JP2022151219A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリングストップ時にバッテリ上がりを防止しつつ電装品を必要時に作動状態とすると共にエンジン再始動の容易性と安全性を両立できる建設機械を提供する。【解決手段】建設機械はアイドルストップ機能により停止状態のエンジンを再始動させる第２スイッチを備える。アイドルストップ機能によりエンジンが停止された場合、エンジン停止からシートベルトが継続して装着状態の場合にはエンジンが停止状態かつ電装品が作動可能状態の第１停止状態に、第１停止状態においてシートベルトが解除状態に変更された場合又はアイドルストップ機能によりエンジンが停止状態でシートベルトが解除状態の場合にはエンジンが停止状態かつ電装品が停止状態の第２停止状態となる。コントローラは、第１停止状態のとき第１スイッチ又は第２スイッチの操作によりエンジン再始動を実行し、第２停止状態のとき第１スイッチの操作のみによりエンジン再始動を実行する。【選択図】 図８

Description

本発明は、建設機械に係り、更に詳しくは、所定の条件が成立したときにエンジンを停止させるアイドリングストップ機能を搭載した建設機械に関する。

油圧ショベルやクレーン、ホイールローダ等の建設機械では、近年、アイドリングストップ機能が搭載されている。アイドリングストップ機能とは、建設機械の作業が行われない状態が長時間継続したときに、エンジンを自動的に停止させるものである。アイドリングストップ機能によりエンジンを停止させた場合、エンジンにより駆動されている発電機の発電も停止してしまい、搭載されている電装品はバッテリからの電力の供給により作動することになる。このような状態のときに、オペレータが建設機械から長時間離れてしまうと、電装品の電力消費によるバッテリ上がりが懸念される。このような懸念に対して、例えば、特許文献１に記載の技術や特許文献２に記載の技術が知られている。

特許文献１に記載の技術は、運転中の建設機械がアイドリングストップ状態になったときに各種電気機器やコントローラへ流れる放電電流によってバッテリが消耗しないように、タイマがアイドリングストップ状態の継続時間をカウントし、カウント時間が所定の時間を経過したときにタイマ接点をＯＮにすることで、警報器を鳴動させたりモニタ画面に警告を表示したりするものである。この警報器の警報音やモニタ画面の警告表示によって、オペレータに対してアイドリングストップ状態であることを認知させようとしている。

特許文献２に記載の技術は、エンジンの再起動を簡単に行うと共に作動の開始を周囲に確実に報知するために、アイドリングストップ機能によりエンジンを自動的に停止させた後、再起動待機時間の経過前である場合においてホーンスイッチが操作され且つゲートロックレバーがロック位置にあるときにエンジンを再起動する一方、再起動待機時間が経過した場合には車体の電源を停止させるものである。

特開２０１２－０９１７０７号公報 特開２０１８－２０４２５２号公報

特許文献１に記載の技術では、警報器の警報音やモニタ画面の警告表示によって、オペレータに対してアイドリングストップ状態であることを認知させようとしている。しかし、アイドリングストップ状態の警報や警告表示が行われる前に、オペレータが建設機械から離れてしまうことが考えられる。この場合、オペレータは当該警報や警告表示を認知できず、バッテリから各種電気機器やコントローラへの電源回路が遮断されない懸念がある。このように、特許文献１に記載の技術では、アイドリングストップ状態のときにオペレータに対して警報や警告表示が行われるだけなので、バッテリ上がりの懸念が残る。

特許文献２に記載の技術においては、エンジンの再起動の条件を満たさずにアイドリングストップ状態が所定時間継続した場合、油圧ショベルの電源を停止させることで、電力の無駄な消費を抑制しようとしている。しかし、オペレータが運転室内で長時間待機したい場合でも、油圧ショベルの電源が自動的に停止されてしまうので、使用しているラジオやエアコンなどの電気機器（電装品）までも停止してしまう。ラジオやエアコンなどを継続して使用したい場合には、電源を再びオンにする必要がある。すなわち、エンジンを再起動する必要があり、ラジオやエアコンなどを継続使用するには手間が掛かる。

また、特許文献２に記載の技術では、エンジンを再起動する条件として、ホーンスイッチのオン操作と共にゲートロックレバーのロック位置への操作を要する。ホーンスイッチは、操作レバー装置のレバー先端に設けられており、油圧ショベルの乗降時に誤って触れやすい位置にある。そのため、オペレータがゲートロックレバーをロック位置にした状態で油圧ショベルから降りようとした際に、ホーンスイッチを誤って押してしまうことで、意図しないエンジンの再起動が懸念される。

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、アイドリングストップ時において、バッテリ上がりの防止を図りつつ電装品を必要時に作動可能な状態とすると共に、エンジン再始動の容易性と安全性を両立することができる建設機械を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、エンジンと、前記エンジンによって駆動されて発電するオルタネータと、前記オルタネータが発電した電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリと電気的に接続された電装品と、信号を出力しない第１位置、前記電装品の作動を指示するオン信号を出力可能な第２位置、前記エンジンの始動を指示するスタート信号を出力可能な第３位置を有する第１スイッチと、オペレータが着座する運転席と、前記運転席にオペレータを拘束可能な装着状態とオペレータの離席が可能な解除状態とに変更可能なシートベルトと、オペレータにより操作される操作装置と、前記エンジンによって駆動される作業機と、前記作業機及び前記エンジンの動作を制御するとともに、前記エンジンの駆動中に所定の条件が成立したときに前記エンジンを停止させるアイドリングストップ機能を有するコントローラと備えた建設機械において、前記アイドリングストップ機能により停止状態である前記エンジンの再始動を指示する再始動信号を前記コントローラへ出力可能な第２スイッチを更に備え、前記アイドリングストップ機能によって前記エンジンが停止された場合、当該エンジンが停止されてから前記シートベルトが継続して装着状態である場合には、前記エンジンが停止状態かつ前記電装品が作動可能な状態の第１状態となり、前記第１状態において前記シートベルトが解除状態に変更された場合又は前記アイドリングストップ機能によって前記エンジンが停止された状態において前記シートベルトが解除状態である場合には、前記エンジンが停止状態かつ前記電装品が停止状態の第２状態となり、かつ、前記コントローラは、前記第１状態のときは、前記第１スイッチからのスタート信号又は前記第２スイッチからの再始動信号のいずれかの信号の入力により前記エンジンの再始動を実行し、前記第２状態のときは、前記第１スイッチからのスタート信号の入力のみによって前記エンジンの再始動を実行するように前記エンジンを制御することを特徴とする。

本発明によれば、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止されてからシートベルトの装着状態が継続されている場合にはオペレータが短時間の待機中と想定されるので、電装品を作動可能な状態にすることでオペレータによる電装品の使用を可能としている。この場合、第２スイッチの操作によりエンジン再始動を可能とすることで、エンジンの再始動が容易となる。一方、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止された状態においてにシートベルトが解除状態の場合にはオペレータが長時間離座する懸念があり、電装品を停止状態にすることでバッテリ上がりを防止する。この場合、第２スイッチの操作によるエンジン再始動を許容しないことで、オペレータの第２スイッチの誤操作による意図しないエンジン再始動を防止する。このように、アイドリングストップ時において、バッテリ上がりの防止を図りつつ電装品を必要時に作動可能な状態とすると共に、エンジン再始動の容易性と安全性を両立することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の建設機械の一実施の形態を適用した油圧ショベルを示す斜視図である。 本発明の建設機械の一実施の形態における運転室内の運転席及びその周辺の構成を示す斜視図である。 本発明の建設機械の一実施の形態における油圧システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の建設機械の一実施の形態における電気システムの構成を示す回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態の電気システムにおけるシートベルト装着状態でアイドリングストップを実行したときの接続状態を示す回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態の電気システムにおけるアイドリングストップ実行中にシートベルトが解除状態へ変更されたときの接続状態を示す回路図である。 本発明の建設機械の一実施の形態におけるエンジン始動、アイドリングストップ、及びアイドルリングストップ時のエンジン再始動の動作を示すフローチャートである。 本発明の建設機械の一実施の形態におけるアイドリングストップ実行中のシートベルト装着の有無による機体コントローラ及び電装品の作動状態の変化及び各状態でのエンジン再始動の条件を示す説明図である。

以下、本発明の建設機械の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、建設機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。

まず、本発明の建設機械の一実施の形態としての油圧ショベルの構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の建設機械の一実施の形態を適用した油圧ショベルを示す斜視図である。図２は本発明の建設機械の一実施の形態における運転室内の運転席及びその周辺の構成を示す斜視図である。ここでは、運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。

