JP2004301028A

JP2004301028A - Noise restraint device in construction machine

Info

Publication number: JP2004301028A
Application number: JP2003095253A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Isobe; 浩之磯部
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noise restraint device in a construction machine capable of reducing noises affecting a surrounding environment caused by the construction machine. <P>SOLUTION: This device has a microphone 20 for outputting signals based on respective levels of a surrounding noise level Y detected before starting an engine 11, or a total noise level A detected after starting the engine 11. A controller 23 has a memory portion 25 for memorizing a preset value in advance for restraining a maximum engine speed, a comparison portion 26 for comparing the surrounding noise level Y with the total noise level A, a judgment portion 27, an output portion 28. When the total noise level A is higher than the surrounding noise level Y, an operation-possible minimum engine speed as a minimum engine speed which can operate and is stored in the storage portion 25 (higher than idling speed, approx. 1500 rpm of engine speed, for example) is outputted to a control means 30 by the output portion 28, thus approximating the total noise level A to the surrounding noise level. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベルやクレーンなどの建設機械に備えられ、特に、エンジンの回転数を制御して騒音を抑えるのに好適な建設機械における騒音抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術について、油圧ショベルを例にあげて説明する。
【０００３】
油圧ショベルに原動機として搭載されるエンジンは、指令装置からの目標エンジン回転数の指令信号に基づき、制御手段としてのコントローラによって制御される構成となっている。この指令装置は、例えば、燃料レバー、ダイアルまたはアップダウンスイッチなどによって構成され、目標とするエンジンの回転数を設定するもので、運転者などが手動操作することにより操作量に対応した信号をコントローラに出力するようになっている。また、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を備え、この回転数検出手段からの信号をコントローラに出力している。コントローラは、記憶部を備え、この記憶部には振動レベルなどがピーク状に高くなるのに伴って騒音レベルが高くなる特定回転数域を予め格納している。
【０００４】
このような構成により、コントローラは、エンジンの回転数を読み込み、この回転数が特定回転数域内にあるか否かを判定しつつ、エンジンの回転数が特定回転数域内にあると判定したときには、コントローラで予め設定した駆動信号を出力する。そして、エンジンの回転数を、例えば１０ｒｐｍ程度だけ変更（増速または減速）している。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２５９６号公報
（第４−５頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成される建設機械、例えば油圧ショベルでは、掘削などの作業を行う関係より常時高いエンジン回転数で使用されることから、エンジンの作動により発生する騒音が本体の中では最大の騒音源となっている。このため、特に、住宅地、商店街などの人口の密集する都市部にて使用する際、エンジンの騒音が周囲に影響を与えてしまう問題がある。
【０００７】
また、近年では、騒音低減のための規制が厳しくなってきているので、エンジンの騒音を下げることが重要となっている。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、建設機械が周囲環境に与える騒音を、できる限り低減するようにした建設機械における騒音抑制装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、本体に設けられたエンジンと、このエンジンの目標エンジン回転数を指令する指令装置と、この指令装置から出力される信号に基づき、エンジン回転数を制御する制御手段とを備えた建設機械における騒音抑制装置において、前記本体もしくは前記本体近傍に騒音検出手段を設け、この騒音検出手段で検出した前記本体の周囲の騒音レベルに基づく信号を入力し、この信号から前記騒音レベルに近づくように予め騒音レベルと対応させて設定した目標エンジン回転数を前記制御手段に出力する騒音抑制手段を備え、前記制御手段は前記指令装置からの信号もしくは前記騒音抑制手段からの目標エンジン回転数に基づいた信号のどちらかで制御する構成にしてある。
【００１０】
このように構成した請求項１に係る発明では、予め騒音レベルと対応させて目標エンジン回転数を設定してあるので、エンジン回転数は検出した騒音レベルに近づくように制限され、これに伴って、周囲の騒音レベルに対応して建設機械を稼動でき、騒音レベルを抑えることができる。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記騒音検出手段を、本体の周囲の周囲騒音レベルもしくは、この周囲騒音レベルと本体から発生する本体の騒音レベルとからなる全騒音レベルを検出する構成にしてある。
