JP5449520B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、操作レバーの操作により油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータに所望の動作を実施させるようにした作業機械に関するものである。

従来より、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから吐出した圧油によって作業機用の油圧アクチュエータを動作させるようにした作業機械においても、エンジンの不必要なアイドリング運転を停止するようにしたものがある。例えば、特許文献１には、運転室にオペレータが存在しない状態が所定の時間経過した場合にエンジンのアイドリング運転を停止させるものが示されている。こうした作業機械によれば、燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図ることが可能となる。

特開２００２−１３４２５号公報

ところで、昨今においては、作業機械にもハイブリッド化が進んでおり、上述した油圧アクチュエータの他に電動アクチュエータを備えたものも提供されている。油圧アクチュエータのみを備えた作業機械であれば、エンジンのアイドリング運転が停止されている場合、油圧ポンプからの圧油の吐出も停止されることになるため、アイドリング運転が停止された状態において操作レバーが誤って操作されたとしても油圧アクチュエータが誤動作する虞れはない。しかしながら、アイドリング運転が停止されている場合には、エンジンを再始動するために電源供給系を遮断することができない。このため、ハイブリッド化された作業機械にあっては、アイドリング運転が停止している状態においても電動アクチュエータに関しては動作可能状態にある。

本発明は、上記実情に鑑みて、電動アクチュエータを備えることに起因した問題を招来することなくアイドリング運転を停止して燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図ることのできる作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る作業機械は、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、エンジンの出力系に連係された発電電動機と、エンジンによって前記発電電動機が発電動作した場合の電力を蓄積する一方、前記発電電動機が電動動作する場合に電力を供給する蓄電手段と、前記発電電動機もしくは前記蓄電手段から供給される電力によって駆動される電動アクチュエータと、操作レバーの操作に応じたパイロット油圧が供給された場合に動作し、前記パイロット油圧に応じて前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに対する圧油の供給制御を行う油圧供給制御手段と、前記油圧ポンプから前記操作レバーに至るパイロット油路に介在し、ＰＰＣ圧ロックスイッチからの制御信号に応じて動作することにより、前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を断続するパイロット油圧遮断バルブと、退避位置及び進出位置の間を移動することによって前記ＰＰＣ圧ロックスイッチを操作し、前記退避位置に配置された場合に前記パイロット油圧遮断バルブを遮断状態として前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を遮断する一方、前記進出位置に配置された場合には前記パイロット油圧遮断バルブを開放状態として前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を許容するＰＰＣロックレバーとを備え、操作レバーの操作に応じて前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータを動作させるようにした作業機械において、エンジンが運転されている状態において前記操作レバーの操作状態を監視する操作レバー監視手段と、前記操作レバーのニュートラル状態を計時するニュートラル状態計時手段と、前記操作レバーのニュートラル状態が所定の停止時間継続した場合にエンジンのアイドリング運転を停止させるアイドリング運転停止手段と、前記アイドリング運転停止手段によってエンジンのアイドリング運転が停止された場合に、前記電動アクチュエータを動作禁止状態に保持する機械動作禁止手段とを有したアイドリング停止制御手段を備え、前記アイドリング停止制御手段は、前記操作レバーのニュートラル状態が所定の停止時間継続した場合、少なくとも前記ＰＰＣロックレバーが退避位置にある場合にはエンジンのアイドリング運転の停止を禁止することを特徴とする。本願においてアイドリング運転とは、作業機械が動作していない状態でエンジンが運転されていること、あるいはエンジンが無負荷の状態で運転されていることをいう。

また、本発明は、上述した作業機械において、前記操作レバーの操作に応じた制御信号が与えられた場合に動作し、前記制御信号に応じて前記電動アクチュエータに対する電力の供給制御を行う電力供給制御手段を備え、前記電動アクチュエータは、少なくとも下部走行体に対して旋回可能に配設した上部旋回体を旋回させる旋回用電動モータを備え、前記アイドリング停止制御手段は、エンジンのアイドリング運転を停止している場合に、前記電力供給制御手段に対して前記電動アクチュエータが停止状態となるように制御停止または停止状態に制御し、かつ前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を機械的に阻止するロック手段を動作させる機械動作禁止部を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上述した作業機械において、前記機械動作禁止部は、エンジンのアイドリング運転を停止している場合に、さらに前記油圧供給制御手段に対するパイロット油圧の供給系を遮断することを特徴とする。

また、本発明は、上述した作業機械において、手動操作可能に設けた運転延長手段を備え、前記アイドリング停止制御手段は、前記操作レバーのニュートラル状態継続中に、前記運転延長手段がＯＮ操作された場合に前記停止時間を延長する機能を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上述した作業機械において、表示を行うための車載モニタを備えるとともに、手動操作可能に設けた運転延長手段を備え、前記アイドリング停止制御手段は、前記停止時間がタイムアップするまでの時間を前記車載モニタにカウントダウン表示するカウントダウン表示処理部を備え、かつ前記カウントダウン表示処理部が前記車載モニタにカウントダウン表示を行っている場合において前記運転延長手段がＯＮ操作された場合に前記停止時間を延長する機能を有することを特徴とする。

