリング用スイッチ（本発明のステアリング用操作具に相当する）１４とが配設されている。上記走行用スイッチ１３は、左右両方の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動、停止させる場合に操作される自動復帰型の押しボタンスイッチであって、親指等により押下することで操作されるとともに、該走行用スイッチ１３の操作信号は、後述するコントローラ（本発明の走行制御手段に相当する）１５に入力されるようになっている。また、ステアリング用スイッチ１４は、前記走行用スイッチ１３の操作に基づく走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動時に走行方向を変えるべく操作されるスライド式のサムホイールスイッチであって、中立位置から左右方向に親指等でスライド移動することにより操作されるとともに、その操作位置および操作量（スライド移動量）は、同じくコントローラ１５に入力されるようになっている。尚、ステアリング用スイッチ１４は図示しない復帰手段を備えていて、操作が解除されると中立位置に復帰するようになっている。また、前記走行用スイッチ１３、ステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動、停止については後述する。

次いで、前記左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒに対する圧油供給について、図３の油圧回路図に基づいて説明する。該図３において、１６、１７はエンジンにより駆動される油圧ポンプ、１８は同じくエンジンにより駆動されるパイロットポンプ、１９は油タンク、２０Ｌ、２０Ｒは左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒに対する油給排制御をそれぞれ行う左右の走行用コントロールバルブである。

前記左右の走行用コントロールバルブ２０Ｌ、２０Ｒは、同様のものであるため左走行用コントロールバルブ２０Ｌを例にとって説明すると、該左走行用コントロールバルブ２０Ｌは、前進側、後進側のパイロットポート２０ａ、２０ｂを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート２０ａ、２０ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、左走行モータ５Ｌに圧油供給しない中立位置Ｎに位置しているが、前進側パイロットポート２０ａにパイロット圧が入力されることにより、左走行モータ５Ｌを前進駆動させるべく油圧ポンプ１６の圧油を左走行モータ５Ｌの一方のポート５ａに供給し、他方のポート５ｂからの排出油を油タンク１９に流す前進側作動位置Ｘに切換わり、また、後進側パイロットポート２０ｂにパイロット圧が入力されることにより、左走行モータ５Ｌを後進駆動させるべく油圧ポンプ１６の圧油を左走行モータ５Ｌの他方のポート５ｂに供給し、一方のポート５ａからの排出油を油タンク１９に流す後進側作動位置Ｙに切換わるように構成されている。

さらに、図３において、２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹは左前進用、左後進用、右前進用、右後進用の電磁比例弁であって、これら電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹは、コントローラ１５からの制御指令に基づいて、前記左走行用、右走行用コントロールバルブ２０Ｌ、２０Ｒの前進側、後進側パイロットポート２０ａ、２０ｂにパイロット圧を出力するように構成されている。

而して、コントローラ１５の制御指令に基づいて左前進用、左後進用、右前進用、右後進用の電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹからパイロット圧が出力され、これにより左走行用、右走行用コントロールバルブ２０Ｌ、２０Ｒが前進側作動位置Ｘまたは後進側作動位置Ｙに切換わって左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒが前進駆動、或いは後進駆動することになるが、この場合に、電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹから出力されるパイロット圧は、コントローラ１５からの制御指令に基づいて増減するとともに、該パイロット圧の増減に応じて左走行用、右走行用コントロールバルブ２０Ｌ、２０Ｒのスプール移動量が増減し、これにより圧油供給流量が増減して左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒの駆動速度が増減するように、つまり、電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹから出力されるパイロット圧の増減に対応して左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒの駆動速度が増減するようになっている。そして、左右両方の走行モータ５Ｌ、５Ｒを等速度で前進駆動させると下部走行体２は前方に直進し、該前方直進の状態から左走行モータ５Ｌの速度を遅くすると左方向にターンし、右走行モータ５Ｒの速度を遅くすると右方向にターンする。また、左右両方の走行モータ５Ｌ、５Ｒを等速度で後進駆動させると下部走行体２は後方に直進し、該後方直進の状態から左走行モータ５Ｌの速度を遅くすると左方向にターンし、右走行モータ５Ｒの速度を遅くすると右方向にターンするようになっている。