【００１２】
また、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、エンジンの始動前に検出した前記周囲騒音レベルに基づく信号を出力し、もしくは、エンジン始動後に検出した前記全騒音レベルに基づく信号を出力する前記騒音検出手段を備え、前記騒音抑制手段には、前記周囲騒音レベルと対応させた目標エンジン回転数に最高エンジン回転数を制限させるための設定値を予め記憶する記憶部と、前記周囲騒音レベルと前記全騒音レベルとを比較する比較部と、この比較部で比較した騒音レベルのうち前記全騒音レベルが前記周囲騒音レベルより高いか否かを判定する判定部と、この判定部で前記全騒音レベルが高いと判定された時に前記記憶部にアイドル回転数より高く設定された作業可能な最低エンジン回転数を、前記制御手段に出力する出力部とを備えた構成にしてある。
【００１３】
このように構成した請求項３に係る発明では、エンジン始動前に周囲騒音レベルを検出し、この周囲騒音レベルに基づいて周囲騒音レベルに近い状態となるように最高エンジン回転数を設定してエンジン回転数を制御できるので、深夜及び早朝などに全騒音レベルを抑えたエンジン回転数で作業を行うことができる。
【００１４】
また、本願の請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記騒音抑制手段は、タイマ機能を有し、予め設定された時間毎に前記騒音検出手段により前記全騒音レベルを検出し、この検出した騒音レベルに基づいて新たに設定した目標エンジン回転数を前記制御手段に出力するように構成してある。
【００１５】
このように構成した請求項４に係る発明では、定期的に全騒音レベルを検出するようにしたので、周囲騒音レベルが変化した場合についても、この周囲の環境に対応したエンジン回転数制御を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建設機械における騒音抑制装置の実施形態を図１ないし４に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の建設機械における騒音抑制装置を示す全体構成図であり、図２は、本発明の最高エンジン回転数の設定処理手順を示すフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態による騒音抑制装置の処理手順を示すフローチャートであり、図４は、エンジン回転数と騒音レベルとの関係を示す特性線図である。
【００１８】
一般に、油圧ショベル，クレーンなどの建設機械にあっては、エンジンとしてのディーゼルエンジンを搭載し、このディーゼルエンジンにより油圧源となる油圧ポンプなどを駆動するようにしてある。
【００１９】
図１において、１は油圧ショベルを示し、この油圧ショベル１は、走行モータ（図示せず）などを有した走行体２ａと、この走行体２ａ上に旋回可能にとりつけられた旋回体２ｂと、この旋回体２ｂ上に俯仰動可能に取付けられた作業機４とから大略構成されている。ここで、走行体２ａと旋回体２ｂとで本体３を構成し、本体３内部（正確には旋回体２ｂ上）には、後述するエンジン１１や油圧ポンプ（図示せず）などが搭載されている。
【００２０】
作業機４は、旋回体２ｂ上に俯仰動可能に設けられたブーム５と、このブーム５の先端に回動可能に設けられたアーム６と、このアーム６の先端に回動可能に設けられたバケット７とを備え、ブーム５を俯仰動させるブームシリンダ８と、アーム６を回動させるアームシリンダ９と、バケット７を回動させるバケットシリンダ１０とから構成されている。
【００２１】
１１はディーゼルエンジンなどからなるエンジンを示し、１２はこのエンジン１１に付設されるガバナを示している。ガバナ１２は、ガバナレバー１３が増速方向Ｈ及び減速方向Ｌに回動することにより、この回動角に応じてこのエンジン１１の回転数を増減させるものである。ガバナ１２にはガバナレバー１３の回動範囲を規制するストッパ１４Ａ，１４Ｂが設けられ、ガバナレバー１３はばね１５によってストッパ１４Ａ側に向けて常時付勢されている。そして、ガバナレバー１３がストッパ１４Ａに当接したときに、ガバナ１２はエンジン１１の回転数を最低回転数（アイドル回転数または零）とし、ガバナレバー１３がストッパ１４Ｂに当接したときに、エンジン１１の回転数を最高回転数（フル回転数）に設定する。
【００２２】
１６はガバナ１２のガバナレバー１３を回動させる電動モータ、例えばステッピングモータを示し、ステッピングモータ１６の出力軸には回動レバー１６Ａがリンク１７を介してガバナレバー１３に取付けられており、回動レバー１６Ａを増速方向Ｈ及び減速方向Ｌに回動させるように設けてある。
【００２３】
本実施形態では、上記ガバナ１２，ガバナレバー１３，ストッパ１４Ａ，１４Ｂ，ばね１５，ステッピングモータ１６，回動レバー１６Ａ及びリンク１７によって、エンジン１１の回転数を制御する制御手段３０を構成している。制御手段３０は、上記の構成に限られるものではない。
【００２４】
１８はエンジン回転数を検出し検出信号を出力する回転数センサを示し、後述するコントローラ２３に実回転数としての検出信号を出力させるものである。１９はエンジン１１の目標回転数を手動操作により指令する指令手段を示し、この指令手段１９からの指令信号あるいは前記回転数センサ１８からの検出信号に基づいて、前記ステッピングモータ１６に駆動信号を出力させるものである。
【００２５】
以上の構成については、従来技術と同様な構成である。次に本発明の要部について説明する。
【００２６】
本発明における一実施形態では、図１に示すように、騒音レベルを測定する騒音検出手段としての高感度のマイクロフォン２０は、例えば、建設機械としての油圧ショベル１の本体３の運転室上部に位置する屋根に備えてある。ここで、騒音レベルとは、油圧ショベル１の稼動する周囲の周囲騒音レベルＹ，もしくは油圧ショベル１の稼動時の全騒音レベルＡを示す。また、全騒音レベルＡとは、エンジン始動後に測定した騒音レベルを示し、エンジン始動前に測定した周囲騒音レベルＹとエンジン始動後に本体３から発生する本体３の騒音レベルＡ１とのログの和で表されるものとする。
【００２７】
【数１】

マイクロフォン２０は、始動スイッチ２１に接続され、エンジン始動前において、始動スイッチ２１が押されると周囲騒音レベルＹを検出するように設けてあり、検出した周囲騒音レベルＹを後述するコントローラ２３の入力部２４に入力するように接続してある。すなわち、エンジン始動前においてマイクロフォン２０を作動可能にバッテリ２２と始動スイッチ２１とを接続してある。また、エンジン始動後においてマイクロフォン２０は、全騒音レベルＡを検出するように、コントローラ２３の後述する出力部２８より出力される指令信号を、マイクロフォン２０に入力するように接続してある。
【００２８】
