JP2017141556A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機の駆動中にマイナスカットスイッチが遮断状態に切り換わったときには原動機を停止させる。【解決手段】油圧ショベル１の旋回フレーム５には、エンジン１０、バッテリ１４、オルタネータ３２が搭載されている。バッテリ１４のマイナス側は、アース用配線１５を介してボディアースとなる旋回フレーム５に接続されている。アース用配線１５の途中には、バッテリ１４のマイナス側と旋回フレーム５との間を電気的に接続または遮断するマイナスカットスイッチ１６が設けられている。バッテリ１４には、エンジン停止コントローラ４４が接続されている。エンジン停止コントローラ４４は、エンジン１０の駆動中にマイナスカットスイッチ１６が遮断状態となったときに、エンジンストップソレノイド３６を用いてエンジン１０を停止させる。【選択図】図４

Description

本発明は、油圧ショベル、ホイールローダ等の建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械では、原動機としてのディーゼルエンジンと、エンジンによって駆動する発電装置としてのオルタネータと、オルタネータによって充電され各種機器の電源となるバッテリとを備えている。このとき、バッテリのマイナス側には、ボディアースである車体フレームに接続するアース用配線が設けられている。また、アース用配線の途中にマイナスカットスイッチを設け、マイナスカットスイッチのスイッチ切換部材を手動操作することにより、バッテリのマイナス側と車体フレームとの間を電気的に接続または遮断するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１４−２０１０１号公報 特開２０１４−８８７６６号公報

しかし、上述した従来技術では、エンジンの駆動中にマイナスカットスイッチを遮断状態に切り換えたときでも、オルタネータが発電を継続する。このため、オルタネータからの電力供給によって、エンジンを駆動するための電装機器（例えば、エンジンコントローラ、エンジンストップソレノイド）が作動状態を維持する。

この結果、マイナスカットスイッチが遮断状態になってもエンジンは駆動を継続するから、オペレータは、マイナスカットスイッチが遮断状態であることを気付かない可能性がある。一方、マイナスカットスイッチが遮断状態でイグニションキーをＯＦＦにすると、エンジンは停止する。しかし、この状態で、再びイグニションキーを用いてエンジンを始動しようとしても、バッテリからの電力供給がないため、エンジンが始動しないという問題がある。これに加えて、マイナスカットスイッチが遮断状態でイグニションキーをＯＦＦにすると、機体を制御している各種のコントローラには、バックアップ用の電力が供給されない。このため、メモリにデータ等を書き込むことができず、データが損傷する虞れがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、原動機の駆動中にマイナスカットスイッチが遮断状態に切り換わったときには原動機を停止することができるようにした建設機械を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、支持構造体を形成する車体フレームと、前記車体フレームに搭載され油圧ポンプを駆動する原動機と、前記原動機の始動と停止を制御することができるエンジンコントローラ、または前記原動機に対する燃料の供給と停止を制御することができるエンジンストップソレノイドと、前記原動機と機械的に接続され、前記原動機の駆動によって発電する発電装置と、前記原動機とは別個に前記車体フレームに取付けられ、電荷を蓄える蓄電装置と、前記車体フレームに設けられ、前記蓄電装置と前記発電装置のプラス側に接続され、前記蓄電装置と前記発電装置から給電されることにより作動する負荷回路と、前記蓄電装置のマイナス側をボディアースである前記車体フレームに接続するアース用配線と、前記アース用配線の途中に設けられ、スイッチ切換部材を手動操作することにより、前記蓄電装置のマイナス側と前記車体フレームとの間を電気的に接続または遮断するマイナスカットスイッチとを備えた建設機械において、前記蓄電装置に接続され、前記マイナスカットスイッチの遮断に応じて、前記エンジンコントローラまたは前記エンジンストップソレノイドを制御することができるエンジン停止コントローラをさらに備え、前記エンジン停止コントローラは、前記原動機の駆動中に前記マイナスカットスイッチが遮断状態となったときに、前記エンジンコントローラまたは前記エンジンストップソレノイドを用いて前記原動機を停止させる構成としたことを特徴としている。

本発明によれば、原動機の駆動中にマイナスカットスイッチが遮断状態となったときには、エンジン停止コントローラによって原動機を停止させることができる。

本発明の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。 油圧ショベルを上方からみた平面図である。 右後側面カバーの開いた状態を示す拡大斜視図である。 第１の実施の形態による油圧ショベルの電気システムを示す電気回路図である。 エンジン停止コントローラによるエンジン停止処理を示す流れ図である。 第２の実施の形態による油圧ショベルの電気システムを示す電気回路図である。

以下、本発明の実施の形態による建設機械を、後方小旋回式の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。建設機械としての油圧ショベル１は、左側と右側のクローラ（履帯）２Ａを有する自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前部側にスイングポスト４Ａを介して設けられたスイング式の作業装置４とにより大略構成されている。油圧ショベル１は、作業装置４によって土砂の掘削作業等を行うものである。