一方、前記コントローラ１５は、図４のブロック図に示す如く、入力側に、前記走行用スイッチ１３、ステアリング用スイッチ１４、左右の走行用操作具の９Ｌ、９Ｒの操作を検出する走行用操作検出手段２２、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒの操作を検出する作業用操作検出手段２３、前記エンジン回転数設定具１１、油圧ロックレバー１２がロック位置であることを検出する油圧ロックスイッチ２４、上部旋回体３に対する下部走行体２の旋回角度を検出する旋回角度センサ２５等が接続され、出力側に、前記左前進用、左後進用、右前進用、右後進用の電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹ、エンジンの回転数を制御するエンジン制御部２６、報知手段２７等が接続されるとともに、前記モニタ装置１０に相互に入出力可能に接続されている。

ここで、前記エンジン回転数設定具１１は、オペレータがエンジンの目標回転数を任意に設定するための操作具であって、一般的に、スロットルダイヤルや、スロットルレバー、アクセルダイヤル、アクセルレバーと称されている。そして、該エンジン回転数設定具１１の設定値は、設定目標エンジン回転数としてコントローラ１５に入力されるようになっている。
また、前記油圧ロックレバー１２は、非ロック位置とロック位置とに変位操作可能に設けられているとともに、該油圧ロックレバー１２がロック位置に操作されている状態では、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒや左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒが操作されても、該操作を無効にして作業装置４や走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動せしめる油圧アクチュエータ（作業装置４を駆動せしめるブームシリンダ４ｄ、スティックシリンダ４ｅ、バケットシリンダ４ｆ、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動せしめる左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒ）への圧油供給が禁止される、つまり、作業装置４や走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動が禁止されるようになっている。そして、前記油圧ロックスイッチ２４は、上記油圧ロックレバー１２がロック位置に位置しているときにＯＮ信号をコントローラ１５に出力するようになっている。尚、上記油圧ロックレバー１２、油圧ロックスイッチ２４は、本発明のロック機構を構成する。
また、前記報知手段２７は、オペレータに後述する「待機モード」または「走行モード」であることをアラーム等で報知するものである。尚、報知手段２７を、前記モニタ装置１０に設けることもできる。

次いで、前記コントローラ１５の行う走行制御について、図５のフローチャート図に基づいて説明する。尚、以下の説明における「待機モード」および「走行モード」は、走行用スイッチ１３の操作に基づいて設定（ＯＮ）、設定解除（ＯＦＦ）されるモードであって、「待機モード」は、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動開始を待機するモードであり、「走行モード」は、ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動させるモードであって、該「走行モード」中の走行制御については、後述するステップＳ２２〜Ｓ２４で説明する。一方、「待機モード」、「走行モード」の両方のモードがＯＦＦの場合には、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒの操作に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動させる通常の走行制御が行われるが、該通常の走行制御については、後述するステップＳ２５〜Ｓ２７で説明する。

コントローラ１５は、走行制御がスタートすると、まず、エンジンが回転中か否かを判断する（ステップＳ１）。該ステップＳ１の判断で「ＮＯ」、つまりエンジンが停止していると判断された場合には、「走行モード」および「待機モード」をＯＦＦにして（ステップＳ２、Ｓ３）、後述するステップＳ１０に移行する。つまり、エンジンが停止している場合には、「走行モード」、「待機モード」の両方のモードをＯＦＦにする。

一方、前記ステップＳ１の判断で「ＹＥＳ」、つまりエンジンが回転中であると判断された場合には、続けて、走行用スイッチ１３が操作されたか否か（走行用スイッチＯＮ？）を判断する（ステップＳ４）。

前記ステップＳ４の判断で「ＮＯ」、つまり走行用スイッチ１３が操作されていないと判断された場合には、ステップＳ１０に移行する。一方、前記ステップＳ４の判断で「ＹＥＳ」、つまり走行用スイッチ１３が操作されたと判断された場合には、続けて、「走行モード」か否かを判断する（ステップＳ５）。

前記ステップＳ５の判断で「ＹＥＳ」、つまり「走行モード」であると判断された場合にはステップＳ２に移行して、前述したステップＳ２、Ｓ３の処理を実行した後、ステップＳ１０に移行する。つまり、走行用スイッチ１３が操作されたときに「走行モード」の場合には、「走行モード」、「待機モード」の両方のモードをＯＦＦにする。