２３は騒音抑制手段としてのコントローラを示し、このコントローラ２３は、入力部２４，出力部２８，記憶部２５，比較部２６及び判定部２７から構成してある。
【００２９】
入力部２４には、マイクロフォン２０により検出される周囲騒音レベルＹ及び全騒音レベルＡのそれぞれに基づいた信号と、指令装置１９からの指令信号と、エンジン始動後においては、回転数センサ１８から出力されたエンジン回転数に基づく信号とを入力するようにしてある。記憶部２５には、周囲騒音レベルＹに対応させて設定した目標エンジン回転数と、全騒音レベルＡに対応させて設定した目標エンジン回転数とを予め記憶し、掘削作業の可能な最低エンジン回転数を予め設定してある。また、タイマに予め設定される時間ｔを記憶してある。さらに、マイクロフォン２０により検出した周囲騒音レベルＹ及び全騒音レベルＡに基づくエンジン回転数を記憶可能にしてある。比較部２６には、測定した周囲騒音レベルＹと全騒音レベルＡとを比較させ、判定部２７には、比較部２６で比較された騒音レベルのうち全騒音レベルが周囲騒音レベルより高いか否かを判定するように設定してある。出力部２８には、判定部２７において全騒音レベルが周囲騒音レベルに比べて高いと判定された時に、この騒音レベルに対応した目標エンジン回転数としての出力信号、すなわち、記憶部２５にアイドル回転数より高く設定された作業可能な最低エンジン回転数に対応する出力信号を、ステッピングモータ１６に出力するように設定してある。また、出力部２８には、マイクロフォン２０へ騒音検出のための指令信号を出力するように設定し、エンジン１１に備えてあるスタータ２９へエンジン始動のための指令信号を出力するように設定してある。
【００３０】
上述したコントローラ２３は、騒音抑制手段としての制御機能を有している他、ここでは説明を省略するが、馬力制御やスピードセンシング制御などの制御機能を備えてある。
【００３１】
また、指令装置１９としての例えば、燃料レバーは、目標とするエンジンの回転数を設定するもので、このレバーが動作されると、後述する騒音抑制手段としての処理が行われていたとしても、この処理をＯＦＦにするようにしてある。すなわち、燃料レバーが動かされた時に限っては、燃料レバーからの指令した信号を優先させ、従来技術と同様に、運転者などが手動操作することにより操作量に対応した信号をコントローラ２３に出力するように設定してある。
【００３２】
次に、コントローラ２３による処理手順を、図２及び図３に示されたフローチャートを参照しながら説明する。
【００３３】
まず、初めに、エンジン始動前の処理手順について図２を用いて説明する。
【００３４】
（ステップ１）油圧ショベルで作業する場合には、始動スイッチ２１をＯＮにしてバッテリ２２からマイクロフォン２０及びコントローラ２３に電気を導く。
【００３５】
（ステップ２）マイクロフォン２０により周囲騒音レベルＹを測定し、この周囲騒音レベルＹを入力信号としてコントローラ２３の入力部２４に送る。
【００３６】
（ステップ３）入力部２４に入力された周囲騒音レベルＹは、コントローラ２３の比較部２５において、記憶部２５より読み出された掘削作業可能な最低エンジン回転数Ｎｍｉｎに対応する騒音レベルＸ（以下騒音レベルＸとする）と比較される。その後、コントローラ２３の判定部２７により、騒音レベルＸに対して周囲騒音レベルＹが騒音レベルＸ以下か否かを判定する。ここで、掘削作業可能な最低エンジン回転数とは、アイドル回転数よりは回転数の高い、例えば、１５００ｒｐｍ程度を示す。
【００３７】
（ステップ４〜６）判定部２７において、周囲騒音レベルＹが騒音レベルＸ以下と判定されると、予め設定してある掘削作業可能な最低エンジン回転数Ｎｍｉｎを作業時の最高エンジン回転数として設定し、記憶部２５に記憶する。
【００３８】
（ステップ７〜９）一方、判定部２７において、周囲騒音レベルＹが騒音レベルＸよりも高いと判定されると、周囲騒音レベルＹに対応させて予め設定してある最高エンジン回転数Ｎｍａｘを、作業時の最高エンジン回転数として設定し、記憶部２５に記憶する。つまり、作業時のエンジン回転数を、最低エンジン回転数Ｎｍｉｎより高く最高エンジン回転数Ｎｍａｘ以下の範囲となるように設定する。
【００３９】
これらの手順を経てエンジン１が始動される。
【００４０】
次に、図３に示したフローチャートを参照しながら、エンジン始動後の処理手順について説明する。
【００４１】
（ステップ１０）油圧ショベルのブームシリンダ８，アームシリンダ９及びバケットシリンダ１０を作動させ、ブーム５，アーム６及びバケット７を動かして作業する際に、エンジン１やポンプ（図示せず）などの騒音を含む全騒音レベルＡをマイクロフォン２０により測定し、この全騒音レベルＡをコントローラ２３の入力部２４に入力する。
【００４２】
（ステップ１１）コントローラ２３の判定部２７において、エンジン始動前に測定した周囲騒音レベルＹに対して、全騒音レベルＡが高いか否かを判定する。
【００４３】
（ステップ１２，１３）例えば、図４のＩの領域の点αに示すように、早朝や深夜における市街地などで油圧ショベルの全騒音レベルＡが周囲騒音レベルＹより高くなる場合（油圧ショベルから出る騒音レベルよりも周囲の騒音レベルが低い場合）には、比較部２６により騒音レベルの比較処理を行い、判定部２７において全騒音レベルＡが周囲騒音レベルＹより高いと判定する。そして、出力部２８により、ガバナレバー１３を下限ストッパ１４Ａに当接する方向に回動させる制御信号を、作業可能な最低エンジン回転数を指令する信号としてステッピングモータ１６，ガバナ１２を介してエンジン１１に出力する。これにより、図４の直線上の点αを騒音レベル及びエンジン回転数を下げる方向に、すなわち、点α´に移動させる。よって、エンジン回転数は、掘削作業可能な最低エンジン回転数Ｎｍｉｎに設定され、この最低エンジン回転数Ｎｍｉｎに対応する最低全騒音レベルＡｍｉｎ（騒音レベルＸ）で作業を行う。
【００４４】
（ステップ１４，１５）一方、例えば、図４のＩの領域の点βに示すように、昼間の線路脇や高速道路周辺などで（ステップ１２，１３）とは逆に周囲騒音レベルＹが油圧ショベルの全騒音レベルＡより高くなる場合には、比較部２６により騒音レベルの比較処理を行い、判定部２７において周囲騒音レベルＹが全騒音レベルＡより高いと判定する。そして、出力部２８により、ガバナレバー１３を上限ストッパ１４Ｂに当接する方向に回動させる制御信号を、掘削作業可能な最低エンジン回転数より高い任意エンジン回転数を指令する信号としてステッピングモータ１６，ガバナ１２を介してエンジン１１に出力する。これにより、例えば、図４上の点βを騒音レベル及びエンジン回転数を上げる方向に、すなわち、点β´方向へ移動させる。よって、記憶部２５に記憶された最高エンジン回転数Ｎｍａｘ以下の任意エンジン回転数Ｎで作業が行われ、この任意エンジン回転数Ｎに対応する任意の全騒音レベルＡで作業を行う。
【００４５】
（ステップ１６）その後、記憶部２５にタイマ機能を働かせるため予め設定された時間ｔが経過したか否かを判定部２７により判定する。時間ｔが経過していれば、ステップ１０に戻って、マイクロフォン２０により全騒音レベルＡａを新たに測定し、上述の処理を繰り返す。