図１において、建設機械としての油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体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の前部に俯仰動可能に設けられたフロント作業機４とを備えている。

下部走行体２は、左右にクローラ式の走行装置１１を備えている。左右の走行装置１１は、例えば、油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ１２により駆動する。

上部旋回体３は、例えば、油圧アクチュエータとしての旋回油圧モータ（図示せず）によって、下部走行体２に対して旋回駆動される。上部旋回体３は、支持構造体である旋回フレーム２１と、旋回フレーム２１上の前部左側に設置された運転室２２と、旋回フレーム２１の後端部に取り付けられたカウンタウェイト２３と、旋回フレーム２１上における運転室２２とカウンタウェイト２３との間に設けられた機械室２４とを含んで構成されている。カウンタウェイト２３は、フロント作業機４との重量バランスをとるためのものである。機械室２４には、後述のエンジン４１やメインポンプ４２、オルタネータ５１、スタータモータ５６（後述の図３及び図４参照）などの各種機器が収容されている。

運転室２２内には、図２に示すように、オペレータが着座する運転席２６が配置されている。運転席２６には、シートベルト２７が設置されている。運転席２６の周囲には、操作装置２８やゲートロックレバー２９、キースイッチ６１等のオペレータが油圧ショベル１を操作するための各種機器が配置されている。また、運転室２２内には、ラジオやエアコンディショナなどの電装品５５（後述の図４参照）が配置されている。

シートベルト２７は、運転席２６にオペレータを拘束するためのウェビング２７ａと、ウェビング２７ａの一端部に設けられた連結金具としてのタング２７ｂと、タング２７ｂと係脱可能なバックル２７ｃとを有している。すなわち、シートベルト２７は、運転席２６にオペレータを拘束可能な装着状態とオペレータの離席が可能な解除状態とに変更可能に構成されている。

シートベルト２７のバックル２７ｃの内部には、シートベルトスイッチ６６が設置されている。シートベルトスイッチ６６は、シートベルト２７の装着状態及び解除状態に応じて開閉状態が切り換わるものであり、後述の電気システム５０の電気回路の接続及び遮断を切換可能である。また、シートベルトスイッチ６６は、シートベルト２７が装着状態であるか否かを検出する検出器としても機能する。シートベルトスイッチ６６の具体的な機能は後述する（後述の図４参照）。

操作装置２８は、例えば、オペレータにより操作される操作レバー２８ａを有しており、前後左右に操作可能である。操作装置２８は、オペレータによる操作方向や操作量の入力に応じて、下部走行体２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作、フロント作業機４の動作など油圧ショベル１の動作を指示するものである。操作装置２８は、例えば、パイロット操作式のものであり、後述のパイロットバルブ４７（後述の図３参照）を有している。

ゲートロックレバー２９は、運転室２２の乗降時にオペレータによって操作されるものであり、操作装置２８による油圧ショベル１の操作を可能又は不能に切り換える機能を有している。ゲートロックレバー２９は、運転席２６の乗降口を開放する上昇位置（オペレータの乗降を許容する位置）または運転席２６の乗降口を制限する下降位置（オペレータの乗降を妨げる位置）に選択的に操作可能である。

ゲートロックレバー２９には、シャットオフスイッチ６７が設置されている。シャットオフスイッチ６７は、ゲートロックレバー２９の動きに連動して切り換えられるスイッチであり、操作装置２８による油圧ショベル１の操作を不能とするロック位置と、操作装置２８による油圧ショベル１の操作を可能とするロック解除位置とに切り換えることが可能である。シャットオフスイッチ６７は、ゲートロックレバー２９の上昇位置への操作によってロック位置に切り換えられる一方、ゲートロックレバー２９の下降位置への操作によってロック解除位置に切り換えられる。シャットオフスイッチ６７は、ロック位置にあるときに、操作装置２８による油圧ショベル１の操作を不能とする指示信号を出力する。

キースイッチ６１は、操作装置２８の近傍に配置されており、エンジン４１の始動及び停止の指示や電装品５５を含む各種の電気機器の作動の指示を行うものである。キースイッチ６１の構成の詳細は後述する（後述の図４参照）。

操作装置２８の操作レバー２８ａの先端部には、再始動スイッチ６８が設けられている。すなわち、再始動スイッチ６８は、キースイッチ６１よりも操作装置２８に近い位置に配置されている。再始動スイッチ６８は、詳細は後述するが、後述の機体コントローラ５３（後述の図４参照）のアイドリングストップ機能によりエンジン４１が停止しているときにエンジン４１の再始動を指示するものである。再始動スイッチ６８は、例えば、プッシュボタン型であり、押下することでエンジン４１の再始動を指示する再始動信号を出力する。

フロント作業機４は、掘削作業等を行うための多関節型の作業装置であり、例えば、ブーム３１、アーム３２、アタッチメントとしてのバケット３３を備えている。ブーム３１は、その基端部が上部旋回体３の旋回フレーム２１の前端部に回動可能に連結されている。ブーム３１の先端部には、アーム３２の基端部が回動可能に連結されている。アーム３２の先端部には、バケット３３の基端部が回動可能に連結されている。ブーム３１、アーム３２、バケット３３はそれぞれ、ブームシリンダ３５、アームシリンダ３６、バケットシリンダ３７によって駆動される。ブームシリンダ３５、アームシリンダ３６、バケットシリンダ３７は、圧油の給排によって伸縮可能な油圧アクチュエータである。

次に、本発明の建設機械の一実施の形態における油圧システムの構成について図３を用いて説明する。図３は本発明の建設機械の一実施の形態における油圧システムの概略構成を示すブロック図である。

図３において、油圧ショベル１は、下部走行体２、上部旋回体３、フロント作業機４（共に図１参照）を駆動させる油圧システム４０を備えている。油圧システム４０は、エンジン４１によって駆動されるメインポンプ４２及びパイロットポンプ４３と、メインポンプ４２から吐出された圧油により駆動する各種の油圧アクチュエータ４４（図３中、１つのみ図示）と、メインポンプ４２から各種の油圧アクチュエータ４４に供給される圧油の流れ（方向及び流量）をそれぞれ制御する各種の方向制御弁４５（図３中、１つのみ図示）とを備えている。

各種の油圧アクチュエータ４４は、左右の走行油圧モータ１２、ブームシリンダ３５、アームシリンダ３６、バケットシリンダ３７、旋回油圧モータ（図示せず）等である。各種の方向制御弁４５は、左右の走行油圧モータ１２、ブームシリンダ３５、アームシリンダ３６、バケットシリンダ３７、旋回油圧モータ（図示せず）等にそれぞれ対応している。方向制御弁４５は、例えば、パイロット操作式のものであり、供給されるパイロット圧によって駆動される。

パイロットポンプ４３は、各種の方向制御弁４５に供給されるパイロット圧（パイロット２次圧）の油圧源である。パイロットポンプ４３は、例えば、ギアポンプにより構成されている。

操作装置２８は、操作レバー２８ａの操作に応じて開口面積が変化するパイロットバルブ４７を有している。パイロットバルブ４７は、パイロットポンプ４３からのパイロット１次圧（吐出圧）を操作レバー２８ａの操作（操作方向や操作量）に応じて減圧してパイロット２次圧を生成し、生成したパイロット２次圧を方向制御弁４５へ出力するものである。

パイロットポンプ４３と操作装置２８のパイロットバルブ４７とを繋ぐパイロットライン上には、当該パイロットラインの連通又は遮断を切り換えるシャットオフバルブ４８が設置されている。シャットオフバルブ４８は、パイロットポンプ４３からパイロットバルブ４７へのパイロット１次圧の供給を遮断することで操作装置２８による油圧ショベル１の操作を不能とするものである。シャットオフバルブ４８は、シャットオフスイッチ６７の操作により切り換わるものである。具体的には、シャットオフバルブ４８は、シャットオフスイッチ６７がロック位置にある場合、閉弁してパイロットバルブ４７へのパイロット１次圧の供給を遮断する一方、シャットオフスイッチ６７がロック解除位置にある場合、開弁してパイロットバルブ４７へのパイロット１次圧の供給を許容するように構成されている。

なお、シャットオフスイッチ６７は、上述したように、ゲートロックレバー２９の操作に連動してロック位置又はロック解除位置に切り換えられる。したがって、実際上は、ゲートロックレバー２９が上昇位置に操作されることで、シャットオフスイッチ６７がロック位置に切り換わり、操作装置２８による油圧アクチュエータ４４（油圧ショベル１）の操作が不能となる。一方、ゲートロックレバー２９が下降位置に操作されることで、シャットオフスイッチ６７がロック解除位置に切り換わり、操作装置２８による油圧アクチュエータ４４の操作が可能となる。

