JP2023051569A - 建設機械の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】キャビンの開口部を開閉する開閉体が開状態のときであっても、建設機械が不意に動いてしまう事態を回避することができる制御システムを提供する。【解決手段】油圧ショベル１０のキャビン５内部に設けられた第１信号送信アンテナ１１は第１信号Ｘ１を送信する。携帯鍵５０は、第１信号Ｘ１を受信すると第２信号Ｘ２を送信する。キャビン５内部には、電源スイッチ９が設けられる。メインコントローラ２０は、第２信号Ｘ２に基づいて、携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応すると判定した際、エンジン３５を起動操作可能状態にする。鍵検出範囲変更部２１は、乗降ドア７が閉状態の際、第１鍵検出範囲Ｒ１において第１信号Ｘ１を送信する一方、乗降ドア７が開状態の際、第１鍵検出範囲Ｒ１よりも狭い第２鍵検出範囲Ｒ２において第１信号Ｘ１を送信するよう第１信号送信アンテナ１１を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、建設機械の駆動源が起動操作可能状態か否かを乗員が携帯可能な携帯鍵との信号の送受信により判定して決める建設機械の制御システムに関する。

従来より、建設機械との間で信号の送受信が可能な乗員用の携帯鍵が建設機械に対応するものと判定された際、建設機械の駆動源をキャビン内部に設けられた電源スイッチにより起動操作可能状態にする技術が知られている。例えば、特許文献１に開示されている建設機械の制御システムは、キャビン内部に第１信号を送信可能な送信アンテナが配設され、該送信アンテナから送信される第１信号を建設機械の乗員が携帯する携帯鍵が受信すると、携帯鍵が認証信号である第２信号を送信するようになっている。建設機械のコントローラは、携帯鍵から送信される第２信号を受信すると、当該第２信号に基づいて乗員が携帯する携帯鍵が建設機械に対応するものか否かを判定するようになっていて、携帯鍵が建設機械に対応するものと判定した際、建設機械の駆動源をキャビン内部に設けられた電源スイッチにより起動操作可能状態にするようになっている。

上述の如き制御システムの場合、キャビン内部に位置する乗員が建設機械の駆動源を起動させるためには、キャビン内部に位置する携帯鍵とコントローラとが第１及び第２信号の送受信を行う必要があるので、送信アンテナによる第１信号の送信範囲は、キャビン内部の全域に行き渡るよう設定されるのが一般的である。

特許第６３３３７１２号公報

ところで、特許文献１の如き制御システムの場合、キャビンに設けられた乗降口を開閉する乗降ドアを開状態にすると、乗降口を介してキャビンの内部と外側とが連通するようになるので、送信アンテナから送信される第１信号が乗降口からキャビンの外側に漏れ出てしまう。そうすると、携帯鍵がキャビンの外側に位置する場合であっても携帯鍵と建設機械のコントローラとの間で第１及び第２信号の送受信が成立する、すなわち、キャビンの外側に位置する携帯鍵により送信された認証信号をキャビン内部に設けられた受信アンテナが受信して建設機械の駆動源がキャビン内部に設けられた電源スイッチにより起動操作可能状態となるので、例えば、携帯鍵を持たない別の作業者によって電源スイッチが操作されると、駆動源が起動して建設機械が不意に動いてしまい安全上問題となるおそれがある。このことは、乗降ドア以外のキャビンに設けられた窓等の開閉体の開閉時においても同様のことが言える。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャビンの開口部を開閉する開閉体が開状態のときであっても、建設機械が不意に動いてしまう事態を回避することができる制御システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、キャビン側において携帯鍵を検出する範囲をキャビンの開閉体の開閉状態に応じて変更させるようにしたことを特徴とする。

具体的には、乗員に携帯可能に構成され、認証信号を送信する携帯鍵と、所定の鍵検出範囲において受信する前記認証信号に基づいて前記携帯鍵が建設機械に対応するものと判定した際、前記建設機械の駆動源をキャビン内部に設けられた電源スイッチにより起動操作可能状態にする制御手段とを備えた建設機械の制御システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、前記キャビンは、その内部に連通する開口部を開閉する開閉体と、該開閉体の開閉状態を検知可能な開閉検知手段とを有し、前記制御手段は、前記開閉検知手段に接続され、該開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知したときには、前記キャビン内部を含む第１鍵検出範囲を設定する一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知したときには、前記キャビン内部を含む前記第１鍵検出範囲よりも狭い第２鍵検出範囲を設定する鍵検出範囲変更部を備えていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、前記建設機械のキャビン内部には、第１信号を送信可能な信号送信手段が配設され、前記携帯鍵は、前記第１信号を受信した際、前記認証信号である第２信号を送信するよう構成され、前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知したときには、前記第１鍵検出範囲において前記第１信号を送信する一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知したときには、前記第２鍵検出範囲において前記第１信号を送信するよう前記信号送信手段を制御することを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、前記信号送信手段は、前記第１信号を送信可能な第１アンテナ部と、当該第１アンテナ部よりも前記開閉体から離間した位置に配設され且つ前記第１信号を送信可能な第２アンテナ部とを含み、前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知した際、前記第１アンテナ部と前記第２アンテナ部との両方から前記第１信号を送信させて前記第１鍵検出範囲とする一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知した際、前記第２アンテナ部のみ前記第１信号を送信させて前記第２鍵検出範囲とすることを特徴とする。

