JP2017082732A - エンジン停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の意図する時間に優先的にアイドリングストップを行うことを可能にしたエンジン停止制御装置を提供する。【解決手段】優先的にアイドリングストップを行いたい時間情報が指定された状態で、その時間情報とは異なる時間情報にエンジン停止条件が成立したとき、その時間情報内にエンジンを始動させるのに必要とされるバッテリの所定の充電容量が充電されていないと判定されるとアイドリングストップによるエンジンの停止を制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン停止制御装置に関するものであって、特に、移動式クレーンにおけるエンジン停止制御装置に関するものである。

移動式クレーン等の作業機械は、一般的に、所定の作業を行う作業装置と、その作業装置を駆動させる動力源であるエンジンとを備えている。エンジンは、作業装置を駆動させるときはもちろんのこと、作業装置を駆動させていないときもアイドル状態にある。

このため、作業装置を駆動させていない時間が長ければ長いほどエンジンのアイドル時間が長くなり、燃費効率が悪くなる。特許文献１では、作業装置が駆動していない時間が一定時間以上となるとアイドリングストップを行う技術が開示されている。

この特許文献１には、クレーン操作が無い状態と吊荷が無い状態とが同時に予め設定された時間継続したときにエンジンを停止することが記載されている。

特開２００６−０６２７８２号公報（特許第４５６５９３０号）

この特許文献１に示すような、エンジンを停止させる（アイドリングストップさせる機能はバッテリの状態や、作業状態等に依存するものである。具体的には、エンジンの再始動（アイドリングストップからの復帰）にはバッテリを用いることから、そのバッテリの蓄電容量が所定の容量以上であることが必要である。

アイドリングストップによるエンジン停止の状態では、バッテリは各種電子機器に接続された状態（通電状態）にあることから蓄電容量が時間の経過とともに低下していき、アイドリングストップからの復帰に必要な蓄電容量を下回ることがある。この場合、アイドリングストップ状態からエンジンの再始動が行えなくなる。

そのため、いずれの操作が一定時間以上行われずに、アイドリングストップが可能な状態となっても、アイドリングストップが行われないことがある。

しかしながら、作業現場等の環境により可能な限りアイドリングストップを行いたいことがある。例えば、早朝の作業や夜間の作業などの場合、騒音を最小限にしたいため、できる限りアイドリングストップを行う必要がある。

そこで、本発明は、作業者の意図する時間に優先的にアイドリングストップを行うことを可能にしたエンジン停止制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンと、前記エンジンの駆動によって充電されるバッテリと、所定のエンジン停止条件に基づいて前記エンジンを停止するエンジン停止手段と、前記エンジン停止手段による前記エンジンの停止を優先させる時間情報の指定が可能な時間情報指定手段と、前記時間情報指定手段によって前記時間情報が指定されており、前記エンジン停止条件が成立すると、前記バッテリの容量に応じて前記エンジン停止手段によるエンジン停止を制御するエンジン停止制御手段とを具備し、前記エンジン停止制御手段は、前記時間情報指定手段で指定された時間情報とは異なる他の時間情報に前記エンジン停止条件が成立したとき、前記指定された時間情報の時間帯に前記エンジンを始動させるのに必要とされる充電容量が前記バッテリに充電されているか否かを判定する判定手段をさらに具備し、前記判定手段によって前記充電容量が前記時間帯に前記バッテリに充電されていると判定しないとき、前記エンジン停止条件による前記エンジンの停止を制限することを特徴とする。

本発明の実施の形態における移動式クレーンを示す図。 本発明の実施の形態における移動式クレーンが備える装置の一例を示すブロック図。 本発明の実施の形態における移動式クレーンのディスプレイにおいて表示される画面を示す図。 本発明の実施の形態における移動式クレーンで行われるバッテリの充電制御の状態を示す図。 バッテリの放電量と、充電時間との関係を示す図。 本発明の実施の形態における移動式クレーンを構成するコントローラで行われる処理を示すフローチャート。

以下、本発明に係わる移動式クレーンの一実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における移動式クレーンを示す図である。この移動式クレーンは、あくまで作業車両の一例として示したものである。

図１において示す移動式クレーン１（以下、単に「クレーン」と称する）は、走行体としての車両１０と、荷（作業対象物）を吊り上げて水平方向に回転して運搬する「クレーン作業」を行う作業装置であるクレーン装置２０とを備えている。このクレーン作業は、クレーン装置２０において行われる「所定の作業」の一例であり、クレーン装置２０は、「所定の作業」を行う作業機械、作業装置の一例である。

この車両１０は、クレーン装置２０を支える機体であって、内燃機関であるエンジンまたはオルタネータのいずれか一方を動力源として車輪１１を回転して走行する。この車両１０には、クレーン作業の際に車両１０若しくはクレーンそのものを安定的に支持して転倒防止を図るアウトリガ１２が、前方２箇所および後方２箇所の全４箇所に設けられている。

このアウトリガ１２それぞれは、車両の幅方向外側に移動可能であるとともに、油圧式のジャッキシリンダによって下方に伸長可能である。アウトリガ１２は、下方に伸ばすことにより４箇所を接地させることにより車両１０を地面に対して安定的に支持する。

