JP2004239166A

JP2004239166A - 建設機械のエンジン制御装置

Info

Publication number: JP2004239166A
Application number: JP2003029310A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mitsuki; 光一三ツ木; Tomohiko Asakage; 朋彦浅蔭
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】エンジンを自動停止して再始動するまでの運転者の待機時間を減じることができる。
【解決手段】本装置３００は、エンジン１００の自動停止後、運転者が機外に退出しており、かつ、エンジン１００の動力が必要とされないときにエンジンを自動停止させるエンジン制御部３１０と、機械本体を離れた運転者が機内に復帰したことを検知するセンサ３２１と、このセンサ３２１が運転者の復帰を検知したときに、エンジン制御部３１０によって自動停止されたエンジン１００を再始動するように判断し、その再始動のための信号をエンジン制御部３１０に発するエンジン再始動判断部３２０とを備えている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルやクレーンなどの建設機械のエンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料消費量の削減や環境に放出される有害な排気ガスの削減などを図るために、建設機械のエンジンの自動停止（オートエンジンストップ）を行う技術として、たとえば特許文献１が公知である。この特許文献１は、ゲートレバーの開閉によって、建設機械の作業時・無作業時を検知して、無作業時を検知したときにはエンジンを停止し、作業時を検知したときにはエンジンを始動して、キー操作のわずらわしさを軽減するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４１０６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１では、エンジン再始動のトリガをゲートレバーの操作であるとしている。しかし、このゲートレバーが下がった状態となるのは、運転者が建設機械に乗り込んだ後であり、運転室内の運転席に着座してからエンジンの再始動が始まる。そして、電源投入されて、コントローラが復帰し、エンジンが再始動するまでの間、運転者は待機状態にある。この待機時間は、エンジンを自動停止して再始動するたびに必ず発生するため、作業効率を低下させることがあった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンを自動停止して再始動するまでの運転者の待機時間を減じることができる建設機械のエンジン制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、エンジンと、運転者が機外に退出したときでかつこのエンジンの動力が必要とされない停止条件にてエンジンを自動停止させるエンジン停止手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、エンジンの自動停止後、運転者が機内に復帰する意思があること確認してこの自動停止されたエンジンを再始動するエンジン再始動手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この構成によれば、エンジンが自動停止された後、運転者が機内に復帰する意思があることが確認されてこの自動停止されたエンジンが再始動されるので、エンジンの自動停止後、機外に退出した運転者に機内に復帰する意思があることが確認されると、エンジンが自動的に再始動され、このエンジンの再始動のための待機時間が短縮される。その結果、運転者は作業にすぐにとりかかれるので、作業効率が向上される。
【０００８】
請求項２記載の発明のように、エンジンの自動停止後、運転者が機内に復帰したことを検知する検知手段を備え、エンジン再始動手段は、この検知手段が運転者の復帰を検知したときに上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることとすれば、運転者が機内に復帰したときにエンジンが自動的に再始動されるので、このエンジンの再始動のための待機時間が短縮される。また、この場合、運転者はエンジンの再始動のための特別な操作をしなくてもよいので便利である。
【０００９】
請求項３記載の発明のように、運転者が機外に退出したときに上がった状態とされるゲートレバーを備え、エンジン再始動手段は、このゲートレバーが上がった状態でかつ運転者が機内に復帰する意思があることを確認したときに上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることとすれば、エンジン停止後、運転者が機内に復帰する意思があるときに限りエンジンが再始動されるので、無用な再始動が防止される。
【００１０】