第４の発明では、第２の発明において、前記鍵検出範囲変更部は、前記第１信号の出力強度を変更することにより、前記第１鍵検出範囲と第２鍵検出範囲とを切り替えることを特徴とする。

第５の発明では、第４の発明において、前記開閉検知手段は、前記開閉体の開き度合を検知可能に構成され、前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段により検知する前記開閉体の開き度合が大きいときは、そうでないときよりも前記第２鍵検出範囲を狭く変更させることを特徴とする。

第６の発明では、第２から第５のいずれか１つの発明において、前記第２鍵検出範囲の境界線は、前記キャビンの内部に位置するよう設定されていることを特徴とする。

第７の発明では、第２から第６のいずれか１つの発明において、前記鍵検出範囲変更部は、前記第１信号の送信が前記第２鍵検出範囲である状態において前記駆動源が起動された際、前記第１信号の送信を前記第２鍵検出範囲から前記第１鍵検出範囲に変更することを特徴とする。

第１の発明では、開閉体が閉状態のときには、キャビン内部に鍵検出範囲が設定されるので、キャビン内部に位置する携帯鍵と建設機械の制御手段との間で認証作業を確実に行うことができる。一方、開閉体が開状態のときには、開閉体が閉状態のときよりも鍵検出範囲が狭くなるため、携帯鍵がキャビンの外側に位置すると、携帯鍵と建設機械の制御手段との間において認証信号の送受信が成立し難くなり、例えば、携帯鍵を持たない別の作業者がキャビンの内部に乗り込んで電源スイッチを操作して建設機械の駆動源が起動しまうといったことを防ぐことができる。

第２の発明では、開閉体が閉状態のときには、キャビンの全体が信号送信手段を囲うようになるので、第１信号がキャビンの外側にまで送信され難くなり、キャビンの外側に位置する携帯鍵と建設機械の制御手段との間で第１及び第２信号の送受信が成立し難くなる。一方、開閉体が開状態のときには、第１信号の送信範囲が開閉体の閉状態のときよりも狭くなり、第１信号がキャビンの開口部から当該キャビンの外側に漏れ出難くなるので、携帯鍵がキャビンの外側に位置していたとしても、携帯鍵と建設機械の制御手段との間で第１及び第２信号の送受信が成立し難くなる。このように、携帯鍵がキャビンの外側に位置すると、乗降ドアの開閉状態に関わらず、携帯鍵と建設機械の制御手段との間で第１及び第２信号の送受信が成立し難くなるので、例えば、携帯鍵を持たない別の作業者がキャビンの内部に乗り込んで電源スイッチを操作して建設機械の駆動源が起動しまうといったことを防ぐことができる。

第３の発明では、開閉体が閉状態のときには、第１アンテナ部と第２アンテナ部との両方から第１信号が発信されるので、第１信号がキャビン内部の全域に行き渡るようになり、キャビン内部に位置する携帯鍵が建設機械の制御手段との間で確実に第１及び第２信号の送受信を行うことができる。また、開閉体が開状態のときには、開閉体の近くに配設された第１アンテナ部から第１信号が発信されなくなるので、第１信号がキャビンの開口部から漏れ出てしまうのを確実に防止することができる。

第４の発明では、第１信号の送信範囲を所望の範囲に変更可能になるので、開閉体が開状態の際に第１信号がキャビンの外側に漏れ出ないように第１信号の鍵検出範囲を任意の範囲に調整することができる。

第５の発明では、開閉体が開状態のときにおいて、開閉体の開き度合いが比較的小さいときには、第１信号が送信される範囲はそれほど狭くならないので、携帯鍵がキャビン内部において信号送信手段から比較的離れて位置する場合であっても第１信号を受信できるようになる。したがって、携帯鍵がキャビン内部にあるのにもかかわらず、建設機械の駆動源が起動できない事態を回避することができる。また、開閉体が開状態のときにおいて、開閉体の開き度合いが比較的大きく開口部から第１信号が漏れ出る可能性が高いときには、第１信号の送信範囲がより狭くなるので、キャビンの開口部から第１信号が漏れ出るのを確実に防止することができる。

第６の発明では、開閉体が開状態の際において、第１信号がキャビンの開口部まで到達しなくなるので、開閉体が開状態において第１信号が開口部を介してキャビンの外側に漏れ出るのを確実に回避することができる。

