電気式操作レバーが備えられた建設機械
【課題】電気式操作レバー又は制御部に故障が発生したとき、ブームなどの作業装置の誤作動を防止する。
【解決手段】エンジン１、油圧ポンプ２及びパイロットポンプ３、油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７と、操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバー７より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０と、電気式操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられる電子式流量制御弁５と、制御信号を演算して出力する演算部１５と、制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、電気式操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で操作ロックレバー１０を操作すると電流駆動部１６から電子式流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【解決手段】エンジン１、油圧ポンプ２及びパイロットポンプ３、油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７と、操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバー７より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０と、電気式操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられる電子式流量制御弁５と、制御信号を演算して出力する演算部１５と、制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、電気式操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で操作ロックレバー１０を操作すると電流駆動部１６から電子式流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式操作レバーの操作によりブームなどの作業装置を駆動させる建設機械に関するものであって、特に、操作レバー又は制御部（ＥＣＵ）に故障が発生したとき、流量制御弁に印加される制御信号を遮断することができるようにした電気式操作レバーが備えられた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の技術による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン５０と、エンジン５０により駆動される可変容量型の油圧ポンプ５１（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ５２と、油圧ポンプ５１により作動される油圧シリンダなどのアクチュエータ５３と、油圧ポンプ５１と油圧アクチュエータ５３との間の流路に設けられ、切換時、油圧アクチュエータ５３の起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５４（ＭＣＶ）（以下、流量制御弁と称する）と、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー５６（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー５６の操作信号に比例するように制御部（ＥＣＵ）５５から印加される電流値によってパイロットポンプ５２からの作動油を２次の信号圧力に変換し、変換した信号圧力により流量制御弁５４のスプールを切り換えさせる電子比例弁５７、５８と、操作レバー５６による操作信号にエラーが発生した場合、操作レバー５６の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー５９（以下、ロックレバーと称する）と、パイロットポンプ５２の吐出流路に設けられ、ロックレバー５９を操作すると切り換えられ、パイロットポンプ５２から電子比例弁５７、５８に印加される信号圧力を遮断するソレノイド弁６０とを含む。
【０００３】
前述した操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力され、ロックレバー５９がロック位置から解除位置に変移された場合、操作レバー５６の操作信号にしたがって、予め定められたアルゴリズムにより計算され、電子比例弁５７、５８に制御信号として入力される。
【０００４】
その反面、操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力され、ロックレバー５９がロック位置に切り換わった場合は、操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力されたとしても無視するようになっている。
【０００５】
同時に、ロックレバー５９に設けられたスイッチ６１によりパイロットポンプ５２の吐出流路を開閉することができる。即ち、ロックレバー５９がロックの位置に切り換わる場合、ソレノイド弁６０が閉鎖状態（図１の状態）を保持しているので、パイロットポンプ５２から電子比例弁５７、５８に供給される作動油をそれぞれ遮断することができる。
【０００６】
一方、図５に示すように、自己パイロット作動圧により作動される電子油圧比例弁（ｓｅｌｆ ｐｉｌｏｔ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ-ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｖａｌｖｅ）を使用する油圧システムは、電子油圧比例弁（Ｐ１−Ｐ４）（Ｐ５−Ｐ８）の開閉が操作レバー７からの操作信号による油圧アクチュエータ４、４ｂの作動油により制御される。これにより、操作レバー７の操作誤信号又は制御部のエラーに起因するブームなどのような作業装置の誤作動を解消できなくなる。
【０００７】
下記に記載された特許文献１の技術は、電気式操作レバー及びこのレバーの操作により駆動される電子油圧制御弁などが備えられる油圧システムにおいて、作業装置の誤作動を感知すべく、操作レバーへの操作（中立状態）があるかどうかを感知できる感知スイッチを設けている。即ち、操作レバーが中立位置にある場合、コントローラで油圧制御弁の駆動信号を絶縁するという方式を採用している。
【０００８】
前述した特許文献１の油圧システムでは、電気式操作レバーの操作信号に対する電子比例弁の望ましい制御信号を演算する場合、作業装置のスムーズな増速及び減速、方向切換などのため、制御信号の遅延、フィルタリング、または正逆変換による変換ロジックを使う場合が多い。この場合、電子比例弁の駆動電流が、操作レバーに設けられた感知スイッチにより任意的に短絡されたりすることによって、ソフトウェア的に加工された制御信号の適用が難しくなる不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４、８８１、４５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した場合、流量制御弁への制御信号の印加を遮断し、作業装置の誤動作を防止することができるようにした電気式操作レバーが備えられた建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電気式操作レバーが備えれた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁に印加されるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１２】
