JP2004251278A - 建設機械のエンジン制御装置および管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン自動停止による燃料節約効果を定量的に把握することができる建設機械のエンジン制御装置および管理システムを提供する。
【解決手段】 エンジン１０と、このエンジン１０を動力源として駆動する油圧ポンプ５と、この油圧ポンプ５から吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータ６と、建設機械の作業状態、非作業状態を判断する作業状態判断部７と、この作業状態判断部７が非作業状態と判断したときにエンジン１０を停止させるエンジン制御部８とを備えた建設機械において、エンジン制御部８によってエンジン１０が停止した停止履歴を記憶する停止履歴記憶部１３，１４，１６を備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操作が行われていないときにエンジンを自動停止させる建設機械のエンジン制御装置および管理システムに関するものである。

従来、キャビンの乗降口を開閉するゲートレバーの開閉によって建設機械の作業状態を検知し、非作業状態を検知したときにはエンジンを停止させ、作業状態を検知したときにはエンジンの駆動を継続させて無駄な燃料消費を抑制するとともに環境に有害な排気ガスの削減を図るようにしたエンジン制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

詳しくは、このエンジン制御システムによれば、オペレータがキャビン外に出る際にゲートレバーが開かれるとエンジンが停止し各操作レバーを操作してもアクチュエータは動作せず、一方、オペレータがキャビンに乗り込んでゲートレバーが閉じられるとエンジンが自動的に始動し、操作レバーの操作によるアクチュエータの使用が可能になる。

したがって、この種のエンジン制御システムによれば、非操作時に排出ガスの排出がなくなり大気汚染の防止に寄与することができる。
特開２００１−４１０６９号公報（第(３)頁、図３）

しかしながら、上記従来のエンジン制御システムでは、環境汚染防止につながる程度にエンジンの自動停止が働いているかどうか把握することができないという問題がある。

詳しくは、上記エンジン制御システムは、無駄な燃料消費を抑制することを目的としているものの、非作業時にエンジンが自動停止したことによってどれだけの燃料節約効果が得られたかは明らかでない。特に、建設機械の保有者は、燃料費の負担が実際に軽減されているかどうかを知りたいところであるがそれを把握することができないため、上記エンジン制御システムを評価することができなかった。

また、このシステムでは作業が終了した場合や休憩時間などオペレータの意志によってエンジンを停止させる場合に加え、短時間の降車や手待ち時間がある場合にゲートレバーを上げることによってもエンジンが自動停止するため、それによりエンジン始動の頻度が増えスタータモータ等のエンジン始動機器に負担がかかることになる。このような負担によってスタータモータの寿命が縮まると、予想しない時に建設機械が停止してしまうという問題もある。

本発明は以上のような従来のエンジン制御システムにおける課題を考慮してなされたものであり、エンジン自動停止による燃料節約効果を定量的に把握することができ、また、エンジン始動機器の寿命を把握することができる建設機械のエンジン制御装置および管理システムを提供するものである。

本発明は、エンジン自動停止による燃料節約効果を定量的に把握することができるようにしたエンジン制御装置（請求項１〜６）と、エンジン自動停止機能を備えたエンジン制御装置においてエンジン始動機器の寿命を把握することができるようにしたエンジン制御装置（請求項７，８）と、上記各エンジン制御装置を備えた建設機械の管理システム（請求項９，１０）に関するものである。

本発明におけるエンジン自動停止機能とは、予め定められた条件（例えばオペレータの乗降通路を開閉するゲートレバーが開かれたこと、または作業用アクチュエータを操作する操作レバーが無操作であること、またはゲートレバーが開かれ且つ操作レバーが無操作であること）が成立した場合にエンジンを停止させる機能をいう。

請求項１の本発明は、エンジンと、このエンジンを動力源として駆動する油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、建設機械の作業状態、非作業状態を判断する作業状態判断手段と、この作業状態判断手段が非作業状態と判断したときに上記エンジンを自動停止させるエンジン制御手段とを備えた建設機械において、上記エンジン制御手段によってエンジンが停止した停止履歴を読み出し可能に記憶する停止履歴記憶手段を備えてなる建設機械のエンジン制御装置である。

また請求項２の本発明は、上記停止履歴記憶手段が、停止履歴としてエンジンが停止した回数を記憶するように構成したものであり、エンジンが自動停止した回数を記憶することによって後述する節約燃料等を算出するための基礎とすることができる。