次に、本発明の建設機械の一実施の形態における電気システムの構成について図４を用いて説明する。図４は本発明の建設機械の一実施の形態における電気システムの構成を示す回路図である。図４中、実線は電力供給ラインを、破線は信号ラインを示している。なお、図４は、エンジンが動作中であってシートベルトが装着状態の場合の電気回路の接続状態を示している。

図４において、油圧ショベル１は、各種の電気機器の作動及び停止を制御すると共にエンジン４１の始動及び停止を制御するための電気システム５０を備えている。電気システム５０は、例えば、エンジン４１によって駆動されて発電するオルタネータ５１と、オルタネータ５１が発電した電力を蓄えるバッテリ５２と、油圧ショベル１（下部走行体２、上部旋回体３、フロント作業機４）の動作を制御する機体コントローラ５３と、エンジン４１の駆動を制御するエンジンコントローラ（以下、ＥＣＵという）５４と、ラジオやエアコンなどの電装品５５と、エンジン４１に機械的に接続されてエンジン４１を始動させるスタータモータ５６とを備えている。

バッテリ５２は、機体コントローラ５３の電源端子および電装品５５の電源端子（図示せず）に電気的に接続されている。すなわち、機体コントローラ５３及び電装品５５には、バッテリ５２からの電力が供給可能となっている。また、バッテリ５２は、スタータカットリレー６２を介してスタータモータ５６に電気的に接続されている。すなわち、スタータモータ５６には、スタータカットリレー６２の開閉に応じてバッテリ５２からの電力が供給可能となっている。また、バッテリ５２は、キースイッチ６１に電気的に接続されている。すなわち、キースイッチ６１には、バッテリ５２の電力が供給されるようになっている。

キースイッチ６１は、例えば、Ｂ端子、Ｋ端子、Ｓ端子の３つの接続端子を有しており、ＯＦＦ（オフ）、ＫＥＹＯＮ（キーオン）、ＳＴＡＲＴ（スタート）の３つの切換位置のいずれかに切換可能に構成されている。キースイッチ６１は、各切換位置に応じて３つの接続端子（Ｂ端子、Ｋ端子、Ｓ端子）間の接続パターンを切り換えるものである。各切換位置の変更は、オペレータがエンジンキーを操作することによって行われる。キースイッチ６１は、オフ位置又はキーオン位置にてエンジンキーから手を放してもエンジンキーはその位置を保持する一方、スタート位置でエンジンキーから手を放すとエンジンキーは自動的にキーオン位置に復帰するように構成されている。

キースイッチ６１は、オフ位置では全ての端子間が非導通状態となり、キーオン位置ではＢ端子とＫ端子間が導通状態となり、スタート位置ではＢ端子とＫ端子とＳ端子間が導通状態となるように構成されている。すなわち、オフ位置では、キースイッチ６１から信号（電圧）を出力することはない。キーオン位置では、Ｋ端子からキーオン信号の出力が可能となっている。スタート位置では、Ｋ端子からキーオン信号の出力が可能であると共に、Ｓ端子からスタート信号の出力が可能となっている。

キースイッチ６１のＢ端子はバッテリ５２に電気的に接続されており、Ｂ端子にはバッテリ５２の電圧が入力されるようになっている。Ｋ端子は、キー信号カットリレー６３を介して機体コントローラ５３のキーオン入力端子及び電装品５５に電気的に接続されている。すなわち、機体コントローラ５３及び電装品５５には、キー信号カットリレー６３の開閉に応じて、キースイッチ６１からのキーオン信号が入力されるようになっている。キー信号カットリレー６３の構成や接続の詳細は後述する。Ｓ端子は、機体コントローラ５３のＳＴＡＲＴ端子に電気的に接続されている。すなわち、機体コントローラ５３には、キースイッチ６１からのスタート信号が入力されるようになっている。

機体コントローラ５３は、ＥＣＵ５４を介してエンジン４１の動作を制御することが可能となっている。例えば、機体コントローラ５３は、エンジン４１の駆動中に油圧ショベル１の待機状態（作業が行われない状態）が所定時間継続したときに、エンジン４１を停止させるアイドリングストップ機能を有している。そのため、機体コントローラ５３は、上述した電源端子、キーオン入力端子、ＳＴＡＲＴ端子の他に、アイドリングストップ機能を実行するためのアイドルストップ端子及びアイドルストップ端子に接続された内部スイッチ５３ａを有している。内部スイッチ５３ａの他方側はＧＮＤに接続されている。内部スイッチ５３ａは、アイドリングストップ機能を実行する場合に閉状態に切り換えられる。アイドルストップ端子は、ＥＣＵ５４に電気的に接続されており、内部スイッチ５３ａが閉状態のときにエンジンを停止させる制御信号をＥＣＵ５４へ出力する。また、アイドルストップ端子は、アイドルストップリレー６４を介してキースイッチ６１のＫ端子に電気的に接続されていると共に、キー信号カットリレー６３及びシートベルトスイッチ６６を介してキースイッチ６１のＫ端子に電気的に接続されている。

機体コントローラ５３は、さらに、エンジン始動出力端子、スタータ制御端子、シャットオフスイッチ入力端子、及び、再始動スイッチ入力端子を有している。エンジン始動出力端子は、ＥＣＵ５４に電気的に接続されており、エンジン４１を始動させる制御信号をＥＣＵ５４へ出力するようになっている。スタータ制御端子は、スタータカットリレー６２に電気的に接続されている。シャットオフスイッチ入力端子は、シャットオフスイッチ６７に電気的に接続されており、シャットオフスイッチ６７からの信号が入力されるようになっている。再始動スイッチ入力端子は、再始動スイッチ６８に電気的に接続されており、再始動スイッチ６８からの再始動信号が入力されるようになっている。

スタータカットリレー６２は、コイル部６２ａ及びスイッチ部６２ｂを有しており、例えば、常開型のリレーである。スイッチ部６２ｂは、第１固定接点６２ｄ及び第２固定接点６２ｅの２つの固定接点と、コイル部６２ａの励磁の有無に応じて２つの固定接点６２ｄ、６２ｅのいずれか一方に接続される可動接点６２ｆとを有している。コイル部６２ａは、一方側が機体コントローラ５３のスタータ制御端子に電気的に接続され、他方側がＧＮＤに接続されている。スイッチ部６２ｂの第１固定接点６２ｄ側は開放されており、第２固定接点６２ｅはスタータモータ５６に電気的に接続されている。可動接点６２ｆは、バッテリ５２に電気的に接続されている。スタータカットリレー６２は、機体コントローラ５３のスタータ制御端子からの制御信号の入力によりコイル部６２ａが励磁されることで、スイッチ部６２ｂが非導通状態から導通状態に切り換わる。これにより、バッテリ５２からスタータモータ５６に電力が供給される。

キー信号カットリレー６３は、コイル部６３ａ及びスイッチ部６３ｂを有しており、例えば、常閉型のリレーである。スイッチ部６３ｂは、第１固定接点６３ｄ及び第２固定接点６３ｅの２つの固定接点と、コイル部６３ａの励磁の有無に応じて２つの固定接点６３ｄ、６３ｅのいずれか一方に接続される可動接点６３ｆとを有している。コイル部６３ａは、一方側がキースイッチ６１のＫ端子に電気的に接続され、他方側がシートベルトスイッチ６６を介して機体コントローラ５３のアイドルストップ端子に電気的に接続されていると共にシートベルトスイッチ６６を介してアイドルストップリレー６４の後述のスイッチ部６４ｂに電気的に接続されている。スイッチ部６３ｂの第１固定接点６３ｄは機体コントローラ５３のキーオン入力端子及び電装品５５の入力端子（図示せず）に電気的に接続されており、第２固定接点６３ｅ側は開放されている。可動接点６３ｆは、キースイッチ６１のＫ端子に電気的に接続されている。キー信号カットリレー６３は、コイル部６３ａが励磁されることで、スイッチ部６３ｂが導通状態から非導通状態に切り換わる。これにより、キースイッチ６１のＫ端子から機体コントローラ５３及び電装品５５へのキーオン信号の入力が遮断される。