【００４６】
（ステップ１７）上述したステップ１３，ステップ１５のそれぞれの全騒音レベルＡに基づいて、継続して掘削作業を行う。その後、ステップ１６に戻って、時間ｔが経過したか否かを判定部２７により判定する。
【００４７】
始動スイッチ２１がＯＦＦされると上述した騒音抑制手段２３による処理が終了する。
【００４８】
このように構成した一実施形態によれば、マイクロフォン２０で検出した周囲騒音レベルＹに基づく信号を入力し、この信号から周囲騒音レベルＹに近づくように予め周囲騒音レベルＹと対応させて設定した目標エンジン回転数をコントローラ２３に出力するように騒音抑制手段を構成したので、例えば、深夜及び早朝などの住宅地の密集した場所で作業を行う時に、周囲の騒音レベルを考慮して周囲の騒音レベルに近づけるようにエンジン回転数を制御でき、従来に比べて騒音レベルを抑えることができる。これに伴って、騒音レベルが周囲に与える影響を緩和することができ、騒音低減のための規制に適用させることができる。
【００４９】
また、制御手段は指令装置からの信号もしくは騒音抑制手段により処理した信号のどちらかで制御する構成としたので、周囲の騒音レベルを気にする必要のない時には、任意のエンジン回転数を選択して作業を行うことが可能となって、使用性を向上することができ、効率の良い作業を行うことができる。
【００５０】
全騒音レベルＡを、エンジン始動後に定期的に検出し、新たに検出した全騒音レベルＡａを基にして新たなエンジン回転数を設定するようにしたので、周囲の騒音レベルの変化に応じてエンジン回転数を制御することができ、これに伴って、従来に比べて作業現場の周囲環境への影響を最小限に留めることができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態では、マイクロフォン２０を油圧ショベル１の本体３の運転室上部に位置する屋根に備えるものについて説明したが、本発明は、これに限定されず、掘削や旋回等の作業の支障とならない、例えば、油圧ショベル１の作業機４のバケット７を最大延出部に位置させ旋回体２ｂを旋回した場合にバケット７が当接しない位置、つまり、最大旋回範囲外で、かつ、本体３の近傍で周囲騒音レベルＹと全騒音レベルＡとが検出可能な場所に配置し、マイクロフォン２０により検出した騒音レベルを騒音抑制手段２３へ無線により出力し、騒音抑制手段２３からの指令信号を無線により入力する構成にしても同様な作用効果を有する。
【００５２】
なお、上述した実施形態では、ガバナ１２を機械的に制御するものについて説明したが、本発明は、これに限定されず、電子ガバナを用いてエンジンを制御するものに適用しても同様な作用効果を有する。
【００５３】
また、上述した実施形態では、油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されず、クレーンなどの他の建設機械に適用しても同様の作用効果を有する。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、騒音検出手段で検出した騒音レベルに基づく信号を入力し、この信号から騒音レベルに近づくように予め騒音レベルと対応させて設定した目標エンジン回転数を制御手段に出力するようにしたので、周囲の騒音レベルを考慮して周囲の騒音レベルに近づけるようにエンジン回転数を制御でき、従来に比べて騒音レベルを抑えることができる。これに伴って、騒音レベルが周囲に与える影響を緩和することができる。また、制御手段は指令装置からの信号もしくは騒音抑制手段により処理した信号のどちらかで制御するようにしたので、周囲の騒音レベルを気にする必要のない時には、騒音抑制手段による処理を行わず、手動操作によって指令装置からエンジン回転数を設定することができ、周囲環境の状況に応じたエンジン回転数の設定を行うことが可能となって、効率の良い作業を行うことができる。
【００５５】
また、特に請求項３記載の発明によれば、エンジン始動前に周囲騒音レベルを検出し、もしくは、エンジン始動後に全騒音レベルを検出する騒音検出手段を備え、騒音抑制手段の判定部によって、全騒音レベルが周囲騒音レベルより大きいと判定された時には、記憶部に記憶された設定値の中の作業可能な最低エンジン回転数としての作業可能な最低エンジン回転数を制御手段に出力するようにしたので、周囲の騒音レベルに応じて周囲の騒音レベルに近づけるようにエンジン回転数を制御でき、従来に比べて作業現場の周囲環境への影響を最小限に留めることができる。
【００５６】
また、特に請求項４記載の発明によれば、前記全騒音レベルを、エンジン始動後に定期的に検出し、この検出した騒音レベルを基にして新たなエンジン回転数を設定するようにしたので、周囲の騒音レベルの変化に応じてエンジン回転数を制御することができ、これに伴って、従来に比べて作業現場の周囲環境への影響を最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建設機械における騒音抑制装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の最高エンジン回転数の設定処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態による騒音抑制装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】エンジン回転数と騒音レベルとの関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１油圧ショベル
２ａ走行体
２ｂ旋回体
３本体
４作業機
５ブーム
６アーム
７バケット
８ブームシリンダ
９アームシリンダ
１０バケットシリンダ
１１エンジン
１２ガバナ
１３ガバナレバー
１４Ａ下限ストッパ
１４Ｂ上限ストッパ
１５ばね
１６ステッピングモータ
１６Ａ回動レバー
１７リンク
１８回転数センサ
１９指令装置
２０マイクロフォン（騒音検出手段）
２１始動スイッチ
２２バッテリ
２３コントローラ（騒音抑制手段）
２４入力部
２５記憶部
２６比較部
２７判定部
２８出力部
２９スタータ
３０制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a noise suppression device provided in a construction machine such as a hydraulic shovel or a crane, for example, and more particularly to a noise suppression device for a construction machine suitable for controlling the number of revolutions of an engine to suppress noise.