また、本発明は、上述した作業機械において、前記アイドリング停止制御手段は、前記運転延長手段がＯＮ操作される都度、前記停止時間を延長する処理を実施するアイドリング停止処理部を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上述した作業機械において、前記運転延長手段は、前記操作レバーの上部に独立した押ボタン部を有し、この押ボタン部が押圧操作された場合に操作信号を前記アイドリング停止処理部に出力するスイッチであることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンのアイドリング運転が停止した場合には、電動アクチュエータが動作禁止状態に保持されるため、たとえ操作レバーが誤って操作されたとしても電動アクチュエータが誤動作する虞れはない。また、エンジンが運転されている状態においては、電動アクチュエータは通電しているため、電力消費が多大となる。しかしながら、これを防止することにより蓄電手段の電圧低下を防ぎ、エンジンの再始動性を確保した上で燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素の低減を図ることが可能となる。

また、本発明によれば、アイドリング運転停止前にエンジン回転数を低速回転数まで減速させる一方、アイドリング運転をオペレータの意志により延長させることが可能であるため、作業性能の低下を最小限に留めた上で燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素の低減を図ることが可能となる。

図１は、本発明の実施例である作業機械の構成例を示した図である。 図２は、図１に示した作業機械に適用する操作レバーの上端部を示す概念図である。 図３は、図１に示したメインコントローラが実施するアイドリング停止処理の内容を示すフローチャートである。 図４は、図１に示したメインコントローラが実施するエンジン再始動処理の内容を示すフローチャートである。 図５は、図４に示したアシスト処理の内容を示すフローチャートである。 図６は、図４に示した機械動作停止解除処理の内容を示すフローチャートである。 図７は、図１に示した作業機械においてＰＰＣロックレバーの操作位置、操作レバーの操作ストローク、エンジン回転数、カウントダウン表示、パイロット油圧遮断バルブの状態、回転灯及び警報ブザーの動作状態を示すタイミングチャートである。 図８は、図１に示した作業機械においてＰＰＣロックレバーの操作位置、操作レバーの操作ストローク、エンジン回転数、カウントダウン表示、パイロット油圧遮断バルブの状態、回転灯及び警報ブザーの動作状態を示すタイミングチャートであり、延長スイッチがＯＮ操作されたものである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る作業機械の好適な実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例である作業機械を示したものである。ここで例示する作業機械は、油圧ショベル等のように建設作業を行うためのもので、下部走行体１及び上部旋回体２を備えている。下部走行体１は、左右の履帯（図示せず）を介して走行するものである。上部旋回体２は、下部走行体１との間に構成した旋回マシナリ３により下部走行体１に対して旋回可能に配設したものである。図には明示していないが、旋回マシナリ３は、例えば旋回サークルと、旋回サークルに歯合するピニオンとを備えて構成してあり、ピニオンを電動アクチュエータである旋回用電動モータ１０によって駆動することにより、下部走行体１に対して上部旋回体２を旋回させることが可能である一方、旋回ブレーキ（ロック手段）１１を作動させた場合には下部走行体１に対する上部旋回体２の旋回を機械的に阻止することが可能である。

また、作業機械には、上部旋回体２に作業機ユニット２０が設けてある一方、下部走行体１に走行ユニット３０が設けてある。作業機ユニット２０は、掘削や積込といった建設作業を行うためのものである。本実施例の作業機械では、ブームの先端部にアームを備え、さらにアームの先端部にバケットを備えた作業機ユニット２０を適用している。この作業機ユニット２０は、ブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、バケットシリンダ２３を備えており、これら作業機用油圧アクチュエータ２１，２２，２３に適宜圧油を供給することによってブーム、アーム及びバケットを動作させることができる。

走行ユニット３０は、下部走行体１の履帯を個別に駆動するためのものである。本実施例の走行ユニット３０は、右走行モータ３１及び左走行モータ３２を備えており、これら走行用油圧アクチュエータ３１，３２に適宜圧油を供給することによって履帯を駆動することができる。

さらに、作業機械は、原動機となるエンジン４０と、エンジン４０の出力軸にＰＴＯ（Power Take Off）４１を介して接続した油圧ポンプ４２、スタータ４３及び発電電動機４４とを備えている。

エンジン４０は、シリンダの内部に供給する燃料の噴射量を調整することによって出力を制御するようにしたディーゼルエンジンである。燃料の噴射量は、エンジン４０に付設したエンジンコントローラ４５に対して後述するメインコントローラ１００から制御信号を与えることにより調整することが可能である。また、エンジン４０は、油温センサ４６を備えている。油温センサ４６は、エンジン４０の内部を循環する潤滑油の温度を検出し、その検出結果を後述するメインコントローラ１００に出力するものである。

油圧ポンプ４２は、エンジン４０を駆動源とした可変容量型のものである。油圧ポンプ４２の容量は、ポンプ制御バルブ４７に対して後述のメインコントローラ１００から制御信号を与えることにより変更することができる。この油圧ポンプ４２は、エンジン４０が運転されている場合に、上述したブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、バケットシリンダ２３、右走行モータ３１及び左走行モータ３２に圧油を供給することが可能である。

油圧ポンプ４２からそれぞれの油圧アクチュエータ２１，２２，２３，３１，３２に至る圧油の供給通路には、圧力センサ４８及び操作バルブ（油圧供給制御手段）２４，２５，２６，３３，３４が設けてある。圧力センサ４８は、供給通路を流通する圧油の圧力を検出し、その検出結果を後述するメインコントローラ１００に出力するものである。

操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４は、ブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、バケットシリンダ２３、右走行モータ３１及び左走行モータ３２に対してそれぞれブーム操作バルブ２４、アーム操作バルブ２５、バケット操作バルブ２６、右走行操作バルブ３３及び左走行操作バルブ３４が個別に設けられており、油圧操作レバー５０の操作に応じて供給されるパイロット油圧により、油圧ポンプ４２からそれぞれの油圧アクチュエータ２１，２２，２３，３１，３２に対する圧油の供給制御を行うものである。