一方、前記ステップＳ５の判断で「ＮＯ」、つまり「走行モード」でないと判断された場合には、続けて、「待機モード」か否かを判断する（ステップＳ６）。該ステップＳ６の判断で「ＮＯ」、つまり「待機モード」でないと判断された場合には、「待機モード」をＯＮにする（ステップＳ７）。つまり、走行用スイッチ１３が操作されたときに「走行モード」でも「待機モード」でもない場合には、「待機モード」にする。

また、前記ステップＳ６の判断で「ＹＥＳ」、つまり「待機モード」であると判断された場合には、「走行モード」をＯＮにし（ステップＳ８）、「待機モード」をＯＦＦにして（ステップＳ９）、ステップＳ１０に移行する。つまり、走行用スイッチ１３が操作されたときに「待機モード」の場合には、「走行モード」にする。

そして、前述したように、ステップＳ３の処理後、ステップＳ４の判断で「ＮＯ」と判断された場合、ステップＳ７の処理後、ステップＳ９の処理後は、ステップＳ１０に移行するが、該ステップＳ１０では、「待機モード」か否かを判断する。

前記ステップＳ１０の判断で「ＹＥＳ」、つまり「待機モード」であると判断された場合には、タイマーＴをカウントし（ステップＳ１１）、続けて、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒのうちの何れかが操作されている、または油圧ロックスイッチ２４がＯＮか否かを判断する（ステップＳ１２）。一方、前記ステップＳ１０の判断で「ＮＯ」、つまり「待機モード」でないと判断された場合には、そのまま前記ステップＳ１２の判断に移行する。つまり、「待機モード」中のみタイマーＴがカウントされる。

前記ステップＳ１２の判断で「ＹＥＳ」、つまり、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒのうちの何れかが操作されている、または油圧ロックスイッチ２４がＯＮ（油圧ロックレバー１２がロック位置）の場合には、「待機モード」および「走行モード」をＯＦＦにし（ステップＳ１３、Ｓ１４）、さらにタイマーＴのカウントをクリアした（ステップＳ１５）後、ステップＳ１７に移行する。つまり、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒのうちの何れかが操作されている、または油圧ロックスイッチ２４がＯＮの場合には、「待機モード」、「走行モード」の両方のモードをＯＦＦにする。

一方、前記ステップＳ１２の判断で「ＮＯ」、つまり、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒの全てが操作されておらず、且つ、油圧ロックスイッチ２４がＯＦＦの場合には、続けて、タイマーＴが予め設定される所定時間（例えば、３秒）経過か否かを判断する（ステップＳ１６）。

前記ステップＳ１６の判断で「ＹＥＳ」、つまり、タイマーＴが所定時間経過したと判断された場合には、ステップＳ１３に移行して、前述したステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５の処理を実行した後、ステップＳ１７に移行する。つまり、「待機モード」中はタイマーＴがカウントされるが、該タイマーＴが所定時間を経過した場合には、「待機モード」、「走行モード」の両方のモードをＯＦＦにする。一方、ステップＳ１６の判断で「ＮＯ」、つまり、タイマーＴが設定時間経過していないと判断された場合には、ステップＳ１７に移行する。

前記ステップＳ１７では、「待機モード」または「走行モード」であるか否かが判断される。そして、該ステップＳ１７の判断で「ＹＥＳ」、つまり、「待機モード」あるいは「走行モード」と判断された場合には、報知手段２７に対してアラームを鳴らすように制御指令を出力する（ステップＳ１８）。さらに、旋回角度センサ２５から入力される旋回角度に基づいて、上部旋回体２を基準とした下部走行体２の走行方向を表示するようにモニタ装置１０に対して制御指令を出力する（ステップＳ１９）。これにより、「待機モード」あるいは「走行モード」の場合には、該モードであることがアラームにより報知されるとともに、上部旋回体２を基準とした下部走行体２の走行方向がモニタ装置１０に表示される。

一方、前記ステップＳ１７の判断で「ＮＯ」、つまり、「待機モード」でも「走行モード」でもないと判断された場合には、報知手段２７に対してアラームを止めるように制御指令を出力する（ステップＳ２０）。

前記ステップＳ１８、Ｓ１９の処理後、あるいはステップＳ２０の処理後は、「走行モード」であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。そして、該ステップＳ２１の判断で「ＹＥＳ」、つまり「走行モード」であると判断された場合には、ステップＳ２２〜Ｓ２４において、「走行モード」における左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動制御が実行される。