クレーン装置２０は、車両１０の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられた旋回台２１と、旋回台２１に対して起伏可能に設けられるとともに伸縮可能に設けられたブーム２２と、ブーム２２の先端部から垂下されるワイヤロープ２３と、ワイヤロープ２３の巻き込みまたは繰り出しを行うウインチ２４と、旋回台２１の前側に設けられ、車両１０の走行およびクレーン装置２０による作業に関する操作を行うため操作台であるキャブ２５と、を備えている。

旋回台２１は、旋回モータ６０ａが駆動することによって車両１０に対して旋回可能であって、ブーム２２は、起伏シリンダ６０ｂによって旋回台２１から起伏することとなる。

ブーム２２は、伸縮シリンダ６０ｃによってその長さを伸縮することができる。このとき、伸縮シリンダ６０ｃによるブーム２２の長さの伸縮とともに、起伏シリンダ６０ｂによってブーム２２を起伏させることが可能である。

ウインチ２４は、ブームの先端部から垂下されたワイヤロープ２３の巻き上げや繰り出しを、ウインチモータ６０ｄを回転させることによって行うことでブーム２２の先端部から垂下されたフックブロック２３ａやバケットで荷を持ち上げたり、垂下したりすることが可能である。

したがって、これらの作業それぞれ、または連動させた作業が「クレーン作業」と称される。

また、これらの旋回モータ６０ａ、起伏シリンダ６０ｂ、伸縮シリンダ６０ｃ、ウインチモータ６０ｄは、各機能を実現するために作動油（オイル）によって作動するアクチュエータ６０の一例である。このほか、図示しない様々なアクチュエータ６０が存在する。

図２は、本発明の実施の形態における移動式クレーンが備える装置の一例を示すブロック図である。

移動式クレーン１は、車両１０の走行時やクレーン装置２０による作業時に用いられる油圧供給装置３０、車両１０とその車両に対して回転するクレーン装置２０との間をつなぐロータリージョイント３３、油圧供給装置３０から供給されたオイルを用いて動作する動力装置４０、作業者の指示に基づいて動力装置４０の制御を行うコントローラ５０を有している。

油圧供給装置３０は、旋回モータ６０ａ、起伏シリンダ６０ｂ、伸縮シリンダ６０ｃ、ウインチモータ６０ｄ等のアクチュエータ６０における機能を実現するために作動油（オイル）を各アクチュエータ６０に供給する。

この油圧供給装置３０は、各アクチュエータ６０に供給（吐出）するために油圧を生じさせる油圧ポンプ３１と、油圧ポンプ３１から吐出された作動油を各アクチュエータ６０に供給するための作動油回路３２と、を備えている。

油圧ポンプ３１は、例えば、斜板式のアキシャルプランジャ油圧ポンプや、斜板の角度を変更可能な可変容量型の油圧ポンプによって構成され、車両１０を走行させる動力を発生させるとともに、動力を車輪１１に伝達するための動力装置４０から取出された動力によって駆動する。

作動油回路３２には、クレーン装置２０に設けられたアクチュエータ６０がロータリージョイント３３を介して接続されている。また、作動油回路３２には、複数のコントロールバルブ（図示せず）が設けられ、各コントロールバルブによって各アクチュエータ６０に流入する作動油の流量および流通方向が制御される。各コントロールバルブは、キャブ２５に設けられた操作レバー５１ａや操作ペダル５１ｂ等によって構成される操作入力部５１を作業者（運転者）が操作することによってその操作量に応じて作動油の流量の調整が行われる。各コントロールバルブは、ソレノイド等の切換手段を有し、コントローラ５０からの信号によって作動油の流量の調整が行われる。

ロータリージョイント３３は、走行体である車両１０と回転するクレーン装置２０とを接続する回転機器であって、スリップリング等のインターフェースによって車両１０と、この車両１０に対して回転するクレーン装置２０との間で各種の電気的な信号を送受信する。すなわち、クレーン装置２０から見ると、車両１０は静止体であってクレーン装置２０が回転体であると言える。

動力装置４０は、動力を発生させるための動力源ユニット４１と、動力源ユニット４１から出力される動力を、トルクを転換して車輪１１側に伝達するトルクコンバータ４２と、トルクコンバータ４２から出力される動力の回転速度およびトルクを変換するトランスミッション４３と、トランスミッション４３から出力される動力を車輪１１に伝達するプロペラシャフト４４と、動力源ユニット４１に対して動力源の起動（スタート）を指示するスタータ４７とを少なくとも備えている。

動力源ユニット４１は、動力源であるエンジン４１ａと、電動モータとして機能するとともに、エンジン４１ａの動力によってまたは走行中の減速時等によって発電機として機能するオルタネータ４１ｂと、オルタネータ４１ｂで発電された電力を蓄えるとともに、オルタネータ４１ｂを電動モータとして機能させる場合に電力を供給可能なバッテリ４１ｃと、バッテリ４１ｃの出力を制御したりオルタネータ４１ｂの動作を制御したりするためのバッテリ制御部４１ｄと、エンジン４１ａの出力軸とオルタネータ４１ｂの入出力軸との連結および連結の解除を切換可能なクラッチ４１ｅと、を備えている。