油圧操作レバー５０は、上部旋回体２の運転席においてオペレータが操作できる位置に配設された入力装置である。この油圧操作レバー５０は、油圧ポンプ４２からそれぞれの油圧アクチュエータ２１，２２，２３，３１，３２に至るパイロット油路の間に介在しており、操作方向及び操作量に応じたパイロット油圧を個々の操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４に与えるとともに、付設されたポテンショメータ５１を通じて後述のメインコントローラ１００に操作方向及び操作量に応じた操作信号を出力することが可能である。尚、油圧操作レバー５０は、ポテンショメータ５１を通じて操作信号を出力するものである必要はない。例えば、ポテンショメータに代えて油圧センサを付設した油圧操作レバーを適用すれば、この油圧センサを通じて操作信号を出力することができ、この操作信号に基づいて油圧操作レバーの操作状態を監視することが可能である。

油圧ポンプ４２から油圧操作レバー５０に至るパイロット油路には、パイロット油圧遮断バルブ５２が設けてある。パイロット油圧遮断バルブ５２は、後述するメインコントローラ１００からの制御信号によって動作し、油圧ポンプ４２から油圧操作レバー５０への圧油の供給を断続するものである。このパイロット油圧遮断バルブ５２が遮断状態にある場合には、油圧ポンプ４２から油圧操作レバー５０に対する圧油の供給が遮断されることになり、油圧操作レバー５０の操作如何に関わらず操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４が動作停止状態となる。

スタータ４３は、後述するメインコントローラ１００から駆動信号が与えられた場合に回転駆動する電動モータである。

発電電動機４４は、発電電動コントローラ６０の制御により発電動作と電動動作とに切替動作するものである。発電電動コントローラ６０は、後述するメインコントローラ１００からの制御信号に応じて発電電動機４４の動作を切り替えるものである。発電電動機４４が発電動作する場合、発電電動コントローラ６０は、発電電動機４４の発電電力を蓄電器（蓄電手段）６１に蓄積、もしくは旋回コントローラ（電力供給制御手段）６２を介して上述の旋回用電動モータ１０に供給する一方、発電電動機４４が電動動作する場合、蓄電器６１に蓄積された電力を発電電動機４４に供給する。蓄電器６１は、キャパシタや蓄電池によって構成されたもので、電圧センサ６３を備えている。電圧センサ６３は、蓄電器６１の蓄電電圧を検出し、検出結果を後述のメインコントローラ１００に出力するものである。

旋回コントローラ６２は、後述のメインコントローラ１００から制御信号が与えられた場合に制御信号に応じて旋回用電動モータ１０に対する電力の供給制御を行うものである。

また、上記作業機械には、旋回操作レバー７０、キースイッチ７１、エアコンスイッチ７２、警報ブザー７３、回転灯７４、モニタ７５、延長スイッチ（運転延長手段）７６、エンジン再始動スイッチ７７、ＰＰＣ圧ロックスイッチ７８が設けてある。

旋回操作レバー７０は、油圧操作レバー５０と同様に、上部旋回体２の旋回指令を入力するための入力装置であり、上部旋回体２の運転席においてオペレータが操作できる位置に配設してある。旋回操作レバー７０の操作方向及び操作量を示す操作信号は、後述のメインコントローラ１００に与えられることになる。

キースイッチ７１は、いわゆるモーメンタリ方式のスイッチ手段であり、運転席においてオペレータがキー操作できる位置に設けてある。エンジンキーを挿入した状態でキースイッチ７１をＯＮ位置まで操作した場合には、キースイッチ７１から後述するメインコントローラ１００に対してＯＮ信号が出力され、蓄電器６１からの電力の供給が可能な状態となる。さらにＯＮ位置からエンジンキーを始動操作すると、始動操作されている間、後述のメインコントローラ１００に対してエンジン４０の始動指令が出力される。この結果、例えば後述するメインコントローラ１００からスタータ４３に駆動信号が与えられ、エンジン４０が始動されることになる。尚、エンジンキーへの始動操作力を除去すると、キースイッチ７１がＯＮ位置に復帰するものの、後述のメインコントローラ１００に継続してＯＮ信号が出力されるため、エンジン４０の運転状態が継続される。さらにエンジンキーをオフ操作すると、蓄電器６１からの電力の供給が不可となり、エンジン４０が運転されていた場合にはエンジン４０に対する燃料供給がカットされるため、エンジン４０が停止して作業機械全体を運転停止させることができる。

エアコンスイッチ７２は、エンジン４０のＰＴＯ４１に接続したエアコン用コンプレッサ８０をＯＮ／ＯＦＦ動作させるための動作信号をメインコントローラ１００に与えるものである。警報ブザー７３及び回転灯７４は、メインコントローラ１００からの駆動信号に応じて鳴動及び点灯することにより、作業機械の外部に対して報知を行うためのものである。警報ブザー７３に関しては、作業機械の周囲にいる人に対して鳴動音が聞こえる位置に配置し、かつ回転灯７４に関しては、上部旋回体２のキャビン上部等、作業機械の周囲にいる人に対して回転灯７４の光を十分に視認できる位置に設けてある。モニタ７５は、運転席においてオペレータが視認できる位置に設けた車載用表示手段あり、後述のメインコントローラ１００から与えられた出力データを含む制御信号に従って各種表示を行う。

