JP2004263575A

JP2004263575A - 建設機械のエンジン制御装置

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Publication number: JP2004263575A
Application number: JP2003038869A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Kamon; 嘉樹加門; Koichi Mitsuki; 光一三ツ木
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-24
Also published as: WO2004072459A1; CN1751175A; EP1596054A1; US20060212211A1

Abstract

【課題】エンジン自動停止前の猶予時間を、エンジン動力が不要となった度合いについての過去の実績に基づいて自動的にかつ適正に設定する。
【解決手段】リモコン弁４が操作されず、猶予時間が経過し、かつオペレータの乗降口を開閉するゲートレバー１０が開かれたことを条件としてエンジン制御部７によってエンジン１を自動停止させる構成において、最新の過去複数回におけるゲートレバー開状態の時間の平均値を求め、この平均値をもとにして猶予時間を自動的に設定するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン動力を必要としない状況で燃料節約や排ガス及び騒音の低減等のためにエンジンを自動停止させる機能を備えた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】
従来、ショベルやクレーンにおいて、エンジン動力が不要な状態（通常は非作業状態）として予め設定されたオートストップ条件（たとえばオペレータの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれ、かつ、作業用アクチュエータを操作するレバーが無操作であること）が成立したときにエンジンを自動停止させる技術が公知である（たとえば特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、このオートストップ制御において、オートストップ条件の成立と同時にエンジンを停止させると、たとえばオペレータが短時間の用足しや打ち合わせのために一時的に降車した場合でもエンジンが自動停止してしまい、その後の再始動操作が煩わしいといった不都合が生じるため、猶予時間を設け、オートストップ条件の成立と猶予時間の経過のアンド条件でエンジンを停止させる技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４１０６９号公報
【特許文献２】
特開２０００−９６６２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知技術では、猶予時間は、オペレータが作業を再開するまでに要すると経験的に考えられる時間を目安とした固定値として定められている。
【０００６】
ところが、実際上、適正な猶予時間は、オペレータの個性や作業環境によって区々であり、またオペレータの交代等によって変化するため、予め設定された猶予時間（固定値）が最適であるとは限らない。
【０００７】
このため、猶予時間が実際には長すぎて無駄なエンジン運転時間が長くなったり、逆に短かすぎて頻繁な再始動が必要となったりするという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、オートストップ制御に用いられる猶予時間を、エンジン動力が不要となった度合いについての過去の実績に基づいて自動的にかつ適正に設定す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ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、動力源としてのエンジンと、このエンジンの動力が不要な状態であることを検出する動力不要状態検出手段と、この動力不要状態検出手段によって動力不要状態が検出されかつかつ設定された猶予時間が経過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、このエンジン制御手段は、上記動力不要状態が発生した度合いである動力不要度についての過去の実績に応じて、上記猶予時間を、実績としての動力不要度が高ければ短くする方向に自動設定するように構成されたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間を、実績としての動力不要度の関数として算出するように構成されたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、エンジン制御手段は、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の平均値ＴＲに応じて、猶予時間を、平均値ＴＲが長ければ猶予時間を短くする方向に自動設定するように構成されたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定し、平均値ＴＲと長時間側の基準値Ｓ２との関係においてＴＲ＜Ｓ２のときに猶予時間を基準値Ｓ２に、そうでないときに猶予時間を基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定し、平均値ＴＲ＜Ｓ２のときは猶予時間を平均値ＴＲに所定のマージンＴｍを加えた値に、そうでないときは基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の中に基準値Ｓ２未満のものがあるときは猶予時間を基準値Ｓ２に、そうでないときは基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたものである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、直前の動力不要時間が基準値Ｓ２未満のときは猶予時間の目標値Ｔ２ｒを基準値Ｓ２に、そうでないときは上記目標値Ｔ２ｒを基準値Ｓ１にそれぞれ設定し、次回の猶予時間をこの目標値Ｔ２ｒに向けて変化させるように構成されたものである。