また請求項３の本発明は、上記エンジンが停止し再起動されるまでの停止時間を算出する停止時間算出手段を有し、停止履歴記憶手段は、その停止時間算出手段によって算出された停止時間を所定の期間内について累積した累積停止時間を停止履歴として記憶するように構成したものであり、エンジンが自動停止し、再始動するまでの停止時間を記憶することによって例えば節約された燃料をより正確に算出することができる。

また請求項４の本発明は、建設機械の単位時間当たりの燃料消費量を記憶する燃費記憶手段と、この燃費消費量と上記累積停止時間とを乗算することにより上記累積停止時間で節約された燃料量を算出する節約燃料算出手段とを備えることにより、エンジン自動停止の効果を定量的に把握することができるようになる。

また請求項５の本発明は、上記算出された節約燃料を燃料費に換算する燃料費換算手段を備えたため、節約された燃料をより具体的に把握することができる。

また請求項６の本発明は、上記停止履歴記憶手段に記憶された停止回数と、上記算出された節約燃料と、上記算出された燃料費のいずれか一つまたは複数を出力する出力手段を備えたものである。

また請求項７の本発明は、エンジンが停止する毎に停止履歴記憶手段に記憶された停止回数に基づいてエンジン始動機器の残り寿命を算出する算出手段と、この算出手段によって算出された残り寿命が寿命の一定期間前に設定された予備寿命よりも短いかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により残り寿命が予備寿命よりも短いと判断された場合に警告を報知する報知手段とを備えたため、エンジン始動機器が故障して建設機械が停止する前にエンジン始動機器の寿命を把握することができる。

また請求項８の本発明は、上記判断手段が、残り寿命が予備寿命よりも短いと判断した場合にエンジンの自動停止機能が働かないようにエンジン制御手段を制御するように構成したため、エンジン停止はオペレータの意図によって行われる場合に限られ、それにより、エンジン始動機器の寿命を若干延長することができる。

また請求項９の本発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジン制御装置を有する建設機械に上記停止履歴を送信する送信手段を備え、建設機械を管理する管理装置に、その送信される停止履歴を受信する受信手段と、受信した停止履歴に基づいて節約され得る燃料量を算出する節約燃料算出手段と、この節約燃料算出手段によって算出された節約燃料を金額に換算する換算手段とを備えた建設機械の管理システムである。

本発明の管理システムに従えば、建設機械のエンジンが自動停止した履歴が、建設機械を管理する管理者に対して送信され、管理者側で管理される。それにより、受信した履歴に基づいて例えば複数の建設機械において、各建設機械毎に節約された燃料を把握することができる。また、受信した履歴から節約燃料、節約された金額を算出することができる。

また請求項１０の本発明は、請求項７または８記載のエンジン制御装置を有する建設機械に上記停止履歴を送信する送信手段を備え、建設機械を管理する管理装置に、その送信される停止履歴を受信する受信手段と、受信した停止履歴に基づいてエンジン始動機器の残り寿命を算出する第二の算出手段と、この第二の算出手段によって算出された残り寿命が寿命の一定期間前に設定された第二の予備寿命よりも短いかどうかを判断する第二の判断手段と、この第二の判断手段により残り寿命が予備寿命よりも短いと判断された場合に警告を報知する第二の報知手段とが備えられている別の建設機械の管理システムである。

本発明の別の管理システムに従えば、例えば建設機械を管理する管理者側に設けられた管理装置でエンジン始動機器の寿命を把握することができるため、エンジン始動機器が故障する前に交換部品の手配をすることが可能になり、建設機械の手待ちを解消することができる。

以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明に従えば、非作業状態と判断されてエンジンが自動停止すると、その停止履歴が外部に取り出し可能に停止履歴記憶手段に記憶されるように構成したため、その停止履歴に基づいてエンジン自動停止による燃料節約効果を定量的に把握することができる。

請求項２の本発明によれば、エンジンが自動停止した回数を記憶することによって節約された燃料を算出することができる。

請求項３の本発明によれば、エンジンが自動停止し、再起動するまでの停止時間を記憶することによって節約された燃料をより正確に算出することができる。

請求項４の本発明によれば、節約した燃料を算出できるように構成したため、エンジン自動停止の効果を定量的に把握することができる。

請求項５の本発明によれば、節約された燃料を燃料費としてより金額で報知するように構成したため、エンジン自動停止による効果をより具体的に報知することができる。

請求項６の本発明によれば、エンジンの停止履歴を出力することにより、建設機械を操作しているオペレータにエンジン切り忘れを報知することができる。

請求項７の本発明によれば、エンジン始動機器が故障して建設機械が停止する前にエンジン始動機器の寿命を把握することができる。

請求項８の本発明によれば、残り寿命が予備寿命よりも短い場合にエンジンの自動停止機能が働かないように構成したため、エンジン停止はオペレータの意図によって行われる場合に限られ、それにより、エンジン始動機器の寿命を若干延長することができる。