図２に示すように、上部旋回体３は、下部走行体２の車幅（左側と右側のクローラ２Ａの間隔）とほぼ等しい左右方向の幅寸法を有し、かつ、旋回中心から後述するカウンタウエイト６の後面６Ａまでの距離によって規定される旋回半径の仮想円内に収まるように、上方からみて略円形に形成されている。これにより、油圧ショベル１は、上部旋回体３が下部走行体２上で旋回動作を行ったときに、カウンタウエイト６の後面６Ａがほぼ下部走行体２の車幅内に収まる後方小旋回型の油圧ショベルとして構成されている。

旋回フレーム５は、支持構造体を形成する車体フレームを構成し、上部旋回体３のベースとなっている。旋回フレーム５は、前側に位置してスイングポスト４Ａを揺動可能に支持する支持ブラケット５Ａと、前後方向の中間部を左右方向に延び、カウンタウエイト６と貯油タンク９との間を仕切る仕切部材５Ｂとを備えている。仕切部材５Ｂは、後述する熱交換器１２、右後側面カバー１９と共に機器収容空間１３を画成し、熱交換器１２からの熱が貯油タンク９に伝わるのを抑えるものである。

一方、旋回フレーム５の後端側には、作業装置４との重量バランスをとるカウンタウエイト６が配設されている。また、旋回フレーム５の前部左側にはキャブ７が配設されている。このキャブ７内には、オペレータが着席する運転席８、オペレータによって操作される各種の操作機器（図示せず）等が配置されている。

貯油タンク９は、旋回フレーム５の右側に設けられている。この貯油タンク９は、旋回フレーム５の前部右側に配置された燃料タンク９Ａと、燃料タンク９Ａの後側に隣接して配設された作動油タンク９Ｂとにより構成されている。燃料タンク９Ａは、略直方体状の耐圧タンクとして形成され、エンジン１０に供給される燃料を貯えるものである。一方、作動油タンク９Ｂは、直方体状の耐圧タンクとして形成され、作業装置４等の油圧アクチュエータに供給される作動油を貯えるものである。

カウンタウエイト６の前側には、原動機としてのエンジン１０が設けられている。このエンジン１０は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成され、左右方向に延びる横置き状態に配置されている。エンジン１０の左側には、作業装置４に油圧を供給する油圧ポンプ１１が配設されている。エンジン１０の右側には、ラジエータ、オイルクーラ等により構成された熱交換器１２が配設されている。エンジン１０は、旋回フレーム５に搭載され、油圧ポンプ１１を駆動する。

図３に示すように、機器収容空間１３は、建屋カバー１８によって覆われることにより、熱交換器１２の右側に形成されている。この機器収容空間１３内には、バッテリ１４、エアクリーナ１７等の定期的なメンテナンスが必要な搭載機器が収容されている。そして、機器収容空間１３は、右後側面カバー１９によって開放または閉塞される構成となっている。

バッテリ１４は、エンジン１０とは別個に旋回フレーム５に取付けられ、電荷を蓄える蓄電装置を構成している。このバッテリ１４は、機器収容空間１３内で旋回フレーム５上に配置されている。このバッテリ１４は、エンジン１０のスタータ３３等に給電するものである。このため、バッテリ１４のプラス側は、バッテリ１４からの給電によって作動するスタータ３３、表示装置３９、燃料ポンプ４３等のような負荷回路に接続されている。このとき、負荷回路は、バッテリ１４のプラス側に加えて、オルタネータ３２のプラス側（Ｂ端子）にも接続されている。このため、負荷回路は、バッテリ１４とオルタネータ３２から給電されることにより作動する。一方、バッテリ１４のマイナス側は、アース用配線１５によってボディアースである旋回フレーム５に接続されている。

マイナスカットスイッチ１６は、アース用配線１５の配線経路中（途中）に設けられ、例えばオペレータによって回動操作されるスイッチ切換部材１６Ａを備えている。このマイナスカットスイッチ１６は、スイッチ切換部材１６Ａを手動操作することにより、バッテリ１４のマイナス側と旋回フレーム５との間を電気的に接続または遮断する。

マイナスカットスイッチ１６は、機器収容空間１３内でバッテリ１４の近傍に位置している。具体的には、マイナスカットスイッチ１６は、仕切部材５Ｂに取り付けられ、右後側面カバー１９を開くことによって形成される開口からスイッチ切換部材１６Ａを操作できる位置に配置されている。

エアクリーナ１７は、エンジン１０に関連してバッテリ１４の上方に設けられている。このエアクリーナ１７は、エンジン１０に吸込まれる外気中のごみ等をフィルタによって除去し、清浄な吸気をエンジン１０に供給するものである。

建屋カバー１８はキャブ７の右側から後側に亘って旋回フレーム５上に設けられている。この建屋カバー１８は、エンジン１０、油圧ポンプ１１、熱交換器１２、貯油タンク９、バッテリ１４、エアクリーナ１７等を覆うものである。