つまり、ステップＳ２２、Ｓ２３では、コントローラ１５から左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進側電磁比例弁２１ＲＸにパイロット圧出力の制御指令が出力され、これにより左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒが前進側に駆動して下部走行体２が前進するが、この場合にコントローラ１５は、ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量に基づいて左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進側電磁比例弁２１ＲＸに対する指令値を求める。具体的には、コントローラ１５には、ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量と左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進側電磁比例弁２１ＲＸから出力されるパイロット圧との関係を設定したテーブルが収納されており、該テーブルを用いて左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進側電磁比例弁２１ＲＸに対する指令値を求めることになるが、左前進用電磁比例弁２１ＬＸ用のテーブルは、図６（Ａ）に示す如く、ステアリング用スイッチ１４が中立位置あるいは右方向に操作された場合には、予め設定された所定圧のパイロット圧Ｐ（所定パイロット圧Ｐ）を出力し、左方向に操作された場合には、該左方向への操作量が増加するほど上記所定パイロット圧Ｐよりも低圧のパイロット圧を出力するように設定されている。また、右前進用電磁比例弁２１ＲＸ用のテーブルは、図６（Ｂ）に示す如く、ステアリング用スイッチ１４が中立位置あるいは左方向に操作された場合には、前記所定パイロット圧Ｐを出力し、右方向に操作された場合には、該右方向への操作量が増加するほど定圧パイロット圧Ｐよりも低圧のパイロット圧を出力するように設定されている。これにより、ステアリング用スイッチ１４が中立位置のときには、左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進側電磁比例弁２１ＲＸから等しく所定パイロット圧Ｐが出力され、これにより左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒが等速で前進駆動して下部走行体２は前方直進する。一方、ステアリング用スイッチ１４を中立位置から左方向に操作すると、右前進用電磁比例弁２１ＲＸは所定パイロット圧Ｐを出力するが、左前進用電磁比例弁２１ＬＸは所定パイロット圧Ｐよりも低圧のパイロット圧を出力し、これにより左走行モータ５Ｌの駆動速度が右走行モータ５Ｒの駆動速度よりも減速されて、下部走行体２は左方向にターンする。また、ステアリング用スイッチ１４を中立位置から右方向に操作すると、左前進用電磁比例弁２１ＬＸは所定パイロット圧Ｐを出力するが、右前進用電磁比例弁２１ＲＸは所定パイロット圧Ｐよりも低圧のパイロット圧を出力し、これにより右走行モータ５Ｒの駆動速度が左走行モータ５Ｌの駆動速度よりも減速されて、下部走行体２は右方向にターンする。そして、ステアリング用スイッチ１４が左方向または右方向に操作された場合には、その操作量が大きくなるほど左走行モータ５Ｌ、右走行モータ５Ｒの速度が遅くなって、急角度でターンするようになっている。

さらに、ステップＳ２４において、コントローラ１５は、ステアリング用スイッチ１４の操作量に応じて、エンジンの回転数の回転数を低下させるエンジン回転数制御を行う。この場合、コントローラ１５は、ステアリング用スイッチ１４の中立位置から左方向または右方向への操作量が大きくなるほどエンジン回転数を低下させるように設定されたエンジン回転数制限値と、前記エンジン回転数設定具１１により設定された設定目標エンジン回転数とを比較して、小さい方の値を目標エンジン回転数としてエンジン制御部２６に出力する。これにより、エンジン回転数は、ステアリング用スイッチ１４の操作量が大きくなるほど、つまり、下部走行体２のターン角度が大きくなるほど低下するように制御されるとともに、オペレータがエンジン回転数設定具１１で設定した設定目標エンジン回転数を越えることがないように制御される。

一方、前記ステップＳ２１の判断で「ＮＯ」、つまり「走行モード」でないと判断された場合には、ステップＳ２５〜Ｓ２７において、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒの操作に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動させる通常の走行制御が実行される。

つまり、ステップＳ２５では、エンジン回転数設定具１１により設定された設定目標エンジン回転数を、目標エンジン回転数としてエンジン制御部２６に出力する。これによりエンジン回転数は、オペレータがエンジン回転数設定具１１で設定した目標エンジン回転数となるように制御される。