オルタネータ４１ｂは、エンジン４１ａにより出力される動力を、クラッチ４１ｅによってエンジン４１ａの出力軸とオルタネータ４１ｂの入出力軸とを連結することによりトルクコンバータ４２に伝達する。

バッテリ４１ｃは、コントローラ５０や各種の電気回路で用いる電源（電力供給元）であって、スタータ４７による指示によってコントローラ５０や電気回路に電力が供給される。

このバッテリ４１ｃは、エンジン４１ａの起動中で走行やクレーン作業が行われている場合にオルタネータ４１ｂによって常時、充電（蓄電）されている。すなわち、走行やクレーン作業にバッテリ４１ｃの電力を用いたとしてもオルタネータ４１ｂからの充電によって適時、バッテリ４１ｃを最適な充電容量で保つことができる。このときのバッテリ４１ｃの最適な充電容量は、例えば、「満充電状態」（充電完了状態）である。

バッテリ４１ｃは、リチウムイオンバッテリなどによって構成され、使用環境等による自然放電のほか、その使用状態に応じて充電されている充電容量（蓄電容量）が低下していくこととなる。例えば、規定の温度を超える高い温度で使用した場合や、満充電状態においてさらに電圧を印加させて充電を継続するような場合（トリクル充電）などにその電力が比較的速く低下することとなる。

バッテリ制御部４１ｄは、インバータ、昇圧コンバータ、モータ制御部、ジェネレータ制御部等を有しており、バッテリ４１ｃの出力を制御してオルタネータ４１ｂに電力を供給したり、コントローラ５０からの信号に応じてオルタネータ４１ｂの機能を発電機または電動モータに切り換えたりする。

このほか、バッテリ制御部４１ｄは、電流測定部（図示せず）、電圧測定部（図示せず）、温湿度測定部（図示せず）、情報記憶部（図示せず）を有している。この電流測定部は、エンジンの回転時にオルタネータ４１ｂからバッテリ４１ｃに流れるバッテリ電流（第１測定値）を計測するセンサーであり、電圧測定部は、バッテリ４１ｃのバッテリ電圧（第２測定値）を測定するセンサーであり、温湿度測定部は、バッテリ４１ｃそのもののほか、バッテリ４１ｃ周辺の温度情報および湿度情報（これらを総称して「温湿度情報」とも称する）（第３測定値）を測定するセンサーであり、情報記憶部は、バッテリ４１ｃの充電状態を把握（管理）し、後述する充電制御（バッテリマネイジメント）に用いられる情報を記憶する。

詳細については後述するが、バッテリ制御部４１ｄによって行われる充電制御は、少なくとも、電流測定部によって計測した「バッテリ電流」と、電圧測定部によって計測した「バッテリ電圧」とを管理することで、バッテリ４１ｃの充電状態を管理する制御処理である。この「バッテリ電流」、「バッテリ電圧」以外にも、温湿度測定部によって測定する「温湿度情報」をも考慮してバッテリ４１ｃの充電制御を行うこととしてもよい。

トルクコンバータ４２の出力側には、トランスミッション４３に伝達される動力を取出し可能なＰＴＯ（パワーテイクオフ）機構４６が設けられ、ＰＴＯ機構４６を介して油圧ポンプ３１が連結可能である。ＰＴＯ機構４６は、油圧ポンプ３１に対するエンジン４１ａの出力軸およびトルクコンバータ４２の入出力軸との連結と連結の解除の切換えが可能である。

スタータ４７は、スタータスイッチ４７ａ（「スタータＳＷ」と図示）と、リレースイッチ４７ｂ（「リレースイッチ」と図示）とによって構成されており、エンジン４１ａやクレーン作業に必要な機能、装置を起動させる。

スタータスイッチ４７ａは、車両１０の走行時、クレーン作業時等にバッテリ４１ｃとコントローラ５０とを接続するスイッチであって、リレースイッチ４７ｂは、磁性体の磁化する励磁コイル等によってバッテリ４１ｃとコントローラ５０とを接続、遮断しての電力（電源）をリレー（伝送）するスイッチである。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、計時装置等によって構成されており、ＣＰＵが、接続された装置からの入力信号を受信すると、その入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、接続された装置に出力信号を送信したりする。このときのＣＰＵにおいて行われる処理には計時装置で計時した時間情報を用いることも可能である。

このコントローラ５０には、アクチュエータ６０と、各アクチュエータ６０に対応するコントロールバルブ（図示せず）と、油圧ポンプ３１と、動力源ユニット４１と、操作レバー５１ａや操作ペダル５１ｂ等の車両１０およびクレーン装置２０の操作を行うための操作入力部５１と、車両１０の走行およびクレーン装置２０の駆動等の各種設定を行うタッチパネル式のディスプレイ５２（入力装置と表示装置とを兼ね備えている）と、周囲の作業者に対してクレーン装置２０が駆動中である旨の音声による報知を行うためのスピーカ５３と、が接続されている。