図３に示すように、建屋カバー１８は、カウンタウエイト６と貯油タンク９との間に形成された機器収容空間１３を右側方から覆う右後側面カバー１９を備えている。右後側面カバー１９の前端側は、ヒンジ２０を介して仕切部材５Ｂの右端部に回動可能に取付けられている。一方、右後側面カバー１９の後端側には、把手部２１が設けられている。オペレータは、把手部２１を把持して右後側面カバー１９を回動させることにより機器収容空間１３を開放または閉塞し、熱交換器１２、バッテリ１４、エアクリーナ１７等に対するメンテナンス作業を行うことができる構成となっている。

次に、油圧ショベル１に適用された電気システムの構成について、図４を参照して説明する。

油圧ショベル１の電気システムは、キースイッチ３１と、バッテリ１４と、オルタネータ３２と、エンジン１０を起動するためのスタータ３３と、このスタータ３３を制御するためのセーフティリレー３４と、ロックスイッチ４０の操作位置に応じてセーフティリレー３４を制御するためのセーフティスタートリレー３５と、エンジン１０への燃料供給ラインを連通または遮断するためのエンジンストップソレノイド３６と、このエンジンストップソレノイド３６を制御するためのパワーリレー３７およびタイマ３８とを備えている。このとき、エンジンストップソレノイド３６は、エンジン１０に対する燃料の供給と停止を制御することができる。

オルタネータ３２は、発電装置を構成している。このオルタネータ３２は、エンジン１０の近傍に取り付けられ、エンジン１０のクランクプーリとベルトによって接続されている。即ち、オルタネータ３２は、エンジン１０と機械的に接続されている。

オルタネータ３２は、エンジン１０の駆動によって発電する。具体的には、オルタネータ３２は、エンジン１０の回転によって内部のモータを回転させて発電する。オルタネータ３２のＬ端子には、表示装置（モニタ）３９が接続されている。オルタネータ３２の回転速度が遅い場合またはオルタネータ３２が停止している場合には、表示装置３９のランプが点灯するようになっている。

キースイッチ３１は、キーシリンダおよびこのキーシリンダに挿入可能なエンジンキーで構成されており、ＯＦＦ位置、ＯＮ位置、ＳＴＡＲＴ位置に回転操作が可能になっている。そして、キースイッチ３１がＯＦＦ位置に操作されると、Ｂ端子、Ｃ端子およびＡｃｃ端子が互いに接続されないようになっている。また、キースイッチ３１がＯＮ位置に操作されると、Ｂ端子およびＡｃｃ端子が互いに接続されるようになっている。また、キースイッチ３１がＳＴＡＲＴ位置に操作されると、Ｂ端子、Ｃ端子およびＡｃｃ端子が互いに接続されるようになっている。なお、キースイッチ３１は、ＳＴＡＲＴ位置に操作されてから手放されると、バネ等の付勢力によってＯＮ位置に移行するようになっている。

キースイッチ３１のＢ端子は、バッテリ１４およびスタータ３３のリレー接点に接続されている。即ち、バッテリ１４のプラス側には、スタータ３３のリレー接点を介しスタータ３３のモータが接続されている。また、キースイッチ３１のＢ端子は、セーフティリレー３４の接点およびオルタネータ３２のＢ端子に接続されている。即ち、バッテリ１４には、セーフティリレー３４の接点が接続され、さらにこのセーフティリレー３４の接点を介してスタータ３３のリレーコイルが接続されている。また、バッテリ１４には、オルタネータ３２のＢ端子が接続されている。また、キースイッチ３１のＢ端子は、パワーリレー３７の接点に接続されている。即ち、バッテリ１４には、パワーリレー３７の接点が接続され、さらにこのパワーリレー３７の接点を介しエンジンストップソレノイド３６の吸引側が接続されている。

キースイッチ３１のＣ端子は、セーフティスタートリレー３５の接点に接続され、さらにこのセーフティスタートリレー３５の接点を介してセーフティリレー３４のＥ端子に接続されている。キースイッチ３１のＡｃｃ端子は、ロックスイッチ４０に接続され、さらにこのロックスイッチ４０を介してセーフティスタートリレー３５のコイルに接続されている。キースイッチ３１のＡｃｃ端子は、セーフティリレー３４のＣ端子、オルタネータ３２のＩＧ端子、エンジンストップソレノイド３６の保持側、およびタイマ３８に接続されている。また、キースイッチ３１のＡｃｃ端子は、燃料ポンプ４３にも接続されている。

そして、例えばキースイッチ３１がＳＴＡＲＴ位置に操作されると、バッテリ１４からの電流がキースイッチ３１のＡｃｃ端子を経由してセーフティリレー３４のＣ端子、オルタネータ３２のＩＧ端子、エンジンストップソレノイド３６の保持側、およびタイマ３８に流れて、それぞれの電源となる。これに加えて、バッテリ１４からの電流がキースイッチ３１のＡｃｃ端子を経由して、燃料ポンプ４３に供給され、この電源となる。