アイドルストップリレー６４は、コイル部６４ａ及びスイッチ部６４ｂを有しており、例えば、常開型のリレーである。スイッチ部６４ｂは、第１固定接点６４ｄ及び第２固定接点６４ｅの２つの固定接点と、コイル部６４ａの励磁の有無に応じて２つの固定接点６４ｄ、６４ｅのいずれか一方に接続される可動接点６４ｆとを有している。コイル部６４ａは、一方側がキースイッチ６１のＫ端子に電気的に接続され、他方側が機体コントローラ５３のアイドルストップ端子に電気的に接続されている。スイッチ部６４ｂの第１固定接点６４ｄ側は開放されており、第２固定接点６４ｅはＧＮＤに接続されている。可動接点６４ｆは、シートベルトスイッチ６６を介してアイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａの他方側（機体コントローラ５３との接続側）に電気的に接続されている。アイドルストップリレー６４は、コイル部６４ａが励磁されることで、スイッチ部６４ｂが非導通状態から導通状態に切り換わる。

シートベルトスイッチ６６は、例えば、シートベルト２７のタング２７ｂ（連結金具）がバックル２７ｃに係合してシートベルト２７が装着状態にあるときに開状態（非導通状態）となる一方、タング２７ｂとバックル２７ｃの係合が解除されてシートベルト２７が解除状態にあるときに閉状態（導通状態）となるように構成されている。図４に示すシートベルトスイッチ６６は開状態なので、シートベルト２７は装着状態である。

シートベルトスイッチ６６は、例えば、第１固定接点６６ａ、第２固定接点６６ｂ、第３固定接点６６ｃ、第４固定接点６６ｄの４つの固定接点と、４つの固定接点６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄに接離する常開形の可動接点６６ｅとを有している。シートベルトスイッチ６６は、第１固定接点６６ａと第２固定接点６６ｂとが可動接点６６ｅを介して接続されると共に、第３固定接点６６ｃと第４固定接点６６ｄとが可動接点６６ｅを介して接続されるように構成されている。第１固定接点６６ａは、アイドルストップリレー６４のコイル部６４ａの他方側（機体コントローラ５３との接続側）に電気的に接続されている。第２固定接点６６ｂは、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂの可動接点６４ｆに電気的に接続されている。第３固定接点６６ｃは、第１固定接点６６ａ及び機体コントローラ５３のアイドルストップ端子に電気的に接続されている。第４固定接点６６ｄは、キー信号カットリレー６３のコイル部６３ａの他方側（機体コントローラ５３との接続側）に電気的に接続されている。

上記のように回路が接続されることで、次の特徴を有している。アイドルストップリレー６４は、キースイッチ６１のＫ端子と機体コントローラ５３のアイドルストップ端子とを繋ぐ回路の制御信号のコイル部６４ａへの入力により動作可能となっている。また、アイドルストップリレー６４は、スイッチ部６４ｂが動作状態（導通状態）のときに、キースイッチ６１のＫ端子とスイッチ部６４ｂとをシートベルトスイッチ６６を介して繋ぐ回路の制御信号がコイル部６４ａに入力されるようになっている。すなわち、アイドルストップリレー６４は、自己保持型のリレーとしてなっている。また、キー信号カットリレー６３は、キースイッチ６１のＫ端子と機体コントローラ５３のアイドルストップ端子とをシートベルトスイッチ６６を介して繋ぐ回路の制御信号のコイル部６３ａへの入力により動作可能となっている。また、キー信号カットリレー６３は、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂが動作状態（導通状態）のときに、キースイッチ６１のＫ端子とスイッチ部６４ｂとをシートベルトスイッチ６６を介して繋ぐ回路の制御信号がコイル部６３ａに入力されるようになっている。すなわち、キー信号カットリレー６３は、アイドルストップリレー６４の動作に連動して動作可能となっている。また、シートベルトスイッチは、キー信号カットリレー６３のアイドルストップリレー６４との連動を遮断することが可能であり、アイドリングストップ機能の実行中における機体コントローラ５３及び電装品５５の停止状態及び作動可能な状態の切換を可能としている。

次に、本発明の建設機械の一実施の形態における機体コントローラ及びＥＣＵの機能について図４～図６を用いて説明する。図５は本発明の建設機械の一実施の形態の電気システムにおけるシートベルト装着状態でアイドリングストップを実行したときの接続状態を示す回路図である。図６は本発明の建設機械の一実施の形態の電気システムにおけるアイドリングストップ実行中にシートベルトが解除状態へ変更されたときの接続状態を示す回路図である。

機体コントローラ５３は、ハード構成として、例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶装置（図示せず）と、経過時間の計測が可能なタイマを含むＣＰＵ等からなる処理装置（図示せず）とを備えている。記憶装置には、制御に必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置は、記憶装置からプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで以下の機能を含む各種の機能を実現する。

図４に示す機体コントローラ５３は、キースイッチ６１のＫ端子からキーオン入力端子へキーオン信号が入力されている場合に動作状態になり、キーオン信号の入力が無い場合に停止状態となるように構成されている。すなわち、機体コントローラ５３は、電源端子がバッテリ５２に接続されているが、キーオン信号の入力が無い場合には電力を消費しない。

機体コントローラ５３は、キースイッチ６１がスタート位置に操作されてキースイッチ６１のＳ端子からＳＴＡＲＴ入力端子へスタート信号が入力された場合、エンジン４１を始動させる制御を実行する。具体的には、スタータ制御端子からスタータカットリレー６２のコイル部６２ａへ制御信号（励磁電流）を出力すると共に、エンジン始動出力端子からＥＣＵ５４へエンジン始動の制御信号を出力する。

また、機体コントローラ５３は、エンジン４１の動作中に所定の条件が成立したときには、エンジン４１を停止させるアイドリングストップ機能を実行する。所定の条件の一例としては、ゲートロックレバー２９が操作されてシャットオフスイッチ６７のロック位置が所定時間以上継続している場合が挙げられる。具体的には、機体コントローラ５３は、シャットオフスイッチ６７からシャットオフスイッチ入力端子へロック位置信号が入力された場合、ロック位置信号の入力の継続時間をカウントし、カウントした時間が所定時間を超えたと判定した場合には、図５に示すように、内部スイッチ５３ａを閉状態にしてアイドルストップ端子を含む回路を地絡させる。これにより、ＥＣＵ５４に対してエンジンを停止させる制御信号が出力される。同時に、アイドルストップリレー６４のコイル部６４ａにも制御信号が出力される。これにより、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂが開状態から閉状態（導通状態）へと切り換わる。

また、機体コントローラ５３は、アイドリングストップ機能の実行中において、所定の操作を条件にエンジン４１の再始動の制御を行う。ただし、機体コントローラ５３は、エンジン４１の再始動の条件をシートベルト２７の装着状態や解除状態（以下に示す第１停止状態～第３停止状態）に応じて変更する。

そこで、まず、アイドリングストップ機能の実行時及び実行中のシートベルト２７の装着状態及び解除状態に応じた電気システム５０の状態を説明する。

アイドリングストップ機能の実行を開始するとき、エンジン４１が駆動中なので、一般的にシートベルト２７は装着状態である。この場合、図５に示すように、シートベルトスイッチ６６は開状態（非導通状態）であり、機体コントローラ５３のアイドルストップ端子とキー信号カットリレー６３のコイル部６３ａとを繋ぐ回路が遮断されている。したがって、キー信号カットリレー６３のコイル部６３ａが励磁されないので、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの閉状態（導通状態）が維持される。このため、機体コントローラ５３及び電装品５５にはキースイッチ６１のＫ端子からキー信号カットリレー６３を介したキーオン信号の入力が維持されるので、機体コントローラ５３及び電装品５５は動作状態を維持する。このときの状態を第１停止状態とする。つまり、シートベルト２７の装着状態が継続中でアイドリングストップ機能の実行によりエンジン４１が停止状態かつ電装品５５及び機体コントローラ５３が作動状態となっている状態が第１停止状態である。

第１停止状態においてシートベルト２７が装着状態から解除状態に変更されることで、シートベルトスイッチ６６が開状態から閉状態（導通状態）へと切り換わる場合を考える。例えば、オペレータが運転室２２から降りる場合である。この場合、シートベルトスイッチ６６の閉状態への切換により、キー信号カットリレー６３のコイル部６３ａにも制御信号が出力される。これにより、キー信号カットリレー６３のコイル部６３ａが励磁されるので、図６に示すように、スイッチ部６３ｂが閉状態から開状態（非導通状態）へと切り換わる。キー信号カットリレー６３の開状態への切換によりキースイッチ６１のＫ端子から機体コントローラ５３及び電装品５５へのキーオン信号の入力が遮断され、機体コントローラ５３及び電装品５５は停止して電力を消費しない状態となる。このときの状態を第２停止状態とする。つまり、アイドリングストップ機能の実行中においてシートベルト２７の装着状態から解除状態への一度目の変更によりエンジン４１が停止状態かつ電装品５５及び機体コントローラ５３が停止状態となっている状態が第２停止状態である。

