JP3811169B2 - 建設機械のエンジン制御システム - Google Patents

Description

本発明は建設機械のエンジン制御システムに関するものであり、特に、無作業時のエンジンの停止、及び、エンジン停止後のエンジン始動に関するものである。

この種、従来の建設機械のエンジン制御システムとしてオペレータのボタン操作によってエンジン回転数をアイドリング回転数まで低下させるようにしたものが知られている。このシステムによれば、エンジン回転数の低下により燃料消費量は低減するが、エンジンが作動している限り、排気ガスが大気に排出されるため、排気公害、地球の温暖化等の環境破壊防止に寄与することはできない。尚、排気ガス中のＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ２の排出に関しては、燃焼時の熱発生率が高ければＨＣの発生量は減少するが、ＮＯｘ，ＣＯ２の発生量は増大し、逆に熱発生率が低ければＨＣが増大するトレードオフの関係が知られている。従って、単にエンジン回転数を増減してもＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ２の排出量を有効に規制することは困難となる。

そこで、建設機械において、無作業時にエンジンを停止して排気ガスの排出を停止し、また、エンジン停止後のエンジン始動の煩わしさを解消するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は建設機械のキャビンの乗降口を開閉するゲートバーと、該ゲートバーが前記乗降口を開放するゲート開位置に作動されたときゲート開信号を出力し、前記乗降口を閉鎖するゲート閉位置に作動されたときゲート閉信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段からのゲート開信号により前記建設機械のエンジンを停止するエンジン停止手段とを備え、前記位置検出手段よりゲート開信号が出力されたときは所定時間経過後に前記エンジンを停止させるようにした建設機械のエンジン制御システムを提供するものであり、また、請求項２記載の発明は請求項１記載の発明において、位置検出手段からのゲート閉信号によりエンジンを始動するエンジン作動手段を設け、ゲート開信号によりエンジンを停止させた後、ゲートバーをゲート閉位置に作動したときは前記エンジンを自動的に始動させるようにした建設機械のエンジン制御システムを提供するものである。

請求項１記載の発明の建設機械は、キャビンの乗降口を開閉するゲートバーと、該ゲートバーが前記乗降口を開放するゲート開位置に作動されたときゲート開信号を出力し、前記乗降口を閉鎖するゲート閉位置に作動されたとき、ゲート閉信号を出力する位置検出手段とを有している。該ゲートバーはオペレータによって自在に開閉されることができる。従って、前記位置検出手段によって該ゲートバーの開閉を検出してオペレータの乗降を監視することができる。そして、オペレータがキャビンを退出するときには該ゲートバーを開放してキャビン外に退出することになるのであるが、このときには、前記位置検出手段からのゲートバー開信号がエンジンの停止手段に出力され、該エンジン停止手段によってエンジンを必ず停止させることになる。斯くして、排気ガスの無用な排出が防止され、環境破壊の防止、地球温暖化の防止等に可及的に寄与することができる。また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、位置検出手段からのゲート閉信号によりエンジンを始動するエンジン作動手段を設け、ゲート開信号によりエンジンを停止させた後、ゲートバーをゲート閉位置に作動したときはエンジンを自動的に始動させるようにしたので、エンジン始動操作の煩わしさを解消できる。

本発明は建設機械の無作業時にエンジンを停止して大気汚染等の環境破壊防止に可及的に寄与するために、建設機械のキャビンの乗降口を開閉するゲートバーと、該ゲートバーが前記乗降口を開放するゲート開位置に作動されたときゲート開信号を出力し、前記乗降口を閉鎖するゲート閉位置に作動されたときゲート閉信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段からのゲート開信号により前記建設機械のエンジンを停止するエンジン停止手段とを備え、前記位置検出手段よりゲート開信号が出力されたときは所定時間経過後に前記エンジンを停止させるようにした建設機械のエンジン制御システムを提供することにより、また、前記位置検出手段からのゲート閉信号によりエンジンを始動するエンジン作動手段を設け、ゲート開信号によりエンジンを停止させた後、前記ゲートバーをゲート閉位置に作動したときはエンジンを自動的に始動させるようにした建設機械のエンジン制御システムを提供することにより実現した。