請求項９の本発明によれば、建設機械のエンジンが自動停止した履歴が、建設機械を管理する管理者に対して送信され、管理者側で管理されるように構成したため、受信した履歴に基づいて例えば複数の建設機械において、各建設機械毎に節約された燃料量を把握することができる。また、受信した履歴の節約燃料量から節約された金額を算出することができる。

請求項１０の本発明によれば、例えば建設機械を管理する管理者側に設けられた管理装置でエンジン始動機器の寿命を把握することができるため、エンジン始動機器が故障する前に交換部品の手配をすることが可能になり、建設機械の手待ちを解消することができる。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１〜図５は、本発明に係る建設機械のエンジン制御装置についてその実施形態を示したものである。

図１において、本発明の建設機械は、作業を中断しているときや待機しているときなどの非作業時にエンジンを自動停止させるいわゆるオートエンジンストップ機能を備えたものである。

このオートエンジンストップ機能は、油圧アクチュエータの操作状態を検知し、一定時間を超えて操作がなければ非作業状態とみなしてエンジンを停止させ、一定時間内に操作が行われたときは作業状態と判断してエンジンの駆動を維持するようになっている。

作業状態の検知に使用される操作レバー１がａ方向に倒されると、パイロットポンプ２からのパイロット圧が操作レバー１の操作量に応じて導出され、導出されるパイロット圧は圧力センサ３ａによって検出される。操作レバー１がｂ方向に倒された場合も同様にして操作量に応じたパイロット圧が導出され圧力センサ３ｂによって検出される。

圧力センサ３ａ，３ｂによって検出されたパイロット圧はエンジン制御装置としてのコントローラ４に与えられ、コントローラ４は図示しない方向制御弁のパイロットポートにパイロット圧を作用させ、それにより、可変容量形油圧ポンプ５から吐出される圧油の流量および方向が制御されて油圧アクチュエータ６に供給される。

次にコントローラ４の構成について説明する。

コントローラ４は、圧力センサ３ａ，３ｂからのパイロット圧が入力される作業状態判断部（作業状態判断手段）７を有し、この作業状態判断部７は圧力センサ３ａまたは３ｂから閾値を超えるパイロット圧が入力されているときは作業中と判断し、上記パイロット圧が入力されない場合は、非作業状態と判断するようになっている。

この作業状態判断部７が非作業状態と判断すると、エンジン停止信号Ｓ１がエンジン制御部（エンジン制御手段）８に与えられ、エンジン制御部８はガバナ９を制御してエンジン１０を停止させる。

一方、作業状態判断部７が作業状態と判断する場合は、エンジン制御部８に対してエンジン停止信号Ｓ１が与えられず、エンジン１０の駆動は維持される。

エンジン制御部８の入力側にはキースイッチ１１およびダイヤル式アクセル１２がそれぞれ接続されており、キースイッチ１１をオフ→オン→スタートのポジションに回すことによってエンジン１０が始動するようになっている。

また、ダイヤル式アクセル１２は作業負荷に応じて調節されるものであり、低作業負荷ではＬｏｗに、高作業負荷ではＨｉｇｈに、或いはその中間に調節される。

また、作業状態判断部７によって非作業状態と判断された場合には、停止回数記憶メモリ１３と停止時間算出部１４に対し信号Ｓ２およびＳ３がそれぞれ与えられる。なお、停止回数記憶メモリ１３と停止時間算出部１４は停止履歴記憶手段として機能する。

停止回数記憶メモリ１３は信号Ｓ２が入力される毎に、記憶されている停止回数を１インクリメントして記憶内応を更新するようになっている。

停止時間算出部１４は、信号Ｓ３が入力されると内部クロック１５を参照することによりエンジン１０が自動停止した時刻を求め一時的に記憶しておく。次に、操作レバー１が操作されて作業が再開されると作業状態判断部７を介して作業状態有りと判断され、エンジン制御部８が再起動するが、このとき同時に、停止時間算出部１４に対して二度目の信号Ｓ２が与えられ、停止時間算出部１４は内部クロック１５を参照することによりエンジン１０が再起動した時刻を求め、先に一時的に記憶していたエンジン停止時刻を減算することにより、エンジン１０が停止していた時間を算出する。

