CN103547471B - 履带式建筑机械 - Google Patents

Abstract

在具备发动机（31）、以及根据作业机的工作负荷调节发动机（31）的转速的燃料调节度盘（48）的履带式建筑机械中，燃料调节度盘（48）为能够进行无级调节的旋转式无凹口度盘，履带式建筑机械具备：调节位置检测装置（487），其检测燃料调节度盘（48）的旋转调节位置；发动机控制装置（34），其与调节位置检测装置（487）连接，根据燃料调节度盘（48）的调节位置控制发动机（31）的转速；显示装置（23），其与发动机控制装置（34）连接，将燃料调节度盘（48）的调节位置按照以燃料调节度盘（48）的最大旋转位置为100%的百分比显示在画面上。

Description

履带式建筑机械

技术领域

本发明涉及履带式建筑机械。

背景技术

目前，在液压挖掘机、推土机等履带式建筑机械上设有根据作业机的工作调节发动机的转速的燃料调节度盘。

作为该燃料调节度盘，已知结构如下：在设置于转轴上的圆盘的外周形成多个凹口，在非旋转部分设有前端伸缩的凸起，对度盘进行了旋转操作时，通过凸起与凹口卡合，使其具有操作响应感（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006－152970号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，设有这样的与凹口卡合的凸起的燃料调节度盘中，凸起不能在跨过凹口的位置固定度盘，因此，存在如下问题：最佳燃料调节状态为跨过该凹口的位置的情况下，前后凹口的卡合位置偏离，难以对准准确的燃料调节位置。

另外，在履带式建筑机械中，由于行驶时的振动或冲击，可能发生度盘位置不受操作者的操作控制而位置改变的情况，因此，历来使用带凹口的度盘。

本发明的目的在于，提供一种能够准确调节燃料调节度盘，且能够使操作者目视确认准确的燃料调节度盘的调节位置的履带式建筑机械。

用于解决课题的方案

第一发明的履带式建筑机械是，

具备发动机、作业机、以及根据所述作业机的工作调节所述发动机的转速的燃料调节度盘的履带式建筑机械，其特征在于，

所述燃料调节度盘为能够进行无级调节的旋转式无凹口度盘，

所述履带式建筑机械具备：

调节位置检测装置，其检测所述燃料调节度盘的旋转调节位置；

发动机控制装置，其与所述调节位置检测装置连接，根据从所述调节位置检测装置输出的所述燃料调节度盘的调节位置控制所述发动机的转速；以及

显示装置，其与所述发动机控制装置连接，将从所述发动机控制装置输出的所述燃料调节度盘的调节位置按照以所述燃料调节度盘的最大旋转位置为100%的百分比显示在画面上。

第二发明的履带式建筑机械的特征在于，在第一发明中，

所述显示装置具备显示限制部件，其在所述调节位置检测装置、所述调节位置检测装置及所述发动机控制装置间、所述发动机控制装置及所述显示装置间中任一个发生异常时，限制所述燃料调节度盘的百分比显示。

第三发明的履带式建筑机械的特征在于，在第一发明或第二发明中，

在所述显示装置的画面上显示所述发动机的燃油消耗效率，

所述燃料调节度盘的百分比显示与所述发动机的燃油消耗效率显示同时进行。

第四发明的履带式建筑机械的特征在于，在第三发明中，

在所述显示装置的画面上显示所述发动机的燃油消耗效率，

所述燃料调节度盘的百分比显示配置于所述发动机的燃油消耗效率显示的附近。

根据第一发明，通过将燃料调节度盘设为无凹口度盘，能够将燃料调节度盘的位置设定为调节范围内的任意位置，因此，能够根据作业机的工作负荷以最佳转速驱动发动机。

另外，通过在显示装置上以百分比显示燃料调节度盘的调节位置，操作者能够在驾驶中注视的显示画面上确认燃料调节度盘的调节位置，因此，容易根据驾驶状态进行燃料调节度盘的调节操作，而且能够通过百分比显示进行更精密的燃料调节度盘的调节操作。