また、本発明による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、パイロットポンプの吐出流路に設けられ、外部からの電気式信号の入力に従って切り換えられるとき、電子式流量制御弁を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１３】
さらに、本発明による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して油圧ポンプから作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式油圧比例制御弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式油圧制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式油圧制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１４】
望ましくは、前述した電源制御部は、電気式操作レバーに設けられるスイッチを備えており、電気式操作レバーを操作すると、スイッチがオンとなり、電流駆動部へ電源を供給することになる。
【００１５】
望ましくは、前述した電源制御部は、スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、リレーの駆動により電流駆動部に電源を供給する。
【００１６】
望ましくは、前述した電源制御部は、電流駆動部につながっており、操作ロックレバーの出力信号に応じて演算部により駆動されるリレーを具備し、リレーの駆動により電流駆動部に電源を供給する。
【００１７】
望ましくは、前述した演算部と操作ロックレバーは、有線又は無線通信により連結されており、操作ロックレバーの操作信号を伝達する。
【発明の効果】
【００１８】
前述したように構成される本発明は、次のような効果を有する。操作レバーによる操作信号にエラーが発生した場合、あるいは制御部に故障が発生した場合、流量制御弁を駆動させるために印加される電流駆動部の電源を遮断することによって、ブームなどのような作業装置に対する誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術による電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図２】本発明の第１実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図３】本発明の第２実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図５】本発明の第４実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図６】本発明の第１、２、３の実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械における制御部の詳細図である。
【図７】本発明の第５実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図８】本発明の第４、５の実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械における制御部の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次いで、本発明の望ましい実施例等を添付図面に基づいて説明するが、これは、本発明が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に説明するためのものであって、これに本発明の技術的思想及び範疇が限定されるものではない。
【００２１】
図２において、本発明の第１実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止、及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５（ＭＰＵ）、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６（ＥＣＵ）と、操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で作業装置の誤作動を防止するためにロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００２２】
前述した電源制御部は、ロックレバー１０に設けられるスイッチ１２を備えており、ロックレバー１０を操作すると、スイッチ１２がスイッチングオンとなり、電流駆動部１６に電源を供給することになる。
【００２３】
前述した電源制御部は、スイッチ１２がスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレー１８を備えており、リレー１８の駆動により電流駆動部１６に電源を供給する。
【００２４】
前述した電源制御部は、電流駆動部１６につながっており、ロックレバー１０の出力信号に応じて演算部１５により駆動されるリレー１８を備えており、リレー１８の駆動により電流駆動部１６に電源を供給する。
【００２５】
前述した演算部１５とロックレバー１０は、有線通信又は無線通信を介して連結されており、ロックレバー１０の操作信号を伝達する。
【００２６】
次いで、本発明の第１実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械の使用例について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図２の如く、前述した操作レバー７の操作による操作信号及びロックレバー１０の操作による操作信号を、制御部（ＥＣＵ）６の演算部（ＭＰＵ）１５にそれぞれ入力する。この時、ロックレバー１０の操作信号が、ロック位置に当たるオフに置かれる場合、演算部１５では、操作レバー７の操作信号の有無に関係なく、電子比例弁８、９に印加する電流を流量制御弁５のスプールが動かない範囲内における待機状態の電流値、又は最小の電流値に演算して出力する。
【００２８】
この際、電子比例弁に対する電流駆動は、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を主に用いているので、本発明の実施例では、ＰＷＭ方式に限定して説明する。
【００２９】
前述した演算部１５は、ＰＷＭ駆動部（ｐｗｍ ｉｃ）につながっているディジタル出力ポート（Ｄ００、Ｄ０１）を介して、電子比例弁８、９に印加される電流値によって、オン、オフの変調幅（ｄｕｔｙ）を調整して出力する。
【００３０】
ＰＷＭ駆動部は、高速スイッチング素子からなり、出力された信号によって電源を電子比例弁８、９に印加するようになっている。電子比例弁８、９に印加される電源を継続的にオン・オフさせることによって発生する電流の平均値が、演算部１５で演算された、電子比例弁８、９への電流と同一となるように変調幅を調整して電流を制御する。
【００３１】
ＰＷＭ制御方式は、オン・オフする搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ）の周波数が、駆動しようとする電子比例弁のソレノイド部の電気的な固有振動数より小さいので、前述したように流れる電流がオン・オフされる特性を持っている。また、制御部の内部に、実際電子比例弁のソレノイドへ流れる電流をフィードバックし得るべく、フィルタリング回路からなるフィードバック回路を設置し、演算された電子比例弁の電流とＰＷＭの電流とが同一となるようにフィードバック制御を実施する。
【００３２】
この際、ＰＷＭ駆動部は、電源と電子比例弁のソレノイド部との高速スイッチングを行うにあたって、ＰＷＭの駆動時、相対的な大容量電流の使用に因って別途のヒューズを備えており、このヒューズを通じて、電源部を、制御部の電源から分離し、別途の電源に連結して使用することが好ましい。
【００３３】