このときのディスプレイ５２には、移動式クレーンが走行状態にあるときこの走行状態に関する情報を表示することが可能であるほか、クレーン作業状態にあるときこのクレーン作業状態に関する情報を表示することが可能である。もちろん、走行状態、クレーン作業状態のいずれの状態においても非表示とすることも可能である。

このときのクレーン作業状態に関する情報とは、例えば、クレーン作業に用いる装置の状態を示す情報として、ブーム２２の伸縮状態や倒立状態、ウインチ２４での巻き上げ、繰り出し状態等の情報があり、クレーン作業を行う環境情報として、外気温やキャブ２５内部の内気温、風速等の情報などがある。

このほか、ディスプレイ５２には、図３に示すような、後述するアイドリングストップを優先的に行う時間を指定可能な画面を表示することができる。図３に示すような画面は、クレーン作業の開始前の初期画面の一部として表示することが可能であって、アイドリングストップの実施頻度を作業者が意図して変更できるようにするために用いられる画面である。

図３は、本発明の実施の形態における移動式クレーンのディスプレイにおいて優先的にアイドリングストップを行う時間情報を設定する画面を示す図である。この画面には、優先的にアイドリングストップを行う時間情報として、開始時間および終了時間を直接入力可能なモード、複数からいずれかの時間帯を選択するモードがあり、図３では後者のモードを示している。この図３に示す画面では、作業者によって「深夜（２２：００〜翌６：００）」の時間帯が、優先的にアイドリングストップを行う時間情報として選択された状態を示している。コントローラ５０のＣＰＵは、この時間情報をＲＡＭ等に記憶する。

このほか、コントローラ５０には、アクチュエータ６０の駆動状態に関する信号が入力される。この信号が入力されると、コントローラ５０は、アクチュエータ６０の駆動状態に関する信号に基づいてコントロールバルブやディスプレイ５２に信号を出力する。

以上のように構成された作業機械としての移動式クレーン１において、クレーン装置２０による作業を行う場合には、エンジン４１ａの動力、バッテリ４１ｃの電力および外部電源の電力のいずれかによって、油圧ポンプ３１を駆動させることが可能である。

さらに、コントローラ５０では、操作レバー５１ａ、操作ペダル５１ｂ、ディスプレイ５２、スピーカ５３の少なくとも１つから入力信号を一定時間継続して受信しておらず、結果として、アクチュエータ６０による駆動動作が一定時間行われていない、若しくは、作業者（運転者）による所定の操作が一定時間行われていないなどのエンジン４１ａを停止することを許可するエンジン停止条件（このほか、「アイドリングストップ許可条件」とも称する）が成立したか否かを判断する。このときのエンジンの停止は、一般的に「アイドリングストップ」と称される。

アイドリングストップによるエンジン停止は、エンジン始動／停止スイッチ（エンジンキー）の停止操作によりスタータスイッチ４７ａが無効（ＯＦＦ）な状態となってエンジン停止することとは異なり、スタータスイッチ４７ａが有効（ＯＮ）な状態でエンジンが停止することを示している。

すなわち、アイドリングストップによるエンジン停止は、リレースイッチ４７ｂによりバッテリ４１ｃから各電気機器へと電流がリレーされる状態にあって、各電気機器の操作、制御が可能な状態を示している。

さらにいえば、アイドリングストップによってエンジンが停止状態にあることから、バッテリ制御部４１ｄは、オルタネータ４１ｂからの発電によりバッテリ４１ｃに蓄電できない状態にある。その一方で、上記に示すように、バッテリ４１ｃから各電気機器へと電流がリレーされることから、バッテリ４１ｃの蓄電容量は低下していくこととなる。アイドリングストップの状態が続けば続くほど、バッテリ４１ｃの蓄電容量は減少していくこととなる。

これにより、バッテリ４１ｃは、アイドリングストップ状態のエンジンを回転させる（エンジン始動させる）ために必要な電力を確保できず、エンジン始動を行うことができなくなることがある。これは、移動式クレーン１が走行できないばかりか、クレーン作業が行えないことを意味するものである。

このため、コントローラ５０では、アイドリングストップ状態にあるとき、バッテリ４１ｃの蓄電容量の残容量を、テスターやセンサー等の計測装置（後述する、電流測定部、電圧測定部等が該当）を用いて計測する。そして、コントローラ５０は、バッテリ４１ｃの蓄電容量が、所定の容量以下となったことが計測装置によって計測されると、エンジン４１ａを再始動させてバッテリ制御部４１ｄによりバッテリ４１ｃの充電を開始させる。

つまり、アイドリングストップを行うためにはバッテリ４１ｃの蓄電容量が所定の容量以上であることが必要である。このため、図３に示すような画面を用いてアイドリングストップを優先的に行う時間情報が指定されているような場合、コントローラ５０は、バッテリ制御部４１ｄに対して、その指定された時間にアイドリングストップを行うことが可能なようにバッテリ４１ｃの蓄電容量を制御することを指示する。

バッテリ制御部４１ｄは、アイドリングストップを優先的に行う時間情報が指定されてコントローラ５０より制御指示を受け付けると、その時間情報とバッテリ４１ｃの蓄電容量の残容量とに基づいてバッテリ４１ｃの充電制御を行う。この充電制御における詳細については後述する。