根据第二发明，通过具备显示限制部件，在位置调节检测装置及发动机控制装置之间、所述发动机控制装置及所述显示装置之间发生异常时，操作者能够在显示装置上确认，因此能够在这些异常时及时应对。

根据第三发明及第四发明，燃料调节度盘的百分比显示配置于发动机的燃油消耗效率显示的附近，因此，操作者能够同时目视确认两个显示，这样容易在燃油消耗效率最佳的状态下设定燃料调节度盘的调节位置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的建筑机械的侧面图。

图2是表示上述实施方式中的建筑机械的驾驶室的局部立体图。

图3是表示上述实施方式中的建筑机械的控制系统的示意图。

图4A是上述实施方式中的燃料调节度盘的平面图。

图4B是上述实施方式中的燃料调节度盘的侧面图。

图5是表示构成上述实施方式中的燃料调节度盘的电位计（potentiometer）的结构的示意图。

图6是表示上述实施方式中的电位计输出的节气门电压和油门开度的关系的图表。

图7是表示上述实施方式中的油门开度和监控装置上显示的百分比显示的值的关系的图表。

图8是表示上述实施方式中的显示装置内的构造的功能方框图。

图9是表示上述实施方式中的显示装置的监控画面显示的图像的示意图。

图10是用于说明上述实施方式的作用的流程图。

具体实施方式

［1］整体结构

图1表示作为本发明的第一实施方式的建筑机械的液压挖掘机1。

该液压挖掘机1具备：下部行驶体2，其具有一对履带；上部回转体4，其经由回转机构3可回转地安装于下部行驶体2的上部；作业机5，其与上部回转体4连接设置。

作业机5具备：悬臂6，其基部可摆动地与上部回转体4连结；臂7，其可摆动地与悬臂6的前端连结；铲斗8，其可摆动地与臂7的前端连结。

上部回转体4具备供驾驶液压挖掘机1的操作者乘坐的驾驶室10。

上部回转体4的驾驶室10中，如图2所示，其中央部设有驾驶座11，驾驶座11的前方设有行驶操作部件12。行驶操作部件12具备行驶杆13、14、以及与各行驶杆13、14一体摆动的行驶踏板15、16。

在本实施方式的液压挖掘机1中，若将行驶杆13、14推到前方，则下部行驶体2前进，若将行驶杆13、14拉到后方，则下部行驶体2后退。另外，驾驶座11右侧的侧窗18侧设有仪表盘19。

该仪表盘19上设有调节下述发动机31的转速的燃料调节度盘48。

驾驶座11的侧部分别设有操纵杆20、21。操纵杆20进行臂7的转动、及上部回转体4的回转操作。操纵杆21进行悬臂6的上下移动、及铲斗8的转动等。一个操纵杆20的附近设有锁止杆22。

在这里，锁止杆22用于停止作业机5的操作、上部回转体4的回转、及下部行驶体2的行驶等功能。即，通过进行锁止杆22的提拉操作，能够锁止作业机5等的动作，在该状态下，即使对操纵杆20、21等进行操作，作业机5等也不会工作。

驾驶室10设有显示液压挖掘机1的各种状态（发动机水温、工作油温、燃料量等）的监控装置23。

监控装置23设置于将驾驶室10的前窗24和一个侧窗18分隔开的侧柱25的下部。监控装置23的外壳28的前面设有监控画面29和作为操作输入部的操作用开关30。监控画面29例如由液晶面板构成。另外，在本实施方式中，操作用开关30与监控装置23一体设置，但也可以是操作用开关设置于驾驶室内的仪表盘19等上等，与监控装置分体设置。

［2］液压挖掘机1的控制系统的构造

图3表示液压挖掘机1的控制系统。

液压挖掘机1的控制系统是控制发动机31、液压泵32、及尾气净化装置33的系统，具备发动机控制器34、泵控制器35。另外，上述监控装置23、发动机控制器34及泵控制器35以能够通过CAN（ControllerAreaNetwork）相互通信的方式连接。

发动机31是将轻油作为燃油进行驱动的柴油机，具有共轨式燃料喷射装置，具备共轨加压输送燃料的燃料泵36、检测发动机31的冷却水水温的发动机水温传感器37。另外，发动机31的输出轴与液压泵32连接。