請求項４記載の発明のように、検知手段は、運転室に接近する人を検知するセンサ又はスイッチであることとすれば、機外に退出した運転者が機内に復帰しようとしていることが容易かつ確実に検知される。
【００１１】
請求項５記載の発明のように、運転者側から機械本体側へエンジンを再始動させるためのエンジン再始動指令信号を送信可能な送信手段を備え、エンジン再始動手段は、この送信されたエンジン再始動指令信号に基づいて上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることとすれば、機外に退出した運転者が機内に復帰しようとしたときには、上記送信手段により遠隔でエンジンを再始動させることができるので便利である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１はクローラ式油圧ショベルの全体構成を示す図である。同図に示すように、建設機械の一例としての油圧ショベルの車体は、下部走行体１と、上部旋回体２とより構成されており、この上部旋回体２の前部には掘削用アタッチメント３が起伏自在に装着されている。
【００１３】
下部走行体１は、左右のクローラフレーム４及びクローラ（いずれも片側のみ図示）５からなり、両側クローラ５が、左右の走行モータ７により個別に回転駆動されて走行する。上部旋回体２は、旋回フレーム８、運転室としてのキャブ９、機械室１０等からなるが、このうちのキャブ９は、外部の騒音や塵埃等から運転者を保護するために外気と遮断された略密閉構造となっており、その居住性を確保するために空気調和装置（エアコン）などが備えられている。掘削用アタッチメント３は、ブーム１７、このブーム１７を起伏させるブームシリンダ１８と、アーム１９と、このアーム１９を回動させるアームシリンダ２０と、バケット２１と、このバケット２１を回動させるバケットシリンダ２２とを具備している。なお、各シリンダ１８，２０，２２がそれぞれアクチュエータに相当する。
【００１４】
図２は本発明の実施形態１に係るクローラ式油圧ショベルのエンジン制御装置まわりの機能ブロック図である。同図において、１００はエンジン、２００は油圧回路、３００は制御装置である。
【００１５】
エンジン１００は、出力がガバナ１０１で制御されるもので、その出力軸には油圧ポンプ１０２が直結されるとともに、図示しないオルタネータがタイミングベルトを介して連結されている。
【００１６】
油圧回路２００は、キャブ９内の操作レバー２０１，２０２の操作により、油圧ポンプ１０２からの圧油を図示しないコントロール弁などを介してブームシリンダ１８、アームシリンダ２０、バケットシリンダ２２を伸縮動作させるものであって、その操作情報の検出のために、操作レバー２０１，２０２の操作に応じて動作するリモコン弁２０３，２０４のパイロット圧を検出する圧力センサ２０５，２０６が設けられている。
【００１７】
制御装置３００は、さらにエンジン制御部（エンジン停止手段に相当する。）３１０と、エンジン再始動判断部（エンジン再始動手段に相当する。）３２０と、エンジン動力要否判断部３３０、電源制御部３４０と、警報制御部３５０と、エンジン復帰待ちタイマ３６０と、タイマ設定部３７０とを備えている。
【００１８】
このうちエンジン動力要否判断部３３０は、操作レバー２０１，２０２の操作情報に基づいてエンジン１００の動力の要否を判断するものである。そして、このエンジン動力判断部３３０は、操作レバー２０１，２０２が操作されているときには、ブームシリンダ１８，アームシリンダ２０，バケットシリンダ２２を動作させてなんらかの作業がされているので、エンジン１００の動力が必要であると判断してエンジン動力要信号を発する一方、操作レバー２０１，２０２が操作されていないときには、作業がなされていないので、エンジン１００の動力が不要であると判断してエンジン動力不要信号を発するようになっている。
【００１９】
なお、図示はしていないが、キャブ９の出入口にはゲートレバーが設けられており、作業を行う運転者が機外に退出してゲートレバーが上がった状態にあるか、又は、その運転者が機内に復帰してゲートレバーが下がった状態にあるかを、ゲートレバーに取り付けられたスイッチ３１３で検出するようになっている。したがって、このスイッチ３１３からのオン・オフ信号を上記操作レバー２０１，２０２の操作情報の代わりに用いて上記エンジン１００の動力の要否判断を行うようにしてもよい。
【００２０】
エンジン制御部３１０は、キースイッチ３１１によるオン信号でエンジン１００を始動し、オフ信号でエンジン１００を停止する一方、エンジン始動後は、アクセル３１２の操作情報に基づいてエンジン出力を制御するように、ガバナ１０１に指令信号を発するものであるが、この実施形態１では、さらに運転者が退出して上記ゲートレバーが上がった状態（スイッチ３１３がオフ）となっており、かつ、エンジン動力要否判断部３３０からのエンジン動力不要信号を受けたときにエンジン１００を自動停止するようになっている。
【００２１】
エンジン再始動判断部３２０は、検知手段としてのセンサ３２１からの検知信号の有無によって、運転者が機械本体から所定距離（以下、建設機械のエンジン復帰距離という。）以内にいるかどうか、つまり運転者が機内に復帰したかどうかを確認し、運転者が機内に復帰したことを確認したときにのみ、エンジン復帰待ちタイマ３６０によるカウントを開始する。