算出された停止時間は累積停止時間記憶メモリ１６に記憶される。この累積停止時間記憶メモリ１６では、停止時間算出部１４から停止時間が与えられる毎に記憶されている停止時間を累積し、記憶内容を更新するようになっている。

これら停止回数記憶メモリ１３および累積停止時間記憶モリ１６の内容は読出部１７によって読み出されるようになっており、読み出された内容はディスプレイ（出力手段）１８の画面上に表示されるようになっている。なお、ディスプレイ１８は、例えばコントロールボックスに備えられ通常は作業内容を表示する液晶表示部を利用しており、表示スイッチ１９を押下することにより停止回数または累積停止時間を切り換えて表示するようになっている。

次に、上記コントローラ４の制御動作を図２のフローチャートにしたがって説明する。

ただし、エンジン１０が起動されている状態にあることを前提とする。

操作レバー１が一定期間操作されないと作業状態判断部７は非操作状態であるため、ステップＳ１においてＮＯと判断し、エンジン制御部８に対してエンジン停止指令を出力する。

エンジン停止指令を受けたエンジン制御部８はガバナ９を制御してエンジン１０に供給される燃料をカットし、エンジン１０を停止させる（ステップＳ２）。

また、作業状態判断部７は停止回数記憶メモリ１３に対して信号Ｓ２を、停止時間算出部１４に対して信号Ｓ３をそれぞれ出力し、信号Ｓ２を受けた停止回数記憶メモリ１３は先に記憶されている停止回数ＮについてＮ＝Ｎ＋１、すなわち１インクリメントして更新する（ステップＳ３）。

一方、信号Ｓ３を受けた停止時間算出部１４は、内部クロック１５を参照してエンジン１０が自動停止した停止時刻Ｔｅをバッファに記憶する（ステップＳ４）。

次に、操作レバー１を操作して作業を再開させるとエンジン１０が再起動し、ステップＳ５においてＹＥＳと判断される。

このとき、停止時間算出部１４は内部クロック１５を参照してエンジン始動時刻Ｔｓをバッファに記憶し（ステップＳ６）、エンジン１０が停止していた停止時間ΔＴを以下の(1)式によって算出する。
ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｅ ……(1)

具体的には、図３に示すように、エンジン自動停止時刻Ｔｅが１０時３５分００秒であり、エンジン再起動時刻Ｔｓが１０時４０分３０秒であれば、ΔＴ＝０時間５分３０秒と計算される。なお、図３において横軸は時間、縦軸はエンジン回転数である。また、図中、Ｓは停止回数記憶メモリ１３に記憶されている停止回数Ｎをインクリメントするタイミングを示している。

図４は上記エンジン制御装置の別の実施形態を示したものである。

なお、以下の説明において図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

同図において、２０はエンジン回転数を検知する回転センサであり、この回転センサ２０から信号として出力されるエンジン回転数はエンジン停止前回転数検出部２１に与えられる。

エンジン停止前回転数検出部２１は、作業状態判断部７から信号Ｓ１を受けたときにそのエンジン回転数をエンジン停止前回転数記憶メモリ２２に与え記憶させる。

このエンジン停止前回転数記憶メモリ２２に記憶されている停止前のエンジン回転数は読出部１７によって読み出され、節約燃料演算部（節約燃料算出手段）２３に与えられる。

この節約燃料演算部２３は燃料データベース（燃費記憶手段）２４を参照し、エンジン１０が停止される前のエンジン回転数に対応する燃費を読み出し、節約燃料を演算する。

図５は上記燃料データベース２４の内容を示したものである。

燃料データベース２４には、エンジン停止前回転数［rpm］が「Low」から「High」まで順次記憶されており、各回転数毎に燃費［Ｌ／hr〕が対応付けられて記憶されている。

ダイヤル式アクセル１２が「Low」側として例えば900［rpm］に調節されている状態でエンジン１０が自動停止すると、その状態が継続していれば単位時間当たり２．３Ｌの燃料が消費され続けることになる。また、「High」に、例えば、2200［rpm］に調節されている状態でエンジン１０が自動停止すると、その状態が継続していれば単位時間当たり６．７Ｌの燃料が消費され続けることになる。