続いて、コントローラ５０では、アイドリングストップ許可条件が成立したと判断する場合、アイドリングストップを優先的に行う時間情報が指定されているか否かを判断する。より具体的には、コントローラ５０のＣＰＵが、ＲＡＭ等に時間情報が記憶されているか否かを判断する。

アイドリングストップ許可条件が成立した際にこの時間情報が指定されていない場合、コントローラ５０は、（燃料の供給を停止することで）エンジン４１ａの回転を停止することで動力の伝達を行わないエンジン停止状態にする。また、この時間情報が指定されており、現在時刻がこの時間情報において指定された時間内である場合にも、エンジンを停止状態にする。特に、後者の場合、作業者が意図する時間に優先的にアイドリングストップが行えた状態となっている。なお、アイドリングストップ許可条件が成立しない場合には当然にエンジン停止（アイドリングストップ）は行わない。

それに対して、アイドリングストップ許可条件が成立した際に、この時間情報が指定され、計時装置により計時される現在時刻がその時間情報の時間内でない場合、コントローラ５０は、テスターやセンサー等の計測装置で計測したバッテリ４１ｃの残容量と、指定されている時間情報とをもとに、上記の処理によってアイドリングストップ許可条件が成立したことを契機とするアイドリングストップを行うか否かを判断する。

バッテリ４１ｃの蓄電容量と、優先的にアイドリングストップを行う時間情報との関係から、アイドリングストップ許可条件の成立を契機とするアイドリングストップを行うと判断する場合、コントローラ５０は、エンジン４１ａの回転を停止することで動力の伝達を行わないエンジン停止状態にする。

これに対して、アイドリングストップ許可条件の成立を契機とするアイドリングストップを行うと判断しない場合、コントローラ５０は、アイドリングストップ許可条件の成立を契機とするアイドリングストップを制限する（禁止する）。このアイドリングストップの制限方法として、例えば、コントローラ５０が動力源ユニット４１に対して送信するエンジン停止信号をカット（無効に）する方法のほか、アイドリングストップ許可条件の成立を無効にする（アイドリングストップ許可条件が成立しなかったものと変更する）方法がある。

また、このときの「アイドリングストップ許可条件の成立を契機とするアイドリングストップを行うと判断しない場合」とは、バッテリ４１ｃの残容量と、指定されている時間情報との関係から、その時間情報の時間内に優先的にアイドリングストップを行うためにエンジンを動作させてバッテリ制御部４１ｄがバッテリ４１ｃの残容量を所定の蓄電容量（例えば、「満充電」、「充電完了状態」）にする必要があるときである。

このバッテリ制御部４１ｄでは、優先的にアイドリングストップを行う時間情報が指定されている場合、その時間情報における開始時間までにバッテリ４１ｃの蓄電容量が所定の容量（例えば、満充電）となるように充電制御を行う。

このことから、「アイドリングストップ許可条件の成立を契機とするアイドリングストップを行うと判断しない場合」とは、バッテリ制御部４１ｄが充電制御における充電を行っているときであるとも言える。

図４は、本発明の実施の形態における移動式クレーンで行われるバッテリの充電制御の状態を示す図である。

図４に示す充電制御は、バッテリ制御部４１ｄにおいて行われる制御処理であって、少なくとも、バッテリ制御部４１ｄが構成する電流計測部で計測した「バッテリ電流」、電圧計測部で計測した「バッテリ電圧」を監視し、これら「バッテリ電流」、「バッテリ電圧」の計測値と、所定の値（閾値）とに応じてアイドリングストップを制御することでバッテリ４１ｃを充電制御する。

より具体的には、バッテリ制御部４１ｄが備える情報記憶部は、「バッテリ電流」、「バッテリ電圧」それぞれに対する閾値情報を記憶する。計測した「バッテリ電流」が、このバッテリ電流に対して情報記憶部で記憶する閾値（第１閾値）を下回ったとき（低下したとき）であって、かつ、計測した「バッテリ電圧」が、このバッテリ電圧に対して情報記憶部で記憶する閾値（第２閾値）を上回ったとき（超過したとき）に、バッテリ制御部４１ｄは、バッテリ４１ｃが「充電完了状態」にあると判断する。言い換えれば、バッテリ電流に対して情報記憶部で記憶する閾値（第１閾値）を下回っているときとは、バッテリ電流に基づく電流条件を満たしているときであって、また、バッテリ電圧に対して情報記憶部で記憶する閾値（第２閾値）を上回っているときとは、バッテリ電圧に基づく電圧条件を満たしているときであることから、バッテリ４１ｃが充電完了状態となるときとは、電流条件、電圧条件ともに満たしたときである。

図４（ａ）は、バッテリ制御部４１ｄの電流計測部が計測したバッテリ充電電流値（バッテリ電流）と経過時間との関係を示す図であって、図４（ｂ）は、バッテリ制御部４１ｄの電圧計測部が計測したバッテリ電圧値と経過時間との関係を示す図である。この図４（ａ）、図４（ｂ）には、アイドリングストップを優先的に行いたいと指定した時間情報が図示されており、アイドリングストップを優先的に行う開始時間を「ｔ３」と示し、アイドリングストップを優先的に行った終了時間を「ｔ４」と示している。また、後述する各時間は「ｔ０＜ｔ１＜ｔ２＜ｔ５＜ｔ３＜ｔ４」の関係を有している。