延長スイッチ７６は、エンジン４０のアイドリング運転を延長する場合に操作するためのものである。エンジン再始動スイッチ７７は、エンジン４０を再始動する場合に操作するためのものである。これら延長スイッチ７６及びエンジン再始動スイッチ７７は、図２に示すように、油圧操作レバー５０、もしくは旋回操作レバー７０の上端部にそれぞれ個別の押ボタン７６ａ，７７ａを備えて構成してあり、押ボタン７６ａ，７７ａが押圧操作された場合にそれぞれの操作信号を後述のメインコントローラ１００に出力する。尚、図中の符号５３は、ホーンを鳴動させるためのホーンスイッチである。

ＰＰＣ圧ロックスイッチ７８は、図１に示したパイロット油圧遮断バルブ５２を断続操作するための制御信号を出力するもので、運転席に設けたＰＰＣロックレバー７９を介してオペレータが操作できるように構成してある。具体的には、ＰＰＣロックレバー７９を退避移動させ、運転席に対してオペレータが出入りできる状態（以下、ＰＰＣロックレバー７９の「退避位置」という）となった場合にパイロット油圧遮断バルブ５２を遮断状態とする一方、ＰＰＣロックレバー７９を進出移動させ、運転席に対してオペレータの出入りができない状態（以下、ＰＰＣロックレバー７９の「進出位置」という）となった場合にパイロット油圧遮断バルブ５２を開放状態とするように設定してある。ＰＰＣ圧ロックスイッチ７８からの出力信号は、後述のメインコントローラ１００に与えられることになる。

さらに、上記作業機械は、メインコントローラ１００を備えている。メインコントローラ１００は、上述した各種センサ４６，４８，６３や各種スイッチ７１，７２，７６，７７，７８、操作レバー５０，７０から出力された信号に基づいて、エンジン４０、油圧ポンプ４２、スタータ４３、発電電動機４４、旋回用電動モータ１０、旋回ブレーキ１１、作業機ユニット２０、走行ユニット３０を駆動することにより、作業機械に建設作業を実施するための統括的な制御を行う機能を有している。

例えば、エンジン４０が運転されている状態において油圧操作レバー５０を操作すると、油圧操作レバー５０の操作に応じて操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４にパイロット油圧が加えられ、各操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４によって油圧ポンプ４２から供給される圧油が制御されることになり、作業機ユニット２０及び走行ユニット３０に所望の動作を実施させることが可能となる。この間、メインコントローラ１００は、エンジンコントローラ４５に対してエンジンの目標回転数を指令し、これに応じてエンジンコントローラ４５が目標の回転数となるように燃料噴射量を制御している。

また、メインコントローラ１００には、アイドリング停止制御手段１１０、エンジン再始動制御手段１２０が設けてある。アイドリング停止制御手段１１０は、エンジン４０が運転されている状態において所定の停止条件が充足した場合にエンジン４０のアイドリング運転を停止させるものである。エンジン再始動制御手段１２０は、アイドリング停止制御手段１１０によってエンジン４０のアイドリング運転が停止された状態において所定の再始動条件が充足した場合にエンジン４０の再始動許可を行うものである。

アイドリング停止制御手段１１０は、エンジン回転数制御部１１１、アイドリング停止処理部１１２、機械動作禁止部１１３、カウントダウン表示処理部１１４、報知処理部１１５を有している。

エンジン回転数制御部１１１は、エンジン４０がアイドリング運転（例えば約２０００ｒｐｍ）されている状態において油圧操作レバー５０及び旋回操作レバー７０（以下、両者を併せて単に「操作レバー５０，７０」という）の操作状態を監視し、操作レバー５０，７０がニュートラル状態に保持された時間が予め設定した低速時間（Ｔ1秒）に達した場合にエンジン４０の回転数を所定の低速回転数（例えば約１０５０ｒｐｍ）まで減少させるべくエンジンコントローラ４５に対して制御信号を出力するものである。

アイドリング停止処理部１１２は、操作レバー監視部１１２ａと、ニュートラル状態計時部１１２ｂと、アイドリング運転停止部１１２ｃとを有している。操作レバー監視部１１２ａは、エンジン４０が運転されている場合に操作レバー５０，７０の操作状態を監視するものである。ニュートラル状態計時部１１２ｂは、操作レバー５０，７０がニュートラル状態に保持された時間を計測するものである。アイドリング運転停止部１１２ｃは、ニュートラル状態計時部１１２ｂの計時結果が予め設定した停止時間（Ｔ2秒）に達した場合に、予め設定した停止禁止条件がいずれも存在しないことを条件としてエンジン４０のアイドリング運転を停止させるものである。

本実施例では、停止禁止条件として以下に示すものが設定してある。
（１）ＰＰＣロックレバー７９が退避位置
（２）蓄電器６１の蓄電電圧が予め設定した閾値未満
（３）エアコン作動時
（４）エンジン暖気運転時
（５）エンジン再始動後の運転時間が予め設定した時間未満

ＰＰＣロックレバー７９が退避位置にある場合を停止禁止条件としているのは、運転席からオペレータが長時間離れる可能性が極めて高いためであり、アイドリング運転を停止するよりもエンジンキーをオフ操作して作業機械全体を運転停止させる方が好ましいからである。

蓄電器６１の蓄電電圧が予め設定した閾値未満である場合を停止禁止条件としているのは、アイドリング運転を停止した後のエンジン４０の再始動性を確保するためである。後述するように、エンジン再始動時には、スタータ４３及び発電電動機４４によるアシスト作用のために電力が必要とされるため、上述の閾値を高めに設定することが好ましい。