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１の構成において、エンジン制御手段は、最新の過去における単位時間当たりの動力不要状態の回数を計測し、この計測回数に応じて、猶予時間を、計測回数が多ければ長くする方向に自動設定するように構成されたものである。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８の構成において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２、それに単位時間当たりの動力不要状態の回数についての基準値Ｗとを予め設定し、計測回数Ｎ＜Ｗのときに猶予時間を基準値Ｓ１に、そうでないときに猶予時間を基準値Ｓ２にそれぞれ自動設定するように構成されたものである。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの構成において、動力不要状態検出手段は、オペレータの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたことを動力不要状態として検出するように構成されたものである。
【００１９】
上記構成によると、動力不要状態（請求項１０ではゲートレバーが開かれたこと）が発生する度合い（動力不要度）についての過去の実績に基づいて猶予時間が自動設定される。
【００２０】
具体的には、請求項２では動力不要度の関数として猶予時間が算出・設定され、請求項３〜５では動力不要時間の平均値に応じて猶予時間が設定される。
【００２１】
また、請求項６では最新の過去複数回のうちに動力不要時間が基準値未満のものがあったか否かに応じて猶予時間が二者択一され、また請求項７では直前の動力不要時間に応じて次回の猶予時間の目標値が設定され、この目標値に向けて各回の猶予時間が変化する。
【００２２】
一方、請求項８，９では、動力不要状態の回数に応じてそれぞれ猶予時間が設定される。
【００２３】
ここで、動力不要度の過去の実績は、オペレータの個性や作業環境が色濃く反映したものであり、かつ、公知技術のような固定値ではなく実績の積み重ねとともに変化する。
【００２４】
従って、この過去の実績に基づいて猶予時間を設定する本発明によると、常に、最新のオペレータの個性や作業環境に適合した過不足のない適正な猶予時間を設定し、無駄なエンジン運転と頻繁なエンジン再始動の煩わしさを最小限に抑えることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２６】
第１実施形態（図１〜図３参照）
図１において、１は動力源としてのエンジンで、このエンジン１によって油圧ポンプ２が駆動され、同ポンプ２の吐出油が油圧アクチュエータ回路３に供給される。
【００２７】
４はリモコン弁で、レバー４ａを有し、このレバー４ａの操作方向と操作量に応じたリモコン圧により、油圧アクチュエータ回路３中のコントロールバルブ（図示しない）が切換わり作動して、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータの作動方向と速度が制御される。
【００２８】
コントローラ５には、ガバナ制御部６を介してエンジン１の運転／停止を制御するエンジン制御部７と、リモコン弁４に設けられた圧力センサ８，８からの信号によってリモコン弁４が操作されたか否か（操作状態）を検出する操作状態検出部９と、オペレータの乗降口を開閉するゲートレバー１０が図中実線の閉状態から破線で示すように開かれた（オペレータの降車中）にオンとなるゲートレバースイッチ１１からの信号によって乗降状態を検出する乗降状態検出部１２とが設けられている。
【００２９】
１３はエンジン１の始動／停止及び電源のオン／オフを制御するエンジンスイッチ、１４は次に説明するエンジン制御部７による猶予時間設定機能を解除する解除スイッチ、１５はこの解除スイッチ１４によって猶予時間設定機能が解除された状態でオペレータによって猶予時間を手動設定するためのトリマである。
【００３０】
エンジン制御部７によるオートストップ制御の内容を図２を併用して説明する。
【００３１】
制御開始とともに操作状態検出部９からの信号に基づいてリモコン弁４が無操作か否かが判断され（ステップＳ１）、操作されていればエンジン動力が必要であるため次のステップには移行しない。
【００３２】
一方、このステップＳ１でＹＥＳ（無操作）となると、ステップＳ２で猶予時間Ｔ２が経過したか否か、ステップＳ３でゲートレバー１０が開かれたか否かがそれぞれ判断され、いずれもＹＥＳのときにステップＳ４でエンジン１が自動停止する。
【００３３】
また、エンジン制御部７にはタイマ１６が設けられ、動力不要状態が発生するごとにこのタイマ１６により動力不要時間が計測されて図示しない記憶部に記憶され、最新の過去複数回における動力不要時間の平均値に基づいて次の動力不要時におけるエンジン停止の猶予時間Ｔ２が定められる。
【００３４】
この猶予時間Ｔ２の自動設定作用を図３を併用して説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１１でゲートレバー１０が開かれたか否かが判断され、ＹＥＳとなると、ステップＳ１２でタイマカウント値Ｔ１がクリア（Ｔ１＝０）され、ゲートレバー１０が閉じられるまでの時間（動力不要時間）Ｔ１がタイマ１６によってカウントされる（ステップＳ１４）。
【００３６】