さらに、コントローラ１５は、ステップＳ２６、Ｓ２７において、走行用操作検出手段２２から入力される操作信号に基づき、左側の走行用操作具９Ｌが操作された場合には該操作方向および操作量に対応したパイロット圧を出力するように左前進用、左後進用の電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹに対して制御指令を出力し、また、右側の走行用操作具９Ｒが操作された場合には該操作方向および操作量に対応したパイロット圧を出力するように右前進用、右後進用の電磁比例弁２１ＲＸ、２１ＲＹに対して制御指令を出力する。而して、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒが共に中立位置に位置している場合には、左前進用、左後進用、右前進用、右後進用の電磁比例弁２１ＬＸ、２１ＬＹ、２１ＲＸ、２１ＲＹからパイロット圧は出力されず下部走行体２は停止しているが、左側または右側または左右両方の走行用操作具９Ｌ、９Ｒが前進側、後進側に操作されると、その操作量に応じた速度で左右の走行モータ５Ｌ、５Ｒが前進駆動、後進駆動して、下部走行体２の前後直進、左ターン、右ターンが行われるようになっている。

而して、コントローラ１５は、「待機モード」および「走行モード」がＯＦＦで、且つ、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒが全て操作されておらず、さらに油圧ロックスイッチ２４がＯＦＦのときに走行用スイッチ１３が押されると、「待機モード」になる。さらに該「待機モード」になってから所定時間以内に再び走行用スイッチ１３が押されると、「走行モード」になる。そして、「走行モード」になると、左前進用電磁比例弁２１ＬＸ、右前進用電磁比例弁２１ＲＸにパイロット圧出力の制御指令が出力され、これにより左右の走行装置２Ｌ、２Ｒが前進側に駆動して下部走行体２が前進するが、この場合にステアリング用スイッチ１４が中立位置であれば直進し、また、ステアリング用スイッチ１４が左方向に操作されると左側の走行装置２Ｌの駆動速度が減速されて左ターンし、ステアリング用スイッチ１４が右方向に操作されると右側の走行装置２Ｒの駆動速度が減速されて右ターンする。この場合に、ステアリング用スイッチ１４の操作量が大きくなるほど左側または右側走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動速度が減速されて、急角度でターンする。さらに、コントローラ１５は、ステアリング用スイッチ１４の操作量が大きくなるほどエンジン回転数を低下させるエンジン回転数制御を行う。一方、「走行モード」中に走行用スイッチ１３が押されると、「待機モード」および「走行モード」がＯＦＦになって、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒは停止する。また、「待機モード」になってから所定時間内に走行用スイッチ１３が押されない場合（「待機モード」のままで所定時間が経過した場合）には、「待機モード」を解除する。さらに、左右の作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒの何れかが操作された場合には、「待機モード」および「走行モード」をＯＦＦにして、走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を停止する。また、油圧ロックスイッチ２４がＯＮの場合にも、「待機モード」および「走行モード」をＯＦＦにして、走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を禁止する。さらに、エンジンが停止している場合にも、「待機モード」および「走行モード」をＯＦＦにする。これにより、エンジンの停止中に走行用スイッチ１３が操作されても「待機モード」、「走行モード」にならないとともに、「待機モード」あるいは「走行モード」中にエンジンが停止すると、該モードは自動的に解除される。一方、「待機モード」および「走行モード」中は、該モードであることがアラームにより報知されるとともに、上部旋回体２を基準とした下部走行体２の走行方向がモニタ装置１０に表示されるようになっている。

叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１は、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒと、該左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの動力源となるエンジンと、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒをそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒと、走行以外の作業を行う作業装置４と、該作業装置４を駆動させるべく操作される作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ等を備えて構成されているが、さらに、前記左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒとは別に設けられ、左右両方の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動、停止させるべく操作される走行用スイッチ１３と、該走行用スイッチ１３の操作に基づく走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動時に走行方向を変えるべく操作されるステアリング用スイッチ１４と、これら走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４から出力される操作信号に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を制御するコントローラ（走行制御手段）１５とが設けられているとともに、該コントローラ１５は、ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒのうち何れか一方を減速させるステアリング制御と、ステアリング用スイッチ１４の操作量に応じてエンジンの回転数を低下させるエンジン回転数制御とを行うことになる。