このように節約される燃料はエンジン１０が自動停止する前の回転数に応じて変化する。

したがって、エンジン停止前のエンジン回転数を考慮すれば、より正確な節約燃料を求めることができる。なお、エンジン停止前回転数は、上記したエンジン停止前回転数記憶メモリ２２から読み出すようになっている。

そこで節約燃料演算部２３は、燃料データベース２４から求められる燃費と、累積停止時間記憶メモリ１６に記憶されている累積停止時間とを乗算することによってエンジン１０が自動停止する毎にその停止時間について節約される節約燃料Ｌを下記(2)式によって算出する。
節約燃料Ｌ＝エンジン停止時間［hr］×燃費［Ｌ／hr〕……(2)

この節約燃料Ｌを所定期間について累積し、節約燃料記憶メモリ２５に記憶する。

節約された燃料は、表示スイッチ１９を押下することにより、ディスプレイ１８に表示させることができる。なお、節約燃料演算部２３にて節約された燃料を燃料費に換算し、燃料費として金額で表示するようにしてもよい。この場合、節約燃料演算部２３は燃料費換算手段として機能する。

図６は本発明に係る建設機械の管理システムを示したものである。

上記各実施形態で示したエンジン制御装置は、建設機械のディスプレイ１８にエンジン停止時間または節約した燃料費を表示してオペレータに燃料節約効果を報知するようにしたものである。

これに対して本実施形態の管理システムでは、エンジン１０が自動停止した履歴を管理サーバーに送信し、管理サーバー側で節約燃料等の管理を行うように構成されている。

同図に示す管理システムでは、建設機械側の停止時間算出部１４によってエンジン１０が停止している期間が算出されると、累積停止時間記憶メモリ１６に順次記憶されて累積される。

この累積停止時間記憶メモリ１６は通信制御部２９に接続されており、通信制御部２９は、タイマ３０から所定の周期で出力される信号を受けたときに累積停止時間記憶メモリ１６に記憶されている累積停止時間を読み出し、通信装置３１を介して管理サーバーＣＳに送信するようになっている。なお、上記通信制御部２９および通信装置３１は送信手段として機能する。

管理サーバーＣＳは、建設機械ＣＭから送信される上記累積停止時間を受信する受信装置（受信手段）３２と、受信した累積停止時間に基づいて節約燃料量を算出する節約燃料算出部（節約燃料算出手段）３３と、算出された節約燃料量に基づいて請求金額を算出する請求金額算出部（換算手段）３４とを備えている。

この請求金額算出部３４は、節約された燃料に一定の係数［円／Ｌ］を乗じて請求金額を算出するものであり、この請求金額とは、燃料節約効果を具体化する上記エンジン制御装置を建設機械に搭載するにあたり例えば初期投資は比較的低めに抑制とし、そのエンジン制御装置を搭載されることによって実際に節約された燃料費を、エンジン制御装置の搭載費用としてユーザーに分割で請求するものである。

そして管理サーバーＣＳで算出された請求金額は、プリンタ等の出力装置３５を介して伝票に出力される。

図７に示すフローチャートは建設機械ＣＭと管理サーバーＣＳとの間で行われる処理を示したものである。

同図において、作業状態判断部７によって非作業状態であると判断されると（ステップＳ１０）、エンジン１０が停止される（ステップＳ１１）。

エンジン１０が停止されると、停止時間算出部１４が停止時間のカウントを開始し（ステップＳ１２）、エンジン１０が再起動されるまでの期間、エンジンキー１１がオフされない限り、カウントを継続する（ステップＳ１３→Ｓ１４→Ｓ１５）。

ステップＳ１３においてYES、すなわちエンジン１０が再始動すると、停止時間算出部１４によってエンジン停止時間が算出され（ステップＳ１６）、算出した停止時間を累積停止時間記憶メモリ１６に与え、累積停止時間記憶メモリ１６は記憶内容を累積させて更新する（ステップＳ１７）。

タイマ３０の設定により所定の周期としての例えば月末に信号が出力されると、通信制御部２９はステップＳ１８においてYESと判断し、累積停止時間記憶メモリ１６内の累積停止時間を通信装置３１を介して送信し（ステップＳ１９）、送信が完了すると累積停止時間記憶メモリ１６の内容をクリアする（ステップＳ２０）。

一方、建設機械ＣＭから信号として送信された累積停止時間は、管理サーバーＣＳ側の受信装置３２に受信され、ステップＳ２１においてYESと判断され、節約燃料算出部３３によって節約燃料量が算出される（ステップＳ２２）。