以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。尚、説明の都合上、ゲートバーがキャビンの乗降口を閉鎖するゲート閉位置にあって、作業を開始する際におけるエンジン始動についても同時に説明するものとする。

図１は建設機械としての油圧ショベルを示し。同図において１は油圧ショベル、２は下部走行体、３は上部旋回体、４はキャビン、５はショベルを示す。該油圧ショベル１には走行用油圧モータ６、旋回用油圧モータ（図示せず）、ショベル５を操作するための油圧シリンダ７，８，９等のアクチュエータと、これらアクチュエータを作動するための作動油圧回路（図示せず）とが備えられており、又、図２に示すように、キャビン４内の左右のコンソールボックス１０，１１に対して旋回操作用レバー１２とショベル操作レバー１３を枢支し、運転席１４前方の床１５に、前進用と後進用の走行レバー１６，１７を枢支しており、これら操作レバー１２，１３，１６，１７によってリモコン弁を操作し、その結果として対応するパイロット制御弁（図示せず）を作動するように構成している。

従って、オペレータは運転席１４に着座し、この状態で各操作レバー１２，１３，１６，１７を操作することになるが、オペレータがキースイッチ（後述する）をＯＦＦ位置に切り換えずにキャビン４を離れた場合は、排気ガスが排出されることになる。

そこで、本実施の形態では前記操作レバー１２，１３，１６，１７の操作がなされていない無作業時において、油圧ショベル１のエンジンを停止するようにシステムを構成している。

図３は、オペレータのキャビン４の乗降を検出してオペレータがキャビンを離れた場合は、無作業時と見做し、オペレータがキャビン４内に入室しているときには作業時と見做し、そして、無作業時にエンジンを自動的に停止するように構成したエンジン制御システム２０を示している。

該エンジン制御システム２０は、前記キャビン４に対するオペレータの乗降を検出し、夫々対応した信号を出力する検出手段２１と、該検出手段２１の出力信号に対応してエンジンを作動又は停止するコントローラ２２とから構成される。前記検出手段２１は、キャビン４の乗降口２３（図２参照）を開閉するゲートバー２４と、該ゲートバー２４の位置を検出するゲートロックスイッチ２５より成り、該ゲートバー２４が乗降口２３を閉鎖するゲート閉位置に回動されたときに該ゲートバー２４と当接してＯＮとなるようにゲートロックスイッチ２５を配置している。

従って、該ゲートロックスイッチ２５は、ゲート閉位置ではＯＮ信号を出力し、ゲート開位置ではＯＦＦ信号を出力することになる。そして、該ゲートロックスイッチ２５の出力信号に対応して前記エンジン作動・停止するために前記コントローラ２２の入力部（ＩＮ）に、ゲートロックスイッチ２５、キースイッチ２６、オルタネータ２７の出力電圧端子Ｒ（調節電圧）を夫々接続し、コントローラ２２の信号入力部（ＯＵＴ）に、電源回路２８のバッテリーリレー２９のリレーコイル３０を接続し、スターター回路３１のスターターリレー３２のリレーコイル３３及びエンジンストップ回路３４のエンジンストップリレー３５のリレーコイル３６を接続している。

そして、リモコン弁に圧油を供給するためのパイロットポンプ（図示せず）を該リモコン弁とドレンタンク（図示せず）とに切り換えて接続するための方向切換弁３７を設け、前記ゲートロックスイッチ２５よりＯＦＦ信号（ゲート開信号）が出力されたとき、コントローラ２２によってエンジンストップリレー３５のリレーコイル３６を励磁してエンジ
ンストップリレー３５をＯＮとし、バッテリーリレー２９のリレーコイル３０の励磁を解除してバッテリーリレー２９をＯＦＦとすることによりエンジンを停止し、同時に切換弁３７に切り換えて信号を出力してパイロットポンプをドレンタンクに接続するように構成している。