図４（ａ）では、アイドリングストップを許可する第１閾値としてアイドリングストップ可能電流値（Ｉａ）が示され、また、図４（ｂ）では、アイドリングストップを許可する第２閾値としてアイドリングストップ可能電圧値（Ｖａ）が示されており、これらはアイドリングストップ許可条件の一部を構成するものである。すなわち、アイドリングストップ可能電流値（Ｉａ）よりもバッテリ充電電流値が下回れば、電流条件を満たし、アイドリングストップ可能電圧値（Ｖａ）よりもバッテリ電圧値が上回れば、電圧条件を満たすと判定できる。

図４（ａ）では、ある所定の時間（ｔ０）から、アイドリングストップを優先的に行いたいと指定した時間情報の開始時間（ｔ３）までバッテリ充電電流値が減少する傾向にある状態を示しており、図４（ｂ）では、ある所定の時間（ｔ０）から、アイドリングストップを優先的に行いたいと指定した時間情報の開始時間（ｔ３）までバッテリ電圧値が増加する傾向にある状態を示している。特に、図４（ｂ）に示すバッテリ電圧値は、低負荷状態から高負荷状態までの一定の幅でバッテリ電圧値の変化状態を示しており、低負荷状態であれば高負荷状態に比べてバッテリ電圧が高い。以下では、バッテリが高負荷状態にあるときについて説明する。

図４（特に、図４（ｂ））において、バッテリ電圧値が、アイドリングストップ可能電圧値を上回った時間を「ｔ１」と示しており、図４（特に、図４（ａ））において、バッテリ充電電流値が、アイドリングストップ可能電流値を下回った時間を「ｔ２」と示している。

以上のことから、「ｔ０」から「ｔ１」までは、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を下回っておらず、かつ、バッテリ電圧値がアイドリングストップ可能電圧値を上回っていないことから、電流条件、電圧条件ともに成立しておらず、アイドリングストップを行うことを許可しない（制限する）。また、「ｔ１」から「ｔ２」までは、バッテリ電圧値がアイドリングストップ可能電圧値を上回っているものの、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を下回っていないことから、電圧条件のみが成立した場合であって、アイドリングストップを行うことを許可しない（制限する）。さらに、「ｔ２」から「ｔ３」までは、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を下回っており、かつ、バッテリ電圧値がアイドリングストップ可能電圧値を上回っていることから、電流条件、電圧条件ともに成立しており、アイドリングストップを行うことを許可する。なお、「ｔ５」については後述する。

図４を用いてバッテリ制御部４１ｄにおいて行われる充電制御（バッテリ制御）について説明する。

バッテリ制御部４１ｄは、電流計測部が計測したバッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を下回ることで電流条件が成立した「ｔ２」のタイミングとなると、電圧計測部において「ｔ２」のタイミングにおけるバッテリ電圧値を計測する。そして、バッテリ制御部４１ｄは、バッテリ電圧値がアイドリングストップ可能電圧値を上回ることで電圧条件が成立したと判定できる「ｔ２」のタイミングにおいて、この「ｔ２」のタイミングにおけるバッテリ電圧値に基づいて、「ｔ２」のタイミングから優先的にアイドリングストップを開始する終了時間（ｔ４）のときまでに放電する電流量（「放電電流量」と称する）を算出する。

続いて、この算出した放電電流量に基づいて、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を上回らないと想定できるときは、バッテリ制御部４１ｄは、「ｔ２」のタイミングでアイドリングストップを可能とするとともに、アイドリングストップを行った場合には「ｔ４」のタイミングまで継続させる。

これに対して、算出した放電電流量に基づいて、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を上回らないと想定できないときは、バッテリ制御部４１ｄは、「ｔ２」のタイミングでアイドリングストップを可能とするものの、優先的にアイドリングストップを行う開始タイミングである「ｔ３」までにバッテリを満充電状態（充電が完了した状態）とするためにアイドリングストップを制限し、エンジンの始動を行うタイミング「ｔ５」を決定する処理を行う。詳細については後述する。

以上のことから、バッテリ制御部４１ｄは、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を下回っており、かつ、バッテリ電圧値がアイドリングストップ可能電圧値を上回っていることで電流条件、電圧条件ともに成立し、アイドリングストップ許可条件が成立したと判定するときは、優先的にアイドリングストップを終了する終了時間までの放電電流量に基づいて、優先的にアイドリングストップを行う開始時間までにアイドリングストップを制限してエンジンを再始動させてバッテリ４１ｃを充電することがある。

この「放電電流量」について説明する。まず、バッテリ制御部４１ｄは、上記にも示すように、バッテリ４１ｃがアイドリングストップ状態のエンジンを回転させる（エンジン始動させる）ために必要な電力を確保するため、および、バッテリ劣化を抑制するために、アイドリングストップ状態にあるときに放電可能な電流量（放電量）に対して制限値（Ｑ１）を情報記憶部において予め記憶している。