節約燃料量が算出されると、次いで請求金額に換算され（ステップＳ２３）、伝票が出力される（ステップＳ２４）。この伝票は、建設機械のユーザーに対してインターネットまたは郵送で送られる。

なお、建設機械ＣＭが遠隔地にある場合は、通信衛星を介し管理サーバーＣＳに対して累積停止時間を送信するように構成することができる。

また、送信する情報として上記累積停止時間以外に、メンテナンス情報、燃料残情報、稼働管理に関する情報等を含むこともできる。また、エンジン停止前の回転数を付加して管理サーバーＣＳに送信すれば、節約燃料をより正確に計算することできるようになる。

また、上記実施形態では作業状態の有無を操作レバー１の操作量で検出するように構成したが、これに限らず、乗降通路に配置されたゲートレバーの開閉によっても検出することができる。この場合、このゲートレバーが開けば（上げると）、ゲート開信号が出力され、そのゲート開信号が出力されたときにエンジン制御部８がガバナ９を制御してエンジン１０を停止させるようにすることができる。

図８は、本発明に係るエンジン制御装置のさらに別の実施形態を示したものである。

同図において４０は運転席の乗降側に設けられているゲートレバー装置であり、オペレータが乗降する際に開閉操作（上げ下げ）されるゲートレバー４０ａと、そのゲートレバー４０ａの上げ下げを検知するリミットスイッチ４０ｂとを備えている。

ゲートレバー４０ａが閉じられると（図中、閉位置参照）、押圧片４０ｃがリミットスイッチ４０ｂの接触子４０ｄに触れることによりリミットスイッチ４０ｂの接点が閉じゲート閉信号Ｓ４が出力される。一方、ゲートレバー４０ａが開かれると（図中、開位置参照）、ゲート閉信号Ｓ４が出力されず、信号のレベルがhighからlowに変化することによって作業状態判断部７は非作業状態と判断するようになっている。

非作業状態と判断した作業状態判断部（作業状態判断手段）７は、信号Ｓ２を停止回数記憶メモリ（停止履歴記憶手段）１３に出力し、信号Ｓ２を受けた停止回数記憶メモリ１３内では先に記憶されている停止回数ＮをＮ＝Ｎ＋１、すなわち１インクリメントして更新し、更新された停止回数Ｎを始動機器管理部４１に与えるようになっている。

始動機器管理部４１は、与えられた停止回数（残り寿命に対応する）Ｎと上限回数記憶メモリ４２に予め記憶されている上限回数（寿命の一定期間前に設定された予備寿命に対応する）Ｐとを比較し、停止回数Ｎが上限回数Ｐを上回った時に警告信号Ｓ５をスピーカ４３に対して出力し、警報を鳴らすようになっている。

すなわち、本実施形態ではエンジンが停止する毎にエンジン始動機器、具体的には、スタータモータに一定のダメージが作用して寿命を縮めるという考え方に基づいて、エンジン停止回数とスタータモータの寿命との間の相関関係を実験で求め、停止回数Ｎが増加するにつれて減少するスタータモータの残り寿命をグラフ化し、スタータモータの寿命をその相関式から算出するようにしている。

したがって、上記始動機器管理部４１は、エンジン始動機器の残り寿命を算出する算出手段と、この算出手段によって算出された残り寿命が予備寿命（寿命の一定期間前に設定された）よりも短いかどうかを判断する判断手段として機能し、累積される停止回数Ｎは残り寿命に対応し、上限回数は寿命の一定期間前に設定された予備寿命に対応する。

なお、上記警報は、スタータモータの寿命が近づいたことを示すものとして予め決められているアラーム音を鳴らすものであるが、「スタータモータの交換時期が近づいています」というメッセージを音声で報知するものであってもよい。また、音声報知に限らず、上記メッセージをモニタに可視表示するものであってもよく、さらにまた、上記の音声報知と可視表示とを組み合わせて報知するものであってもよい。

また、始動機器管理部４１は、停止回数記憶メモリ１３に記憶される停止回数Ｎが上限回数Ｐを超えた時にエンジン制御部８に対し、エンジンの自動停止を行わないように指令する。これは警報が発せられた後は、オペレータが自分の意志でエンジンを停止する場合に限ってエンジンを停止することができるようにし、一方、オートエンジンストップ機能についてはこれを働かないようにしてエンジン始動頻度を下げるようにしている。それによりスタータモータの寿命が完全に尽きるまでの期間を若干延長することができ、スタータモータを交換するための時間を確保することができる。