第７の発明では、第１信号が第２鍵検出範囲に送信されている状態において、建設機械の駆動源が起動すると、第１信号の送信範囲が第１鍵検出範囲へと戻されるようになる。したがって、例えば、駆動源を起動する際は第２鍵検出範囲内に携帯鍵を置いていたが、一旦駆動源を停止させた後、携帯鍵の位置を当初の位置から第２鍵検出範囲の外側の位置に移動させた状態で駆動源を再度起動させようと電源スイッチを操作した場合において、携帯鍵が第１信号を受信できなくなって建設機械の駆動源を起動できないといった事態を回避することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの斜視図である。 本発明の実施形態に係る油圧ショベルのキャビン内部を上方から視た概略図である。 本発明の実施形態に係る油圧ショベルの制御システムを示すブロック図である。 鍵検出範囲変更部による処理を示すフローチャートである。 携帯鍵制御部による処理を示すフローチャートである。 認証部による処理を示すフローチャートである。 起動制御部による処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る第１信号の送信範囲を示す図である。 変形例に係る図８相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る制御システム１を備えた油圧ショベル１０（建設機械）を示す。該油圧ショベル１０は、主に掘削作業を行うためのものであり、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２の上方に旋回機構を介して取り付けられた上部旋回体３とを備え、当該上部旋回体３は、上下方向に延びる旋回軸心周りに旋回可能となっている。なお、下部走行体２のクローラ２ａは、エンジン３５（図３参照）により駆動される油圧ポンプの油圧で駆動するようになっている。

上部旋回体３の幅方向一側には、掘削アタッチメント４が設けられている。該掘削アタッチメント４は、ブーム４ａ、アーム４ｂ及びバケット４ｃを基端側から順に備え、エンジン３５（図３参照）により駆動される油圧ポンプの油圧で駆動するようになっている。

一方、上部旋回体３の幅方向他側には、油圧ショベル１０の操縦者（乗員）を保護するボックス形状のキャビン５が設けられ、該キャビン５は、当該キャビン５の骨格をなすキャビン本体６を備えている。

該キャビン本体６の幅方向他側面における車両前側略半分には、図２に示すように、矩形枠状をなす乗降口６ａ（開口部）が設けられている。

該乗降口６ａには、上下方向に延びる長方形板状をなす乗降ドア７が開閉可能に取り付けられている。

キャビン５内部における略中央には、油圧ショベル１０の操縦者が着座可能な操縦席８が設けられ、該操縦席８に着座する操縦者は、各レバー等により油圧ショベル１０を操縦可能になっている。

キャビン５内部における操縦席８の幅方向一側には、当該操縦席８に着座する操縦者が押下げ操作可能な電源スイッチ９が配設され、該電源スイッチ９の押下げ操作により、エンジン３５の起動と停止とが切り替わるようになっている。

キャビン５内部における操縦席８の後方には、メインコントローラ２０が配設される一方、キャビン５内部における操縦席８の前方下部には、メインコントローラ２０に接続された第１信号送信アンテナ１１及び第２信号受信アンテナ１２が配設されている。

次に、本発明の実施形態に係る制御システム１について、図３を用いて説明する。

制御システム１は、第１信号送信アンテナ１１、第２信号受信アンテナ１２、ドア開閉センサ１３、電源スイッチセンサ１４、メインコントローラ２０、エンジンコントローラ３０、エンジン３５（スタータモーター３１、燃料噴射弁３２）及び油圧ショベル１０から持出可能な携帯鍵５０で構成され、メインコントローラ２０と携帯鍵５０との間で第１信号Ｘ１と第２信号Ｘ２との送受信が行われるようになっている。

ここで、第１信号Ｘ１とは、約１２５ｋｈｚ帯のＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号であり、携帯鍵５０に対して第２信号Ｘ２の送信をリクエストするようになっている。また、第２信号Ｘ２（認証信号）とは、約３１２Ｍｈｚ帯のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号であり、携帯鍵５０毎に設定された認証用のＩＤコードを含んでいる。

第１信号送信アンテナ１１は、メインコントローラ２０と通信可能に構成され、当該メインコントローラ２０の指令に基づいて第１信号Ｘ１を送信するようになっている。

第２信号受信アンテナ１２は、メインコントローラ２０と通信可能に構成され、第２信号Ｘ２を受信した際、当該第２信号Ｘ２をメインコントローラ２０に送信するようになっている。

ドア開閉センサ１３は、キャビン５に取り付けられた乗降ドア７の開閉度合（開閉状態）を検知可能になっていて、検知した値をメインコントローラ２０に送信するように構成されている。