[0002]
[Prior art]
This type of prior art will be described using a hydraulic excavator as an example.
[0003]
The engine mounted on the hydraulic shovel as a prime mover is configured to be controlled by a controller as control means based on a command signal of a target engine speed from a command device. The command device is configured by, for example, a fuel lever, a dial, or an up / down switch, and sets a target engine speed. A signal corresponding to an operation amount is manually controlled by a driver or the like to a controller. Output. In addition, a rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the engine is provided, and a signal from the rotation speed detection unit is output to the controller. The controller includes a storage unit, and stores in advance a specific rotation speed range in which the noise level increases as the vibration level or the like increases in a peak manner.
[0004]
With such a configuration, the controller reads the engine speed and determines whether or not the engine speed is within the specific speed range while determining whether or not the engine speed is within the specific speed range. The controller outputs a drive signal set in advance by the controller. Then, the number of revolutions of the engine is changed (increased or decelerated) by, for example, about 10 rpm. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-32596 (page 4-5, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the construction machine configured as described above, for example, a hydraulic shovel, is always used at a high engine speed for work such as excavation, the noise generated by the operation of the engine is the largest noise in the main body. Source. For this reason, there is a problem that the noise of the engine affects the surroundings particularly when used in a densely populated urban area such as a residential area or a shopping street.
[0007]
In recent years, regulations for noise reduction have become stricter, and it is important to reduce engine noise.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described state of the art, and an object of the present invention is to provide a noise suppression device for a construction machine in which the noise given to the surrounding environment by the construction machine is reduced as much as possible.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 of the present application is based on an engine provided in a main body, a command device for commanding a target engine speed of the engine, and a signal output from the command device. A noise suppression device for a construction machine having a control unit for controlling an engine speed, wherein a noise detection unit is provided at or near the main body, and a signal based on a noise level around the main body detected by the noise detection unit. And a noise suppression unit that outputs a target engine speed previously set in correspondence with the noise level from the signal so as to approach the noise level to the control unit, and the control unit outputs a signal from the command device. Alternatively, the control is performed by either the signal based on the target engine speed from the noise suppression unit.
[0010]
In the invention according to claim 1 configured as described above, since the target engine speed is set in advance in correspondence with the noise level, the engine speed is limited so as to approach the detected noise level. The construction machine can be operated according to the surrounding noise level, and the noise level can be suppressed.
[0011]
In the invention according to claim 2 of the present application, in the invention according to claim 1, the noise detection unit is configured to detect the ambient noise level around the main body or the ambient noise level and the noise level of the main body generated from the main body. The total noise level is detected.
[0012]
The invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 2, wherein a signal based on the ambient noise level detected before starting the engine is output, or the signal based on the total noise level detected after starting the engine is output. A storage unit for storing a preset value for limiting a maximum engine speed to a target engine speed corresponding to the ambient noise level, comprising: A comparing unit that compares the ambient noise level with the total noise level, and a determining unit that determines whether the total noise level is higher than the ambient noise level among the noise levels compared by the comparing unit. When the determination unit determines that the total noise level is high, the workable minimum engine rotation speed set higher than the idle rotation speed in the storage unit is sent to the control unit. It is then configured to include an output section for force.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the ambient noise level is detected before the engine is started, and the maximum engine speed is set based on the ambient noise level so as to be close to the ambient noise level. Since the number of revolutions can be controlled, the work can be performed at an engine revolution number in which the total noise level is suppressed, such as at midnight or early morning.
[0014]
Also, in the invention according to claim 4 of the present application, in the invention according to claim 3, the noise suppression means has a timer function, and the noise detection means detects the total noise level at predetermined time intervals. The target engine speed newly set based on the detected noise level is output to the control means.
[0015]
According to the fourth aspect of the present invention, since the total noise level is detected periodically, even when the ambient noise level changes, the engine speed control corresponding to the surrounding environment is performed. be able to.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a noise suppression device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating a noise suppression device in a construction machine according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a setting process procedure of a maximum engine speed according to the present invention. FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the noise suppression device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an engine speed and a noise level.