液压泵32是具有由斜盘驱动装置38驱动的斜盘，且在斜盘的旋转位置上调节工作油的排出压力的轴向活塞泵。该液压泵32的工作油排出侧经由控制阀39与液压致动器40连接。液压致动器40中有未图示的悬臂用气缸、臂用气缸、铲斗用气缸、回转用液压电机、行驶用液压电机等。

另外，液压泵32与用于生成先导压力的液压泵32A连接，液压泵32A的排出侧经由导向管道与操纵杆20、21、行驶杆13、14连接。而且，若操作操纵杆20、21、行驶杆13、14，则经由导向管道，控制阀39的排出压力变化，作业机5的液压致动器40工作。发动机31及液压泵32设置于上部回转体4上。

另外，液压泵32A和操纵杆20、21、行驶杆13、14之间设有电磁阀22A，若将上述锁止杆22操作到锁止侧，则导向管道被电磁阀22A切断，即使操作者对操纵杆20、21、行驶杆13、14进行操作，液压致动器40也不会驱动。

压力传感器40A是检测操纵杆20、21、行驶杆13、14是否被操作的传感器，可以是模拟式传感器，另外，也可以是通-断传感器。压力传感器40A设置于例如将操纵杆20、21、行驶杆13、14的操作传递到控制阀39的导向管道上。另外，代替压力传感器40A，也可以在操纵杆上装配电位计，通过该电位计判定是否被操作。

尾气净化装置33是除去在发动机31的尾气中所含有的PM（ParticulateMatter；颗粒物）的装置，具备过滤器41及氧化催化剂42。

过滤器41由陶瓷等材料构成，捕获尾气中所含有的PM。

氧化催化剂42具有减少尾气中氮氧化物（NOx）中的一氧化氮（NO），增加二氧化氮（NO₂）的功能。另外，该氧化催化剂42还具有使从与氧化催化剂42相比设置于尾气流的上流侧的燃料喷射器43喷射的碳氢化合物（烃）氧化，通过氧化反应产生的反应热进行使过滤器41捕获的PM燃烧的过滤器41的再生处理的功能。另外，作为从燃料喷射器43喷射的碳氢化合物，可以使用例如作为燃料的轻油。

另外，在本实施方式中，结构为在发动机31和氧化催化剂42之间的排气路径途中设置燃料喷射器43，但是并不限于此，也可以是将向发动机31的燃烧室进行燃料喷射的时机设在发动机31的排气冲程，将未燃烧的燃料向尾气净化装置33供给的后喷射。

另外，本实施方式的尾气净化装置33的结构为在过滤器41的上流侧配置氧化催化剂42，但是并不限于此。即，作为尾气净化装置，可以采用过滤器内直接承载氧化催化剂的结构，还可以使过滤器直接承载氧化催化剂，同时在过滤器的上流侧配置其它的氧化催化剂。

该尾气净化装置33中设有检测过滤器41的入口侧及出口侧的差压的差压传感器44、和检测尾气净化装置33的入口侧、过滤器41的入口侧及尾气净化装置33的出口侧的各温度的温度传感器45、46、47，这些各传感器44～47检测得到的检测值作为电信号被输出到发动机控制器34。

另外，在本实施方式中，差压传感器44为单一的差压传感器，但是，也可以是在过滤器41的入口侧及出口侧分别设置压力传感器，将分别检测得到的压力作为电信号输出到发动机控制器34，得到其差的结构。

发动机控制器34按照燃料调节度盘48设定的转速控制发动机31的转速。设置于发动机31上的发动机水温传感器37检测得到的水温等作为电信号被输出到监控装置23。

发动机控制器34根据从构成燃料调节度盘48的电位计487输出的电信号（节气门电压）控制发动机31的转速，但是，并不是直接使用该电信号的值，而是按照根据液压挖掘机1的机型、大小等设定的表示旋转位置及燃料喷射量（油门开度）的关系的图来进行。