電源スイッチセンサ１４は、電源スイッチ９の操作状態を検知可能になっていて、検知した値をメインコントローラ２０に送信するように構成されている。

メインコントローラ２０は、鍵検出範囲変更部２１、認証部２２及び起動制御部２３を備えていて、図示しないプロセッサにより各部における処理を実行するようになっている。

鍵検出範囲変更部２１は、第１信号送信アンテナ１１から送信される第１信号Ｘ１の出力強度を変更するようになっていて、これにより、第１信号Ｘ１の送信範囲（鍵検出範囲）が変更されるようになっている。

認証部２２は、携帯鍵５０から受信する第２信号Ｘ２に含まれる認証用のＩＤコードと予め設定された正規のＩＤコードとを比較し、携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応するものか否かを判断するようになっている。

起動制御部２３は、油圧ショベル１０と携帯鍵５０との間で第１信号Ｘ１と第２信号Ｘ２との送受信が行われている状態で電源スイッチ９が押されると、エンジンコントローラ３０に起動指令を行うようになっている。

エンジンコントローラ３０は、メインコントローラ２０と通信可能に構成され、該メインコントローラ２０の指令に基づいて、スタータモーター３１及び燃料噴射弁３２を制御するようになっている。

スタータモーター３１は、エンジンコントローラ３０の駆動指令に基づいてエンジン３５を起動させるようになっている。

燃料噴射弁３２は、エンジン３５の気筒内に燃料（例えば、軽油）を供給可能になっていて、エンジンコントローラ３０の指令に基づく燃料噴射量をエンジン３５の気筒内に噴射するようになっている。

携帯鍵５０は、第１信号受信アンテナ５１、第２信号送信アンテナ５２及び携帯鍵コントローラ５５を備えている。

第１信号受信アンテナ５１は、油圧ショベル１０の第１信号送信アンテナ１１から発信された第１信号Ｘ１を受信可能に構成されていて、当該第１信号Ｘ１を受信した際、携帯鍵コントローラ５５に第１信号Ｘ１を送信するようになっている。

第２信号送信アンテナ５２は、携帯鍵コントローラ５５の指令に基づいて第２信号Ｘ２を送信するようになっている。

携帯鍵コントローラ５５は、携帯鍵制御部５６を備え、該携帯鍵制御部５６は、図示しないプロセッサにより後述の処理を実行するようになっている。

次に、制御システム１において実行される各処理について説明する。該各処理は、所定周期毎（例えば、０．１秒毎）に実行するように構成されている。

まず、メインコントローラ２０における鍵検出範囲変更部２１の処理について、図４を用いて説明する。

ステップＳ１では、ドア開閉センサ１３のセンサ値、つまり、乗降ドア７の開閉度合に関する情報を取得し、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１にて取得した情報に基づいて、乗降ドア７が閉じているか否かを判断する。

ステップＳ２の判断がＹｅｓの場合、すなわち、乗降ドア７が閉じた状態であると判断すると、ステップＳ３に進んで第１信号Ｘ１の送信範囲を第１鍵検出範囲Ｒ１に設定し、その後、ステップＳ５に進む。本実施形態における第１鍵検出範囲Ｒ１は、第１信号Ｘ１がキャビン５内部の全域に行き渡るような範囲に設定されており、例えば、第１信号送信アンテナ１１から送信された第１信号Ｘ１が閉状態の乗降ドア７の内面、つまり、操縦席８側の面にあたってキャビン５の内側に反射するように設定されている。

一方、ステップＳ２の判断がＮｏの場合、すなわち、乗降ドア７が開いた状態であると判断すると、ステップＳ４に進んで第１信号Ｘ１の送信範囲を第２鍵検出範囲Ｒ２に設定し、その後、ステップＳ５に進む。本実施形態における第２鍵検出範囲Ｒ２は、第１鍵検出範囲Ｒ１よりも狭い範囲に設定されており、仮にキャビン５の乗降ドア７が開いている場合であっても、第１信号Ｘ１が乗降口６ａからキャビン５の外に漏れ出ないように設定されている。

ステップＳ５では、ステップＳ３又はステップＳ４において設定された各送信範囲に第１信号Ｘ１が到達するよう第１信号送信アンテナ１１に対して作動指令を行った後、エンドに進み処理を終了する。作動指令を受けた第１信号送信アンテナ１１は、設定された鍵検出範囲に第１信号Ｘ１を送信する。なお、ステップＳ４において、第２鍵検出範囲Ｒ２が設定されている場合は、第１鍵検出範囲Ｒ１が設定されている場合よりも第１信号Ｘ１の出力強度を低くするようになっている。

次に、携帯鍵コントローラ５５における携帯鍵制御部５６の処理について、図５を用いて説明する。

ステップＳ１１では、第１信号受信アンテナ５１により第１信号Ｘ１を受信したか否かを判断する。

ステップＳ１１の判断がＹｅｓの場合、すなわち、第１信号Ｘ１を受信したと判断した場合、ステップＳ１２に進んで第２信号Ｘ２を送信するように第２信号送信アンテナ５２に作動指令した後、エンドに進み処理を終了する。このとき、作動指令を受けた第２信号送信アンテナ５２は、第２信号Ｘ２を送信する。

