JP2013113077A

JP2013113077A - 建設機械の制御装置

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Publication number: JP2013113077A
Application number: JP2011263450A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Touge; 寛明垰; Koji Ueda; 浩司上田; Kazuharu Tajima; 一治但馬; Yusuke Kamimura; 佑介上村; Naoki Goto; 直紀五頭; Shota Oguma; 尚太小熊
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-10
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: JP5978606B2

Abstract

【課題】オートストップ機能を備えた建設機械において、エンジン自動停止後の蓄電器の電力低下を防止する。
【解決手段】予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジン１を自動停止させるオートストップ制御を行うエンジン制御部５と、エンジン制御部５を含む電気・電子設備の電源としての蓄電器６と、蓄電器６から電気・電子設備への電力供給／遮断を制御する電源制御部７を備え、電源制御部７は、オートストップ制御によるエンジン１の自動停止後に、蓄電器６から電気・電子設備への電力供給を自動停止させる電源遮断制御を行うように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明はショベル等の建設機械において、非作業時に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的に停止（オートストップ）させる制御装置に関するものである。

従来、この種の技術として、特許文献１，２に示されているように、予め設定されたオートストップ条件（たとえばキャビンの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたこと）が成立したときに、非作業時としてエンジンを自動停止させる技術が公知である。

特開２００４−２４０６７６号公報

ところが、公知技術では、エンジンの自動停止後の電源処理については一切考慮されておらず、電源(蓄電器)と、制御部を含む電気・電子設備とが接続されたままの状態となる。

この場合、オートストップ制御は、オペレータの意思とは無関係にエンジンを停止させるものであるため、電源ＯＮのままエンジン停止していることをオペレータが認識しないことが多い。

このため、長時間に亘り蓄電器の放電が進んで電力低下する(所謂バッテリ上がりとなる)おそれがあった。

そこで本発明は、オートストップ機能を備えた建設機械において、エンジン自動停止後の蓄電器の電力低下を防止することができる制御装置を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、エンジンスイッチの操作に基づいて始動／停止する動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行うエンジン制御手段と、上記エンジン制御手段を含む電気・電子設備の電源としての蓄電器と、上記蓄電器から上記電気・電子設備への電力供給／遮断を制御する電源制御手段を備え、上記電源制御手段は、上記オートストップ制御による上記エンジンの自動停止後に、上記蓄電器から上記電気・電子設備への電力供給を自動停止させる電源遮断制御を行うように構成したものである。

この構成によれば、オートストップ制御によるエンジンの自動停止後、エンジン制御部を含む電気・電子設備に対して電源を自動的に遮断するため、エンジン停止中、電源接続状態のまま放置されることによる蓄電器の電力低下を防止することができる。

本発明においては、上記エンジンスイッチとは別経路で上記エンジン制御手段にエンジン再始動の指令を送る再始動指令手段を備えた機械にあっては、上記電源制御手段は、上記オートストップ制御によるエンジンの自動停止後、予め設定された猶予時間内に上記エンジン制御手段に対する上記再始動指令手段からのエンジン再始動指令が無いときにのみ上記電源遮断制御を実行するように構成するのが望ましい(請求項２，３)。

この構成によれば、自動停止直後に作業再開のためにオペレータが再始動操作(請求項３ではゲートレバー閉じ操作)する場合があるため、それに備えて一定時間内は電源が遮断されない。これにより、エンジンスイッチを操作するまでもなく作業再開を可能とし、作業能率を高めることができる。

また本発明において、電源遮断警告手段を備え、上記エンジン制御手段は、上記電源遮断制御の実行前に、上記電源遮断警告手段に電源遮断を警告させるように構成するのが望ましい(請求項４)。

こうすれば、オペレータに電源遮断を警告し、認識させることができる。

この場合、請求項２，３と請求項４を組み合わせた発明においては、猶予時間内に再始動指令が無いときに、警告後、電源遮断することになるため、オペレータに、再始動操作によってはエンジンが再始動できないこと、すなわち、再始動はエンジンスイッチの操作のみによって可能であることを併せて認識させることができる。

さらに本発明において、電源遮断表示手段を備え、上記制御手段は、上記電源遮断制御の実行後、上記エンジンスイッチによってエンジン始動操作が行われたときに、上記電源遮断表示手段に前回稼動時に電源を自動遮断したことを表示させるように構成するのが望ましい(請求項５)。

こうすれば、とくにオペレータが電源自動遮断を認識していない場合に、電源が遮断されたのは故障ではなく、自動制御によって行われたことをオペレータにアピールすることができる。

本発明によると、オートストップ機能を備えた建設機械において、エンジン自動停止後の蓄電器の電力低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係る制御装置のブロック構成図である。同装置による制御内容を示すフローチャートである。同装置による次回エンジン始動時の表示作用を説明するためのフローチャートである。