エアコン作動時、エンジン暖気運転時を停止禁止条件としているのは、アイドリング運転が停止した場合にそれぞれの目的を達成することができなくなるためである。

エンジン再始動後の運転時間が予め設定した時間未満である場合を停止禁止条件としているのは、エンジン４０の始動、停止が頻発することにより、作業性能が悪化するとともに、却って燃料消費量の増大が招来される虞れがあるからである。

また、アイドリング停止処理部１１２は、エンジン回転数制御部１１１によってエンジン４０が低速回転数で運転されている状態において延長スイッチ７６がＯＮ操作された場合に停止時間を延長する機能を有している。延長スイッチ７６が繰り返し操作された場合、アイドリング停止処理部１１２は、ＯＮ操作される都度、停止時間を延長する処理を実施する。

機械動作禁止部１１３は、アイドリング停止処理部１１２によってエンジン４０のアイドリング運転が停止されている場合に、メインコントローラ１００からの旋回コントローラ６２に対する制御信号を停止し、かつ旋回ブレーキ１１を作動させて下部走行体１に対する上部旋回体２の旋回を機械的に阻止するものである。また、機械動作禁止部１１３は、アイドリング停止処理部１１２によってエンジン４０のアイドリング運転が停止されている場合に、パイロット油圧遮断バルブ５２に対して遮断状態を保持するための制御信号を出力するものである。機械動作禁止部１１３からの制御信号によってパイロット油圧遮断バルブ５２が遮断状態に保持されている場合、ＰＰＣロックレバー７９を操作した場合にもパイロット油圧遮断バルブ５２は継続して遮断状態が保持される。

カウントダウン表示処理部１１４は、アイドリング停止処理部１１２によるアイドリング運転停止までの時間が所定の時間（Ｔ3秒）以下となった場合にモニタ７５に対してカウントダウン表示を行うための表示データを出力するものである。例えばカウントダウン表示処理部１１４は、アイドリング運転停止までの時間が１０秒となった場合にモニタ７５に対して表示データを出力し、「アイドリング運転停止まで１０秒」、「アイドリング運転停止まで９秒」…というようにアイドリング運転が停止されるまでの間カウントダウン表示を行う。上述した延長スイッチ７６によってアイドリング運転停止までの時間が１０秒以上となった場合には、一旦カウントダウン表示を停止し、再び１０秒となった時点でカウントダウン表示を再開する処理を行う。

報知処理部１１５は、アイドリング停止処理部１１２によってエンジン４０のアイドリング運転が停止された場合に警報ブザー７３を鳴動するとともに、回転灯７４を点灯することにより、作業機械の外部に対してアイドリング運転が停止されている状態であることを報知するものである。

またこの報知処理部１１５は、以下の条件が充足する場合に、モニタ７５に対して報知データを出力して報知を行う。
（１）ＰＰＣロックレバー７９が進出位置に移動
（２）アイドリング運転停止後、所定の時間経過
（３）蓄電器６１の蓄電電圧が予め設定した閾値未満

これらの条件においてモニタ７５に表示を行うのは、アイドリング運転が停止された状態のままエンジンキーを抜き忘れて作業機械が放置されるのを防止するためである。

一方、エンジン再始動制御手段１２０は、再始動処理部１２１、ロック状態監視部１２２、始動アシスト制御部１２３を有している。

再始動処理部１２１は、アイドリング停止制御手段１１０によってエンジン４０のアイドリング運転が停止されている状態においてエンジン再始動スイッチ７７がＯＮ操作された場合、操作レバー５０，７０がニュートラル状態に保持されていることを条件に、スタータ４３及びエンジンコントローラ４５に対してエンジン４０の再始動許可を出力するものである。またこの再始動処理部１２１は、エンジン４０が再始動した場合、まず第１の回転数（例えば、約１０５０ｒｐｍ）を上限として運転し、その後、ＰＰＣロックレバー７９を進出位置に移動させることによってパイロット油圧遮断バルブ５２が開放状態に移行した場合にエンジン４０を第２の回転数（例えば、約２０００ｒｐｍ）まで上昇させる処理を行うものである。

ロック状態監視部１２２は、再始動処理部１２１によってエンジン４０が再始動された後、所定の作業可能条件が充足するまでの間、パイロット油圧遮断バルブ５２を遮断状態に保持するための制御信号を出力するものである。ロック状態監視部１２２からの制御信号によってパイロット油圧遮断バルブ５２が遮断状態に保持されている場合には、ＰＰＣロックレバー７９を操作した場合にもパイロット油圧遮断バルブ５２が動作することはなく、継続して遮断状態が保持される。本実施例では、再始動したエンジン４０の回転数が予め設定した作業回転数（例えば、約７００ｒｐｍ）に上昇した場合に作業可能条件が充足したものとして処理を行うようにしている。

始動アシスト制御部１２３は、再始動処理部１２１からの再始動許可に応じてスタータ４３が駆動し、エンジン４０が再始動されている際にエンジン４０の回転数が所定のアシスト終了回転数に至るまでの間、発電電動コントローラ６０に対して発電電動機４４を電動動作させるための制御信号を出力するものである。

図３は、上述したメインコントローラ１００のアイドリング停止制御手段１１０が実施するアイドリング停止処理の内容を示すフローチャートである。以下、この図３及び図７、図８のタイミングチャートを適宜参照しながら作業機械のアイドリング停止処理について説明する。尚、以下においては、図７及び図８に示すように、ＰＰＣロックレバー７９が進出位置にあり、パイロット油圧遮断バルブ５２が開放されている状態にあるものとする。