本発明の実施例は、ＰＷＭ駆動部の電源が、ロックレバー１０のスイッチ１２を介して、ＰＷＭ駆動部につながるように構成される。ロックレバー１０が、操作ロックの位置にある場合、ＰＷＭ駆動部の電源を遮断することにより、制御部６に故障が発生したとき、電子比例弁８、９への電流印加を前もって遮断する手段を提供することができる。
【００３４】
図３において、本発明の第２実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３と、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止、及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５（ＭＰＵ）と、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６（ＥＣＵ）と、操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で作業装置の誤作動を防止するためにロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部と、ロックレバー１０に設けられるスイッチ１２の負荷を減らすことはできるようにロックレバー１０と電流駆動部１６との間に設けられるリレー１８とを、含む。
【００３５】
図中、説明されていない符号２０は、制御部６の電源に対して電流駆動部１６の電源を別途に連結して使用することができるようにバッテリとリレー１８との間に設けられるヒューズである。
【００３６】
この際、前述した電子比例弁５の駆動電流が相対的に大容量であることを勘案して、ロックレバー１０に設けられたスイッチ１２の負荷を減らすようにロックレバー１０と電流駆動部１６との間に設けられるリレー１８の構成を除いては、図２に示された本発明の第１実施例による油圧システムと実質的に同じなので、これらの構成及び作動に関する詳しい説明は省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。
【００３７】
図４において、本発明の第３実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、パイロットポンプ２の吐出流路に設けられ、外部より電気的信号の入力によって切り換えられるとき、流量制御弁５を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁１１と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５と、流量制御弁５に連結され、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、操作レバー７又は制御部６に故障が生じた状態でロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００３８】
この際、前述した操作レバー７の操作信号にエラーが発生した場合、流量制御弁５に印加される電流を遮断するように電流駆動部１６に操作信号を出力すると同時にソレノイド弁１１から流量制御弁５にこれを切り換えさせるために供給される信号圧力を遮断するロックレバー１０の構成を除いては、図１に示された従来技術による油圧システムと実質的に同じなので、これらの構成及び作動に関する詳しい説明は省略する。
【００３９】
本発明の第３実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械は、図１に示された油圧システムのパイロットポンプ５２の吐出流路を遮断し、操作ロックを実施する回路と並行して使用することができる。この場合、ソレノイド弁１１の回路連結及び遮断の時に発生し得るサージ電圧を制御部６に対して遮断するためにリレー１８を設けることによって、両方の回路を電気的に絶縁することが可能である。
【００４０】
図５において、本発明の第４実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される油圧ポンプ２、油圧ポンプ２により作動される油圧アクチュエータ４、４ｂを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７と、電気式操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ（４、４ｂ）との間の流路に設けられ、電気式操作レバー７の操作信号に比例して油圧ポンプ２から作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４、４ｂの起動、停止及び方向切換を制御する電子油圧比例制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）と、電気式操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５と、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が電子油圧制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、電気式操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態でロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から電子油圧制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００４１】
図５に示された本発明の第４実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械において、自己パイロット作動圧により作動される電子油圧比例弁（ｓｅｌｆ ｐｉｌｏｔ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ-ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｖａｌｖｅ）電子油圧比例弁は、電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）の供給側の流路に形成された圧力が、電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）のメインスプールを切り換えさせる力として作用し、電気的信号により電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）の開口が決定されるようになっている。
【００４２】
図５に示された油圧システムは、複数のコントローラが、油圧アクチュエータ４、４ｂに連結されたそれぞれの電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）を駆動している。即ち、操作レバー７を操作すると、この操作信号が通信（有線又は無線）により各コントローラに入力されることになる。
【００４３】
制御部（ＥＣＵ０）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する油圧ポンプ２の流量を計算し、レギュレータにより油圧ポンプ２の斜板傾転角を制御する。
【００４４】
制御部（ＥＣＵ１）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する制御信号により、図５において、右側の油圧アクチュエータ４につながっている電子油圧比例弁Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４をそれぞれ制御する。
【００４５】
制御部（ＥＣＵ２）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する制御信号により、図５において、左側の油圧アクチュエータ４ｂにつながっている電子油圧比例弁Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８をそれぞれ制御する。