另外，发动机控制器34根据来自尾气净化装置33的差压传感器44的电信号判定是否应该进行尾气净化装置33的再生处理。

另外，在本实施方式中，根据压力判定是否需要进行过滤器41的再生处理，但是并不限于此，也能够通过使用旋转传感器、负荷传感器、温度传感器算出PM的排出量、PM燃烧量，由该差分求PM沉积量，以时序方式累积该PM沉积量，来判定过滤器41是否堵塞，是否需要进行再生处理。

泵控制器35根据检测液压泵32的排出压力的压力传感器49、设置于连接发动机31及液压泵32间之的输出轴上的发动机旋转传感器50的检测值控制斜盘驱动装置38。另外，泵控制器35根据导向管道的压力传感器40A生成操纵杆20、21，行驶杆13、14是否被操作的数据，作为电信号输出到监控装置23。

［3］燃料调节度盘48的构造

图4A及图4B表示燃料调节度盘48的构造。

燃料调节度盘48为能够无级调节旋转位置的无凹口度盘，如图4A及图4B所示，设置于仪表盘19上，具备：度盘主体481、调节基准标识482、调节量显示标识483、转轴484、下部凸起485、止动件486及电位计487。

度盘主体481呈平面视圆盘状形成，圆盘的大致中央形成有沿着直径方向延伸隆起的旋钮部。

度盘主体481的旋钮部的上面刻有调节基准标识482，该调节基准标识482表示燃料调节度盘48的调节位置。

绕着仪表盘19的度盘主体481形成有调节量显示标识483，若向标识的宽度变粗的方向转动，则表示发动机31的转速变大，即向发动机31供给的燃料变多。

度盘主体481的圆盘中心与转轴484连接，该转轴484可旋转地安装于电位计487上。

度盘主体481的下面一体形成有下部凸起485，度盘主体481旋转的同时，该下部凸起485也旋转。

另外，度盘主体481的下面未设置外周形成有多个凹口的凹口板和与其卡合的凸起，度盘主体481进行无级旋转。

绕着转轴484设有由弯折板状体形成的止动件486，该止动件486的竖起部分与下部凸起485抵接，限制度盘主体481的过度旋转。

该止动件486在燃料调节度盘48能够旋转的范围内设有两处，在止动件486的抵接位置决定燃料调节度盘48的旋转下限位置及旋转上限位置，能够在该范围内任意设定燃料调节度盘48的旋转位置。

而且，燃料调节度盘48根据在旋转上下限位置范围内设定的旋转位置从电位计487输出节气门电压。另外，燃料调节度盘48的旋转位置和输出的节气门电压的关系大致成比例关系。

另外，输出的节气门电压的从0V到外加电压的例如约小于10%的区域、及从大于外加电压的约90%到外加电压的节气门电压的区域为故障区域。

电位计487如图5所示，具备：电阻器487A，其沿圆周方向设置于圆筒状的壳体内面，滑动件487B，其设置于转轴484上，前端与电阻器487A接触，同时旋转滑动。

电阻器487A中，在外加有电压Vcc的状态下，在滑动件487B的接触位置被分压的输出电压Vout作为节气门电压输出。

燃料调节度盘48的节气门电压和油门开度的关系如图6（A）所示，设定为大致比例关系的图表（图数据）。该关系根据建筑机械的机型而不同，根据机型设定为图表A及图表B。

图表A这样的图数据的情况下，根据节气门电压的故障区域以外的有效区域内的节气门电压而决定的油门开度的值（%）收敛在油门开度0%～100%的值之中，因此，如图6（B）的油门开度和监控显示数值的关系所示，能够将节气门电压的值直接作为监控装置23的百分比显示利用。

另一方面，图表B这样的图数据的情况下，在节气门电压的有效区域内能够与图表A一样进行百分比显示，没有问题，但是在燃料调节度盘48的旋转下限位置（度盘MIN），油门开度为非零的图数据，因此即使操作燃料调节度盘48调节到旋转下限位置，监控画面29上依然数值显示基于油门开度的百分比。