まず、メインコントローラ１００は、エンジン４０が運転されている場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、操作レバー５０，７０の操作状態を監視し（ステップＳ１０２）、操作レバー５０，７０がニュートラル状態に保持されている場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、その継続時間が低速時間（Ｔ1秒）に達するか否かを判断する（ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５）。低速時間に達する以前に操作レバー５０，７０が変位された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ→ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、メインコントローラ１００は、タイマ１をリセットし（ステップＳ１０６）、その後に手順をリターンさせて今回のアイドリング停止処理を終了する。この結果、エンジン４０は、その回転数が約２０００ｒｐｍでアイドリング運転を継続することになる。

これに対して操作レバー５０，７０のニュートラル状態が低速時間に達すると（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ、図７及び図８中のｔ１→ｔ２）、タイマ１をクリアし（ステップＳ１０７）、その後にエンジン回転数を低速回転数まで減少させるべくエンジンコントローラ４５に対して制御信号を出力する（ステップＳ１０８）。この結果、エンジン４０のアイドリング運転が低速回転数まで減速した状態で継続されることになり、先の状態でアイドリング運転が継続される場合に比べて燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図ることが可能になる（図７及び図８中のｔ２→）。

さらにメインコントローラ１００は、エンジンコントローラ４５に対して制御信号を出力すると同時に新たにタイマ２を起動し（ステップＳ１０９）、操作レバー５０，７０のニュートラル状態が停止時間（Ｔ2秒）継続するか否かを判断する（ステップＳ１１０、ステップＳ１１１）。

この間、メインコントローラ１００は、カウントダウン表示タイミングであるか否かを判断し（ステップＳ１１２）、表示タイミングである場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ、図７及び図８中のｔ３、図８中のｔ５）、モニタ７５を介してカウントダウン表示を実施する（ステップＳ１１３、図７及び図８中のｔ３→ｔ４、図８中のｔ５→ｔ６）。

また、メインコントローラ１００は、延長スイッチ７６がＯＮ操作されたか否かを監視し（ステップＳ１１４）、延長スイッチ７６がＯＮされた場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ、図８中のｔ４）、タイマ２をクリアし（ステップＳ１１５）、手順をステップＳ１０９に移行させる（図８中のｔ４→ｔ６）。

エンジン４０のアイドリング運転が低速回転数となった状態で操作レバー５０，７０のニュートラル状態が停止時間継続すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ、図７中のｔ４、図８中のｔ６）、メインコントローラ１００は、停止禁止条件が存在しないことを条件にエンジン４０の停止処理を行う（ステップＳ１１６：Ｎｏ→ステップＳ１１７）。

エンジン４０の停止処理を実施したメインコントローラ１００は、機械動作停止処理を実施し（ステップＳ１１８）、さらに報知処理を実施し（ステップＳ１１９）、タイマ２をクリアした後に今回のアイドリング停止処理を終了する（ステップＳ１２０）。

この結果、エンジン４０の不必要なアイドリング運転が停止されるため、燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図ることが可能になる。この場合、少なくとも蓄電器６１の蓄電電圧が予め設定した閾値以上あることを条件にエンジン４０のアイドリング運転が停止されるため、エンジン４０を再始動する場合の電力を十分に確保することができる。

しかも、エンジン４０のアイドリング運転が停止した場合には、旋回コントローラ６２に対する制御信号が停止され、かつ旋回ブレーキ１１を作動させて下部走行体１に対する上部旋回体２の旋回が機械的に阻止された状態となる。さらに、パイロット油圧遮断バルブ５２に対して遮断状態を保持するための制御信号が出力された状態となる。従って、アイドリング運転が停止されている状態において操作レバー５０，７０が誤って操作されたとしても、旋回用電動モータ１０や油圧アクチュエータ２１，２２，２３，３１，３２が誤動作する虞れはなく、下部走行体１に対して上部旋回体２が旋回したり、下部走行体１が走行したり、作業機ユニット２０が動作したりすることがない。

また、エンジン４０のアイドリング運転が停止されている状態においては、回転灯７４が点灯しているとともに、警報ブザー７３が鳴動しているため、作業機械の外部にいる人に対してアイドリング運転停止中であることを報知することができる。

尚、エンジン４０のアイドリング運転が低速回転数となった状態においても、例えばカウントダウン表示を視認したオペレータの意志により操作レバー５０，７０を操作すれば（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、タイマ２がクリアされた後に手順がリターンされ（ステップＳ１２１）、アイドリング運転が停止することなく今回のアイドリング停止処理が終了する。従って、アイドリング運転を停止させることなく建設作業を継続することも可能であり、上述したアイドリング停止処理が建設作業に大きな支障を来す虞れもない。また、エンジン４０のアイドリング運転が低速回転数となった状態においても、上述した停止禁止条件が存在する場合、つまり（１）ＰＰＣロックレバー７９が退避位置にある、（２）蓄電器６１の蓄電電圧が予め設定した閾値未満である、（３）エアコン作動時である、（４）エンジンが暖気運転時である、（５）エンジン再始動後の運転時間が予め設定した時間未満である、のいずれかが該当する場合にも（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、タイマ２がクリアされた後に手順がリターンされ（ステップＳ１２２）、アイドリング運転が停止することなく今回のアイドリング停止処理が終了する。従って、（１）オペレータが長時間運転席から離れる場合には、キースイッチ７１のＯＦＦ操作によるエンジン停止を推奨すべくアイドリング運転を自動的に停止することはない。（２）エンジンの再始動が困難になる虞れがある状況下ではアイドリング運転が自動的に停止することはない。（３）エアコンの運転に支障を来す虞れがない。（４）エンジンの暖機運転に支障を来す虞れがない。（５）エンジンの自動停止、自動再始動が頻繁に実施させる事態を未然に防止できる。