更に、前記コントローラ２２は、ゲートロックスイッチ２５よりＯＮ信号（ゲート閉信号）が出力されたときは、前記方向切換弁３７に切換え信号を出力して前記パイロットポンプを前記リモコン弁に接続する。そして、エンジンストップリレー３５のリレーコイル３６の励磁を解除してＯＦＦとし、バッテリーリレー２９のリレーコイル３０を励磁してＯＮとすることによってエンジンを始動するように構成される。勿論、このコントローラ２２は前記キースイッチ２６の切り換えにも対応しており、キースイッチ２６がＯＦＦ位置に切り換えられたときは、前記ゲートロックスイッチ２５よりＯＦＦ信号（ゲート開信号）が出力されたときと同じにエンジンを停止し、又、キースイッチ２６がＯＮ位置又はスタート位置に切り換えられたときは、前記ゲートロックスイッチ２５よりＯＮ信号（ゲート閉信号）が出力されたときと同じにエンジンを始動する。

従って、オペレータのキャビン４外への退出に際してゲートバー２４がゲート開位置に開かれたときには、エンジンが停止するとともに各操作レバー１２，１３，１６，１７を操作しても前記アクチュエータは動作せず、オペレータがキャビン４に乗り込んでゲートバー２４がゲート閉位置に閉じられたときには、エンジンが自動的に始動し、操作レバー１２，１３，１６，１７の操作による前記アクチュエータの使用が可能となる。依って、無作業時の無用な排気ガスの排出がなくなり、排気公害、環境破壊防止に寄与することが可能となる。又、ゲートバー２４の閉操作によりエンジンが自動的に始動するので、再始動時の煩わしさも解消される。

図４に前記コントローラ２２の制御例を示す。図４に示すように、起動直後、前記油圧ショベル１の運転状態を“０”，“１”，“２”の三種のフラグにより判定する（ステップ１）。ここで、フラグ“０”がセットされている場合は、前記ゲートバー２４はゲート開位置に作動され、ゲートロックスイッチ２５はコントローラ２２にＯＦＦ信号（ゲート開信号）を出力する。従って、コントローラ２２は前記バッテリーリレー２９をＯＦＦ、エンジンストップリレー３５をＯＮに保持してエンジンを停止する。フラグ“１”がセットされている場合は、フラグ“０”の後、なおも前記ゲートロックスイッチ２５がＯＦＦ信号を出力している場合に対応する。従って、フラグ“１”がセットされているときは、コントローラ２２はフラグ“０”の場合と同じにエンジンを停止する。フラグ“２”の場合は、前記ゲートバー２４がゲート閉位置に作動され、ゲートロックスイッチ２５がコントローラ２２にＯＮ信号（ゲート閉信号）を出力している場合に対応する。このとき、コントローラ２２は前記バッテリーリレー２９をＯＮ、エンジンストップリレー３５をＯＦＦとしてスターターリレー３２をＯＮとしてエンジンを始動する。

作業を開始するときは、ステップ１において、最初はフラグ“０”がセットされ、一回目のフローが開始されることになる。次に、ステップ２に進み、ゲートロックスイッチ２５がＯＮかＯＦＦかを判定する。オペレータがキャビン４内に乗り込み、ゲートロックスイッチ２５をＯＦＦからＯＮに切り換えたときは、オペレータが運転操作を開始するときとなる。このとき、コントローラ２２はフラグ“２”にセットしてステップ１に戻り、続いてステップ３に進んで、再度、ゲートロックスイッチ２５がＯＮかＯＦＦかを判定する。

ゲートロックスイッチ２５がＯＮのとき、作業開始時であると見做してステップ４に進み、バッテリーリレー２９をＯＮ、スターターリレー３２をＯＮとしてセルモータ３９を起動し、同時に点火プラグ（図示せず）、グロープラグ（図示せず）等のアシスト装置等
を起動してエンジンを始動する。従って、メインの油圧ポンプ（図示せず）がエンジンにより駆動され、作動油圧回路は動作可能となる。