[0018]
Generally, construction machines such as hydraulic excavators and cranes are equipped with a diesel engine as an engine, and the diesel engine drives a hydraulic pump or the like serving as a hydraulic pressure source.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator. The hydraulic excavator 1 includes a traveling body 2a having a traveling motor (not shown) and the like, a revolving body 2b rotatably mounted on the traveling body 2a, A work machine 4 is mounted on the revolving unit 2b so as to be able to move up and down. Here, the main body 3 is configured by the traveling body 2a and the revolving body 2b, and an engine 11 and a hydraulic pump (not shown), which will be described later, are mounted inside the main body 3 (accurately on the revolving body 2b). I have.
[0020]
The work implement 4 is provided with a boom 5 provided on the revolving unit 2b so as to be able to move up and down, an arm 6 provided rotatably at the tip of the boom 5, and a pivotally provided at the tip of the arm 6. And a boom cylinder 8 for raising and lowering the boom 5, an arm cylinder 9 for rotating the arm 6, and a bucket cylinder 10 for rotating the bucket 7.
[0021]
Reference numeral 11 denotes an engine such as a diesel engine, and reference numeral 12 denotes a governor attached to the engine 11. The governor 12 is configured to increase or decrease the number of revolutions of the engine 11 according to the rotation angle when the governor lever 13 rotates in the speed increasing direction H and the deceleration direction L. The governor 12 is provided with

stoppers

14A and 14B for regulating the rotation range of the governor lever 13, and the governor lever 13 is constantly urged by the spring 15 toward the stopper 14A. When the governor lever 13 contacts the stopper 14A, the governor 12 sets the rotation speed of the engine 11 to the minimum rotation speed (idling rotation speed or zero). When the governor lever 13 contacts the stopper 14B, the governor 12 stops rotating. Set the rotation speed to the maximum rotation speed (full rotation speed).
[0022]
Reference numeral 16 denotes an electric motor for rotating the governor lever 13 of the governor 12, for example, a stepping motor. A rotating lever 16A is attached to the governor lever 13 via a link 17 on the output shaft of the stepping motor 16, and the rotating lever 16A Are rotated in the speed increasing direction H and the decelerating direction L.
[0023]
In this embodiment, the governor 12, the governor lever 13, the

stoppers

14A and 14B, the spring 15, the stepping motor 16, the rotating lever 16A and the link 17 constitute a control means 30 for controlling the rotation speed of the engine 11. The control means 30 is not limited to the above configuration.
[0024]
Reference numeral 18 denotes a rotation speed sensor that detects an engine rotation speed and outputs a detection signal, and causes a controller 23 described later to output a detection signal as an actual rotation speed. Reference numeral 19 denotes command means for commanding the target rotation speed of the engine 11 by manual operation, and outputs a drive signal to the stepping motor 16 based on a command signal from the command means 19 or a detection signal from the rotation speed sensor 18. It is to let.
[0025]
The above configuration is the same as the conventional technology. Next, the main part of the present invention will be described.
[0026]
In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a high-sensitivity microphone 20 as a noise detecting means for measuring a noise level is located at, for example, an upper part of a cab of a main body 3 of a hydraulic shovel 1 as a construction machine. On the roof. Here, the noise level indicates the ambient noise level Y around which the excavator 1 operates or the total noise level A when the excavator 1 operates. The total noise level A indicates a noise level measured after the engine is started, and is a sum of a log of an ambient noise level Y measured before the engine is started and a noise level A1 of the main body 3 generated from the main body 3 after the engine is started. Shall be represented.
[0027]
(Equation 1)

The microphone 20 is connected to the start switch 21 and is provided so as to detect the ambient noise level Y when the start switch 21 is pressed before starting the engine. 24 is connected to input. That is, the battery 22 and the start switch 21 are connected so that the microphone 20 can be operated before the engine is started. Further, after the engine is started, the microphone 20 is connected to input a command signal output from an output unit 28 described later of the controller 23 to the microphone 20 so as to detect the total noise level A.
[0028]
Reference numeral 23 denotes a controller as noise suppression means. The controller 23 includes an input unit 24, an output unit 28, a storage unit 25, a comparison unit 26, and a determination unit 27.
[0029]
The input unit 24 includes a signal based on each of the ambient noise level Y and the total noise level A detected by the microphone 20, a command signal from the command device 19, and an output from the rotation speed sensor 18 after the engine is started. And a signal based on the determined engine speed. The storage unit 25 stores in advance a target engine speed set corresponding to the ambient noise level Y and a target engine speed set corresponding to the total noise level A, and stores the minimum engine speed at which excavation work is possible. The number is preset. Also, a preset time t is stored in a timer. Further, the engine speed based on the ambient noise level Y and the total noise level A detected by the microphone 20 can be stored. The comparing unit 26 compares the measured ambient noise level Y with the total noise level A, and the determining unit 27 determines whether the total noise level among the noise levels compared by the comparing unit 26 is higher than the ambient noise level. It is set to determine whether When the determination unit 27 determines that the total noise level is higher than the ambient noise level, the output unit 28 outputs an output signal as a target engine speed corresponding to the noise level, that is, the storage unit 25 outputs the idle speed. An output signal corresponding to the lowest operable engine speed set higher than the number is set to be output to the stepping motor 16. The output unit 28 is set to output a command signal for noise detection to the microphone 20 and set to output a command signal for engine start to a starter 29 provided in the engine 11. is there.