また、アイドリングストップ状態にあるときに放電する電流量（放電電流量）をＩ（ｔ）とすると、ｔ２からｔ４までに放電する電流量（放電量）（Ｑ２）は以下のような（式１）によって表される。

このとき、「Ｑ１＞＝Ｑ２」の関係にあるとき、すなわち、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を上回らないと想定できるときは、「ｔ２」のタイミングから「ｔ４」のタイミングまで継続してアイドリングストップを可能とする。なお、「Ｑ１＜Ｑ２」の関係にあるとき、すなわち、バッテリ充電電流値がアイドリングストップ可能電流値を上回らないと想定できないときには、優先的にアイドリングストップを行う開始タイミングである「ｔ３」までにバッテリを満充電状態（充電が完了した状態）とするためにエンジンの始動を行うタイミング「ｔ５」を決定する処理を行う。

このタイミング「ｔ５」を決定する処理は、アイドリングストップ状態にあるときに放電する電流量（放電電流量）を「Ｉ（ｔ）」とし、バッテリ制御部４１ｄが、アイドリングストップが可能となった「ｔ２」のタイミングから「ｔ５」までの放電量（Ｑ３）により算出する。

この放電量（Ｑ３）は、以下のような（式２）によって算出される。

このときの放電量（Ｑ３）を充電するために要する充電時間は図５に示すようなグラフによって算出することができ、この充電時間を補間することによって上記の（式２）の「ｔ５」のタイミングを算出する。

図５は、バッテリの放電量と、充電時間との関係を示す図である。すなわち、放電量の電流量をバッテリに充電するために必要な充電時間が示されている。

図５には、３つの放電電流における充電時間と放電量との関係が示されており、放電電流が大きければ大きいほど同一の放電量を充電するために要する時間は長くなり、反対に、放電電流が小さければ小さいほど同一の放電量を充電するために要する時間は短くなる。

以上に示すように、優先的にアイドリングストップを行う開始タイミングである「ｔ３」までにバッテリを満充電状態（充電が完了した状態）とするためにエンジンの始動を行う「ｔ５」のタイミングを算出すると、バッテリ制御部４１ｄでは、この「ｔ５」のタイミングから「ｔ３」のタイミングまでの時間は、アイドリングストップを制限してバッテリ４１ｃを充電する充電制御を行う。

図６は、本発明の実施の形態における移動式クレーンを構成するコントローラで行われるアイドリングストップ制御処理を示すフローチャートである。

図６において、コントローラ５０は、一定間隔の割り込み制御等により、エンジンが動作中（アイドリング中を含む）であるかを判断する（Ｓ６０１）。エンジンが動作中でない場合とは、例えば、既にアイドリングストップの状態にある場合等を示す。この判断処理（Ｓ６０１）によって、エンジンが動作中であると判断しない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、コントローラ５０は、以降の処理は行わずアイドリングストップ制御処理を終了する。

この判断処理（Ｓ６０１）によって、エンジンが動作中であると判断する場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、コントローラ５０は、続いて、アイドリングストップ許可条件が成立したか否かを判断する（Ｓ６０２）。アイドリングストップ許可条件が成立したと判断しない場合（Ｓ６０２でＮＯ）、コントローラ５０は、以降の処理は行わずアイドリングストップ制御処理を終了する。

これに対して、この判断処理（Ｓ６０２）によって、アイドリングストップ許可条件が成立したと判断する場合（Ｓ６０２でＹＥＳ）、コントローラ５０は、続いて、図３に示すような画面を用いて作業者により優先的にアイドリングストップを行うための時間情報（以下、「優先時間情報」とも称する）が指定されているか（より具体的には、コントローラ５０のＲＡＭに「優先時間情報」が記憶されているか）否かを判断する（Ｓ６０３）。優先的にアイドリングストップを行うための優先時間情報が指定されていない場合（Ｓ６０３でＮＯ）、コントローラ５０は、動力源ユニット４１に対してエンジン４１ａを停止させる信号を送信する（Ｓ６０７）。

反対に、優先的にアイドリングストップを行うための時間情報が指定されている場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）、コントローラ５０は、計時装置によって現在時刻を確認し、現在時刻がその優先時間情報の範囲内（時間内）であるか否かを判断する（Ｓ６０４）。計時した現在時刻が、優先的にアイドリングストップを行うための優先時間情報の時間内である場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）、コントローラ５０は、動力源ユニット４１に対してエンジン４１ａを停止させる信号を送信する（Ｓ６０７）。

これに対して、計時した現在時刻が、優先的にアイドリングストップを行うための優先時間情報の時間内でない場合（Ｓ６０４でＮＯ）、コントローラ５０は、計測装置が計測したバッテリ４１ｃの蓄電容量を確認する処理を行う（Ｓ６０５）。このときの蓄電容量は、バッテリ４１ｃの残容量である。