因此，在具有图表B这样的关系的机型中，事先设定图6（B）的图表C的换算值以便成为与表示图表A对应的节气门电压和监控显示（%）的关系的图7的图表D相同的图表，在图像生成部51（下述）中，通过换算输入的节气门电压，进行适当的百分比显示。由此，如图7所示的图表D那样，能够将与图表A的机型相同的适当的百分比显示在监控装置23上显示。另外，在度盘的旋转角度等度盘的机械规格相同，节气门电压和油门开度的关系图表不同的情况下，也能够使基于规定节气门位置下的油门开度的数值显示相同，而不受机型影响。

另外，换算处理可以在图像生成部51中事先存储图数据，利用该图数据进行换算，也可以通过换算公式进行换算。

［4］监控装置23内的功能方框图

图8表示监控装置23内的功能方框图，监控装置23具备图像生成部51、显示限制部52及显示控制部53。

图像生成部51根据从发动机控制器34输出的燃料调节度盘48的调节位置相关的电信号（节气门电压），生成在监控画面29上显示的图像。另外，在节气门电压和油门开度的关系为如图6（A）的图表B的机型中，图像生成部51通过图6（B）的图表C换算节气门电压而生成图像。

具体而言，如图9所示，在燃料调节度盘48的图标图像G1的旁边显示与百分比相当的数值图像G2。

该数值图像G2也可以与监控画面29上表示燃油消耗效率优劣的显示同时显示，例如显示在设置于监控画面29的右端附近的燃油消耗效率显示栏图像G3的上部附近。

在本实施方式中，图像生成部51能够以分度值为1%的方式显示燃料调节量的开度为百分之几，进行换算处理的情况下，通过该图像生成部51进行换算，但是并不限于此，也可以通过发动机控制器34等其它控制器进行。

显示限制部52是在判定为从发动机控制器34输出的燃料调节度盘48的调节位置相关的电信号为异常值的情况下，限制图9中的数值图像G2的显示的部分，具体而言，限制图像生成部51生成数值图像G2，不进行数值图像G2的显示。

显示控制部53根据图像生成部51生成的图像数据进行监控画面29的驱动控制，在监控画面29上显示图9所示的图像。另外，图8中省略了图示，根据表示车辆的驾驶状态的例如发动机31的水温、燃料剩余量、工作油的油温等检测信号，如图9所示，将发动机31的冷却水温、工作油的油温、燃料剩余量分别用图像G4、图像G5、图像G6进行显示。另外，在本实施方式中显示了工作油的油温，但是也可以只是显示发动机水温和燃料量剩余量。

［5］实施方式的作用及效果

接着，根据图10所示的流程图说明本实施方式的作用及效果。

发动机控制器34检测从构成燃料调节度盘48的电位计487输出的燃料调节度盘48的调节位置相关的电信号（节气门电压Vout）（步骤S1）。

然后，发动机控制器34根据从电位计487输出的电信号，基于上述图6（A）所示的图进行发动机31的控制（步骤S2）。

同时，发动机控制器34将检测得到的燃料调节度盘48的调节位置相关的电信号输出到监控装置23（步骤S3）。

监控装置23的显示限制部52判定从发动机控制器34输出的电信号是否异常（步骤S4）。另外，异常相应于上述电位计487的故障区域内的输出电压异常、电位计487及发动机控制器34之间的通信异常、发动机控制器34及监控装置23间的通信异常。

判定为无异常的情况下，图像生成部51利用图6（B）所示的图数据生成基于燃料调节度盘48的调节位置相关的电信号的百分比的数值图像G2（步骤S5），与图标图像G1同时在监控画面29上作为百分比图像显示（步骤S6）。

另外，判断为有异常的情况下，显示限制部52限制图像生成部51生成显示图像，限制数值图像G2的显示，使数值图像不显示（步骤S7）。

根据这样的本实施方式，在带凹口的度盘中，在凹口和凹口之间对于作业来说从发动机输出和燃油消耗来看存在最佳度盘位置时，产生如下问题：在度盘越小的位置的凹口，对于作业来说，发动机输出不足，在越大的凹口，对于作业来说，燃油消耗差，但是通过将燃料调节度盘48设为无凹口度盘，能够将燃料调节度盘48的位置设定为调节范围内的任意位置，因此能够根据作业机5的工作负荷以最佳转速驱动发动机31。