【００４６】
図５に示したように、右側の油圧アクチュエータ４のピストンを収縮駆動させる場合、ＥＣＵ１のＡ０電流を駆動し、油圧ポンプ２の作動油が油圧アクチュエータ４のスモールチェンバーに供給され、Ａ３電流を駆動し、油圧アクチュエータ４のラージチェンバー側の作動油を油圧タンクの方に帰還させる。
【００４７】
前述したロックレバー１０の操作信号がロックの位置にある場合、操作レバー７を操作しても、演算部１５は、電子油圧比例弁を駆動するための電流を最小、または０に出力し、電子比例弁が駆動しないように制御する。
【００４８】
一方、ロックレバー１０の操作信号がロック解除の位置にある場合、操作レバー７を操作することにより演算部１５は電子油圧比例弁を駆動させることができるように駆動電流を演算して出力する。
【００４９】
この際、前述した各コントローラの電流駆動部の電源を、ロックレバー１０により制御させられるようにすることによって、各コントローラに故障が発生したとき、電流駆動部に非希望の電流が出力されるのを遮断することができる。
【００５０】
前述したように、演算部１５で操作レバー７の操作信号により電子油圧比例弁を駆動させる電流をロックレバー１０の操作信号によって演算することになる。これにより、操作レバー７の操作信号にエラーが生じる場合、ロックレバー１０の操作信号により非希望の電子油圧比例弁の駆動を遮断することができる。
【００５１】
また、ロックレバー１０の操作信号が演算部１５に正常的に伝達されなかった場合、電流駆動部１６の電源を同時に制御することによって、操作レバー７の故障により非希望の電流が電子油圧比例弁に出力されるのを遮断することができる。
【００５２】
図５に示したように、複数のコントローラに対して複数の電流駆動部が備えられるため、負荷の発生を考慮し、リレー１８を設ける。このことから、ロックレバー１０の操作信号によりリレー１８が駆動し、電源を遮断することになる。図には示されていないが、ロックレバー１０に設けられたスイッチの容量が充分であれば、リレーの省かれたスイッチによる電源遮断回路を使用することも可能である。
【００５３】
図６は、図２、図３及び図４に示されたロックレバーにより制御された電源が各制御部に連結されていることを示している。即ち、制御部の主電源部（パワー）と電流駆動部１６の電源とをそれぞれ分けて使用していることを確認できる。
【００５４】
図７に示しように、本発明の第５実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、ロックレバーの操作信号による各制御部の電流駆動部の電源制御を行うにあたって、ロックレバー１０に設けられたスイッチ１２の信号が通信を通じて各制御部に伝達されることによって、それぞれの制御部は、その信号に従って電流駆動部１６の電源を制御している。
【００５５】
ロックレバー１０の操作信号がＥＣＵ０に入力され、通信ラインを通じて ＥＣＵ１、ＥＣＵ２に伝達され、各ＥＣＵの演算部１５は、その信号に従って、図８に示されたリレー１８を駆動するための制御信号を出力することになる。出力された信号が電流増幅素子によりリレー１８を駆動することになる。即ち、リレー１８の駆動によりコントローラの電流駆動部１６の電源が制御される。
【００５６】
ここでは、ロックレバー１０の操作信号が有線通信により伝達されていることについて説明したが、無線通信（図示せず）を通じても実現可能である。また、ロックレバー１０に該当する操作信号の発生装置を機械の運転席に据え付けたり、別途の移動可能な有・無線装置を通じても油圧システムをわざわざ変えることなく同じ効果を期待することができる。
【００５７】
前述したように本発明の実施例等による電気式操作レバーの操作により油圧アクチュエータに供給される作動油を制御する建設機械によれば、操作レバー又は制御部に故障が発生した場合、流量制御弁に印加される制御信号を遮断することによって、ブームなどのような作業装置の誤作動を防止できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ エンジン
２ 油圧ポンプ
３ パイロットポンプ
４ 油圧アクチュエータ
５ 流量制御弁
６ 制御部（ＥＣＵ）
７ 操作レバー
８、９ 電子比例弁
１０ 操作ロックレバー
１２ スイッチ
１５ 演算部（ＭＰＵ）
１６ 電流駆動部
１８ リレー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式操作レバーの操作によりブームなどの作業装置を駆動させる建設機械に関するものであって、特に、操作レバー又は制御部（ＥＣＵ）に故障が発生したとき、流量制御弁に印加される制御信号を遮断することができるようにした電気式操作レバーが備えられた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の技術による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン５０と、エンジン５０により駆動される可変容量型の油圧ポンプ５１（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ５２と、油圧ポンプ５１により作動される油圧シリンダなどのアクチュエータ５３と、油圧ポンプ５１と油圧アクチュエータ５３との間の流路に設けられ、切換時、油圧アクチュエータ５３の起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５４（ＭＣＶ）（以下、流量制御弁と称する）と、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー５６（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー５６の操作信号に比例するように制御部（ＥＣＵ）５５から印加される電流値によってパイロットポンプ５２からの作動油を２次の信号圧力に変換し、変換した信号圧力により流量制御弁５４のスプールを切り換えさせる電子比例弁５７、５８と、操作レバー５６による操作信号にエラーが発生した場合、操作レバー５６の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー５９（以下、ロックレバーと称する）と、パイロットポンプ５２の吐出流路に設けられ、ロックレバー５９を操作すると切り換えられ、パイロットポンプ５２から電子比例弁５７、５８に印加される信号圧力を遮断するソレノイド弁６０とを含む。
【０００３】
前述した操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力され、ロックレバー５９がロック位置から解除位置に変移された場合、操作レバー５６の操作信号にしたがって、予め定められたアルゴリズムにより計算され、電子比例弁５７、５８に制御信号として入力される。
【０００４】
その反面、操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力され、ロックレバー５９がロック位置に切り換わった場合は、操作レバー５６から操作信号が制御部５５に入力されたとしても無視するようになっている。
【０００５】
同時に、ロックレバー５９に設けられたスイッチ６１によりパイロットポンプ５２の吐出流路を開閉することができる。即ち、ロックレバー５９がロックの位置に切り換わる場合、ソレノイド弁６０が閉鎖状態（図１の状態）を保持しているので、パイロットポンプ５２から電子比例弁５７、５８に供給される作動油をそれぞれ遮断することができる。
【０００６】
一方、図５に示すように、自己パイロット作動圧により作動される電子油圧比例弁（ｓｅｌｆ ｐｉｌｏｔ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ-ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｖａｌｖｅ）を使用する油圧システムは、電子油圧比例弁（Ｐ１−Ｐ４）（Ｐ５−Ｐ８）の開閉が操作レバー７からの操作信号による油圧アクチュエータ４、４ｂの作動油により制御される。これにより、操作レバー７の操作誤信号又は制御部のエラーに起因するブームなどのような作業装置の誤作動を解消できなくなる。