[0030]
The controller 23 described above has a control function as a noise suppression unit, and also has control functions such as a horsepower control and a speed sensing control, although the description is omitted here.
[0031]
Further, for example, the fuel lever as the command device 19 sets a target engine speed, and when this lever is operated, even if a process as noise suppression means described later is performed, This processing is turned off. That is, only when the fuel lever is moved, a signal instructed from the fuel lever is prioritized, and a signal corresponding to the operation amount is output to the controller 23 by manual operation by a driver or the like as in the related art. It is set to do.
[0032]
Next, a processing procedure by the controller 23 will be described with reference to flowcharts shown in FIGS.
[0033]
First, a processing procedure before starting the engine will be described with reference to FIG.
[0034]
(Step 1) When working with a hydraulic excavator, the start switch 21 is turned on, and electricity is led from the battery 22 to the microphone 20 and the controller 23.
[0035]
(Step 2) The ambient noise level Y is measured by the microphone 20, and this ambient noise level Y is sent to the input unit 24 of the controller 23 as an input signal.
[0036]
(Step 3) The ambient noise level Y input to the input unit 24 is converted into a noise level X (hereinafter referred to as a noise level X) corresponding to the minimum engine speed Nmin at which excavation work is possible, which is read from the storage unit 25 by the comparison unit 25 of the controller 23. Noise level X). Thereafter, the determination unit 27 of the controller 23 determines whether the ambient noise level Y is equal to or lower than the noise level X with respect to the noise level X. Here, the minimum engine rotation speed at which excavation work is possible indicates a rotation speed higher than the idle rotation speed, for example, about 1500 rpm.
[0037]
(Steps 4 to 6) When the determination unit 27 determines that the ambient noise level Y is equal to or lower than the noise level X, the preset minimum engine speed Nmin at which excavation work can be performed is set as the maximum engine speed during work. Then, it is stored in the storage unit 25.
[0038]
(Steps 7 to 9) On the other hand, when the determination unit 27 determines that the ambient noise level Y is higher than the noise level X, the maximum engine speed Nmax set in advance corresponding to the ambient noise level Y is determined by: It is set as the maximum engine speed during work and stored in the storage unit 25. That is, the engine speed during the operation is set to be in a range higher than the minimum engine speed Nmin and equal to or lower than the maximum engine speed Nmax.
[0039]
The engine 1 is started through these procedures.
[0040]
Next, a processing procedure after the engine is started will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
[0041]
(Step 10) When the boom cylinder 8, the arm cylinder 9, and the bucket cylinder 10 of the excavator are operated to move the boom 5, the arm 6, and the bucket 7, the noise of the engine 1 and a pump (not shown) is generated. Is measured by the microphone 20, and the total noise level A is input to the input unit 24 of the controller 23.
[0042]
(Step 11) The determination unit 27 of the controller 23 determines whether or not the total noise level A is higher than the ambient noise level Y measured before starting the engine.
[0043]
(Steps 12 and 13) For example, when the total noise level A of the excavator becomes higher than the ambient noise level Y in an urban area at an early morning or midnight as shown by a point α in the area I in FIG. If the ambient noise level is lower than the noise level), the comparing unit 26 performs a noise level comparison process, and the determining unit 27 determines that the total noise level A is higher than the ambient noise level Y. Then, the output unit 28 outputs a control signal for rotating the governor lever 13 in a direction of contacting the lower limit stopper 14A to the engine 11 via the stepping motor 16 and the governor 12 as a signal for instructing the minimum operable engine speed. I do. Thereby, the point α on the straight line in FIG. 4 is moved in a direction to lower the noise level and the engine speed, that is, to the point α ′. Therefore, the engine speed is set to the minimum engine speed Nmin at which excavation work is possible, and work is performed at the minimum total noise level Amin (noise level X) corresponding to the minimum engine speed Nmin.
[0044]
(Steps 14 and 15) On the other hand, for example, as shown by a point β in the area I in FIG. When the noise level is higher than the total noise level A of the shovel, the comparing unit 26 performs a noise level comparison process, and the determining unit 27 determines that the ambient noise level Y is higher than the total noise level A. The output unit 28 uses the control signal for rotating the governor lever 13 in the direction in which the governor lever 13 contacts the upper limit stopper 14B as a signal for instructing an arbitrary engine speed higher than the lowest engine speed at which excavation work can be performed. Is output to the engine 11 via the. Thereby, for example, the point β in FIG. 4 is moved in a direction to increase the noise level and the engine speed, that is, in the direction of the point β ′. Therefore, the work is performed at an arbitrary engine speed N equal to or less than the maximum engine speed Nmax stored in the storage unit 25, and the work is performed at an arbitrary total noise level A corresponding to the arbitrary engine speed N.
[0045]
(Step 16) Thereafter, the determination unit 27 determines whether or not a preset time t has elapsed in order to activate the timer function in the storage unit 25. If the time t has elapsed, the process returns to step S10, the total noise level Aa is newly measured by the microphone 20, and the above processing is repeated.
[0046]
(Step 17) Excavation work is continuously performed based on the total noise level A of each of Steps 13 and 15 described above. Thereafter, the process returns to step S16, and the determination unit 27 determines whether the time t has elapsed.
[0047]
When the start switch 21 is turned off, the above-described processing by the noise suppression unit 23 ends.
[0048]
According to the embodiment configured as described above, a signal based on the ambient noise level Y detected by the microphone 20 is input, and the signal is set in advance so as to approach the ambient noise level Y from the signal so as to approach the ambient noise level Y. Since the noise suppression means is configured to output the target engine speed to the controller 23, for example, when working in a dense residential area such as late at night or early in the morning, the surrounding noise level is taken into account in consideration of the surrounding noise level. The engine speed can be controlled so as to approach the level, and the noise level can be suppressed as compared with the conventional case. Accordingly, the influence of the noise level on the surroundings can be reduced, and the noise level can be applied to regulations for noise reduction.