次に、ステップＳ１５で最新の過去ｎ回の動力不要時間Ｔ１が記憶されるとともに、ステップＳ１６で、最新の過去ｎ回における動力不要時間Ｔ１の平均値ＴＲが算出され、ステップＳ１７〜Ｓ１９において、この平均値ＴＲに基づいて猶予時間Ｔ２が求められる。
【００３７】
すなわち、エンジン制御部７には、予め、猶予時間について短時間側の基準値Ｓ１（たとえば３０秒）と、長時間側の基準値Ｓ２（たとえば１０分）が定められている。
【００３８】
これら両基準値Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ動力不要時間が短い場合、及び長い場合の標準的な時間として経験的に考えられる値であり、ステップＳ１７において平均値ＴＲが基準値Ｓ２未満（ＴＲ＜Ｓ２）か否かが判断され、ＮＯ（ＴＲ≧Ｓ２）の場合は、過去の実績として動力不要時間が長時間であるから次回はエンジン１を早く停止させるべきとして、ステップＳ１８で猶予時間Ｔ２がＳ１に設定される。
【００３９】
一方、ステップＳ１７でＹＥＳ（ＴＲ＜Ｓ２）のときは、逆に、過去の実績として動力不要時間が短時間であるから次回はエンジン１を遅く停止させるべきとして、ステップＳ１９で猶予時間Ｔ２がＳ２に設定される。
【００４０】
このように、図２に示すオートストップ制御のステップＳ２で用いられる猶予時間Ｔ２が、最新の実績に基づいて設定され、かつ、更新される。
【００４１】
図４はこうして設定された猶予時間Ｔ２によるエンジン回転／停止状況を示すもので、Ｔ２＝Ｓ１の場合はゲートレバー１０が開いてＳ１後にエンジン停止し、Ｔ２＝Ｓ２の場合はゲートレバー１０が開いてＳ２後にエンジン停止する。
【００４２】
この結果、設定された猶予時間Ｔ２が、オペレータの個性や作業環境を色濃く反映した過不足のない適正値である可能性が高い。このため、図４のようにゲートレバー開き時間Ｔ１が長い場合に早期にエンジン停止させて燃料節約等を図り、ゲートレバー開き時間Ｔ１が短ければエンジン停止まで長時間待つことでエンジン再始動の煩わしさをなくするという、猶予時間を持たせることの本来の目的を達成することができる。
【００４３】
とくに、平均値ＴＲをもとにするため、機械の使用時間が長くなるほど、設定される猶予時間が実情に合ったものとなり、適正値としての精度が高まる。
【００４４】
第２〜第５実施形態（図５〜図１０参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。なお、以下の実施形態においては、見かけ上の構成が第１実施形態（図１）と同じであるため、いずれも構成は図１を援用するものとして図示省略し、フローチャート及びゲートレバー開閉とエンジン回転／停止のタイミングチャートのみを示している。
【００４５】
第２実施形態においては、図５に示すように、第１実施形態における図３のステップＳ１１〜Ｓ１７と同じ内容であるステップＳ２１〜Ｓ２７を踏み、ステップＳ２７でＴＲ＜Ｓ２でないときはステップＳ２８でＴ２＝Ｓ１に設定されるが、ＴＲ＜Ｓ２のときに、ステップＳ２９で、ＴＲに予め設定したマージン（たとえば１分）Ｔｍが加算されてＴ２が設定される。
【００４６】
この設定によるゲートレバー開閉とエンジン回転／停止の状況は図６に示すようになる。
【００４７】
第３実施形態においては、図７に示すように、第１実施形態における図３のステップＳ１１〜Ｓ１５と同じ内容であるステップＳ３１〜Ｓ３５の後、ステップＳ３６で、過去ｎ回のゲートレバー開き時間Ｔ１（１）〜Ｔ１（ｎ）中に基準値Ｓ２未満のものが１回でもあるか否かを判断し、無い場合はステップＳ３７でＴ２＝Ｓ１に、ある場合はステップＳ３８でＴ２＝Ｓ２にそれぞれ設定される。この結果を図８に示す。
【００４８】
第４実施形態においては、図９に示すように、第１実施形態における図３のステップＳ１１〜ステップＳ１４と同じ内容であるステップＳ４１〜Ｓ４４の後、ステップＳ４５でゲートレバー開き時間Ｔ１と長時間側基準値Ｓ２とを比較する。
【００４９】
ここで、Ｔ１＜Ｓ２でない場合はステップＳ４６で猶予時間の目標値Ｔ２ｒをＳ１に、Ｔ１＜Ｓ２の場合はステップＳ４７で目標値Ｔ２ｒをＳ２にそれぞれ設定し、この目標値Ｔ２ｒに向けて猶予時間Ｔ２を最大Ｖ±ｍ（たとえば１０秒）ずつ変化させる。
【００５０】
この結果、図１０に示すように猶予時間Ｔ２がＳ１とＳ２の間で目標値Ｔ２ｒに向かって徐々に変化する。
【００５１】
これら第２〜第４各実施形態によっても、基本的に第１実施形態の場合と同様に、ゲートレバー開き時間Ｔ１が短ければエンジン停止を遅くし、長ければエンジン停止を早くして、エンジン１の無駄な運転と不必要な停止を回避することができる。
【００５２】
第５、第６実施形態（図１１，１２参照）
第５実施形態においては、図１１に示すように、ゲートレバー開き後、最新の過去Ｘ時間内でゲートレバー１０が開かれた回数Ｎ（動力不要状態となった頻度）が算出されステップＳ５１，Ｓ５２）、ステップＳ５３でこの算出回数Ｎと、予め定められた基準値Ｗとが比較される。
【００５３】
上記基準値Ｗは、Ｘ時間内での標準的なレバー開き回数として経験的に考えられる値であり、Ｎ＜Ｗの場合は、低頻度であるからエンジン１を早く停止させるべきとしてステップＳ５４でＴ２＝Ｓ１に、そうでないときは、高頻度であるからエンジン１を遅く停止させるべきとしてステップＳ５５でＴ２＝Ｓ２にそれぞれ設定される。
【００５４】
一方、第６実施形態においては、図１２に示すように、ゲートレバー開き後、最新の過去Ｘ時間内でゲートレバー開き回数Ｎが算出され（ステップＳ６１，Ｓ６２）、ステップＳ６３で、この算出回数Ｎが多ければＴ２を長くする方向のＮの関数として猶予時間Ｔ２が求められる。
【００５５】
この第５及び第６両実施形態によっても、第１〜第４各実施形態と同様に、過去の実績に基づいて猶予時間Ｔ２を設定するため、この猶予時間Ｔ２がオペレータの個性や作業環境に適合した値となる。
【００５６】
他の実施形態
（１）第１及び第２両実施形態のバリエーションとして、最新の過去ｎ回のゲートレバー開き時間Ｔ１のうち、最大値と最小値を除外し、残りの数値から平均値ＴＲを求めるようにしてもよい。