【０００７】
下記に記載された特許文献１の技術は、電気式操作レバー及びこのレバーの操作により駆動される電子油圧制御弁などが備えられる油圧システムにおいて、作業装置の誤作動を感知すべく、操作レバーへの操作（中立状態）があるかどうかを感知できる感知スイッチを設けている。即ち、操作レバーが中立位置にある場合、コントローラで油圧制御弁の駆動信号を絶縁するという方式を採用している。
【０００８】
前述した特許文献１の油圧システムでは、電気式操作レバーの操作信号に対する電子比例弁の望ましい制御信号を演算する場合、作業装置のスムーズな増速及び減速、方向切換などのため、制御信号の遅延、フィルタリング、または正逆変換による変換ロジックを使う場合が多い。この場合、電子比例弁の駆動電流が、操作レバーに設けられた感知スイッチにより任意的に短絡されたりすることによって、ソフトウェア的に加工された制御信号の適用が難しくなる不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４、８８１、４５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した場合、流量制御弁への制御信号の印加を遮断し、作業装置の誤動作を防止することができるようにした電気式操作レバーが備えられた建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電気式操作レバーが備えれた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁に印加されるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１２】
また、本発明による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、パイロットポンプの吐出流路に設けられ、外部からの電気式信号の入力に従って切り換えられるとき、電子式流量制御弁を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１３】
さらに、本発明による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、電気式操作レバーの操作信号に比例して油圧ポンプから作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式油圧比例制御弁と、電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、演算部により演算された制御信号に対応する電流値が電子式油圧制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作する場合、電流駆動部から電子式油圧制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００１４】
望ましくは、前述した電源制御部は、電気式操作レバーに設けられるスイッチを備えており、電気式操作レバーを操作すると、スイッチがオンとなり、電流駆動部へ電源を供給することになる。
【００１５】
望ましくは、前述した電源制御部は、スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、リレーの駆動により電流駆動部に電源を供給する。
【００１６】
望ましくは、前述した電源制御部は、電流駆動部につながっており、操作ロックレバーの出力信号に応じて演算部により駆動されるリレーを具備し、リレーの駆動により電流駆動部に電源を供給する。
【００１７】
望ましくは、前述した演算部と操作ロックレバーは、有線又は無線通信により連結されており、操作ロックレバーの操作信号を伝達する。
【発明の効果】
【００１８】
前述したように構成される本発明は、次のような効果を有する。操作レバーによる操作信号にエラーが発生した場合、あるいは制御部に故障が発生した場合、流量制御弁を駆動させるために印加される電流駆動部の電源を遮断することによって、ブームなどのような作業装置に対する誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術による電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図２】本発明の第１実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図３】本発明の第２実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図４】本発明の第３実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図５】本発明の第４実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図６】本発明の第１、２、３の実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械における制御部の詳細図である。
【図７】本発明の第５実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械の油圧回路図である。
【図８】本発明の第４、５の実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械における制御部の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次いで、本発明の望ましい実施例等を添付図面に基づいて説明するが、これは、本発明が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に説明するためのものであって、これに本発明の技術的思想及び範疇が限定されるものではない。
【００２１】
図２において、本発明の第１実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止、及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５（ＭＰＵ）、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６（ＥＣＵ）と、操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で作業装置の誤作動を防止するためにロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００２２】
前述した電源制御部は、ロックレバー１０に設けられるスイッチ１２を備えており、ロックレバー１０を操作すると、スイッチ１２がスイッチングオンとなり、電流駆動部１６に電源を供給することになる。
【００２３】
前述した電源制御部は、スイッチ１２がスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレー１８を備えており、リレー１８の駆動により電流駆動部１６に電源を供給する。
【００２４】
前述した電源制御部は、電流駆動部１６につながっており、ロックレバー１０の出力信号に応じて演算部１５により駆動されるリレー１８を備えており、リレー１８の駆動により電流駆動部１６に電源を供給する。
【００２５】
前述した演算部１５とロックレバー１０は、有線通信又は無線通信を介して連結されており、ロックレバー１０の操作信号を伝達する。
【００２６】