次に上記構成を有するエンジン制御装置の動作について図９のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、オペレータの意志でエンジン１０を停止させる場合にキースイッチ１１をオフにすると（ステップＳ１）エンジン１０が停止し（ステップＳ２）、停止回数記憶メモリ１３内の停止回数Ｎは１インクリメントされ、Ｎ＋１の値が更新される（ステップＳ３）。

また、停止回数Ｎが上限回数Ｐを上回っておらず警告が発せられていない状態で（ステップＳ４）、ゲートレバー４０ａが開かれ、リミットスイッチ４０ｂからゲート閉信号Ｓ４が得られないと、作業状態判断部７は非作業状態と判断し（ステップＳ５）、エンジン制御部８に対してエンジン停止指令を出力することによりエンジン１０を停止させる。

オペレータの意志によってまたはゲートレバー４０ａの開動作によってエンジン１０が停止すると、いずれの場合も停止回数記憶メモリ１３内の停止回数Ｎは更新される。

ここでエンジン１０が再始動されると（ステップＳ６）、始動機器管理部４１は、上記停止回数Ｎと上限回数記憶メモリ４２に記憶されている上限回数Ｐとを比較する（ステップＳ７）。

ここで停止回数Ｎ＞上限回数Ｐであれば、スピーカー４３に対して警告信号Ｓ５を出力し、警報を鳴らす（ステップＳ８）。また、ステップＳ７において停止回数Ｎが上限回数Ｐを上回っていなければ、警告信号Ｓ５は出力されず処理を終了する。

図１０は、本発明に係る別の建設機械の管理システムを示したものである。

図８に示したエンジン制御装置は、停止回数Ｎが上限回数Ｐを上回った時にスピーカ４３から警報を発し、オペレータにスタータモータの寿命が近づいたことを報知するように構成したものであったが、図１０に示す管理システムでは、建設機械ＣＭ′に通信装置４４を備え、この建設機械ＣＭ′の停止履歴を管理サーバーＣＳ′に送信し、管理サーバＣＳ′側でスタータモータの寿命等を管理するように構成されている。

同図に示す管理システムにおいて、建設機械ＣＭ′の停止回数記憶メモリ１３に記憶された停止回数Ｎは始動機器管理部５２に与えられる。

この始動機器管理部５２は上述した始動機器管理部４１と同様に、停止回数Ｎと上限回数記憶メモリ４２に記憶されている上限回数Ｐとを比較し、Ｎ＞Ｐであれば、スピーカー４３を介して警報を鳴らす機能を備えている。

この通信装置４４から送信される停止履歴のデータは、管理サーバーＣＳ′の受信装置５５によって受信され、建設機械管理部５６に与えられる。

建設機械管理部５６は、建設機械ＣＭ′から送信されてきた停止履歴において停止回数Ｎと上限回数記憶メモリ５７に予め記憶されている上限回数Ｐ′とを比較し、停止回数Ｎ＞上限回数Ｐ′であればモニタ（第二の報知手段）５８の画面上にスタータモータの交換時期が近いことを表示する。

なお、管理サーバーＣＳ′において上限回数記憶メモリ５７に設定される上限回数（スタータモータの寿命の一定期間前に設定された第二の予備寿命）Ｐ′は、建設機械ＣＭ′の上限回転記憶メモリ４３に設定される上限回数Ｐとは異なる値に設定されている。その理由は、管理サーバ５１は、建設機械ＣＭ′が交換部品待ちで運転が停止することのないように管理する必要がある。したがって、管理サーバーＣＳ′の上限回数記憶メモリ５７に設定される上限回数Ｐ′は交換部品を手配するための余裕を持たせて設定される。一方、建設機械ＣＭ′の上限回数記憶メモリ４２に設定される上限回数Ｐは、スタータモータの寿命が近いことをオペレータに知らせるだけで足りるから上限回数Ｐは寿命に近い値に設定される。

なお、上記建設機械管理部５６は、エンジン始動機器の残り寿命を算出する第二の算出手段および残り寿命が第二の予備寿命よりも短いかどうかを判断する第二の判断手段として機能する。

また、上記実施形態では作業状態の有無をゲートレバー４０の上げ下げで検出するように構成したが、これに限らず、操作レバーのリモコン弁から導出される操作圧の大きさによっても操作状態の有無を検出することができる。