このとき、タイマ３８は、通電されるとパワーリレー３７のコイルを１秒間励磁し、パワーリレー３７の接点を閉じ状態に切り換える。これにより、バッテリ１４からの電流がエンジンストップソレノイド３６の吸引側に１秒間流れ、エンジンストップソレノイド３６は吸引位置に動いて、機械式のガバナ４１（燃焼噴射装置）のコントロールラック（図示せず）が作動する。その結果、燃料ポンプ４３からエンジン１０への燃料供給ラインを連通状態とし、エンジン１０が回転可能な状態になる。なお、１秒間が経過すると、パワーリレー３７の接点が遮断されるものの、キースイッチ３１のＡｃｃ端子からの電流がエンジンストップソレノイド３６の保持側に流れているので、エンジン１０が回転可能な状態が継続するようになっている。

また、ロックレバー（図示せず）がロック位置（上昇位置）に操作されてロックスイッチ４０が開接点（ＯＦＦ）となっていれば、セーフティスタートリレー３５の接点はＯＮ位置となり、バッテリ１４からの電流がキースイッチ３１のＣ端子およびセーフティスタートリレー３５の接点を経由してセーフティリレー３４のＥ端子に流れる。これにより、セーフティリレー３４は、内部のコイルを励磁して内部の接点を閉じ状態に切り換える。そのため、バッテリ１４からの電流がセーフティリレー３４の接点を経由してスタータ３３のリレーコイルに流れる。これにより、スタータ３３の接点が閉じ状態に切り換えられ、バッテリ１４からの電流がスタータ３３のモータに流れて、モータが回転する。その結果、エンジン１０が始動するようになっている。

そして、エンジン１０が始動すると、オルタネータ３２が発電を開始し、オルタネータ３２のＰ端子およびＢ端子の電圧が上昇する。オルタネータ３２のＰ端子からは、オルタネータ３２の回転速度に応じたパルス信号がセーフティリレー３４のＨ端子に出力されている。そして、オルタネータ３２の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合には、エンジン１０の回転速度が十分に上昇してエンジン１０の継続動作が可能となっているから、セーフティリレー３４は、内部のコイルの励磁を解除して内部の接点を開き状態に切り換える。これにより、スタータ３３のリレーコイルに電流が流れなくなり、スタータ３３のリレー接点が開き状態となって、スタータ３３のモータが停止するようになっている。

エンジン１０の始動後には、オペレータは、ロックレバーをロック解除位置（下降位置）に操作する。これにより、ロックスイッチ４０が閉接点（ＯＮ）となり、セーフティスタートリレー３５の接点はＯＦＦ位置となる。これに加え、例えばロックバルブ（図示せず）によって、油圧ポンプ１１から作業装置４等に対する油圧の供給が許可されて、油圧ショベル１の走行、旋回、掘削等の各種の動作が可能になる。

エンジン１０の駆動中は、燃料ポンプ４３からの燃料がガバナ４１を通じてエンジン１０に供給される。このとき、ガバナ４１のフライウエイトには、例えばエンジン１０の回転速度に応じた遠心力が作用する。このため、ガバナ４１は、フライウエイトの慣性力とガバナスプリング力とによって、エンジン１０の回転速度を一定に保つ。

また、ガバナ４１は、燃料レバー４２の操作位置に応じて、エンジン１０のシリンダ（図示せず）内に噴射される燃料の噴射量（燃料噴射量）を可変に制御する。これにより、エンジン１０の回転数（回転速度）は、燃料レバー４２で設定した目標回転数となるように制御される。

その後、例えばキースイッチ３１がＯＦＦ位置に操作されると、各回路への電源が切れる。キースイッチ３１のＡｃｃ端子からエンジンストップソレノイド３６の保持側に流れていた電流がなくなり、エンジンストップソレノイド３６はバネの付勢力によって停止位置に動く。その結果、エンジン１０への燃料供給ラインを遮断状態とし、エンジン１０が停止するようになっている。

エンジン停止コントローラ４４は、バッテリ１４に接続されている。具体的には、エンジン停止コントローラ４４は、バッテリ１４のプラス側とマイナス側に直接的に接続されている。このため、エンジン停止コントローラ４４は、マイナスカットスイッチ１６の接続と遮断のいずれの状態でも、バッテリ１４から電力が供給され、動作を継続することができる。

エンジン停止コントローラ４４は、マイナスカットスイッチ１６のアース側とバッテリ１４のマイナス側とに接続され、例えばこれらの間の電流値や抵抗値に基づいて、マイナスカットスイッチ１６が接続状態（ＯＮ）と遮断状態（ＯＦＦ）のいずれの状態であるかを監視することができる。また、エンジン停止コントローラ４４の入力端子は、キースイッチ３１のＡｃｃ端子に接続されている。