図４は、上述したメインコントローラ１００のエンジン再始動制御手段１２０が実施するエンジン再始動処理の内容を示すフローチャートである。以下、この図４及び図７、図８のタイミングチャートを適宜参照しながら作業機械のアイドリング停止処理について説明する。尚、以下においては、図７中のｔ５、もしくは図８のｔ７に示すように、上述したアイドリング停止処理によってエンジン４０のアイドリング運転が停止された状態にあり、ＰＰＣロックレバー７９が進出位置にあり、パイロット油圧遮断バルブ５２が遮断されている状態にあるものとする。

まず、メインコントローラ１００は、アイドリング停止処理によってエンジン４０のアイドリング運転が停止されている場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、エンジン再始動スイッチ７７及び操作レバー５０，７０の操作状態を監視し（ステップＳ２０２、ステップＳ２０３）、エンジン再始動スイッチ７７がＯＮ操作され、かつ操作レバー５０，７０がニュートラル状態にある場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ→ステップＳ２０３：Ｙｅｓ、図７及び図８中のｔ１０）、スタータ４３及びエンジンコントローラ４５に対してエンジン４０の再始動許可を出力する（ステップＳ２０４）。スタータ４３及びエンジンコントローラ４５に対して出力されるエンジン４０の再始動許可は、第１の回転数を上限とするものである。この結果、スタータ４３が駆動され（ステップＳ２０５）、エンジン４０が第１の回転数を目標回転数として再始動されることになる。尚、エンジン４０が再始動されると同時に回転灯７４が消灯されるとともに、警報ブザー７３の鳴動が停止して周囲に対する報知が終了する。

スタータ４３が駆動されると、メインコントローラ１００は、これと同時にアシスト処理を実施する（ステップＳ２０６）。アシスト処理においてメインコントローラ１００は、図５に示すように、エンジン回転数を検出し（ステップＳ３０１）、さらにこの検出したエンジン回転数が要アシスト回転数であるか否かを判断し（ステップＳ３０２）、要アシスト回転数である場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、発電電動機４４を電動動作させるものである（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０２において判断される要アシスト回転数とは、例えばエンジン４０の回転数が５０ｒｐｍ以上であり、かつ目標エンジン回転数との差の絶対値が１００ｒｐｍ以上となる回転数である。要アシスト回転数において発電電動機４４が電動動作すると、エンジン４０がスタータ４３＋発電電動機４４のトルクで駆動されることになり、スタータ４３の負荷を軽減した状態でエンジン４０を迅速、かつ確実に目標回転数まで回転することが可能となる。

エンジン回転数と目標エンジン回転数との差の絶対値が１００ｒｐｍ未満となると（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、メインコントローラ１００は、手順をリターンさせて今回のアシスト処理を終了する。

図４において、アシスト処理を終了したメインコントローラ１００は、次いで機械動作停止解除処理を実施する（ステップＳ２０７）。機械動作停止解除処理においてメインコントローラ１００は、図６に示すように、まずエンジン回転数を検出し（ステップＳ４０１）、この検出したエンジン回転数が作業回転数以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。エンジン回転数が作業回転数以上となると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、メインコントローラ１００は、遮断状態に保持されていたパイロット油圧遮断バルブ５２を開放可能状態に復帰させ（ステップＳ４０３）、旋回コントローラ６２に対する制御信号の出力を再開し（ステップＳ４０４）、さらに旋回ブレーキ１１の作動を解除して手順をリターンさせる（ステップＳ４０５）。

この結果、図４に示すように、ＰＰＣロックレバー７９を進出位置に移動させれば（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、パイロット油圧遮断バルブ５２が開放状態となり（ステップＳ２０９）、油圧操作レバー５０を操作した場合にパイロット圧が操作バルブ２４，２５，２６，３３，３４に加えられることになり、再び作業機ユニット２０及び走行ユニット３０を油圧操作レバー５０の操作に応じて動作させることができるようになる。また、旋回操作レバー７０を操作すれば、旋回コントローラ６２に対して旋回操作レバー７０の操作に応じた制御信号が出力されることになり、下部走行体１に対して上部旋回体２を旋回させることが可能となる。

図４のステップＳ２０９において、パイロット油圧遮断バルブ５２を開放したメインコントローラ１００は、これと同時にエンジンコントローラ４５に対してエンジン４０の回転数を第２の回転数まで上昇させるための制御信号を出力する（ステップＳ２１０）。この結果、エンジン４０の回転数が約２０００ｒｐｍとなり、作業機械がアイドリング運転の停止処理を実施する以前の状態に復帰する。

上述したエンジン４０の再始動処理においては、操作レバー５０，７０がニュートラル状態にあることを条件にエンジン４０の再始動許可を行うようにしているため、油圧ポンプ４２を駆動するための負荷が再始動中のエンジン４０に加えられる虞れがない。従って、燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図るべくエンジン４０のアイドリング運転を停止した場合にも、エンジン４０を確実に再始動させることが可能となる。

以下、上述したアイドリング停止処理及びエンジン再始動処理が繰り返し実行され、建設作業に支障を来すことなく燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図ることが可能となる。

尚、上述した実施例では、アイドリング運転を停止する場合にまずエンジンの回転数を減速するようにしているが、必ずしもエンジン回転数を減速させる必要はない。

また、上述した実施例では、延長スイッチ７６とエンジン再始動スイッチ７７とを独立した個別のスイッチとして設けてあるが、必ずしも個別のスイッチとして設ける必要はなく、同じスイッチを共用しても構わない。この場合、メインコントローラ１００は、エンジン回転数制御部１１１によってエンジン４０が低速回転数で運転されている状態においてスイッチがＯＮ操作された場合に停止時間を延長し、一方、エンジンが停止されている状態においてスイッチがＯＮ操作された場合に、操作レバー５０，７０がニュートラル状態に保持されていることを条件に、スタータ４３及びエンジンコントローラ４５に対してエンジン４０の再始動許可を出力すれば良い。