第２停止状態では、機体コントローラ５３が停止状態になるので、図６に示すように、内部スイッチ５３ａは閉状態が解除されて開状態（非導通状態）に切り換わる。しかし、内部スイッチ５３ａが開状態でも、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂの閉状態（ＧＮＤとの接続状態）は維持される。なぜなら、キースイッチ６１のＫ端子からアイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａ及び閉状態のシートベルトスイッチ６６を介してアイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂまでの回路が接続状態となっている。したがって、キースイッチ６１のＫ端子からアイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａに制御信号が入力されるので、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂの閉状態が維持されると共に、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの開状態が維持される。このように、機体コントローラ５３のアイドルストップ端子側の回路が遮断されても、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂ、６４ｂの開閉状態が維持される。

さらに、第２停止状態においてシートベルト２７が再び装着状態となることで、シートベルトスイッチ６６が開状態に切り換わる場合を考える。例えば、降車したオペレータが再び搭乗して作業を再開する場合が考えられる。この場合、シートベルトスイッチ６６の開状態への切換によって、図４に示すように、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａへの制御信号の出力が消失する。このため、アイドルストップリレー６４ではスイッチ部６４ｂが閉状態から開状態へと切り換わり、キー信号カットリレー６３ではスイッチ部６３ｂが開状態から閉状態へと切り換わる。これにより、キースイッチ６１のＫ端子からのキーオン信号が機体コントローラ５３及び電装品５５に対して再び入力され、機体コントローラ５３及び電装品５５は作動状態になる。このときの状態を第３停止状態とする。つまり、アイドリングストップ機能の実行中においてシートベルト２７の解除状態から装着状態への変更によりエンジン４１が停止状態かつ電装品５５及び機体コントローラ５３が作動状態となっている状態が第３停止状態である。

なお、アイドリングストップ機能の実行条件が油圧ショベル１の待機状態が所定時間継続した場合なので、当該所定時間の経過前にシートベルト２７が解除状態に変更されてからアイドリングストップ機能が実行されることも想定される。この場合、シートベルトスイッチ６６が閉状態となっているので、機体コントローラ５３が内部スイッチ５３ａを接続してアイドルストップ端子を含む回路を地絡させると、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａに制御信号が入力される。これにより、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂが開状態から閉状態へと切り換わると共に、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが閉状態から開状態へと切り換わる。キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの開状態への切換により、キースイッチ６１のＫ端子から機体コントローラ５３及び電装品５５へのキーオン信号の入力が遮断され、機体コントローラ５３及び電装品５５は停止して電力を消費しない状態となる。

シートベルト２７を解除状態へ変更した後にアイドリングストップ機能を実行したときの最終的な回路の接続状態は、アイドリングストップ機能の実行中においてシートベルト２７を装着状態から解除状態へ変更したときの最終的な回路の接続状態と同様なものとなる。すなわち、図６に示すように、機体コントローラ５３の停止により内部スイッチ５３ａが開状態へと切り換わるが、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂが閉状態に維持されることで、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの開状態も維持されている。このため、機体コントローラ５３及び電装品５５の停止状態が維持される。本停止状態も第２停止状態に含むことにする。

第１に、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７の装着状態が一度も解除されずに継続している場合、すなわち、第１停止状態の場合、機体コントローラ５３は、再始動スイッチ６８の操作によりエンジン４１の再始動を実行するように構成されている。具体的には、再始動スイッチ６８からの再始動信号が再始動ＳＷ入力端子に入力されると、機体コントローラ５３は、図５に示す閉状態の内部スイッチ５３ａを開放すると共に、スタータ制御端子からスタータカットリレー６２のコイル部６２ａへ制御信号を出力すると共に、エンジン始動出力端子からＥＣＵ５４へ制御信号を出力する。

第２に、アイドリングストップ機能の実行中に、シートベルト２７が解除状態である場合、すなわち第２停止状態の場合、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１の操作に限ってエンジン４１の再始動を可能とし、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を許容しないように構成されている。

具体的には、第２停止状態（シートベルト２７の一度目の解除状態への変更時の状態）の場合には、キースイッチ６１をキーオン位置からオフ位置に一旦戻してからスタート位置に操作することで、エンジン４１の再始動が可能となっている。第２停止状態では、図４に示すように、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂの閉状態が維持されていると共に、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの開状態が維持されている。このため、キースイッチ６１をオフ位置に戻すことで、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａへの制御信号の出力を消失させる。これにより、アイドルストップリレー６４のスイッチ部６４ｂが開状態に戻ると共に、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが閉状態に戻る。この状態において、キースイッチ６１をスタート位置に操作することで、キースイッチ６１のＫ端子から機体コントローラ５３のキーオン入力端子へキーオン信号が入力されると共に、キースイッチ６１のＳ端子から機体コントローラ５３のＳＴＡＲＴ入力端子へスタート信号が入力される。これにより、機体コントローラ５３は、動作状態となり、スタータ制御端子からスタータカットリレー６２のコイル部６２ａへ制御信号を出力すると共に、エンジン始動出力端子からＥＣＵ５４へ制御信号を出力する。

第３に、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７が解除状態から装着状態に変更された場合、すなわち第３停止状態の場合、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１の操作に限ってエンジン４１の再始動を可能とし、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を許容しないように構成されている。

第３停止状態の場合には、キースイッチ６１をキーオン位置からオフ位置に戻すことなくスタート位置に操作することで、エンジン４１の再始動が可能となっている。第３停止状態では、図４に示すように、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが閉状態であり、機体コントローラ５３が作動状態にある。したがって、キーオン位置からスタート位置に操作することで、機体コントローラ５３にはキースイッチ６１のＳ端子からスタート信号が入力される。これにより、機体コントローラ５３は、スタータ制御端子からスタータカットリレー６２のコイル部６２ａへ制御信号を出力すると共に、エンジン始動出力端子からＥＣＵ５４へ制御信号を出力する。

このように、油圧ショベル１が第２停止状態又は第３停止状態にある場合には、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１のＳ端子からのスタート信号の入力に限ってエンジン４１の再始動の制御を実行し、再始動スイッチ６８からの再始動信号の入力に対してエンジン４１の再始動の制御を実行しないように構成されている。

ＥＣＵ５４は、機体コントローラ５３からの制御信号に基づき、エンジン４１の駆動を制御する。具体的には、ＥＣＵ５４は、機体コントローラ５３のエンジン始動出力端子からの制御信号に基づきエンジン４１を始動させる制御を行う。また、機体コントローラ５３のアイドルストップ端子からの制御信号に基づきエンジン４１を停止させる制御を行う。

次に、本発明の建設機械の一実施の形態におけるエンジン始動、アイドリングストップ、アイドリングストップ時のエンジン再始動の動作について図４～図８を用いて説明する。図７は本発明の建設機械の一実施の形態におけるエンジン始動、アイドリングストップ、及びアイドルリングストップ時のエンジン再始動の動作を示すフローチャートである。図８は本発明の建設機械の一実施の形態におけるアイドリングストップ実行中のシートベルト装着の有無による機体コントローラ及び電装品の作動状態の変化及び各状態でのエンジン再始動の条件を示す説明図である。

図４に示す電気システム５０では、まず、キースイッチ６１がスタート位置に操作されると（図７に示すステップＳ１０におけるＹＥＳの場合）、機体コントローラ５３及び電装品５５にキースイッチ６１のＫ端子からキーオン信号が入力されることで、機体コントローラ５３及び電装品５５が動作状態（電源がＯＮ状態）となる（図７に示すステップＳ２０）。

さらに、機体コントローラ５３にキースイッチ６１のＳ端子からスタート信号が入力されるので、機体コントローラ５３はエンジン４１を始動させる制御を実行する（図７に示すステップＳ３０）。具体的には、機体コントローラ５３は、スタータ制御端子からスタータカットリレー６２のコイル部６２ａへ制御信号を出力すると共に、エンジン始動出力端子からＥＣＵ５４へ制御信号を出力する。スタータ制御端子の出力により、スタータカットリレー６２のスイッチ部６２ｂが開状態から閉状態（導通状態）に切り換わる。これにより、バッテリ５２からスタータモータ５６に電力が供給され、スタータモータ５６が駆動する。また、エンジン始動出力端子の出力により、ＥＣＵ５４がエンジン４１を始動させる。