[0049]
In addition, the control means is configured to control with either the signal from the command device or the signal processed by the noise suppression means, so when there is no need to worry about the surrounding noise level, select an arbitrary engine speed. Work can be performed, the usability can be improved, and efficient work can be performed.
[0050]
The total noise level A is periodically detected after the start of the engine, and a new engine speed is set based on the newly detected total noise level Aa. The number of rotations can be controlled, and accordingly, the influence on the surrounding environment of the work site can be minimized as compared with the related art.
[0051]
In the above-described embodiment, the microphone 20 is provided on the roof located above the cab of the main body 3 of the hydraulic excavator 1. However, the present invention is not limited to this. A position where the bucket 7 of the working machine 4 of the hydraulic shovel 1 does not hinder, for example, when the revolving unit 2b is turned with the bucket 7 of the working machine 4 of the excavator 1 turned, that is, outside the maximum turning range, A noise level detected by the microphone 20 is wirelessly output to the noise suppressor 23, and the command signal from the noise suppressor 23 is arranged in the vicinity of the main body 3 at a location where the ambient noise level Y and the total noise level A can be detected. The same operation and effect can be obtained by a configuration in which is input wirelessly.
[0052]
In the above-described embodiment, an example in which the governor 12 is mechanically controlled has been described. However, the present invention is not limited to this. Has an effect.
[0053]
In the above-described embodiment, the excavator 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and has the same operation and effect when applied to another construction machine such as a crane.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a signal based on the noise level detected by the noise detection means is input, and a target engine speed previously set in correspondence with the noise level from this signal so as to approach the noise level is obtained. Since the output is made to the control means, the engine speed can be controlled so as to approach the ambient noise level in consideration of the ambient noise level, and the noise level can be suppressed as compared with the conventional case. Accordingly, the influence of the noise level on the surroundings can be reduced. In addition, since the control means controls with either the signal from the command device or the signal processed by the noise suppression means, when there is no need to care about the surrounding noise level, the processing by the noise suppression means is not performed. The engine speed can be set from the command device by manual operation, and the engine speed can be set according to the situation of the surrounding environment, so that efficient work can be performed.
[0055]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a noise detecting means for detecting an ambient noise level before starting the engine or detecting a total noise level after starting the engine. When it is determined that the noise level is higher than the ambient noise level, the minimum operable engine speed as the minimum operable engine speed among the set values stored in the storage unit is output to the control unit. Therefore, the engine speed can be controlled so as to approach the ambient noise level according to the ambient noise level, and the influence on the surrounding environment at the work site can be minimized as compared with the related art.
[0056]
According to the invention, the total noise level is periodically detected after the engine is started, and a new engine speed is set based on the detected noise level. The engine speed can be controlled according to the change in the surrounding noise level, and accordingly, the influence on the surrounding environment of the work site can be minimized as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating a noise suppression device in a construction machine according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for setting a maximum engine speed according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the noise suppression device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed and a noise level.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2a Running body 2b Revolving superstructure 3 Main body 4 Work implement 5 Boom 6 Arm 7 Bucket 8 Boom cylinder 9 Arm cylinder 10 Bucket cylinder 11 Engine 12 Governor 13 Governor lever 14A Lower limit stopper 14B Upper limit stopper 15 Spring 16 Stepping motor 16A Rotating lever 17 Link 18 Speed sensor 19 Command device 20 Microphone (noise detecting means)
21 Start switch 22 Battery 23 Controller (Noise suppression means)
24 Input unit 25 Storage unit 26 Comparison unit 27 Judgment unit 28 Output unit 29 Starter 30 Control means

Claims

Noise suppression in a construction machine comprising an engine provided in a main body, a command device for commanding a target engine speed of the engine, and control means for controlling the engine speed based on a signal output from the command device In the device,
A noise detecting means is provided in the main body or in the vicinity of the main body, a signal based on a noise level around the main body detected by the noise detecting means is inputted, and a noise level is made to correspond to the noise level in advance so as to approach the noise level from this signal. Noise suppression means for outputting the set target engine speed to the control means, wherein the control means controls either the signal from the command device or the signal based on the target engine speed from the noise suppression means. A noise suppression device for a construction machine, wherein

2. The apparatus according to claim 1, wherein said noise detecting means detects an ambient noise level around the main body or a total noise level composed of the ambient noise level and a main body noise level generated from the main body. Noise suppression device for construction machinery.

The noise detection unit that outputs a signal based on the ambient noise level detected before starting the engine, or outputs a signal based on the total noise level detected after starting the engine, the noise suppression unit includes: A storage unit that stores in advance a set value for limiting the maximum engine speed to the target engine speed corresponding to the ambient noise level, a comparing unit that compares the ambient noise level with the total noise level, A determining unit that determines whether the total noise level is higher than the ambient noise level among the noise levels compared by the unit; and, when the determining unit determines that the total noise level is high, the storage unit stores the idle rotation. 3. The construction machine according to claim 2, further comprising: an output unit configured to output, to the control unit, a minimum operable engine speed set higher than the number. Definitive noise suppression device.

The noise suppression unit has a timer function, detects the total noise level by the noise detection unit at predetermined time intervals, and sets a target engine speed newly set based on the detected noise level. The noise suppression device for a construction machine according to claim 3, wherein the noise suppression device is provided so as to output to the control means.