また、エンジン停止コントローラ４４は、エンジンストップソレノイド３６および燃料ポンプ４３に対する電力供給配線の途中に設けられたスイッチ４５を備えている。このスイッチ４５は、エンジン停止コントローラ４４によって、接続状態と遮断状態とが制御される。スイッチ４５は、例えばエンジン停止コントローラ４４に内蔵されていてもよく、エンジン停止コントローラ４４とは異なる位置に設けられ、エンジン停止コントローラ４４からの制御信号に基づいて、接続状態と遮断状態とが切り換えられるものでもよい。スイッチ４５は、通常は接続状態となり、エンジンストップソレノイド３６および燃料ポンプ４３に対する電力の供給を許可している。

さらに、エンジン停止コントローラ４４の出力端子には、例えばブザー、ランプ等からなる報知装置４６が接続されている。報知装置４６は、キャブ７に搭乗したオペレータへの報知を行うために、キャブ７の内部に設けられてもよく、油圧ショベル１の周囲への報知を考慮して、キャブ７の外部に設けられてもよい。

エンジン停止コントローラ４４は、マイナスカットスイッチ１６の遮断に応じて、エンジンストップソレノイド３６を制御することができる。即ち、エンジン停止コントローラ４４は、図５に示すエンジン停止処理のプログラムを実行し、マイナスカットスイッチ１６の状態に応じて、スイッチ４５および報知装置４６を制御する。具体的には、エンジン停止コントローラ４４は、マイナスカットスイッチ１６が遮断状態で、かつキースイッチ３１のＡｃｃ端子からバッテリ１４からの電源電圧（例えば＋１２Ｖ）の供給があるときには、オルタネータ３２から電圧が供給されているため、エンジン１０が駆動中であると判断する。このとき、エンジン停止コントローラ４４は、報知装置４６を用いてオペレータや周囲にエンジン１０が停止することを報知する。報知を開知してから予め決められた一定時間が経過すると、エンジン停止コントローラ４４は、スイッチ４５を遮断状態に切り換える。これにより、エンジンストップソレノイド３６および燃料ポンプ４３に対する電力供給が停止するから、エンジン１０に対する燃料供給が停止され、エンジン１０は停止する。

次に、エンジン停止コントローラ４４によるエンジン停止処理のプログラムについて、図５を用いて説明する。なお、エンジン停止処理は、予め決められた一定周期で繰り返し実行されるものである。

例えばイグニションキー等によって車両を起動すると、エンジン停止処理のプログラムが起動する。ステップ１では、キースイッチ３１のＡｃｃ端子が電源ＯＮ状態か否かを判定する。具体的には、バッテリ１４またはオルタネータ３２から電流がキースイッチ３１のＡｃｃ端子に供給されているか否かを判定する。

ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、エンジン１０が停止しているから、オルタネータ３２は非発電状態となっている。このため、エンジン停止コントローラ４４は何もせず、そのままの状態でプログラムを終了する。

一方、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、エンジン１０の回転駆動によってオルタネータ３２が発電している可能性がある。このため、ステップ２に移って、マイナスカットスイッチ１６が遮断状態（ＯＦＦ）か否かを判定する。

ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、マイナスカットスイッチ１６は接続状態（ＯＮ）であるから、ステップ１以降を繰り返す。一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときには、エンジン１０の駆動中にマイナスカットスイッチ１６が遮断状態に切り換わったから、エンジン１０を停止させるために、ステップ３以降の処理を実行する。

ステップ３では、エンジン停止用のカウンタを用いてエンジン停止までの予め決められた所定時間をカウントダウンする。ステップ４では、報知装置４６を作動させて、オペレータおよび周囲に対してエンジン１０が停止することを報知する。ステップ５では、例えばエアコン、ラジオ、照明器具等を制御する各種のコントローラにデータを格納させる。具体的には、各コントローラに動作停止の処理を実行させると共に、必要なデータを不揮発性メモリ内に書込む処理を実行させる。続くステップ６では、カウンタによって計測している時間に基づいて、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定してから予め決められた一定時間が経過したか否かを判定する。

このとき、一定時間は、エンジン１０が停止するまでに、作業装置４等を安定した姿勢に変更するまでの時間として、例えば１分程度の値に設定されている。なお、一定時間は、作業装置４の姿勢変化に必要な時間等を考慮して、適宜設定される。

ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、一定時間が経過していないから、ステップ３以降を繰り返す。一方、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、マイナスカットスイッチ１６が遮断状態になってから、一定時間が経過している。このため、エンジン停止コントローラ４４は、スイッチ４５を遮断状態に切り換える。これにより、エンジンストップソレノイド３６および燃料ポンプ４３に対する電力供給が停止され、エンジンストップソレノイド３６はＯＦＦになる。この結果、ガバナ４１のコントロールラックはスプリングによって停止位置まで移動するから、エンジン１０に対する燃料供給が停止され、エンジン１０は停止する。