実施形態はショベルを適用対象としている。

実施形態に係る制御装置のブロック構成を図１に示す。図１において、ブロック間の信号のやりとりを行う信号ラインを矢印付きの線で、電力の授受を行う電力ラインを矢印の無い線でそれぞれ示している。

動力源としてのエンジン１は、セルモータによって始動され、ガバナ制御部(いずれも図示省略)によって回転数と停止が制御される。

エンジン１には油圧ポンプ２が接続され、この油圧ポンプ２から吐出された油が、図示しないリモコン弁で操作される油圧パイロット切換式のコントロールバルブを介してアクチュエータ回路３に送られる。

コントローラ４は、エンジン１(セルモータ及びガバナ制御部)を制御するエンジン制御手段としてのエンジン制御部５と、電源としての蓄電器６からエンジン制御部５を含む電気・電子設備に対する電力供給を制御する電源制御手段としての電源制御部７とを備えている。

エンジン制御部５には、エンジンスイッチ(キースイッチ)８からの始動信号と、キャビンの乗降口を開閉するゲートレバー９の開閉を検出するリミットスイッチ９からのゲートレバー開閉信号が入力される。

エンジン制御部５は、上記始動信号に基づいてエンジン１を始動させる一方、ゲートレバー開き信号(オペレータが退出した旨の信号＝オートストップ条件信号)に基づいてエンジン１を自動停止させる。

いいかえれば、ゲートレバー９が開かれたときに、オートストップ条件が成立したとしてエンジン１を自動停止させる。

また、エンジン制御部５は、エンジン自動停止後、ゲートレバー閉じ信号が入力されたときに、これをエンジン再始動指令としてエンジン１を再始動させる。

すなわち、この実施形態においてリミットスイッチ１０は、エンジン制御部５に向けてオートストップ条件信号を出力する手段と、エンジンスイッチ８とは別経路でエンジン制御部５に再始動指令を送る再始動指令手段とを兼ねている。

一方、電源制御部７は、エンジン１の自動停止後、蓄電器６から電気・電子設備への電力供給を遮断する電源遮断制御を行う。

具体的には、たとえば電源回路にリレーとリレー接点を接続し、オートストップ条件の成立時にリレー接点をＯＦＦとして電源を遮断する。

エンジンスイッチ８は、「ＯＦＦ」、「ＯＮ」、「ＳＴＡＲＴ」の三つの位置を有し、「ＯＦＦ」位置で電源ＯＦＦ、「ＯＮ」位置で電源ＯＮとなり、「ＳＴＡＲＴ」位置でエンジン１が始動する。

また、キャビン内に、電源遮断警告手段と電源遮断表示手段を兼ねる表示器１１が設けられ、この表示器１１により、電源制御部７からの信号に基づき、電源遮断制御の実行前に『電源を遮断する』旨の警告を音声及び文字表示の一方または双方で発する一方、エンジン自動停止後のエンジンスイッチ８によるエンジン始動操作が行われたときに『前回稼動時に電源を自動で遮断した』旨の表示を文字及び音声の一方または双方で行う。

上記制御の詳しい内容を図２，３によって説明する。

エンジン稼動とともに制御が開始され、ステップＳ１でオートストップ条件が成立したか否か(ゲートレバー９が開き操作されたか否か)が判別される。

ここでＮＯの場合は次のステップに移行せず、ＹＥＳの場合にステップＳ２でエンジン１が自動停止する。

このエンジン自動停止後、ステップＳ３でタイマカウントリセット、ステップＳ４でタイマカウントアップ(計時開始)動作が行われる。

続くステップＳ５ではエンジン再始動指令があったか否かが判別され、ＹＥＳ(再始動指令有り)の場合は、ステップＳ６でエンジン１を再始動させてステップＳ１に戻る。

一方、ＮＯ(再始動指令無し)の場合は、ステップＳ７で、予め設定された猶予時間が経過したか否かが判別され、ＮＯの場合はステップＳ５に戻る。

ＹＥＳの場合は、ステップＳ８で電源ＯＦＦしたことをメモリした後、ステップＳ９で表示器１１によって警告を発した上で電源を遮断し、制御が終了する。

図３は、電源遮断後、オペレータによるエンジンスイッチ８のエンジン始動操作によってエンジン１が始動したときの処理内容を示し、ステップＳ１１で前回、電源が自動ＯＦＦされたか否かが判別され、ＹＥＳの場合に、表示器１１により、図１中に示すように『電源を自動でＯＦＦしました』等のメッセージで表示する(ステップＳ１２)。

なお、エンジン始動は、エンジンスイッチ８をまず『ＯＦＦ』位置まで戻した後、『ＯＮ』位置→『スタート』位置に操作することによって行われ、『ＯＮ』位置で電源ＯＮとなり、かつ、上記ステップＳ１２の表示が行われる。