【００２２】
このエンジン再始動判断部３２０は、エンジン復帰待ちタイマ３６０によるカウントの開始後に、警報制御部３５０に警報信号を発し、エンジン復帰待ちタイマ３６０のカウント値が所定値に達したときに、電源制御部３４０に電源オン信号を発するとともに、エンジン動力要否判断部３３０を介してエンジン制御部３１０にエンジン停止指令信号を発するものである。なお、センサ３２１としては、たとえばキャブ９まわりに配設され、運転者が機械本体に接近したことを検知可能な赤外線センサや超音波センサを使用するが、キャブ９のドアノブ、ステップ、フロア、シート等に取り付けたリミットスイッチ等、その他のセンサやスイッチ類を使用してもよいのはもちろんである。
【００２３】
電源制御部３４０は、エンジン動力要否判断部３３０からのエンジン動力不要信号を受けて機内電源をオフ状態とし、エンジン再始動判断部３２０からの電源オン信号を受けて機内電源をオン状態に復帰するものである。このオフ動作によりエンジン停止中の電力消費によるバッテリが上がってしまうことを防止できるとともに、オン動作によりエンジン再始動前にバッテリからの電力供給を開始できるようになっている。
【００２４】
警報制御部３５０は、エンジン動力要否判断部３３０からの警報信号をうけて警防ブザー３５１で運転者に警報を発するものである。また、エンジン復帰待ちタイマ３６０は、タイマ設定部３７０によって上記所定値が設定されるようになっているが、その設定値は、エンジン１００が再始動されるまでに、運転者が警防ブザー３５１による警報により運転室内に戻って作業体制に入る等の必要な措置をとることができる程度の時間とされるのが好ましい。
【００２５】
図３は本装置の動作例を示すフローチャートであって、以下同図を参照しつつ説明する。まず、運転者がキースイッチ３１１をスタート位置に回転させると、エンジン制御部３１０はスタート信号を発して、エンジン１００を始動させる（ステップＳ１）。その後、キースイッチ３１１はオン位置に自動的に戻り、その位置で、運転者がアクセル３１２をＬｏからＨｉに回転させると、エンジン制御部３１０はアクセル信号を発し、ガバナ１０１の設定値を変化させることによりエンジン出力を制御する。なお、ここで運転者がキースイッチ３１１をオフ位置に回転させて手動停止をかけたとすると、直ちにエンジン１００を停止できることはいうまでもない。
【００２６】
ついで、運転者が操作レバー２０１，２０２を操作すると、圧力センサ２０５，２０６により、リモコン弁２０３，２０４のパイロット圧が検出されて（ステップＳ２）、エンジン動力要否判断部３３０に入力される。すると、エンジン動力要否判断部３３０は、これらのパイロット圧からエンジン１００の動力がいま必要であるか、不要であるかを判断する（ステップＳ２）。そして、エンジン１００の動力は必要であると判断した場合には、ステップＳ１の直後に戻るが、エンジン動力要否判断部３３０がエンジン１００の動力は不要であると判断した場合には、次のステップに進む。すなわち、運転者が操作レバー２０１，２０２を操作してブームシリンダ１８、アームシリンダ２０、バケットシリンダ２２を伸縮動作させてなんらかの作業を行っている限り、エンジン１００の動力は必要であるので、次のステップに進まない。一方、運転者が操作レバー２０１，２０２の操作をしなくなると、作業のためのエンジン１００の動力は不要となるので、次のステップに進むことができる。
【００２７】
ついで、エンジン制御部３１０は、スイッチ３１３のオン・オフ信号によりゲートレバーが上がった状態であるか否かを判断し（ステップＳ３ａ）、スイッチ３１３からのオン信号を受けてゲートレバーが上がった状態ではないと判断されると上記ステップＳ１の直後に戻るが、スイッチ３１３のオフ信号を受けてゲートレバーが上がった状態であると判断されると次のステップに進むことができる。
【００２８】
そして、エンジン制御部３１０が、スイッチ３１３からのオフ信号を受けて（つまり、運転者が機外に退出したとき）、かつ、エンジン動力要否判断部３３０が、エンジン制御部３１０にエンジン動力不要信号を発したときには、エンジン制御部３１０によるエンジン１００の自動停止が行われ（ステップＳ４）、電源制御部３４０は機内電源をオフ状態とする（ステップＳ５）。
【００２９】
ついで、エンジン復帰待ちタイマ３６０のカウント値が０にセットされ（ステップＳ６）、センサ３２１からの検知信号の有無により、エンジン再始動判断部３２０は、運転者が建設機械のエンジン復帰距離以内にいるか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、運転者が建設機械のエンジン復帰距離以内にいないと判断されると、エンジン復帰待ちタイマ３６０がリセットされて（ステップＳ８）、上記ステップＳ７の直前に戻る。
【００３０】
一方、運転者が建設機械のエンジン復帰距離以内にいると判断されると、エンジン再始動判断部３２０は引き続き警報制御部３５０に警報信号を発して警報ブザー３５１を鳴らし（ステップＳ９）、エンジン復帰待ちタイマ３６０のカウント値を１だけインクリメントする（ステップＳ１０）。
【００３１】