一方、ステップＳ１１の判断がＮｏの場合、すなわち、第１信号Ｘ１を受信していないと判断した場合、エンドに進み処理を終了する。

次に、メインコントローラ２０における認証部２２の処理について、図６を用いて説明する。

ステップＳ２１では、第２信号受信アンテナ１２において第２信号Ｘ２を受信しているか否かを判断する。

ステップＳ２１の判断がＮｏの場合、すなわち、第２信号Ｘ２を受信していないと判断した場合、エンドに進んで処理を終了する。

一方、ステップＳ２１の判断がＹｅｓの場合、すなわち、第２信号Ｘ２を受信していると判断した場合、ステップＳ２２に進んで受信した第２信号Ｘ２に基づいて携帯鍵５０の認証処理を実行した後、ステップＳ２３に進む。すなわち、ステップＳ２２では、受信した第２信号Ｘ２に含まれる認証用のＩＤコードと予め設定されている正規のＩＤコードとの比較処理結果を出力する。

そして、ステップＳ２３では、ステップＳ２２における比較処理結果に基づいて、携帯鍵５０が正規のものであるか否かを判断する。すなわち、第２信号Ｘ２に含まれる認証用のＩＤコードが正規のＩＤコードと一致する場合には、携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応するものと判断する一方、第２信号Ｘ２に含まれる認証用のＩＤコードが正規のＩＤコードと一致しない場合には、携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応するものではないと判断する。携帯鍵５０が正規のものではないと判断された場合は、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２３の判断がＹｅｓの場合、すなわち、携帯鍵５０が正規のものであると判断した場合、ステップＳ２４に進んでエンジン３５を起動操作可能状態に設定した後、エンドに進んで処理を終了する。なお、起動操作可能状態とは、エンジン３５が停止状態において電源スイッチ９を操作することにより、エンジン３５を起動させることができる状態である。

一方、ステップＳ２３の判断がＮｏの場合、すなわち、携帯鍵５０が正規ではないと判断した場合、ステップＳ２５に進んでエンジン３５を起動操作不能状態に設定した後、エンドに進んで終了する。なお、起動操作不能状態とは、電源スイッチ９が操作されても、停止状態のエンジン３５が起動されない状態である。

次に、メインコントローラ２０における起動制御部２３の処理について、図７を用いて説明する。なお、起動制御部２３の処理は、エンジン３５の停止状態において実行されるようになっている。

ステップＳ３１では、電源スイッチセンサ１４のセンサ値、つまり、電源スイッチ９の操作状態（押下げられたか否か）に関する情報を取得し、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１にて取得した情報に基づいて電源スイッチ９が操作されたか否かを判断する。ステップＳ３２の判断がＮｏの場合、すなわち、電源スイッチ９が押されていないと判断した場合は、エンドに進んで処理を終了する。

一方、ステップＳ３２の判断がＹｅｓの場合、すなわち、電源スイッチ９が押されたと判断した場合は、ステップＳ３３進んでステップＳ２４によりエンジン３５が起動操作可能状態に設定されているか否かを判断する。

ステップＳ３３の判断がＹｅｓの場合、すなわち、エンジン３５が起動操作可能状態に設定されている場合は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、ステップＳ３２の判断がＹｅｓ（電源スイッチ９が押されているとの判断）、かつ、ステップＳ３３の判断がＹｅｓ（携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応するものとの判断）の場合であるため、エンジンコントローラ３０に対してエンジン３５の起動指令を行った後、処理を終了する。エンジンコントローラ３０は、起動指令を受け取ると、スタータモーター３１及び燃料噴射弁３２に作動指令を行ってエンジン３５を起動させる。当該エンジン３５が起動すると、当該エンジン３５の起動に連動して油圧ポンプが駆動するので、当該油圧ポンプの油圧により、油圧ショベル１０におけるクローラ２ａやアタッチメント４等を駆動させる各油圧アクチュエーターがキャビン５内部に設けられた各レバー等により操作可能な状態となる。

一方、ステップＳ３３の判断がＮｏの場合、すなわち、エンジン３５が起動操作不能状態に設定されている場合は、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、ステップＳ３２の判断がＹｅｓ（電源スイッチ９が押されているとの判断）、かつ、ステップＳ３３の判断がＮｏ（携帯鍵５０が油圧ショベル１０に対応しないものとの判断）の場合であるため、エンジン３５は起動されず、エンドに進んで処理を終了する。

次に、図８を用いて、制御システム１の鍵検出範囲変更部２１の処理に係る作用効果について説明する。

図８（ａ）では、乗降ドア７が閉じられているので、第１信号送信アンテナ１１から送信される第１信号Ｘ１が乗降ドア７の内面に反射して、キャビン５の外側に漏れ出ない。したがって、乗降ドア７が閉状態の場合、第１信号Ｘ１の送信範囲は、キャビン５内部の全域に行き渡る第１鍵検出範囲Ｒ１になっている。