この結果、長時間走行するような場合に、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒを操作し続けなくても、走行用スイッチ１３を操作するだけで、左右両方の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動、停止させることができることになって、オペレータの負担を大幅に軽減することができるが、さらにこのものでは、走行用スイッチ１３の操作に基づく走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動時に走行方向を変えたい場合には、ステアリング用スイッチ１４を操作することで、該ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量に基づいて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒのうち何れか一方が減速することになり、而して、ステアリング操作が容易であるとともに、直進走行からステアリング走行への移行をスムーズに行うことができる。しかもこのものにおいて、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの動力となるエンジンは、ステアリング用スイッチ１４の操作量に応じて回転数が低下するように制御されるため、ステアリング用スイッチ１４の操作量が大きい場合、つまり下部走行体２を急角度でターンさせる場合には、エンジン回転数が自動的に低下して左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動速度が低下することになり、而して、急角度のターンでも安定した状態でステアリング走行を行うことができる。

そのうえ、前記走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４は、運転席７ａの左右に配される作業用操作レバー８Ｌのグリップ部に配置されているため、運転席７ａに座したオペレータが操作しやすく、操作性の向上に貢献できる。

さらに、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒ、または作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒが操作された場合には、走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を停止する構成になっているから、走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動中に、オペレータが左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒの操作で走行を行いたい場合や、作業装置４を駆動させたい場合には、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を停止させるための走行用スイッチ１３の操作が不要になって、作業効率の向上に貢献できる。一方、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒ、作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒの操作中に、誤って走行用スイッチ１３やステアリング用スイッチ１４が操作されても、該誤操作に基づく走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動を回避することができる。

さらに、油圧ショベル１は、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒ、作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒの操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒ、作業装置４の駆動を禁止するロック機構（油圧ロックレバー１２、油圧ロックスイッチ２４）を備えているが、該ロック機構により走行装置２Ｌ、２Ｒ、作業装置４の駆動が禁止されている場合には、走行用スイッチ１３およびステアリング用スイッチ１４の操作に基づく左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動も禁止する構成になっており、而して、上記ロック機構によって、左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒ、作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、走行用スイッチ１３、ステアリング用スイッチ１４の操作を同時に無効にできて、例えばオペレータが運転席７ａを離れているような場合に、不測の事態で左右の走行用操作具９Ｌ、９Ｒや作業用操作レバー８Ｌ、８Ｒ、あるいは走行用スイッチ１３、ステアリング用スイッチ１４が操作されても、該操作により走行装置２Ｌ、２Ｒや詐欺用装置４が駆動してしまうような不具合を確実に回避できる。

また、コントローラ１５は、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒが停止している状態で走行用スイッチ１３が操作された場合に、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒの駆動開始を待機する待機モードになり、該待機モード中に走行用スイッチ１３が操作された場合に、ステアリング用スイッチ１４の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを駆動させる走行モードになり、該走行モード中に走行用スイッチ１３が操作された場合に、左右の走行装置２Ｌ、２Ｒを停止させる構成になっているから、走行用スイッチ１３の操作に基づいて走行開始、停止を行えるとともに、停止している状態から走行開始するまでには走行用スイッチ１３の二度の操作が必要であるから、意図しない走行用スイッチ１３の誤操作で走行開始してしまうことを、確実に防止できる。

さらに、油圧ショベル１は、下部走行体２に上部旋回体３が旋回自在に支持されたショベル系建設機械であって、上部旋回体３は下部走行体２に対して３６０度旋回可能であるが、油圧ショベル１の運転室７には、待機モードおよび走行モード中に、上部旋回体２を基準とする下部走行体２の走行方向を表示するモニタ装置１０が設けられている。これにより、走行中は勿論のこと、走行開始するまでの待機モードにおいてもオペレータが走行方向を認識することができて、安心して走行を行うことができる。

さらに、油圧ショベル１には、待機モードまたは走行モードであることを報知する報知手段２７が設けられているから、オペレータは、走行用スイッチ１３、ステアリング用スイッチ１４の操作に基づく走行であることを、確実に認識できる。
尚、本発明は、油圧ショベルに限定されることなく、左右の走行装置を備えた各種建設機械に実施できることは勿論である。

本発明は、油圧ショベルのように左右の走行装置を備えた各種建設機械の走行制御に利用することができる。

２Ｌ、２Ｒ 左右の走行装置
４ 作業装置
８Ｌ、８Ｒ 作業用操作レバー
９Ｌ、９Ｒ 左右の走行用操作具
１０ モニタ装置
１２ 油圧ロックレバー
１３ 走行用スイッチ
１４ ステアリング用スイッチ
１５ コントローラ
２４ 油圧ロックスイッチ
２７ 報知手段