このとき、図５中のステップ３およびステップ６が、エンジン１０を停止させる前に所定時間が経過するまで待機するオフタイマの具体例を示している。なお、エンジン１０の停止中にマイナスカットスイッチ１６が遮断状態に切り換わったときには、ステップ５と同様の処理を行い、各コントローラのデータを不揮発性メモリに書込む構成としてもよい。

かくして、本実施の形態によれば、バッテリ１４に接続され、マイナスカットスイッチ１６の遮断に応じて、エンジンストップソレノイド３６を制御することができるエンジン停止コントローラ４４を備えている。ここで、小型の油圧ショベル１では、熱交換器１２、バッテリ１４、エアクリーナ１７等のメンテナンス作業を行うための機器収容空間１３にマイナスカットスイッチ１６が配置されている。このため、エンジン１０を駆動した状態でメンテナンス作業を行ったときに、マイナスカットスイッチ１６を遮断状態に切り換えてしまう可能性がある。このとき、エンジン１０の駆動によってオルタネータ３２は発電を継続するから、エンジンストップソレノイド３６は作動状態を維持し、油圧ショベル１は通常動作が可能である。従って、オペレータは、マイナスカットスイッチ１６が遮断状態であることに気付かない虞れがある。

これに対し、本実施の形態では、エンジン停止コントローラ４４は、エンジン１０の駆動中にマイナスカットスイッチ１６が遮断状態となったときに、エンジンストップソレノイド３６を用いてエンジン１０を停止させる。このため、エンジン１０の停止によって、オペレータはマイナスカットスイッチ１６が遮断状態に切り換わったことを把握することができ、エンジン１０を次回起動する前にマイナスカットスイッチ１６を接続状態に切り換えることができる。

また、エンジン停止コントローラ４４は、エンジン１０を停止させる前に所定時間が経過するまで待機するオフタイマを備えているから、オペレータはエンジン１０が停止する前に油圧ショベル１を安定した状態に姿勢変化させることができる。このため、エンジン１０の停止によって、油圧ショベル１が不安定な姿勢で制止するのを、抑制することができる。これに加えて、各種のコントローラは、電力供給が停止するまでに一定時間が確保されるため、その間に内部メモリへのデータ書き込みを完了させることができ、データの損傷を抑制することができる。

さらに、エンジン停止コントローラ４４によって動作する報知装置４６をさらに備え、エンジン停止コントローラ４４は、エンジン１０を停止させるときに、報知装置４６を動作させる。このため、報知装置４６は、オペレータや油圧ショベル１の周囲に位置する作業者等に対して、エンジン１０が停止することを事前に報知することができる。この結果、エンジン１０が停止する前に、オペレータは、例えば作業装置４を安定した状態に姿勢変化させることができると共に、周囲の作業者は、油圧ショベル１が停止することを事前に把握することができる。

次に、図６は本発明の第２の実施の形態による油圧ショベルの電気システムを示している。本実施の形態の特徴は、エンジン停止コントローラは、エンジンコントローラを用いてエンジンを停止させることにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第２の実施の形態による電気システムは、キースイッチ５１と、バッテリ１４と、オルタネータ３２と、スタータ３３と、スタータリレー５２と、セーフティスタートリレー５３とを備えている。

このとき、スタータ３３は、バッテリ１４のプラス側に接続されている。即ち、バッテリ１４のプラス側には、スタータリレー５２の接点が接続され、さらにこのスタータリレー５２の接点を介してスタータ３３のリレーコイルが接続されている。

キースイッチ５１のＡｃｃ端子は、表示装置３９に接続されている。このため、表示装置３９は、キースイッチ５１がＯＮ位置またはＳＴＡＲＴ位置となったときに、キースイッチ５１のＡｃｃ端子を介して電力が供給され、起動する。

キースイッチ５１のＣ端子は、スタータリレー５２のコイルの一端側、およびエンジンコントローラ５５（ＥＣＵ）に接続されている。キースイッチ５１のＡｃｃ端子は、オルタネータ３２のＩＧ端子、燃料ポンプ４３およびエンジンコントローラ５５に接続されている。これに加えて、キースイッチ５１のＡｃｃ端子は、ロックスイッチ４０に接続され、さらにこのロックスイッチ４０を介してセーフティスタートリレー５３のコイルに接続されている。

そして、例えばキースイッチ５１がＳＴＡＲＴ位置に操作されると、バッテリ１４からの電流がキースイッチ３１のＡｃｃ端子を経由して、オルタネータ３２のＩＧ端子、燃料ポンプ４３およびエンジンコントローラ５５に供給され、これらの電源となる。また、キースイッチ５１のＡｃｃ端子からの電流は、セーフティスタートリレー５３、およびロックスイッチ４０に流れる。このとき、エンジンコントローラ５５は、電子式のガバナ５４（燃焼噴射装置）のコントロールラック（図示せず）を作動させる。その結果、燃料ポンプ４３からエンジン１０への燃料供給ラインを連通状態とし、エンジン１０が回転可能な状態になる。このため、エンジンコントローラ５５は、エンジン１０の始動と停止を制御することができる。