另外，通过在监控装置23上以百分比的数值图像G2显示燃料调节度盘48的调节位置，能够使操作者在驾驶中注视的监控画面29上确认燃料调节度盘48的调节位置，因此，容易根据驾驶状态进行燃料调节度盘48的调节操作，而且通过将数值图像G2设为百分比显示，能够进行更精密的燃料调节度盘48的调节操作。

另外，通过监控装置23具备显示限制部52，在电位计487、电位计487及发动机控制器34控制装置之间、发动机控制器34及监控装置23之间发生任何异常时，操作者能够在监控装置23上确认，因此能够在这些异常时及时应对。

而且，燃料调节度盘48的百分比的数值图像G2与监控画面29上表示燃油消耗效率优劣的显示同时显示，因此操作者能够同时目视确认两个显示，这样容易在燃油消耗效率最佳的状态下设定燃料调节度盘48的调节位置。

另外，燃料调节度盘48的百分比的数值图像G2优选配置于作为表示燃油消耗效率优劣的显示的一例的发动机31的燃油消耗效率显示栏图像G3的附近。

工业上的可利用性

本发明除了能够适用于液压挖掘机，还能够适用于推土机等。

标号说明

1…液压挖掘机，2…下部行驶体，3…回转机构，4…上部回转体，5…作业机，6…悬臂，7…臂，8…铲斗，10…驾驶室，11…驾驶座，13、14…行驶杆，15、16…行驶踏板，18…侧窗，19…仪表盘，20、21…操纵杆，22…锁止杆，22A…电磁阀，23…监控装置，24…前窗，25…侧柱，28…外壳，29…监控画面，30…操作用开关，31…发动机，32…液压泵，32A…液压泵，33…尾气净化装置，34…发动机控制器，35…泵控制器，36…燃料泵，37…发动机水温传感器，38…斜盘驱动装置，39…控制阀，40…液压致动器，40A…压力传感器，41…过滤器，42…氧化催化剂，43…燃料喷射器，44…差压传感器，45…温度传感器，48…燃料调节度盘，49…压力传感器，50…发动机旋转传感器，51…图像生成部，52…显示限制部，53…显示控制部，481…度盘主体，482…调节基准标识，483…调节量显示标识，484…转轴，485…下部凸起，486…止动件，487…电位计，487A…电阻器，487B…滑动件。

Claims (4)

1.一种履带式建筑机械，具备：发动机、作业机、以及根据所述作业机的工作调节所述发动机的转速的燃料调节度盘，其特征在于，

所述燃料调节度盘为能够进行无级调节的旋转式且驾驶室内的无凹口度盘，

所述履带式建筑机械具备：

调节位置检测装置，其检测所述燃料调节度盘的旋转调节位置；

发动机控制装置，其与所述调节位置检测装置连接，根据从所述调节位置检测装置输出的所述燃料调节度盘的调节位置控制所述发动机的转速；以及

显示装置，其与所述发动机控制装置连接，将从所述发动机控制装置输出的所述燃料调节度盘的调节位置按照以作为驾驶室内的无凹口度盘的所述燃料调节度盘的最大旋转位置为100％的百分比显示在画面上。

2.如权利要求1所述的履带式建筑机械，其特征在于，

所述显示装置具备显示限制部件，其在所述调节位置检测装置、所述调节位置检测装置及所述发动机控制装置之间、所述发动机控制装置及所述显示装置之间中任一个发生异常时，限制所述燃料调节度盘的百分比显示。

3.如权利要求1或2所述的履带式建筑机械，其特征在于，

在所述显示装置的画面上显示所述发动机的燃油消耗效率，

所述燃料调节度盘的百分比显示与所述发动机的燃油消耗效率显示同时进行。

4.如权利要求3所述的履带式建筑机械，其特征在于，

在所述显示装置的画面上显示所述发动机的燃油消耗效率，

所述燃料调节度盘的百分比显示配置于所述发动机的燃油消耗效率显示的附近。