Claims (7)

1. エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから圧油供給されて駆動する左右の走行装置と、該左右の走行装置をそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具と、走行以外の作業を行う作業装置と、該作業装置を駆動させるべく操作される作業用操作具と、エンジンの目標回転数を任意に設定するためのエンジン回転数設定具とを備えてなる建設機械において、前記左右の走行用操作具とは別に設けられる走行装置用の操作具として、走行用スイッチとステアリング用操作具とを設けるとともに、これら走行用スイッチ、ステアリング用操作具および前記左右の走行用操作具から出力される操作信号に基づいて左右の走行装置の駆動を制御する走行制御手段を設け、該走行制御手段は、左右の走行用操作具の操作時には、該左右の走行用操作具の操作量に応じた速度で左右の走行装置をそれぞれ駆動させるとともに、エンジン回転数を前記エンジン回転数設定具で設定された目標エンジン回転数となるように制御する一方、走行用スイッチの操作時には左右両方の走行装置を直進駆動、停止させ、さらに該走行用スイッチの操作に基づく走行装置の直進駆動時にステアリング用操作具が操作された場合には、該ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置のうち何れか一方のみを前記直進駆動時の速度よりも減速させて走行方向を変えるステアリング制御と、ステアリング用操作具の操作量が大きくなるほどエンジン回転数を低下させるように設定されたエンジン回転数制限値と前記エンジン回転数設定具で設定された目標エンジン回転数とを比較して小さい方の値となるようにエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御とを行うことを特徴とする建設機械における走行制御システム。
2. 請求項１において、作業用操作具は、運転席の左右に配される操作レバーであるとともに、該操作レバーのグリップ部に、走行用スイッチおよびステアリング用操作具を配置したことを特徴とする建設機械における走行制御システム。
3. 請求項１または２において、走行制御手段は、走行用操作具または作業用操作具が操作された場合に、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作に基づく左右の走行装置の駆動を停止することを特徴とする建設機械における走行制御システム。
4. 請求項１乃至３の何れか一項において、建設機械は、左右の走行用操作具、作業用操作具の操作に基づく左右の走行装置、作業装置の駆動を禁止するロック機構を備え、該ロック機構により走行装置、作業装置の駆動が禁止されている場合に、走行制御手段は、走行用スイッチおよびステアリング用操作具の操作に基づく走行装置の駆動も禁止することを特徴とする建設機械における走行制御システム。
5. 左右の走行装置と、該左右の走行装置の動力源となるエンジンと、左右の走行装置をそれぞれ駆動させるべく操作される左右の走行用操作具と、走行以外の作業を行う作業装置と、該作業装置を駆動させるべく操作される作業用操作具とを備えてなる建設機械において、前記左右の走行用操作具とは別に設けられ、前記左右両方の走行装置を駆動、停止させるべく操作される走行用スイッチと、該走行用スイッチの操作に基づく走行装置の駆動時に走行方向を変えるべく操作されるステアリング用操作具と、これら走行用スイッチおよびステアリング用操作具から出力される操作信号に基づいて左右の走行装置の駆動を制御する走行制御手段とを設けるとともに、該走行制御手段は、ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置のうち何れか一方を減速させるステアリング制御と、ステアリング用操作具の操作量に応じてエンジンの回転数を低下させるエンジン回転数制御とを行う一方、前記走行制御手段は、左右の走行装置が停止している状態で走行用スイッチが操作された場合に、左右の走行装置の駆動開始を待機する待機モードになり、該待機モード中に走行用スイッチが操作された場合に、ステアリング用操作具の操作位置および操作量に応じて左右の走行装置を駆動させる走行モードになり、該走行モード中に走行用スイッチが操作された場合に、左右の走行装置を停止させることを特徴とする建設機械における走行制御システム。
6. 請求項５において、建設機械は、下部走行体に上部旋回体が旋回自在に支持されたショベル系建設機械であるとともに、待機モードおよび走行モード中に、上部旋回体を基準とする下部走行体の走行方向を表示する表示手段を設けたことを特徴とする建設機械における走行制御システム。
7. 請求項５または６において、待機モードまたは走行モードであることを報知する報知手段を設けたことを特徴とする建設機械における走行制御システム。

Images