また、ロックレバー（図示せず）がロック位置（上昇位置）に操作されてロックスイッチ４０が開接点（ＯＦＦ）となっていれば、セーフティスタートリレー５３の接点はＯＮ位置となり、バッテリ１４からの電流がセーフティスタートリレー５３を経由してエンジンコントローラ５５に流れる。これに加えて、キースイッチ５１のＣ端子からの電流がエンジンコントローラ５５に流れる。

エンジンコントローラ５５は、キースイッチＡｃｃ端子およびＣ端子の両方から電流が流れると、スタータリレー５２のコイルの他端側をアースに接続し、スタータリレー５２を励磁させる。この結果、スタータリレー５２の接点が接続され、バッテリ１４からの電流がスタータ３３のモータに流れて、モータが回転する。その結果、エンジン１０が始動するようになっている。

一方、ロックレバーがロック解除位置（下降位置）に操作されてロックスイッチ４０が閉接点（ＯＮ）となっていれば、セーフティスタートリレー５３の接点はＯＦＦ位置となる。これにより、エンジンコントローラ５５には、セーフティスタートリレー５３からの電流が供給されないから、エンジンコントローラ５５は、スタータリレー５２の励磁を停止する。この結果、ロックレバーを下げた状態では、キースイッチ５１をＳＴＡＲＴ位置にしても、スタータ３３は回転せず、エンジン１０は始動しない。

そして、エンジン１０が始動すると、オルタネータ３２が発電を開始し、オルタネータ３２のＰ端子およびＢ端子の電圧が上昇する。このとき、エンジンコントローラ５５は、エンジン１０の回転速度を回転センサ（図示せず）からの信号で検出する。エンジン１０の回転速度が予め設定された回転速度に達した場合には、エンジンコントローラ５５は、スタータリレー５２の内部のコイルの励磁を解除して内部の接点を開き状態に切り換える。これにより、スタータ３３のリレーコイルに電流が流れなくなり、スタータ３３のリレー接点が開き状態となって、スタータ３３のモータが停止するようになっている。

なお、エンジンコントローラ５５は、回転センサからの信号に限らず、オルタネータ３２のＰ端子からの出力電圧に基づいて、エンジン１０が予め設定された回転速度に到達したか否かを判定してもよい。

エンジン１０の始動後には、オペレータは、ロックレバーをロック解除位置（下降位置）に操作する。これにより、ロックスイッチ４０が閉接点（ＯＮ）となり、セーフティスタートリレー５３の接点はＯＦＦ位置となる。これに加え、例えばロックバルブ（図示せず）によって、油圧ポンプ１１から作業装置４等に対する油圧の供給が許可されて、油圧ショベル１の走行、旋回、掘削等の各種の動作が可能になる。

エンジン１０の駆動中は、燃料ポンプ４３からの燃料がガバナ５４を通じてエンジン１０に供給される。このとき、ガバナ５４は、目標ラック位置と実ラック位置（実際のコントロールラックの位置）との差を算出し、アクチュエータによってラック位置を制御する。これにより、ガバナ５４は、エンジン１０の回転速度を一定に保つ。

また、エンジンコントローラ５５には、エンジン１０の回転速度を検出する回転センサ等が接続されている。エンジンコントローラ５５は、エンジン１０の回転速度に応じて、ガバナ５４に制御信号を出力する。このとき、ガバナ５４は、エンジンコントローラ５５から出力される制御信号に基づいてエンジン１０のシリンダ（図示せず）内に噴射される燃料の噴射量（燃料噴射量）を可変に制御する。これにより、エンジン１０の回転数（回転速度）は、エンジンコントローラ５５からの制御信号による目標回転数に対応した回転数となるように制御される。

その後、例えばキースイッチ５１がＯＦＦ位置に操作されると、各回路への電源が切れる。このとき、キースイッチ５１のＡｃｃ端子からエンジンコントローラ５５に流れていた電流がなくなる。これにより、エンジンコントローラ５５からガバナ５４に対する制御信号が出力されなくなるから、ガバナ５４のコントロールラックが停止位置に移動する。これに加えて、燃料ポンプ４３に対する電力供給がなくなるから、燃料ポンプ４３も停止する。その結果、燃料ポンプ４３からエンジン１０への燃料供給ラインが遮断状態となり、エンジン１０は停止する。

エンジン停止コントローラ５６は、バッテリ１４のプラス側とマイナス側に直接的に接続されている。このエンジン停止コントローラ５６は、マイナスカットスイッチ１６のアース側とバッテリ１４のマイナス側とに接続され、マイナスカットスイッチ１６が接続状態（ＯＮ）と遮断状態（ＯＦＦ）のいずれの状態であるかを監視することができる。また、エンジン停止コントローラ５６の入力端子は、キースイッチ５１のＡｃｃ端子に接続されている。