なお、本発明におけるエンジン始動機器は、上記実施形態ではスタータモータを用いて説明したが、これに限らず、スタータモータを駆動する回路等、その周辺装置も含まれる。

本発明に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すコントローラの制御動作を示すフローチャートである。 図１に示す累積停止時間算出部の処理を説明するタイムチャートである。 本発明に係るエンジン制御装置の別の実施形態を示すブロック図である。 図４に示す燃料データベースの記憶内容を示す説明図である。 本発明に係る建設機械の管理システムを示すブロック図である。 図６に示すコントローラの制御動作を示すフローチャートである。 本発明に係るエンジン制御装置のさらに別の構成を示すブロック図である。 図８に示すコントローラの制御動作を示すフローチャートである。 本発明に係る別の建設機械の管理システムを示すブロック図である。

符号の説明

１ 操作レバー
２ パイロットポンプ
３ａ，３ｂ 圧力センサ
４ コントローラ
５ 油圧ポンプ
６ 油圧アクチュエータ
７ 作業状態判断部
８ エンジン制御部
９ ガバナ
１０ エンジン
１１ キースイッチ
１２ ダイヤル式アクセル
１３ 停止回数記憶メモリ
１４ 停止時間算出部
１５ 内部クロック
１６ 累積停止時間記憶メモリ
１７ 読出部
１８ ディスプレイ
１９ 表示スイッチ

Claims (10)

1. エンジンと、このエンジンを動力源として駆動する油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、建設機械の作業状態、非作業状態を判断する作業状態判断手段と、この作業状態判断手段が非作業状態と判断したときに上記エンジンを自動停止させるエンジン制御手段とを備えた建設機械において、
   上記エンジン制御手段によって上記エンジンが停止した停止履歴を読み出し可能に記憶する停止履歴記憶手段を備えてなることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
2. 上記停止履歴記憶手段は、停止履歴として上記エンジンが停止した回数を記憶するように構成されている請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
3. 上記エンジンが停止し再起動されるまでの停止時間を算出する停止時間算出手段を有し、上記停止履歴記憶手段は、その停止時間算出手段によって算出された停止時間を所定の期間内について累積した累積停止時間を上記停止履歴として記憶するように構成されている請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置。
4. 建設機械の単位時間当たりの燃料消費量を記憶する燃費記憶手段と、この燃費消費量と上記累積停止時間とを乗算することにより上記累積停止時間で節約された燃料量を算出する節約燃料算出手段とを備えてなる請求項３記載の建設機械のエンジン制御装置。
5. 上記算出された節約燃料を燃料費に換算する燃料費換算手段を有する請求項４記載の建設機械のエンジン制御装置。
6. 上記停止履歴記憶手段に記憶された停止回数と、上記算出された節約燃料と、上記算出された燃料費のいずれか一つまたは複数を出力する出力手段が備えられている請求項５記載の建設機械のエンジン制御装置。
7. 上記エンジンが停止する毎に上記停止履歴記憶手段に記憶された停止回数に基づいてエンジン始動機器の残り寿命を算出する算出手段と、この算出手段によって算出された残り寿命が寿命の一定期間前に設定された予備寿命よりも短いかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により上記残り寿命が上記予備寿命よりも短いと判断された場合に警告を報知する報知手段とを備えてなる請求項２〜６のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置。
8. 上記判断手段は、上記残り寿命が上記予備寿命よりも短いと判断した場合にエンジンの自動停止機能が働かないように上記エンジン制御手段を制御するように構成されている請求項７記載の建設機械のエンジン制御装置。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジン制御装置を有する建設機械に上記停止履歴を送信する送信手段を備え、
   上記建設機械を管理する管理装置に、その送信される停止履歴を受信する受信手段と、受信した停止履歴に基づいて節約され得る燃料量を算出する節約燃料算出手段と、この節約燃料算出手段によって算出された節約燃料を金額に換算する換算手段とを備えてなる建設機械の管理システム。
10. 請求項７または８記載のエンジン制御装置を有する建設機械に上記停止履歴を送信する送信手段を備え、
    上記建設機械を管理する管理装置に、その送信される停止履歴を受信する受信手段と、受信した停止履歴に基づいてエンジン始動機器の残り寿命を算出する第二の算出手段と、この第二の算出手段によって算出された残り寿命が寿命の一定期間前に設定された第二の予備寿命よりも短いかどうかを判断する第二の判断手段と、この第二の判断手段により上記残り寿命が上記第二の予備寿命よりも短いと判断された場合に警告を報知する第二の報知手段とが備えられていることを特徴とする建設機械の管理システム。

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