エンジン４１の動作中に、走行装置１１や上部旋回体３、フロント作業機４に対する操作が所定時間行われない場合には、機体コントローラ５３がアイドリングストップ機能を実行する。例えば、機体コントローラ５３は、シャットオフスイッチ６７のロック位置が所定時間継続しているか否かを判定する（図７に示すステップＳ４０）。ステップＳ４０においてＮＯと判定した場合には、ＹＥＳと判定するまでステップＳ４０を繰り返す。

ステップＳ４０においてＹＥＳと判定した場合、機体コントローラ５３はアイドリングストップ機能を実行し、エンジン４１を停止させる制御を行う（図７に示すステップＳ５０）。具体的には、機体コントローラ５３は、図５に示すように、内部スイッチ５３ａを閉状態へ切り換えてアイドルストップ端子を含む回路を地絡させ、アイドルストップ端子からＥＣＵ５４へ制御信号を出力する。これにより、ＥＣＵ５４はエンジン４１を停止させる。

なお、アイドルストップリレー６４のコイル部６４ａにも制御信号が入力されるので、図５に示すように、スイッチ部６４ｂが開状態から閉状態に切り換わる。アイドリングストップ機能の実行開始のとき、シートベルト２７は一般的に装着状態であるので、シートベルトスイッチ６６は開状態であり、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの閉状態が維持される。このため、機体コントローラ５３及び電装品５５の動作状態は維持される。すなわち、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７の装着状態が継続することによりエンジンが停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が作動可能な状態の第１停止状態である。

アイドリングストップ機能を実行中、機体コントローラ５３は、シートベルト２７が装着状態（シートベルトスイッチ６６が開状態）か否かを判定する（図７に示すステップＳ６０）。機体コントローラ５３は、アイドリングストップ機能の実行により停止状態のエンジン４１の再始動の条件をシートベルト２７の装着状態または解除状態に応じて変更する。

具体的には、アイドリングストップ機能を実行中にシートベルト２７の装着状態が継続されている場合（図７に示すステップＳ６０においてＹＥＳの場合）、すなわち第１停止状態の場合、機体コントローラ５３は、再始動スイッチ６８の操作のみでエンジン４１の再始動を許容する。詳細には、機体コントローラ５３は、再始動スイッチ６８からの再始動信号（オン信号）の入力の有無を判定し（図７に示すステップＳ７０）、再始動スイッチ６８が操作された場合（図７に示すステップＳ７０でＹＥＳの場合）には図７に示すステップＳ３０と同様なエンジン４１の始動制御を行う。

一方、図７に示すステップＳ７０において再始動スイッチ６８が操作されていない場合（図７に示すステップＳ７０でＮＯの場合）でも、キースイッチ６１がスタート位置に操作されると（図７に示すステップＳ８０においてＹＥＳの場合）、図７に示すステップＳ３０と同様なエンジン４１の始動制御を行う。シートベルト２７の装着状態の継続によりシートベルトスイッチ６６が開状態であるので、図５に示すように、キー信号カットリレー６３のコイル部６３ａに制御信号が入力されないので、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂの閉状態が維持されている。このため、機体コントローラ５３及び電装品５５の作動状態が維持されており、キースイッチ６１がＯＮ位置からスタート位置に操作されると、キースイッチ６１のＳ端子からのスタート信号が機体コントローラ５３に入力されるので、機体コントローラ５３はエンジン４１の始動制御を行うことができる。

なお、再始動スイッチ６８及びキースイッチ６１が操作されない場合（図７に示すステップＳ７０及びＳ８０においてＮＯの場合）には、シートベルト２７が解除状態に変更されるか、又は、再始動スイッチ６８及びキースイッチ６１のいずれか一方が操作されるまで、第１停止状態が継続する（図７に示すステップＳ６０～Ｓ８０が繰り返される）。

一方、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７の装着状態が一度でも解除状態に変更された場合（図７に示すステップＳ６０においてＮＯの場合）には、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１の操作に限ってエンジン４１の再始動を許容し、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を不能としている。

アイドリングストップ機能の実行中におけるシートベルト２７の一度目の解除状態への変更によって、シートベルトスイッチ６６が開状態から閉状態に切り換わると、図６に示すように、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが閉状態から開状態へと切り換わる。これにより、機体コントローラ５３及び電装品５５に対するキースイッチ６１のＫ端子からのキーオン信号の入力が遮断され、機体コントローラ５３及び電装品５５は停止して電力を消費しない状態となる（図７に示すステップＳ１１０）。すなわち、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７の装着状態の解除状態への一度目の変更によるエンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が停止状態の第２停止状態へと遷移する。

シートベルト２７の解除状態（第２停止状態）が継続中の場合（図７に示すステップＳ１２０においてＮＯの場合）、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１がＯＮ位置から一旦オフ位置に戻され（図７に示すステップＳ１３０においてＹＥＳの場合）、その後にスタート位置に操作された場合（図７に示すリターンからステップＳ１０においてＹＥＳの場合）に限って、エンジン４１の再始動の制御を行うことができる（図７に示すステップＳ３０）。たとえ、キースイッチ６１がＯＮ位置からスタート位置に操作されても、第２停止状態では機体コントローラ５３及び電装品５５が停止状態なので、機体コントローラ５３はエンジン４１の再始動の制御を行うことはできない。キースイッチ６１をオフ位置に戻すことで、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の両コイル部６３ａ、６４ａへの制御信号の入力が消失するので、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが閉状態に切り換わる。このため、キースイッチ６１をスタート位置に操作することでキースイッチ６１のＫ端子からのキーオン信号が機体コントローラ５３及び電装品５５に入力されて作動する（図７に示すステップＳ２０）。

また、第２停止状態のときにシートベルト２７が再び装着状態に変更された場合（図７に示すステップＳ１２０においてＹＥＳの場合）、シートベルトスイッチ６６が閉状態から開状態へ切り換わるので、図４に示すように、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが開状態から閉状態へと切り換わる。これにより、機体コントローラ５３及び電装品５５が再び動作状態になる（図７に示すステップＳ１５０）。すなわち、シートベルト２７の解除状態から装着状態への変更によるエンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が作動状態の第３停止状態へと遷移する。

第３停止状態の場合、第２停止状態の場合と異なり、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１がＯＮ位置からスタート位置に操作された場合（図７に示すステップＳ１６０においてＹＥＳの場合）でも、エンジン４１の再始動の制御を行うことができる（図７に示すステップＳ３０）。第３停止状態の場合、機体コントローラ５３及び電装品５５の作動状態となっており、機体コントローラ５３にキースイッチ６１のＳ端子からスタート信号が入力されることで、エンジン４１の再始動の制御を行うことができる。

また、第３停止状態の場合、第２停止状態の場合と同様に、機体コントローラ５３は、キースイッチ６１をＯＮ位置から一旦オフ位置に戻し（図７に示すステップＳ１７０においてＹＥＳの場合）、その後にスタート位置に操作した場合（図７に示すリターンからステップＳ１０においてＹＥＳの場合）でも、エンジン４１の始動制御を行うことができる（図７に示すステップＳ３０）。なお、キースイッチ６１がオフ位置に操作されると、キー信号カットリレー６３のスイッチ部６３ｂが初期の閉状態に戻るので、機体コントローラ５３及び電装品５５が再び停止状態となる（図７に示すステップＳ１８０）。

このように、本実施の形態においては、エンジン４１の動作中にシャットオフスイッチ６７がロック位置にある状態が所定時間継続した場合、機体コントローラ５３のアイドリングストップ機能によってエンジン４１を停止させる。これにより、油圧ショベル１が待機状態のときに、二酸化炭素やＮＯｘの排出の低減および燃料消費の低減が可能となる。

また、本実施の形態においては、アイドリングストップ機能の実行の開始時及び実行中にシートベルト２７が装着状態である場合には、図８に示すように、エンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５（ラジオやエアコン）が作動可能な状態の第１停止状態となる。シートベルト２７の装着状態の継続による第１停止状態は、バッテリ５２の過度な放電の前にエンジン４１を再始動させるようなオペレータの短時間の待機状態を想定したものである。そこで、第１停止状態では、電装品５５を作動可能な状態にすることで、オペレータによる電装品５５の使用継続が可能となり、電装品５５を使用するための操作が不要となる。また、第１停止状態では、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を可能とすることで、油圧ショベル１の作業を迅速に再開できるようになっている。なお、第１停止状態では、キースイッチ６１のスタート位置への操作によるエンジン４１の再始動も可能である。