しかし、図８（ｂ）に示すように、乗降ドア７が開かれると、第１信号送信アンテナ１１から送信される第１信号Ｘ１が乗降口６ａを介してキャビン５の外に漏れ出るようになる。したがって、携帯鍵５０がキャビン５の外側に位置する状態であっても、携帯鍵５０が第１信号Ｘ１を受信すると、第２信号Ｘ２を送信するようになるので、携帯鍵５０を持たない別の作業者等によってエンジン３５が起動されてしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態によれば、図８（ｃ）に示すように、乗降ドア７が開かれた状態では、第１信号Ｘ１の送信範囲が第１鍵検出範囲Ｒ１よりも狭い第２鍵検出範囲Ｒ２に変更される、つまり第２鍵検出範囲Ｒ２の境界線がキャビン５の内部に位置するようになるので、乗降口６ａから第１信号Ｘ１がキャビン５の外側に漏れ出てしまうのを抑制することができる。

したがって、本実施形態によれば、乗降ドア７が閉状態のときには、キャビン５の全体が第１信号送信アンテナ１１を囲うようになるので、第１信号Ｘ１がキャビン５の外側にまで送信され難くなり、キャビン５の外側に位置する携帯鍵５０と油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間で第１信号Ｘ１及び第２信号Ｘ２の送受信が成立し難くなる。一方、乗降ドア７が開状態のときには、第１信号Ｘ１の送信範囲が乗降ドア７の閉状態のときよりも狭くなり、第１信号Ｘ１がキャビン５の乗降口６ａから当該キャビン５の外側に漏れ出難くなるので、携帯鍵５０がキャビン５の外側に位置していたとしても、携帯鍵５０と油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間で第１信号Ｘ１及び第２信号Ｘ２の送受信が成立し難くなる。このように、携帯鍵５０がキャビン５の外側に位置すると、乗降ドア７の開閉状態に関わらず、携帯鍵５０と油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間で第１信号Ｘ１及び第２信号Ｘ２の送受信が成立し難くなるので、例えば、携帯鍵５０を持たない別の作業者がキャビン５の内部に乗り込んで電源スイッチ９を操作して油圧ショベル１０のエンジン３５が起動しまうといったことを防ぐことができる。

また、鍵検出範囲変更部２１が第１信号Ｘ１の出力強度を変更するので、第１信号Ｘ１の送信範囲を所望の範囲に変更可能になる。したがって、乗降ドア７が開状態の際に第１信号Ｘ１がキャビン５の外側に漏れ出ないように第１信号Ｘ１の鍵検出範囲を任意の範囲に調整することができる。

また、第２鍵検出範囲Ｒ２の境界線をキャビン５の内部に位置するよう設定しているので、乗降ドア７が開状態の際において、第１信号Ｘ１がキャビン５の乗降口６ａまで到達しなくなる。したがって、乗降ドア７が開状態において第１信号Ｘ１が乗降口６ａを介してキャビン５の外側に漏れ出るのを確実に回避することができる。