続いて、コントローラ５０は、この確認した残容量と、時間情報とに基づいて、アイドリングストップ許可条件の成立に基づくアイドリングストップを行うか否かを判断する（Ｓ６０６）。この判断処理（Ｓ６０６）による判断結果、アイドリングストップを行わないと判断する場合（Ｓ６０６でＮＯ）、コントローラ５０は、アイドリングストップ許可条件に基づくアイドリングストップを制限（禁止）する（Ｓ６０８）。より具体的には、コントローラ５０は、アイドリングストップ許可条件の成立を取り消し、アイドリングストップ許可条件が成立していない状態とする。

この「アイドリングストップ許可条件の成立に基づくアイドリングストップを制限する」ということは、作業者が指定した時間に優先的にアイドリングストップを行うことになるため、作業者の意図に応じたアイドリングストップを行うことが可能となることを意味している。

また、上記の処理において、計時した現在時刻が、優先的にアイドリングストップを行うための優先時間情報の時間内でない場合（Ｓ６０４でＮＯ）に、コントローラ５０は、計測装置が計測したバッテリ４１ｃの蓄電容量を確認する処理を行っているが、これに限定されることなく、コントローラ５０は、充電制御処理が行われているか否かを判断して、充電制御処理が行われている場合にはアイドリングストップ許可条件に基づくアイドリングストップを制限（禁止）することとしてもよい。

これに対して、アイドリングストップ許可条件の成立に基づくアイドリングストップを行うか否かの判断処理（Ｓ６０６）によりアイドリングストップを行うと判断する場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、コントローラ５０は、動力源ユニット４１に対してエンジン４１ａを停止させる信号を送信する（Ｓ６０７）。

優先的にアイドリングストップを行う時間が指定されているにも関わらず、アイドリングストップ許可条件の成立に基づくアイドリングストップを行うということは、そのアイドリングストップを行ったとしてもバッテリ４１ｃの蓄電容量が、所定の時間に所定の蓄電容量となり、指定した優先時間情報の時間内においてもアイドリングストップを確実に行うことができる状態にあるというものである。このため、作業者の意図に応じたアイドリングストップを行うことができるようになるとともに、効率よく騒音、燃費、ＣＯ２の低減が図れることとなる。

以上に示す実施の形態は、本発明の実施の一形態であって、これらの実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

１…移動式クレーン、１０…車両、２０…クレーン装置、２５…キャブ、３０…油圧供給装置、３１…油圧ポンプ、４０…動力装置、４１…動力源ユニット、４１ｂ…オルタネータ、４１ｄ…バッテリ制御部、５０…コントローラ、５１…操作入力部、５２…ディスプレイ、５３…スピーカ、６０…アクチュエータ

Claims (4)

1. エンジンと、
   前記エンジンの駆動によって充電されるバッテリと、
   所定のエンジン停止条件に基づいて前記エンジンを停止するエンジン停止手段と、
   前記エンジン停止手段による前記エンジンの停止を優先させる時間情報の指定が可能な時間情報指定手段と、
   前記時間情報指定手段によって前記時間情報が指定されており、前記エンジン停止条件が成立すると、前記バッテリの容量に応じて前記エンジン停止手段によるエンジン停止を制御するエンジン停止制御手段と
   を具備し、
   前記エンジン停止制御手段は、
   前記時間情報指定手段で指定された時間情報とは異なる他の時間情報に前記エンジン停止条件が成立したとき、前記指定された時間情報の時間帯に前記エンジンを始動させるのに必要とされる充電容量が前記バッテリに充電されているか否かを判定する判定手段
   をさらに具備し、
   前記判定手段によって前記充電容量が前記時間帯に前記バッテリに充電されていると判定しないとき、前記エンジン停止条件による前記エンジンの停止を制限する
   ことを特徴とするエンジン停止制御装置。
2. 前記判定手段は、
   前記エンジン停止条件が成立したときから前記指定された時間情報の終了時間まで前記エンジンを停止したとしたときに想定される放電量に基づいて、前記終了時間に前記充電容量が前記バッテリに充電されているか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジン停止制御装置。
3. 前記エンジンの駆動により前記バッテリに流れるバッテリ電流を計測するバッテリ電流計測手段と、
   前記バッテリのバッテリ電圧を計測するバッテリ電圧計測手段と
   をさらに具備し、
   前記エンジン停止制御手段は、
   前記バッテリ電流計測手段によって計測したバッテリ電流と、前記バッテリ電圧計測手段によって計測したバッテリ電圧とに基づいて、前記エンジン停止条件が成立したか否かを判断するエンジン停止条件判定手段
   を具備し、
   前記判定手段は、
   前記エンジン停止条件判定手段によってエンジン停止条件が成立したと判定したときから前記指定された時間情報の終了時間までの放電量に基づいて前記終了時間に前記充電容量が前記バッテリに充電されているか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン停止制御装置。
4. 前記エンジン停止条件が成立後、前記放電量に基づいて前記終了時間に前記充電容量が前記バッテリに充電されていると前記判定手段が判定しない場合、前記終了時間に前記充電容量が前記バッテリに充電するために前記エンジンを始動させる時間を算出するエンジン始動時間算出手段
   をさらに具備する請求項２または請求項３のいずれかに記載のエンジン停止制御装置。

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