また、エンジン停止コントローラ５６は、エンジンコントローラ５５および燃料ポンプ４３に対する電力供給配線の途中に設けられたスイッチ５７を備えている。このスイッチ５７は、エンジン停止コントローラ５６によって、接続状態と遮断状態とが制御される。スイッチ５７は、例えばエンジン停止コントローラ５６に内蔵されていてもよく、エンジン停止コントローラ５６とは異なる位置に設けられていてもよい。スイッチ５７は、通常は接続状態となり、エンジンコントローラ５５および燃料ポンプ４３に対する電力の供給を許可している。

さらに、エンジン停止コントローラ５６の出力端子には、例えばブザー、ランプ等からなる報知装置４６が接続されている。エンジン停止コントローラ５６は、図５に示すエンジン停止処理のプログラムを実行し、マイナスカットスイッチ１６の状態に応じて、スイッチ５７および報知装置４６を制御する。具体的には、エンジン停止コントローラ５６は、マイナスカットスイッチ１６が遮断状態で、かつキースイッチ３１のＡｃｃ端子からバッテリ１４から電源電圧の供給があるときには、オルタネータ３２から電圧が供給されているため、エンジン１０が駆動中であると判断する。このとき、エンジン停止コントローラ５６は、報知装置４６を用いてオペレータや周囲にエンジン１０が停止することを報知する。報知を開始してから予め決められた一定時間が経過すると、エンジン停止コントローラ５６は、スイッチ５７を遮断状態に切り換える。これにより、エンジンコントローラ５５および燃料ポンプ４３に対する電力供給が停止するから、エンジン１０に対する燃料供給が停止され、エンジン１０は停止する。

第２の実施の形態による電気システムは、上述のような構成を有する。このように構成された第２の実施の形態では、エンジン停止コントローラ５６は、エンジン１０の駆動中にマイナスカットスイッチ１６が遮断状態となったときに、エンジンコントローラ５５を用いてエンジン１０を停止させる。このため、第２の実施の形態でも、上述した第１の実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。

なお、上述した実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の油圧ショベルに適用してもよく、油圧クレーン等のように他の建設機械にも広く適用することができるものである。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 作業装置
５ 旋回フレーム（車体フレーム）
１０ エンジン（原動機）
１１ 油圧ポンプ
１４ バッテリ（蓄電装置）
１５ アース用配線
１６ マイナスカットスイッチ
１６Ａ スイッチ切換部材
３１，５１ キースイッチ
３２ オルタネータ
３３ スタータ（負荷回路）
３６ エンジンストップソレノイド
３９ 表示装置（負荷回路）
４１，５４ ガバナ（燃料噴射装置）
４３ 燃料ポンプ（負荷回路）
５５ エンジンコントローラ
４４，５６ エンジン停止コントローラ
４５，５７ スイッチ
４６ 報知装置

Claims (3)

1. 支持構造体を形成する車体フレームと、
   前記車体フレームに搭載され油圧ポンプを駆動する原動機と、
   前記原動機の始動と停止を制御することができるエンジンコントローラ、または前記原動機に対する燃料の供給と停止を制御することができるエンジンストップソレノイドと、
   前記原動機と機械的に接続され、前記原動機の駆動によって発電する発電装置と、
   前記原動機とは別個に前記車体フレームに取付けられ、電荷を蓄える蓄電装置と、
   前記車体フレームに設けられ、前記蓄電装置と前記発電装置のプラス側に接続され、前記蓄電装置と前記発電装置から給電されることにより作動する負荷回路と、
   前記蓄電装置のマイナス側をボディアースである前記車体フレームに接続するアース用配線と、
   前記アース用配線の途中に設けられ、スイッチ切換部材を手動操作することにより、前記蓄電装置のマイナス側と前記車体フレームとの間を電気的に接続または遮断するマイナスカットスイッチとを備えた建設機械において、
   前記蓄電装置に接続され、前記マイナスカットスイッチの遮断に応じて、前記エンジンコントローラまたは前記エンジンストップソレノイドを制御することができるエンジン停止コントローラをさらに備え、
   前記エンジン停止コントローラは、前記原動機の駆動中に前記マイナスカットスイッチが遮断状態となったときに、前記エンジンコントローラまたは前記エンジンストップソレノイドを用いて前記原動機を停止させる構成としたことを特徴とする建設機械。
2. 前記エンジン停止コントローラは、前記原動機を停止させる前に所定時間が経過するまで待機するオフタイマを備えてなる請求項１に記載の建設機械。
3. 前記エンジン停止コントローラによって動作する報知装置をさらに備え、
   前記エンジン停止コントローラは、前記原動機を停止させるときに、前記報知装置を動作させてなる請求項１に記載の建設機械。

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