ついで、エンジン再始動判断部３２０は、エンジン復帰待ちタイマ３６０のカウント値がエンジン復帰猶予時間（所定時間：たとえば５秒）以上になったか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、エンジン復帰猶予時間以上になっていないと判断されると、上記ステップＳ７の直前に戻るが、エンジン復帰猶予時間を超えたと判断されると、電源制御部３４０に電源オン信号を発して電源をオン状態とし（ステップＳ１２）、エンジン動力要否判断部３３０を介してエンジン制御部３１０にエンジン再始動信号を発してエンジン１００を再始動させることによりエンジン回転を復帰させる（ステップＳ１３）。
【００３２】
以上のように、本実施形態１によれば、センサ３２１によって機械本体を離れた運転者が機内に復帰したことが検知されたときに、エンジン制御部３１０によって自動停止されたエンジン１００が、エンジン再始動判断部３２０の判断によって再始動されるので、エンジンの自動停止後、機外に退出した運転者が機内に復帰するとエンジン１００が自動的に再始動され、このエンジン１００の再始動のための待機時間が短縮される。その結果、運転者は作業にすぐにとりかかれるので、作業効率が向上される。また、この場合、運転者はエンジン１００の再始動のための特別な操作をしなくてもよいので便利である。
【００３３】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２に係るクローラ式油圧ショベルのエンジン制御装置まわりの機能ブロック図であって、ここでは上記実施形態１と共通する要素には同一番号を付してその重複説明を省略している。
【００３４】
図４に示すように、この実施形態２における制御装置３００ａでは、上記実施形態１におけるセンサ３２１の代わりに送受信装置（送信手段、検知手段に相当する。）３８０を備えている。この送受信装置３８０は、機外の送受信装置４００と交信可能となっており、送受信装置４００はさらに図示しない復帰取り消しボタン等を備えた入出力装置５００に接続されている。
【００３５】
ここでは、送受信装置４００と入出力装置５００は一体となって、運転者が所持可能な装置となっており、機外に退出した運転者は、その運転者側の送受信装置４００から機械本体側の送受信装置３８０へエンジン再始動指令信号や復帰取り消し指令信号（無線信号）を送信することができるようになっている。
【００３６】
そして、送受信装置３８０は、この送信された無線信号を受信して運転者が機械本体に復帰する意思があることを確認することができる。このために、機械本体側の送受信装置３８０か、運転者側の送受信装置４００のいずれかに、演算処理機能を持たせており、この演算処理機能によって上記無線信号から運転者と建設機械との間の距離が演算され、エンジン再始動部３２０は、この演算値がエンジン復帰設定距離Ｄ（たとえば１ｍ）以内であるか否かを判断することで、エンジン１００を再始動するか否か、あるいは、その取り消しを行うか否かを判断するようになっている。なお、上記演算処理機能を運転者側の装置に持たせた場合には、機械本体側の装置の構成が簡単化される。
【００３７】
図５は本装置の動作例を示すフローチャートである。以下、同図を参照しつつ説明する。同図におけるステップＳ２１〜Ｓ２６は上記実施形態１におけるステップＳ１〜Ｓ６と同様である。ただし、ステップＳ２６において、エンジン復帰待ちタイマ３６０のカウントが０にセットされると、機械本体側の送受信装置３８０から運転者側の送受信装置４００に向けて無線信号が発せられ、その無線信号を受けた運転者側の送受信装置４００から機械本体側の送受信装置３８０に向けて受信確認の無線信号が発せられる。機械本体側の送受信装置３８０はこの無線信号を受信する（ステップＳ２７）。
【００３８】
そして、エンジン再始動部３２０は、無線信号を受信できて、かつ、建設機械と運転者とが近接し、その運転者と建設機械との間の距離がエンジン復帰設定距離Ｄ以内であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。ここで、無線信号を受信できないか、あるいは、建設機械と運転者との間の距離がエンジン復帰設定距離Ｄを超えていると判断されると、タイマ５６０がリセットされて（ステップＳ２９）、上記ステップＳ２７の直前に戻る。
【００３９】
一方、無線信号を受信できて、かつ、建設機械と運転者との間の距離がエンジン復帰設定距離Ｄ以内であると判断されると、エンジン再始動判断部３２０は引き続き警報制御部３５０に警報信号を発して警報ブザー３５１を鳴らし（ステップＳ３０）、タイマ３６０のカウント値を１だけインクリメントする（ステップＳ３１）。
【００４０】
ついで、エンジン再始動判断部３２０は、上記無線信号から運転者がエンジン復帰取り消しボタンを押したか否かを判断する（ステップＳ３２）。ここで、運転者がエンジン復帰取り消しボタンを押したと判断されると、取り消し解除時間だけ待って（ステップＳ３３）、作業を終了する。なお、このステップＳ３３の代わりに、運転者側装置からの無線信号を受信し、この無線信号を受信できてかつ建設機械と運転者との距離がエンジン復帰距離以内であるといった条件の成立・不成立を判断し、この条件が不成立となるまで待つようにしてもよい。