【００５７】
（２）第１及び第２両実施形態の他のバリエーションとして、最新の過去ｎ回のゲートレバー開き時間Ｔの平均値ＴＲの関数として猶予時間Ｔ２を求めるようにしてもよい。
【００５８】
（３）上記各実施形態では、動力不要状態のデータとしてゲートレバー開き時間Ｔ１、または単位時間当たりの開き回数Ｎを用いるようにしたが、他のデータ（たとえばリモコン弁４が操作されなかった時間または回数）を用いてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、オペレータの好みや作業環境が反映する動力不要度の過去の実績に基づいて猶予時間を割り出し、自動設定する構成としたから、この猶予時間として固定値を用いる公知技術と比較して、常に、オペレータの好みや作業環境に適合した過不足のない適正な猶予時間を設定し、無駄なエンジン運転と頻繁なエンジン再始動の煩わしさを最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】同実施形態によるオートストップ制御の内容を説明するためのフローチャートである。
【図３】同実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転／停止の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転／停止の関係を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【図８】同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転／停止の関係を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【図１０】同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転／停止の関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第６実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
５コントローラ
７エンジン制御部（エンジン制御手段）
９動力不要状態検出手段としての操作状態検出部
１２動力不要状態検出手段としての乗降状態検出部

Claims

動力源としてのエンジンと、このエンジンの動力が不要な状態であることを検出する動力不要状態検出手段と、この動力不要状態検出手段によって動力不要状態が検出されかつかつ設定された猶予時間が経過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、このエンジン制御手段は、上記動力不要状態が発生した度合いである動力不要度についての過去の実績に応じて、上記猶予時間を、実績としての動力不要度が高ければ短くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間を、実績としての動力不要度の関数として算出するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の平均値ＴＲに応じて、猶予時間を、平均値ＴＲが長ければ猶予時間を短くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項３記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定し、平均値ＴＲと長時間側の基準値Ｓ２との関係においてＴＲ＜Ｓ２のときに猶予時間を基準値Ｓ２に、そうでないときに猶予時間を基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項３記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定し、平均値ＴＲ＜Ｓ２のときは猶予時間を平均値ＴＲに所定のマージンＴｍを加えた値に、そうでないときは基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の中に基準値Ｓ２未満のものがあるときは猶予時間を基準値Ｓ２に、そうでないときは基準値Ｓ１にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、直前の動力不要時間が基準値Ｓ２未満のときは猶予時間の目標値Ｔ２ｒを基準値Ｓ２に、そうでないときは上記目標値Ｔ２ｒを基準値Ｓ１にそれぞれ設定し、次回の猶予時間をこの目標値Ｔ２ｒに向けて変化させるように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、最新の過去における単位時間当たりの動力不要状態の回数を計測し、この計測回数に応じて、猶予時間を、計測回数が多ければ長くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項８記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値Ｓ１と長時間側の基準値Ｓ２、それに単位時間当たりの動力不要状態の回数についての基準値Ｗとを予め設定し、計測回数Ｎ＜Ｗのときに猶予時間を基準値Ｓ１に、そうでないときに猶予時間を基準値Ｓ２にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
請求項１乃至９のいずれかいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、動力不要状態検出手段は、オペレータの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたことを動力不要状態として検出するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。