また、本実施の形態においては、第１停止状態においてシートベルト２７が装着状態から解除状態に一度変更された場合には、エンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が停止状態の第２停止状態となる。また、アイドリングストップ機能の実行の開始時にシートベルト２７が解除状態である場合でも、エンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が停止状態の第２停止状態となる。シートベルト２７の解除状態への一度目の変更による第２停止状態は、オペレータが運転室２２から離れるような長時間の待機状態を想定したものである。したがって、第２停止状態では、機体コントローラ５３及び電装品５５を停止状態にすることでバッテリ５２の消費が極めて小さくなるので、バッテリ上がりの防止を図ることができる。

また、本実施の形態においては、第２停止状態では、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を許容せず、キースイッチ６１の操作に限ってエンジン４１の再始動を可能としている。エンジン４１の始動（再始動）では、機体操作が可能になるので、安全性を確保する必要がある。そのため、意図しないエンジン４１の始動を防止することが求められる。再始動スイッチ６８は、油圧ショベル１の乗降時に誤って触れやすい位置にある。しかし、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を許容しないことで、シートベルト２７の装着を解除して油圧ショベル１を降りたオペレータが再び搭乗するときに、再始動スイッチ６８の誤操作による意図しないエンジン４１の再始動を防止することができる。この場合、通常のエンジン始動と同様な操作、つまり、キースイッチ６１の操作によってエンジン４１を再始動することで、エンジン４１の始動時の安全性を確保している。

また、本実施の形態においては、第２停止状態においてシートベルト２７が解除状態から装着状態に再び変更された場合には、エンジン４１が停止状態かつ機体コントローラ５３及び電装品５５が作動状態の第３停止状態となる。シートベルト２７の再装着による第３停止状態は、オペレータが運転室２２に戻ってきて作業を再開することを想定したものである。したがって、第３停止状態では、機体コントローラ５３及び電装品５５を動作状態にすることで、油圧ショベルの作業を迅速に再開できるようにしている。

また、第３停止状態でも、第２停止状態の場合と同様に、再始動スイッチ６８の操作によるエンジン４１の再始動を許容せず、キースイッチ６１の操作に限ってエンジン４１の再始動を可能としている。第３停止状態は、シートベルト２７の装着状態が一度解除されていることを前提としているので、油圧ショベル１に搭乗するオペレータが前回のオペレータとは異なる場合がある。この場合、オペレータはアイドリングストップの実行を認知していない可能性がある。このような場合であっても、再始動スイッチ６８の誤操作による意図しないエンジンの始動を防止することができる。

アイドリングストップの実行中の機体コントローラ５３及び電装品５５の状態の切換やアイドリングストップからの復帰（エンジン４１の再始動）については、オペレータが作業する意思をもって運転室２２内に搭乗しているか否かの判断に基づき決定されることが妥当である。シートベルト２７は、作業時に装着することが常識となっているので、オペレータの作業の意思の有無を判断する基準として適している。また、シートベルト２７は、通常、建設機械に搭載されており、新たに追加する必要がない。さらに、シートベルト２７及びシートベルトスイッチ６６は、機械的に動作するものであり、電力供給の必要なセンサ類と異なり、機体コントローラ５３及び電装品が停止状態である第２停止状態でも動作可能である。したがって、シートベルト２７は、作業の意思の有無を判断して制御状態を遷移させるトリガーとして有効である。そこで、本実施の形態では、上述したように、シートベルト２７の装着状態または解除状態に応じて、機体コントローラ５３及び電装品５５の作動状態の変更やエンジン再始動の条件の変更がなされている。

また、図示していないが、油圧ショベル１には、例えば一般的な建設機械などに設けられるバッテリ５２の電圧レベルを検出するセンサやこれに基づいたバッテリ上がりの警告を行う警告装置（例えば警告表示を行うランプやディスプレイ）が搭載されていてもよい。また、機体コントローラ５３は、例えば、第１停止状態や第２停止状態にある場合においても、所定のレベルまでバッテリの電圧レベルが低下した際には警告装置を動作させるように構成されていてもよい。これによって、あまり想定されないものの、例えば第１停止状態が長時間（例えば１日以上）続いた場合のバッテリ上がりを防止することができる。

上述したように、本発明の一実施の形態に係る建設機械としての油圧ショベル１は、エンジン４１と、エンジン４１によって駆動されて発電するオルタネータ５１と、オルタネータ５１が発電した電力を蓄えるバッテリ５２と、バッテリ５２と電気的に接続された電装品５５と、信号を出力しないオフ位置（第１位置）、電装品５５の作動を指示するオン信号を出力可能なキーオン位置（第２位置）、エンジン４１の始動を指示するスタート信号を出力可能なスタート位置（第３位置）を有するキースイッチ６１（第１スイッチ）と、オペレータが着座する運転席２６と、運転席２６にオペレータを拘束可能な装着状態とオペレータの離席が可能な解除状態とに変更可能なシートベルト２７と、オペレータにより操作される操作装置２８と、エンジン４１によって駆動されるフロント作業機４（作業機）と、フロント作業機４（作業機）及びエンジン４１の動作を制御するとともに、エンジン４１の駆動中に所定条件が成立したときにエンジン４１を停止させるアイドリングストップ機能を有する機体コントローラ５３（コントローラ）と備えている。さらに、油圧ショベル１は、アイドリングストップ機能により停止状態であるエンジン４１の再始動を指示する再始動信号を機体コントローラ５３（コントローラ）へ出力可能な再始動スイッチ６８（第２スイッチ）を更に備える。アイドリングストップ機能によってエンジン４１が停止された場合、当該エンジン４１が停止されてからシートベルト２７が継続して装着状態である場合には、エンジン４１が停止状態かつ電装品５５が作動可能な状態の第１停止状態となり、第１停止状態においてシートベルト２７が解除状態へ変更された場合又はアイドリングストップ機能によってエンジン４１が停止された状態においてシートベルト２７が解除状態である場合には、エンジン４１が停止状態かつ電装品５５が停止状態の第２停止状態となる。機体コントローラ５３（コントローラ）は、第１停止状態のときは、キースイッチ６１（第１スイッチ）からのスタート信号又は再始動スイッチ６８（第２スイッチ）からの再始動信号のいずれかの信号の入力によりエンジン４１の再始動を実行し、第２停止状態のときは、キースイッチ６１（第１スイッチ）からのスタート信号の入力のみによってエンジン４１の再始動を実行するようにエンジン４１を制御する。

この構成よれば、アイドリングストップ機能によりエンジン４１が停止されてからシートベルト２７の装着状態が継続中の場合にはオペレータが短時間の待機中と想定されるので、電装品５５を作動可能な状態にすることでオペレータによる電装品５５の継続使用が可能となる。この場合、再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の操作によりエンジン再始動を可能とすることで、エンジン４１の再始動が容易となる。一方、アイドリングストップ機能によりエンジン４１が停止された状態においてシートベルト２７が解除状態の場合にはオペレータが長期間離座する懸念があり、電装品５５を停止状態にすることでバッテリ上がりを防止する。この場合、再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の操作によるエンジン再始動を許容しないことで、オペレータの再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の誤操作によるエンジン再始動を防止する。このように、アイドリングストップ時において、バッテリ上がりの防止を図りつつ電装品５５を必要時に作動可能な状態とすると共に、エンジン再始動の容易性と安全性を両立することができる。

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１においては、第２停止状態においてシートベルト２７が解除状態から装着状態へと変更された場合、エンジン４１が停止状態かつ電装品５５が作動状態の第３停止状態となる。機体コントローラ５３（コントローラ）は、第３停止状態のときは、キースイッチ６１（第１スイッチ）からのスタート信号の入力のみによってエンジン４１の再始動を実行するようにエンジン４１を制御する。

この構成によれば、再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の操作によるエンジン再始動を許容しないことで、オペレータの再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の誤操作によるエンジン再始動を防止することができる。また、オペレータが油圧ショベル１から降りて交替したときに、新たな搭乗者のオペレータの意図しないエンジン４１の再始動を防止することができる。

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１においては、機体コントローラ５３（コントローラ）が、第２停止状態のときのエンジン４１の再始動を、キースイッチ６１（第１スイッチ）がオフ位置（第１位置）へ操作された後にスタート位置（第３位置）へ操作された場合に限って実行する。

この構成によれば、オペレータのキースイッチ６１（第１スイッチ）の誤操作によるエンジン４１の再始動を防止することができる。

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１においては、再始動スイッチ６８（第２スイッチ）が操作装置２８の一部分に配設されている。この構成によれば、オペレータによる再始動スイッチ６８（第２スイッチ）の操作が容易となる。