【００４１】
一方、運転者がエンジン復帰取り消しボタンを押していないと判断されると、エンジン再始動判断部３２０は、さらにエンジン復帰待ちタイマ３６０のカウント値がエンジン復帰猶予時間（所定時間：たとえば５秒）以上になったか否かを判断する（ステップＳ３４）。ここで、エンジン復帰猶予時間以上になっていないと判断されると、上記ステップＳ２７の直前に戻るが、エンジン復帰猶予時間を超えたと判断されると、エンジン再始動判断部３２０は、電源制御部３４０に電源オン信号を発して電源をオン状態とし（ステップＳ３５）、エンジン動力要否判断部３３０を介してエンジン制御部３１０にエンジン再始動信号を発してエンジン１００を再始動させることによりエンジン回転を復帰させる（ステップＳ３６）。
【００４２】
以上のように、本実施形態２によれば、エンジン１００が遠隔操作で再始動されるので、このエンジン１００の再始動のための待機時間がさらに短縮される。
【００４３】
なお、上記実施形態１，２を組み合わせ適用することもできる。その場合には、両者の相乗した作用効果が得られる。たとえば、実施形態１におけるセンサ３２１と、実施形態２における送受信装置３８０等の両方を備えた場合には、より確実に運転者が機械本体に接近したことを検知できるようになる。
【００４４】
また、上記実施形態１，２では、建設機械の一例としての油圧ショベルのエンジン制御装置について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、本発明をホイールクレーン等、他の建設機械のエンジン制御装置にも同様に適用できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンの自動停止後、機外に退出した運転者に機内に復帰する意思があることが確認されると、エンジンが自動的に再始動されるので、このエンジンの再始動のための待機時間を短縮することができる。その結果、運転者は作業にすぐにとりかかれるので、作業効率を向上させることができる。また、この場合、運転者はエンジンの再始動のための特別な操作をしなくてもよいので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】クローラ式油圧ショベルの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るクローラ式油圧ショベルのエンジン制御装置まわりの機能ブロック図である。
【図３】実施形態１のエンジン制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２に係るクローラ式油圧ショベルのエンジン制御装置まわりの機能ブロック図である。
【図５】実施形態２のエンジン制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
９キャブ（運転室に相当する。）
１００エンジン
２００油圧回路
３００制御装置
３１０，３１０ａエンジン制御部（エンジン停止手段に相当する。）
３１３ゲートレバーのスイッチ
３２０エンジン再始動判断部（エンジン再始動手段に相当する。）
３２１センサ（検知手段に相当する。）
３３０エンジン動力要否判断部
３４０電源制御部
３５０警報制御部
３５１警報ブザー
３８０機械本体側の送受信装置
４００運転者側の送受信装置（送信手段に相当する。）
５００入出力装置

Claims

エンジンと、運転者が機外に退出したときでかつこのエンジンの動力が必要とされない停止条件にてエンジンを自動停止させるエンジン停止手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、
エンジンの自動停止後、運転者が機内に復帰する意思があることを確認してこの自動停止されたエンジンを再始動するエンジン再始動手段を備えたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
エンジンの自動停止後、運転者が機内に復帰したことを検知する検知手段を備え、エンジン再始動手段は、この検知手段が運転者の復帰を検知したときに上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
運転者が機外に退出したときに上がった状態とされるゲートレバーを備え、エンジン再始動手段は、このゲートレバーが上がった状態でかつ運転者が機内に復帰する意思があることを確認したときに上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械のエンジン制御装置。
検知手段は、運転室に接近する人を検知するセンサ又はスイッチであることを特徴とする請求項２又は３記載の建設機械のエンジン制御装置。
運転者側から機械本体側へエンジンを再始動させるためのエンジン再始動指令信号を送信可能な送信手段を備え、エンジン再始動手段は、この送信されたエンジン再始動指令信号に基づいて上記自動停止されたエンジンを再始動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。