次いで、本発明の第１実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械の使用例について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図２の如く、前述した操作レバー７の操作による操作信号及びロックレバー１０の操作による操作信号を、制御部（ＥＣＵ）６の演算部（ＭＰＵ）１５にそれぞれ入力する。この時、ロックレバー１０の操作信号が、ロック位置に当たるオフに置かれる場合、演算部１５では、操作レバー７の操作信号の有無に関係なく、電子比例弁８、９に印加する電流を流量制御弁５のスプールが動かない範囲内における待機状態の電流値、又は最小の電流値に演算して出力する。
【００２８】
この際、電子比例弁に対する電流駆動は、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を主に用いているので、本発明の実施例では、ＰＷＭ方式に限定して説明する。
【００２９】
前述した演算部１５は、ＰＷＭ駆動部（ｐｗｍ ｉｃ）につながっているディジタル出力ポート（Ｄ００、Ｄ０１）を介して、電子比例弁８、９に印加される電流値によって、オン、オフの変調幅（ｄｕｔｙ）を調整して出力する。
【００３０】
ＰＷＭ駆動部は、高速スイッチング素子からなり、出力された信号によって電源を電子比例弁８、９に印加するようになっている。電子比例弁８、９に印加される電源を継続的にオン・オフさせることによって発生する電流の平均値が、演算部１５で演算された、電子比例弁８、９への電流と同一となるように変調幅を調整して電流を制御する。
【００３１】
ＰＷＭ制御方式は、オン・オフする搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ）の周波数が、駆動しようとする電子比例弁のソレノイド部の電気的な固有振動数より小さいので、前述したように流れる電流がオン・オフされる特性を持っている。また、制御部の内部に、実際電子比例弁のソレノイドへ流れる電流をフィードバックし得るべく、フィルタリング回路からなるフィードバック回路を設置し、演算された電子比例弁の電流とＰＷＭの電流とが同一となるようにフィードバック制御を実施する。
【００３２】
この際、ＰＷＭ駆動部は、電源と電子比例弁のソレノイド部との高速スイッチングを行うにあたって、ＰＷＭの駆動時、相対的な大容量電流の使用に因って別途のヒューズを備えており、このヒューズを通じて、電源部を、制御部の電源から分離し、別途の電源に連結して使用することが好ましい。
【００３３】
本発明の実施例は、ＰＷＭ駆動部の電源が、ロックレバー１０のスイッチ１２を介して、ＰＷＭ駆動部につながるように構成される。ロックレバー１０が、操作ロックの位置にある場合、ＰＷＭ駆動部の電源を遮断することにより、制御部６に故障が発生したとき、電子比例弁８、９への電流印加を前もって遮断する手段を提供することができる。
【００３４】
図３において、本発明の第２実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３と、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止、及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５（ＭＰＵ）と、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６（ＥＣＵ）と、操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態で作業装置の誤作動を防止するためにロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部と、ロックレバー１０に設けられるスイッチ１２の負荷を減らすことはできるようにロックレバー１０と電流駆動部１６との間に設けられるリレー１８とを、含む。
【００３５】
図中、説明されていない符号２０は、制御部６の電源に対して電流駆動部１６の電源を別途に連結して使用することができるようにバッテリとリレー１８との間に設けられるヒューズである。
【００３６】
この際、前述した電子比例弁５の駆動電流が相対的に大容量であることを勘案して、ロックレバー１０に設けられたスイッチ１２の負荷を減らすようにロックレバー１０と電流駆動部１６との間に設けられるリレー１８の構成を除いては、図２に示された本発明の第１実施例による油圧システムと実質的に同じなので、これらの構成及び作動に関する詳しい説明は省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。
【００３７】
図４において、本発明の第３実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２（以下、油圧ポンプと称する）及びパイロットポンプ３、油圧ポンプ２により作動される油圧シリンダなどの油圧アクチュエータ４を含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７（以下、操作レバーと称する）と、操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４との間の流路に設けられ、操作レバー７の操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４の起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁５（以下、流量制御弁と称する）と、パイロットポンプ２の吐出流路に設けられ、外部より電気的信号の入力によって切り換えられるとき、流量制御弁５を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁１１と、操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５と、流量制御弁５に連結され、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が流量制御弁５に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、操作レバー７又は制御部６に故障が生じた状態でロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から流量制御弁５に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００３８】
この際、前述した操作レバー７の操作信号にエラーが発生した場合、流量制御弁５に印加される電流を遮断するように電流駆動部１６に操作信号を出力すると同時にソレノイド弁１１から流量制御弁５にこれを切り換えさせるために供給される信号圧力を遮断するロックレバー１０の構成を除いては、図１に示された従来技術による油圧システムと実質的に同じなので、これらの構成及び作動に関する詳しい説明は省略する。
【００３９】
本発明の第３実施例による、電気式操作レバーが備えられた建設機械は、図１に示された油圧システムのパイロットポンプ５２の吐出流路を遮断し、操作ロックを実施する回路と並行して使用することができる。この場合、ソレノイド弁１１の回路連結及び遮断の時に発生し得るサージ電圧を制御部６に対して遮断するためにリレー１８を設けることによって、両方の回路を電気的に絶縁することが可能である。
【００４０】