ステップ２において、ゲートロックスイッチ２５がＯＦＦのとき、コントローラ２２はフラグを“１”にセットしてステップ１に戻る。そして、ステップ５に進み、再度ゲートロックスイッチ２５がＯＮかＯＦＦかを判定する。

ゲートロックスイッチ２５がＯＦＦのときはステップ１に戻り、フラグが“２”にセットされるまでフローを繰り返す。ゲートロックスイッチ２５がＯＮ信号（ゲート閉信号）を出力するとき、即ち、オペレータがゲートロックスイッチ２５をＯＦＦからＯＮに切り換えたときは、フラグを“２”にセットしてステップ１に戻り、続いてステップ３に進んで、再度、ゲートロックスイッチ２５がＯＮかＯＦＦかを判定する。そして、このステップ３でゲートロックスイッチ２５がＯＮのとき、ステップ４に進んでエンジンの通常制御を実行し、上記したようにエンジンを再始動する。ゲートロックスイッチ２５がＯＦＦのとき、フラグが“２”にセットされるまでフローを繰り返す。

ステップ１のフラグ判定でフラグが“２”と判定された後、更に、ステップ３でゲートロックスイッチ２５がＯＦＦされたときは、オペレータの都合による作業中断時と見做して、内部タイマーを起動してステップ６に進み、所定時間（例えば３０ｓｅｃ）経過したときにステップ７に進んでエンジンを停止する。エンジンの停止はエンジンストップリレー３５をＯＮし、セルモータ３９を停止し、エンジンを停止する。このため前記オルタネータ２７の調整電圧が無くなり、コントローラ２２はエンジンの停止を認識することになる。

エンジン停止後、ステップ８に進んで、再度、タイマーを起動し、タイマー起動後、所定時間（例えば７ｓｅｃ）経過したとき、ステップ９に進んでバッテリーリレー２９をＯＦＦ、ステップ９に進んでフラグを“０”にセットしてステップ１に戻る。

このように、コントローラ２２はフラグが“２”にセットされるまでは、エンジンを始動せず、フラグが“２”にセットされ、且つ、ゲートロックスイッチ２５がＯＮのときエンジンを始動し、フラグが“２”にセットされ、且つゲートロックスイッチ２５がＯＦＦのときから所定時間経過した後、エンジンを停止することによって無用な排気ガスの排出を自動的に防止し、始動性を良好とする。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施の形態を示し、建設機械としての油圧ショベルの側面図。 本発明の一実施の形態を示し、油圧ショベルのキャビン内を示す斜視図。 本発明の一実施の形態を示し、建設機械のエンジン制御システムを示す構成図。 本発明の一実施の形態を示し、コントローラの制御の一例を示すフローチャート図。

符号の説明

１ 油圧ショベル
４ キャビン
２２ コントローラ
２３ 乗降口
２４ ゲートバー
２５ ゲートロックスイッチ

Claims (2)

1. 建設機械のキャビンの乗降口を開閉するゲートバーと、該ゲートバーが前記乗降口を開放するゲート開位置に作動されたときゲート開信号を出力し、前記乗降口を閉鎖するゲート閉位置に作動されたときゲート閉信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段からのゲート開信号により前記建設機械のエンジンを停止するエンジン停止手段とを備え、前記位置検出手段よりゲート開信号が出力されたときは所定時間経過後に前記エンジンを停止させるようにしたことを特徴とする建設機械のエンジン制御システム。
2. 上記位置検出手段からのゲート閉信号により上記エンジンを始動するエンジン作動手段を設け、上記ゲート開信号によりエンジンを停止させた後、上記ゲートバーをゲート閉位置に作動したときは前記エンジンを自動的に始動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のエンジン制御システム。

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