このように、オートストップ制御によるエンジン１の自動停止後、エンジン制御部５を含む電気・電子設備に対して電源(蓄電器６)を自動的に遮断するため、エンジン自動停止後、電源接続状態のまま放置されることによる蓄電器６の電力低下(所謂バッテリ上がり)を防止することができる。

また、エンジン自動停止後、猶予時間内は電源遮断しないため、いいかえれば猶予時間内にオペレータが再始動操作すれば電源が遮断されないため、エンジンスイッチ８を操作するまでもなく作業再開を可能とし、作業能率を高めることができる。

さらに、電源遮断制御の実行前に、表示器１１によって電源遮断を警告するため、オペレータに自動で電源を遮断する旨を認識させることができる。

この場合、実施形態では、猶予時間内に再始動指令が無いときに、警告後、電源遮断することになるため、オペレータに、再始動操作(ゲートレバー閉じ操作)によってはエンジン１が再始動できないこと、すなわち、再始動はエンジンスイッチ８の操作のみによって可能であることを併せて認識させることができる。

さらに、電源遮断制御の実行後、エンジンスイッチ８によってエンジン始動操作が行われたときに、表示器１０に前回稼動時に電源を自動遮断したことを表示するため、とくにオペレータが電源自動遮断を認識していない場合に、電源が遮断されたのは故障ではなく、自動制御によって行われたことをオペレータにアピールすることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態ではゲートレバー９が開かれたことをオートストップ条件とする構成をとったが、これに代えて、またはこれに加えてアクチュエータの作動を制御する操作レバーの無操作、または無操作が一定時間継続したことをオートストップ条件とする構成をとってもよい。

(２) 再始動指令手段として、複数の操作レバーが握られたことや、操作レバーが予め設定されたパターンで操作されたこと(たとえば中立から作動位置に操作されたこと)を検知するセンサやスイッチを用いてもよい。

あるいは、手動式の再始動スイッチ（たとえば押しボタンスイッチ）を設け、この再始動スイッチのオン信号を再始動指令としてエンジン制御部５及び電源制御部７に送る構成をとってもよい。

(３) エンジン１の自動停止／再始動に合わせて油圧アクチュエータの作動をロック／ロック解除する手段を設けてもよい。

具体的には、コントロールバルブにパイロット圧を送る油圧パイロットラインに油圧ロック弁を設け、この油圧ロック弁を、オートストップ条件信号に基づいて作動させ、再始動指令に基づいてロック解除する構成をとってもよい。

(４) 上記実施形態では、電源ＯＦＦ前に警告を発する電源警告表示手段と、電源遮断制御実行後のエンジン始動時に前回稼動時に電源を自動遮断したことを表示する電源遮断表示手段として一つの表示器１１を兼用する構成をとったが、両表示手段を別々に設けてもよい。

(５) 本発明はショベルに限らず、オートストップ制御を行う建設機械に広く適用することができる。

１エンジン
４コントローラ
５エンジン制御部(エンジン制御手段)
６蓄電器
７電源制御部(電源制御手段)
８エンジンスイッチ
９ゲートレバー
１０リミットスイッチ
１１表示器

Claims

エンジンスイッチの操作に基づいて始動／停止する動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行うエンジン制御手段と、上記エンジン制御手段を含む電気・電子設備の電源としての蓄電器と、上記蓄電器から上記電気・電子設備への電力供給／遮断を制御する電源制御手段を備え、上記電源制御手段は、上記オートストップ制御による上記エンジンの自動停止後に、上記蓄電器から上記電気・電子設備への電力供給を自動停止させる電源遮断制御を行うように構成したことを特徴とする建設機械の制御装置。
上記エンジンスイッチとは別経路で上記エンジン制御手段にエンジン再始動の指令を送る再始動指令手段を備え、上記電源制御手段は、上記オートストップ制御によるエンジンの自動停止後、予め設定された猶予時間内に上記エンジン制御手段に対する上記再始動指令手段からのエンジン再始動指令が無いときにのみ上記電源遮断制御を実行するように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の制御装置。
オペレータの乗降口を開閉するゲートレバーと、このゲートレバーの開閉を検出する上記再始動指令手段としてのゲートレバー開閉検出手段を備え、上記電源制御手段は、上記ゲートレバー開閉検出手段からの上記ゲートレバーが閉じられた信号をエンジン再始動指令とするように構成したことを特徴とする請求項２記載の建設機械の制御装置。
電源遮断警告手段を備え、上記エンジン制御手段は、上記電源遮断制御の実行前に、上記電源遮断警告手段に電源遮断を警告させるように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置。
電源遮断表示手段を備え、上記制御手段は、上記電源遮断制御の実行後、上記エンジンスイッチによってエンジン始動操作が行われたときに、上記電源遮断表示手段に前回稼動時に電源を自動遮断したことを表示させるように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置。