なお、本実施形態では、キャビン５の内部に第１信号送信アンテナ１１を１つ配設するようにしたが、図９（ａ）に示すように、第１信号Ｘ１を送信可能な信号送信手段として、乗降ドア７と操縦席８との間に配設された第１アンテナ２５ａ（第１アンテナ部）と、操縦席８における乗降ドア７とは反対側、つまり、第１アンテナ２５ａよりも乗降ドア７から離間した位置に配設された第２アンテナ２５ｂ（第２アンテナ部）とを備えるようにしてもよい。そして、鍵検出範囲変更部２１は、ドア開閉センサ１３が乗降ドア７を閉状態と検知した際には、図９（ａ）に示すように、第１アンテナ２５ａと第２アンテナ２５ｂとの両方から第１信号Ｘ１を送信させて第１鍵検出範囲Ｒ１とする一方、ドア開閉センサ１３が乗降ドア７を開状態と検知した際には、図９（ｃ）に示すように、第２アンテナ２５ｂのみ第１信号Ｘ１を送信させて第２鍵検出範囲Ｒ２とするようにしてもよい。このようにすることで、乗降ドア７が閉状態のときには、第１アンテナ２５ａと第２アンテナ２５ｂとの両方から第１信号Ｘ１が発信されるので、第１信号Ｘ１がキャビン５内部の全域に行き渡るようになり、キャビン５内部に位置する携帯鍵５０が油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間で確実に第１信号Ｘ１及び第２信号Ｘ２の送受信を行うことができる。また、乗降ドア７が開状態のときには、乗降ドア７の近くに配設された第１アンテナ２５ａから第１信号Ｘ１が発信されなくなるので、図９（ｂ）に示すように、第１信号Ｘ１がキャビン５の乗降口６ａから漏れ出てしまうのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、鍵検出範囲変更部２１は、乗降ドア７が開状態のときにおいて、乗降ドア７の開き度合に関わらず第２鍵検出範囲Ｒ２を固定範囲としていたが、ドア開閉センサ１３により検知する乗降ドア７の開き度合が大きいときは、そうでないときよりも第２鍵検出範囲Ｒ２を狭く変更させるようにしてもよい。このようにすることで、乗降ドア７が開状態のときにおいて、乗降ドア７の開き度合いが比較的小さいときには、第１信号Ｘ１の送信範囲がそれほど狭くならないので、携帯鍵５０がキャビン５内部において第１信号送信アンテナ１１から比較的離れて位置する場合であっても第１信号Ｘ１を受信できるようになる。したがって、携帯鍵５０がキャビン５内部にあるのにもかかわらず、油圧ショベル１０のエンジン３５が起動できない事態を回避することができる。また、乗降ドア７が開状態のときにおいて、乗降ドア７の開き度合いが比較的大きく乗降口６ａからキャビン５の外側に第１信号Ｘ１が漏れ出る可能性が高いときには、第１信号Ｘ１の送信範囲がより狭くなるので、キャビン５の乗降口６ａから第１信号Ｘ１が漏れ出るのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、鍵検出範囲変更部２１は、乗降ドア７の開閉状態に基づいて第１信号Ｘ１の送信範囲を設定しているが、第１信号Ｘ１が第２鍵検出範囲Ｒ２である状態においてエンジン３５が起動された際、第１信号Ｘ１の送信を第２鍵検出範囲Ｒ２から第１鍵検出範囲Ｒ１に変更するようにしてもよい。このようにすることで、第１信号Ｘ１が第２鍵検出範囲Ｒ２に送信されている状態において、油圧ショベル１０のエンジン３５が起動すると、第１信号Ｘ１の送信範囲が第１鍵検出範囲Ｒ１へと戻されるようになる。したがって、例えば、エンジン３５を起動する際は第２鍵検出範囲Ｒ２内に携帯鍵５０を置いていたが、一旦エンジン３５を停止させた後、携帯鍵５０の位置を当初の位置から第２鍵検出範囲Ｒ２の外側の位置に移動させた状態でエンジン３５を再度起動させようと電源スイッチ９を操作した場合において、携帯鍵５０が第１信号Ｘ１を受信できなくなって油圧ショベル１０のエンジン３５を起動できないといった事態を回避することができる。

また、本実施形態では、鍵検出範囲変更部２１は、乗降ドア７の開閉状態に基づいて第１信号Ｘ１の送信範囲を設定していたが、乗降ドア７が開状態から閉状態とされた際、或いは、乗降ドア７の鍵が非施錠状態から施錠状態とされた際、第１信号Ｘ１の送信を第２鍵検出範囲Ｒ２から第１鍵検出範囲Ｒ１に変更するようにしてもよい。

また、本実施形態の制御システム１は、乗降ドア７が開閉する際に、第１信号Ｘ１の送信範囲を変更しているが、キャビン本体６の窓枠に開閉可能に取り付けられた窓が開閉する際に第１信号Ｘ１の送信範囲を変更するようにしてもよい。すなわち、キャビン５の窓は、金属層が積層されたフィルムを備え、乗員が窓を開閉させた際において鍵検出範囲変更部２１が第１信号Ｘ１の送信範囲を変更するようにしてもよい。

また、本実施形態では、鍵検出範囲変更部２１が乗降ドア７の開閉状態に基づいて、第１信号送信アンテナ１１により送信される第１信号Ｘ１の送信範囲を設定しているが、これに限らず、例えば、乗降ドア７の開閉状態に基づいて、第２信号受信アンテナ１２の受信範囲を設定するようにしても良い。具体的には、乗降ドア７が閉状態のときには、第２信号Ｘ２の受信範囲を第１受信範囲（第１鍵検出範囲）に設定する一方、乗降ドア７が開状態のときには、第２信号Ｘ２の受信範囲を第１受信範囲よりも狭い第２受信範囲（第２鍵検出範囲）としてもよい。そうすると、乗降ドア７が閉状態のときには、キャビン５内部に第１受信範囲（第１鍵検出範囲）が設定されるので、キャビン５内部に位置する携帯鍵５０と油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間で認証作業を確実に行うことができる。一方、乗降ドア７が開状態のときには、乗降ドア７の閉状態のときよりも第２信号Ｘ２を受信（検出）する範囲が狭くなるため、携帯鍵５０がキャビン５の外側に位置すると、携帯鍵５０と油圧ショベル１０のメインコントローラ２０との間において第１信号Ｘ１及び第２信号Ｘ２の送受信が成立し難くなり、例えば、携帯鍵５０を持たない別の作業者がキャビン５の内部に乗り込んで電源スイッチ９を操作して油圧ショベル１０のエンジン３５が起動しまうといったことを防ぐことができる。