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１は、シートベルト２７の装着状態及び解除状態に応じて開閉状態が切り換わるシートベルトスイッチ６６（第３スイッチ）を備えており、キースイッチ６１（第１スイッチ）から電装品５５へのオン信号がシートベルトスイッチ６６（第３スイッチ）の開閉状態の切換により遮断されるように構成されている。

この構成によれば、シートベルト２７の状態に連動して開閉するシートベルトスイッチ６６（第３スイッチ）により電装品５５を停止状態にするので、簡素な構成で電装品５５の動作状態の切換が可能である。

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１は、機体コントローラ５３（コントローラ）のアイドリングストップ機能の実行により出力される制御信号が入力されるコイル部６４ａ（第１コイル部）及びコイル部６４ａ（第１コイル部）への制御信号の入力により閉状態に切り換わるスイッチ部６４ｂ（第１スイッチ部）を有するアイドルストップリレー６４（第１リレー）と、アイドルストップリレー６４（第１リレー）のスイッチ部６４ｂ（第１スイッチ部）にシートベルトスイッチ６６（第３スイッチ）を介して電気的に接続されたコイル部６３ａ（第２コイル部）及びキースイッチ６１（第１スイッチ）と電装品５５とを繋ぐ回路上に設けられコイル部６３ａ（第２コイル部）への制御信号の入力により開状態に切り換わるスイッチ部６３ｂ（第２スイッチ部）を有するキー信号カットリレー６３（第２リレー）とを備えている。シートベルトスイッチ６６（第３スイッチ）は、シートベルト２７が解除状態のときに閉状態となるように構成されている。

この構成によれば、アイドリングストップ機能の実行中にシートベルト２７が解除状態になると、シートベルトスイッチ６６が閉状態になることで、キー信号カットリレー６３（第２リレー）のコイル部６３ａ（第２コイル部）とアイドルストップリレー６４（第１リレー）の閉状態のスイッチ部６４ｂ（第１スイッチ部）が電気的に接続された状態になるので、キー信号カットリレー６３（第２リレー）のコイル部６３ａ（第２コイル部）に制御信号が入力され、キー信号カットリレー６３（第２リレー）のスイッチ部６３ｂ（第２スイッチ部）が開状態となる。これにより、キースイッチ６１（第１スイッチ）から電装品５５へのオン信号が遮断されるので、電装品５５を停止させることができる。このように、シートベルト２７の状態に応じて開閉状態が切り換わるシートベルトスイッチ６６が回路を接続または遮断することで電装品５５の動作状態を切り換えることができる。

なお、上述した実施の形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示した。しかし、本発明は、アイドリングストップ機能を搭載したクレーンやホイールローダ等の各種の建設機械に広く適用することができる。

なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した一実施の形態においては、機体コントローラ５３によるアイドリングストップ機能の実行の条件として、シャットオフスイッチ６７のロック位置が所定時間継続した場合を例に示した。しかし、アイドリングストップ機能の実行条件は、油圧ショベル１の下部走行体２や上部旋回体３、フロント作業機４に対する操作が一定時間行われない（油圧ショベル１の待機状態）と想定される条件であれば、任意である。例えば、操作装置２８の操作レバー２８ａが操作されずに中立位置に一定時間継続して位置している場合にアイドリングストップ機能を実行するように機体コントローラ５３を構成することも可能である。

また、上述した一実施の形態においては、操作装置２８をパイロット操作式で構成した例を示した。この場合、操作装置の操作（操作量や操作方向）を操作装置２８が生成するパイロット圧によって検出することで、操作装置の操作の有無を検出可能である。なお、操作装置を電気式で構成することも可能である。この場合、操作装置の操作（操作量や操作方向）を操作装置から出力される電気信号を検出することで、操作装置の操作の有無を検出可能である。

また、上述した実施の形態においては、アイドリングストップ中の電装品５５の動作状態がキースイッチ６１、アイドルストップリレー６４やキー信号カットリレー６３によって切り替わる場合について説明した。しかし、電装品５５の動作は、機体コントローラ５３（コントローラ）によって制御されるように構成されていてもよい。この場合、例えば、機体コントローラ５３は、シートベルトスイッチ６６によってシートベルト２７の装着状態に関する情報を取得した上で、アイドルストップリレー６４及びキー信号カットリレー６３の制御を行うように構成されていてもよい。

１…油圧ショベル（建設機械）、 ４…フロント作業機（作業機）、 ２６…運転席、 ２７…シートベルト、 ２８…操作装置、 ４１…エンジン、 ５１…オルタネータ、 ５２…バッテリ、 ５３…機体コントローラ（コントローラ）、 ５５…電装品、 ６１…キースイッチ（第１スイッチ）、 ６３…キー信号カットリレー（第２リレー）、 ６３ａ…コイル部（第２コイル部）、 ６３ｂ…スイッチ部（第２スイッチ部）、 ６４…アイドルストップリレー（第１リレー）、 ６４ａ…コイル部（第１コイル部）、 ６４ｂ…スイッチ部（第１スイッチ部）、 ６６…シートベルトスイッチ（第３スイッチ）、 ６８…再始動スイッチ（第２スイッチ）

Claims (6)

1. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動されて発電するオルタネータと、
   前記オルタネータが発電した電力を蓄えるバッテリと、
   前記バッテリと電気的に接続された電装品と、
   信号を出力しない第１位置、前記電装品の作動を指示するオン信号を出力可能な第２位置、前記エンジンの始動を指示するスタート信号を出力可能な第３位置を有する第１スイッチと、
   オペレータが着座する運転席と、
   前記運転席にオペレータを拘束可能な装着状態とオペレータの離席が可能な解除状態とに変更可能なシートベルトと、
   オペレータにより操作される操作装置と、
   前記エンジンによって駆動される作業機と、
   前記作業機及び前記エンジンの動作を制御するとともに、前記エンジンの駆動中に所定の条件が成立したときに前記エンジンを停止させるアイドリングストップ機能を有するコントローラと備えた建設機械において、
   前記アイドリングストップ機能により停止状態である前記エンジンの再始動を指示する再始動信号を前記コントローラへ出力可能な第２スイッチを更に備え、
   前記アイドリングストップ機能によって前記エンジンが停止された場合、当該エンジンが停止されてから前記シートベルトが継続して装着状態である場合には、前記エンジンが停止状態かつ前記電装品が作動可能な状態の第１状態となり、
   前記第１状態において前記シートベルトが解除状態に変更された場合又は前記アイドリングストップ機能によって前記エンジンが停止された状態において前記シートベルトが解除状態である場合には、前記エンジンが停止状態かつ前記電装品が停止状態の第２状態となり、かつ
   前記コントローラは、
   前記第１状態のときは、前記第１スイッチからのスタート信号又は前記第２スイッチからの再始動信号のいずれかの信号の入力により前記エンジンの再始動を実行し、
   前記第２状態のときは、前記第１スイッチからのスタート信号の入力のみによって前記エンジンの再始動を実行するように前記エンジンを制御する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第２状態において前記シートベルトが解除状態から装着状態へと変更された場合には、前記エンジンが停止状態かつ前記電装品が作動可能な状態の第３状態となり、
   前記コントローラは、前記第３状態のときは、前記第１スイッチからのスタート信号の入力のみによって前記エンジンの再始動を実行するように前記エンジンを制御する
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記コントローラは、前記第２状態のときの前記エンジンの再始動を、前記第１スイッチが前記第１位置へ操作された後に前記第３位置へ操作された場合に限って実行する
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第２スイッチは、前記操作装置の一部分に配設されている
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記シートベルトの装着状態及び解除状態に応じて開閉状態が切り換わる第３スイッチを備え、
   前記第１スイッチから前記電装品へのオン信号は、前記第３スイッチの開閉状態が切り換わることで遮断される
   ことを特徴とする建設機械。
6. 請求項５に記載の建設機械において、
   前記コントローラの前記アイドリングストップ機能の実行により出力される制御信号が入力される第１コイル部及び前記第１コイル部への制御信号の入力により閉状態に切り換わる第１スイッチ部を有する第１リレーと、
   前記第１リレーの前記第１スイッチ部に前記第３スイッチを介して電気的に接続された第２コイル部及び前記第１スイッチと前記電装品とを繋ぐ回路上に設けられ前記第２コイル部への制御信号の入力により開状態に切り換わる第２スイッチ部を有する第２リレーとを備え、
   前記第３スイッチは、前記シートベルトが解除状態のときに閉状態となるように構成されている
   ことを特徴とする建設機械。

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