図５において、本発明の第４実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、エンジン１、エンジン１により駆動される油圧ポンプ２、油圧ポンプ２により作動される油圧アクチュエータ４、４ｂを含む建設機械において、操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバー７と、電気式操作レバー７による操作信号にエラーが発生したとき、電気式操作レバー７の操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバー１０（以下、ロックレバーと称する）と、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ（４、４ｂ）との間の流路に設けられ、電気式操作レバー７の操作信号に比例して油圧ポンプ２から作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、油圧アクチュエータ４、４ｂの起動、停止及び方向切換を制御する電子油圧比例制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）と、電気式操作レバー７の操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部１５と、演算部１５により演算された制御信号に対応する電流値が電子油圧制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部１６を備える制御部６と、電気式操作レバー７又は制御部６に故障が発生した状態でロックレバー１０を操作する場合、電流駆動部１６から電子油圧制御弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）に印加される電流を遮断する電源制御部とを、含む。
【００４１】
図５に示された本発明の第４実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械において、自己パイロット作動圧により作動される電子油圧比例弁（ｓｅｌｆ ｐｉｌｏｔ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏ-ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｖａｌｖｅ）電子油圧比例弁は、電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）の供給側の流路に形成された圧力が、電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）のメインスプールを切り換えさせる力として作用し、電気的信号により電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）の開口が決定されるようになっている。
【００４２】
図５に示された油圧システムは、複数のコントローラが、油圧アクチュエータ４、４ｂに連結されたそれぞれの電子油圧比例弁（Ｐ１‐Ｐ４）（Ｐ５‐Ｐ８）を駆動している。即ち、操作レバー７を操作すると、この操作信号が通信（有線又は無線）により各コントローラに入力されることになる。
【００４３】
制御部（ＥＣＵ０）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する油圧ポンプ２の流量を計算し、レギュレータにより油圧ポンプ２の斜板傾転角を制御する。
【００４４】
制御部（ＥＣＵ１）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する制御信号により、図５において、右側の油圧アクチュエータ４につながっている電子油圧比例弁Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４をそれぞれ制御する。
【００４５】
制御部（ＥＣＵ２）は、操作レバー７から操作信号を受信し、操作信号に対応する制御信号により、図５において、左側の油圧アクチュエータ４ｂにつながっている電子油圧比例弁Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８をそれぞれ制御する。
【００４６】
図５に示したように、右側の油圧アクチュエータ４のピストンを収縮駆動させる場合、ＥＣＵ１のＡ０電流を駆動し、油圧ポンプ２の作動油が油圧アクチュエータ４のスモールチェンバーに供給され、Ａ３電流を駆動し、油圧アクチュエータ４のラージチェンバー側の作動油を油圧タンクの方に帰還させる。
【００４７】
前述したロックレバー１０の操作信号がロックの位置にある場合、操作レバー７を操作しても、演算部１５は、電子油圧比例弁を駆動するための電流を最小、または０に出力し、電子比例弁が駆動しないように制御する。
【００４８】
一方、ロックレバー１０の操作信号がロック解除の位置にある場合、操作レバー７を操作することにより演算部１５は電子油圧比例弁を駆動させることができるように駆動電流を演算して出力する。
【００４９】
この際、前述した各コントローラの電流駆動部の電源を、ロックレバー１０により制御させられるようにすることによって、各コントローラに故障が発生したとき、電流駆動部に非希望の電流が出力されるのを遮断することができる。
【００５０】
前述したように、演算部１５で操作レバー７の操作信号により電子油圧比例弁を駆動させる電流をロックレバー１０の操作信号によって演算することになる。これにより、操作レバー７の操作信号にエラーが生じる場合、ロックレバー１０の操作信号により非希望の電子油圧比例弁の駆動を遮断することができる。
【００５１】
また、ロックレバー１０の操作信号が演算部１５に正常的に伝達されなかった場合、電流駆動部１６の電源を同時に制御することによって、操作レバー７の故障により非希望の電流が電子油圧比例弁に出力されるのを遮断することができる。
【００５２】
図５に示したように、複数のコントローラに対して複数の電流駆動部が備えられるため、負荷の発生を考慮し、リレー１８を設ける。このことから、ロックレバー１０の操作信号によりリレー１８が駆動し、電源を遮断することになる。図には示されていないが、ロックレバー１０に設けられたスイッチの容量が充分であれば、リレーの省かれたスイッチによる電源遮断回路を使用することも可能である。
【００５３】
図６は、図２、図３及び図４に示されたロックレバーにより制御された電源が各制御部に連結されていることを示している。即ち、制御部の主電源部（パワー）と電流駆動部１６の電源とをそれぞれ分けて使用していることを確認できる。
【００５４】
図７に示しように、本発明の第５実施例による電気式操作レバーが備えられた建設機械は、ロックレバーの操作信号による各制御部の電流駆動部の電源制御を行うにあたって、ロックレバー１０に設けられたスイッチ１２の信号が通信を通じて各制御部に伝達されることによって、それぞれの制御部は、その信号に従って電流駆動部１６の電源を制御している。
【００５５】
ロックレバー１０の操作信号がＥＣＵ０に入力され、通信ラインを通じて ＥＣＵ１、ＥＣＵ２に伝達され、各ＥＣＵの演算部１５は、その信号に従って、図８に示されたリレー１８を駆動するための制御信号を出力することになる。出力された信号が電流増幅素子によりリレー１８を駆動することになる。即ち、リレー１８の駆動によりコントローラの電流駆動部１６の電源が制御される。
【００５６】
ここでは、ロックレバー１０の操作信号が有線通信により伝達されていることについて説明したが、無線通信（図示せず）を通じても実現可能である。また、ロックレバー１０に該当する操作信号の発生装置を機械の運転席に据え付けたり、別途の移動可能な有・無線装置を通じても油圧システムをわざわざ変えることなく同じ効果を期待することができる。
【００５７】
前述したように本発明の実施例等による電気式操作レバーの操作により油圧アクチュエータに供給される作動油を制御する建設機械によれば、操作レバー又は制御部に故障が発生した場合、流量制御弁に印加される制御信号を遮断することによって、ブームなどのような作業装置の誤作動を防止できる。
【符号の説明】
【００５８】
１ エンジン
２ 油圧ポンプ
３ パイロットポンプ
４ 油圧アクチュエータ
５ 流量制御弁
６ 制御部（ＥＣＵ）
７ 操作レバー
８、９ 電子比例弁
１０ 操作ロックレバー
１２ スイッチ
１５ 演算部（ＭＰＵ）
１６ 電流駆動部
１８ リレー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項２】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
前記油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、