また、本実施形態では、携帯鍵５０は、第１信号Ｘ１を受信した際、認証信号として第２信号Ｘ２を送信するようにしているが、携帯鍵５０が第１信号Ｘ１を受信しなくても、第２信号Ｘ２を送信するようにしてもよい。

また、本実施形態では、駆動源として、エンジン３５が搭載されている例について説明したが、エンジンの代わりに、電気モーターが駆動源であってもよいし、電気モーターとエンジンとの両方が搭載されたハイブリッド型の駆動源であってもよい。

また、本実施形態の制御システム１は、油圧ショベル１０に適用した例について説明したが、油圧ショベル１０以外の建設機械に適用してもよい。

本発明は、建設機械の駆動源が起動操作可能状態か否かを乗員が携帯可能な携帯鍵との信号の送受信により判定して決める建設機械の制御システムに適している。

１ 制御システム
５ キャビン
６ａ 乗降口（開口部）
７ 乗降ドア（開閉体）
９ 電源スイッチ
１０ 油圧ショベル（建設機械）
１１ 第１信号送信アンテナ（信号送信手段）
１３ ドア開閉センサ（開閉検知手段）
２０ メインコントローラ（制御手段）
２１ 鍵検出範囲変更部
２５ａ 第１アンテナ（第１アンテナ部）
２５ｂ 第２アンテナ（第２アンテナ部）
３５ エンジン（駆動源）
Ｒ１ 第１鍵検出範囲
Ｒ２ 第２鍵検出範囲
Ｘ１ 第１信号
Ｘ２ 第２信号

Claims (7)

1. 乗員に携帯可能に構成され、認証信号を送信する携帯鍵と、所定の鍵検出範囲において受信する前記認証信号に基づいて前記携帯鍵が建設機械に対応するものと判定した際、前記建設機械の駆動源をキャビン内部に設けられた電源スイッチにより起動操作可能状態にする制御手段とを備えた建設機械の制御システムであって、
   前記キャビンは、その内部に連通する開口部を開閉する開閉体と、該開閉体の開閉状態を検知可能な開閉検知手段とを有し、
   前記制御手段は、前記開閉検知手段に接続され、該開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知したときには、前記キャビン内部を含む第１鍵検出範囲を設定する一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知したときには、前記キャビン内部を含む前記第１鍵検出範囲よりも狭い第２鍵検出範囲を設定する鍵検出範囲変更部を備えていることを特徴とする建設機械の制御システム。
2. 請求項１に記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記建設機械のキャビン内部には、第１信号を送信可能な信号送信手段が配設され、
   前記携帯鍵は、前記第１信号を受信した際、前記認証信号である第２信号を送信するよう構成され、
   前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知したときには、前記第１鍵検出範囲において前記第１信号を送信する一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知したときには、前記第２鍵検出範囲において前記第１信号を送信するよう前記信号送信手段を制御することを特徴とする建設機械の制御システム。
3. 請求項２に記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記信号送信手段は、前記第１信号を送信可能な第１アンテナ部と、当該第１アンテナ部よりも前記開閉体から離間した位置に配設され且つ前記第１信号を送信可能な第２アンテナ部とを含み、
   前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段が前記開閉体を閉状態と検知した際、前記第１アンテナ部と前記第２アンテナ部との両方から前記第１信号を送信させて前記第１鍵検出範囲とする一方、前記開閉検知手段が前記開閉体を開状態と検知した際、前記第２アンテナ部のみ前記第１信号を送信させて前記第２鍵検出範囲とすることを特徴とする建設機械の制御システム。
4. 請求項２に記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記鍵検出範囲変更部は、前記第１信号の出力強度を変更することにより、前記第１鍵検出範囲と第２鍵検出範囲とを切り替えることを特徴とする建設機械の制御システム。
5. 請求項４に記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記開閉検知手段は、前記開閉体の開き度合を検知可能に構成され、
   前記鍵検出範囲変更部は、前記開閉検知手段により検知する前記開閉体の開き度合が大きいときは、そうでないときよりも前記第２鍵検出範囲を狭く変更させることを特徴とする建設機械の制御システム。
6. 請求項２から５のいずれか１つに記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記第２鍵検出範囲の境界線は、前記キャビンの内部に位置するよう設定されていることを特徴とする建設機械の制御システム。
7. 請求項２から６のいずれか１つに記載の建設機械の制御システムにおいて、
   前記鍵検出範囲変更部は、前記第１信号の送信が前記第２鍵検出範囲である状態において前記駆動源が起動された際、前記第１信号の送信を前記第２鍵検出範囲から前記第１鍵検出範囲に変更することを特徴とする建設機械の制御システム。

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