前記パイロットポンプの吐出流路に設けられ、外部からの電気的信号の入力によって切り換えられるとき、前記電子式流量制御弁を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項３】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して前記油圧ポンプから作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子油圧比例制御弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子油圧制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子油圧制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項４】
前記電源制御部は、前記操作ロックレバーに設けられるスイッチを備えており、前記操作ロックレバーを操作する場合、前記スイッチがスイッチングオンとなり、前記電流駆動部に電源を供給する、請求項１に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項５】
前記電源制御部は、前記スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項４に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項６】
前記電源制御部は、前記電流駆動部につながっており、前記操作ロックレバーの出力信号によって前記演算部により駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項３に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項７】
前記演算部と前記操作ロックレバーは、有線又は無線通信を通じて連結され、前記操作ロックレバーの操作信号を伝達する、請求項６に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項８】
前記電源制御部は、前記操作ロックレバーに設けられるスイッチを備え、前記操作ロックレバーを操作する場合、前記スイッチがスイッチングオンとなり、前記電流駆動部に電源を供給する、請求項２に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項９】
前記電源制御部は、前記スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項８に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項１】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項２】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
前記油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して入力される信号圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子式流量制御弁と、
前記パイロットポンプの吐出流路に設けられ、外部からの電気的信号の入力によって切り換えられるとき、前記電子式流量制御弁を切り換えさせるように供給される信号圧力を遮断するソレノイド弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子式流量制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子式流量制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項３】
エンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプにより作動される油圧アクチュエータを含む建設機械において、
操作量に比例して操作信号を出力する電気式操作レバーと、
前記電気式操作レバーによる操作信号にエラーが発生したとき、前記電気式操作レバーの操作信号より優先的に制御が行われるように操作信号を出力する操作ロックレバーと、
油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間の流路に設けられ、前記電気式操作レバーの操作信号に比例して前記油圧ポンプから作動油が供給される供給側の流路に形成される圧力により切り換えられ、切換時、前記油圧アクチュエータの起動、停止及び方向切換を制御する電子油圧比例制御弁と、
前記電気式操作レバーの操作信号に対応する制御信号を演算して出力する演算部、前記演算部により演算された制御信号に対応する電流値が前記電子油圧制御弁に印加されることができるように電流を制御する電流駆動部を備える制御部と、
前記電気式操作レバー又は制御部に故障が発生した状態で前記操作ロックレバーを操作する場合、前記電流駆動部から前記電子油圧制御弁に印加される電流を遮断する電源制御部とを含む、電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項４】
前記電源制御部は、前記操作ロックレバーに設けられるスイッチを備えており、前記操作ロックレバーを操作する場合、前記スイッチがスイッチングオンとなり、前記電流駆動部に電源を供給する、請求項１に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項５】
前記電源制御部は、前記スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項４に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項６】
前記電源制御部は、前記電流駆動部につながっており、前記操作ロックレバーの出力信号によって前記演算部により駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項３に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項７】
前記演算部と前記操作ロックレバーは、有線又は無線通信を通じて連結され、前記操作ロックレバーの操作信号を伝達する、請求項６に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項８】
前記電源制御部は、前記操作ロックレバーに設けられるスイッチを備え、前記操作ロックレバーを操作する場合、前記スイッチがスイッチングオンとなり、前記電流駆動部に電源を供給する、請求項２に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【請求項９】
前記電源制御部は、前記スイッチがスイッチングオンの状態に切り換えられるときに駆動されるリレーを具備し、前記リレーの駆動により前記電流駆動部に電源を供給する、請求項８に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２８６１１６（Ｐ２０１０−２８６１１６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２５６７（Ｐ２０１０−１３２５６７）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（５０２０３２３７８）ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー (156)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（５０２０３２３７８）ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー (156)
【Ｆターム（参考）】
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