以上のように、本発明は、操作レバーの操作により油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータに所望の動作を実施させるようにした作業機械に有用であり、電動アクチュエータを備えることに起因した問題を招来することなくアイドリング運転を停止して燃料消費量の低減や排出する二酸化炭素量の低減を図る場合に適している。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ 旋回マシナリ
１０ 旋回用電動モータ
１１ 旋回ブレーキ
２０ 作業機ユニット
２１，２２，２３，３１，３２ 油圧アクチュエータ
２４，２５，２６，３３，３４ 操作バルブ
３０ 走行ユニット
４０ エンジン
４２ 油圧ポンプ
４３ スタータ
４４ 発電電動機
４５ エンジンコントローラ
５０，７０ 操作レバー
５２ パイロット油圧遮断バルブ
６０ 発電電動コントローラ
６１ 蓄電器
６２ 旋回コントローラ
６３ 電圧センサ
７０ 旋回操作レバー
７３ 警報ブザー
７４ 回転灯
７５ モニタ
７６ 延長スイッチ
７７ エンジン再始動スイッチ
７８ ＰＰＣ圧ロックスイッチ
７９ ＰＰＣロックレバー
１００ メインコントローラ
１１０ アイドリング停止制御手段
１１１ エンジン回転数制御部
１１２ アイドリング停止処理部
１１３ 機械動作禁止部
１１４ カウントダウン表示処理部
１１５ 報知処理部
１２０ エンジン再始動制御手段
１２１ 再始動処理部
１２２ ロック状態監視部
１２３ 始動アシスト制御部

Claims (7)

1. エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、
   エンジンの出力系に連係された発電電動機と、
   エンジンによって前記発電電動機が発電動作した場合の電力を蓄積する一方、前記発電電動機が電動動作する場合に電力を供給する蓄電手段と、
   前記発電電動機もしくは前記蓄電手段から供給される電力によって駆動される電動アクチュエータと、
   操作レバーの操作に応じたパイロット油圧が供給された場合に動作し、前記パイロット油圧に応じて前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに対する圧油の供給制御を行う油圧供給制御手段と、
   前記油圧ポンプから前記操作レバーに至るパイロット油路に介在し、ＰＰＣ圧ロックスイッチからの制御信号に応じて動作することにより、前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を断続するパイロット油圧遮断バルブと、
   退避位置及び進出位置の間を移動することによって前記ＰＰＣ圧ロックスイッチを操作し、前記退避位置に配置された場合に前記パイロット油圧遮断バルブを遮断状態として前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を遮断する一方、前記進出位置に配置された場合には前記パイロット油圧遮断バルブを開放状態として前記油圧ポンプから前記操作レバーへの圧油の供給を許容するＰＰＣロックレバーと
   を備え、操作レバーの操作に応じて前記油圧アクチュエータ及び前記電動アクチュエータを動作させるようにした作業機械において、
   エンジンが運転されている状態において前記操作レバーの操作状態を監視する操作レバー監視手段と、
   前記操作レバーのニュートラル状態を計時するニュートラル状態計時手段と、
   前記操作レバーのニュートラル状態が所定の停止時間継続した場合にエンジンのアイドリング運転を停止させるアイドリング運転停止手段と、
   前記アイドリング運転停止手段によってエンジンのアイドリング運転が停止された場合に、前記電動アクチュエータを動作禁止状態に保持する機械動作禁止手段と
   を有したアイドリング停止制御手段を備え、
   前記アイドリング停止制御手段は、前記操作レバーのニュートラル状態が所定の停止時間継続した場合、少なくとも前記ＰＰＣロックレバーが退避位置にある場合にはエンジンのアイドリング運転の停止を禁止することを特徴とする作業機械。
2. 前記操作レバーの操作に応じた制御信号が与えられた場合に動作し、前記制御信号に応じて前記電動アクチュエータに対する電力の供給制御を行う電力供給制御手段を備え、
   前記電動アクチュエータは、少なくとも下部走行体に対して旋回可能に配設した上部旋回体を旋回させる旋回用電動モータを備え、
   前記アイドリング停止制御手段は、エンジンのアイドリング運転を停止している場合に、前記電力供給制御手段に対して前記電動アクチュエータが停止状態となるように制御停止または停止状態に制御し、かつ前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を機械的に阻止するロック手段を動作させる機械動作禁止部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 前記機械動作禁止部は、エンジンのアイドリング運転を停止している場合に、さらに前記油圧供給制御手段に対するパイロット油圧の供給系を遮断することを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
4. 手動操作可能に設けた運転延長手段を備え、
   前記アイドリング停止制御手段は、前記操作レバーのニュートラル状態継続中に、前記運転延長手段がＯＮ操作された場合に前記停止時間を延長する機能を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
5. 表示を行うための車載モニタを備えるとともに、手動操作可能に設けた運転延長手段を備え、
   前記アイドリング停止制御手段は、前記停止時間がタイムアップするまでの時間を前記車載モニタにカウントダウン表示するカウントダウン表示処理部を備え、
   かつ前記カウントダウン表示処理部が前記車載モニタにカウントダウン表示を行っている場合において前記運転延長手段がＯＮ操作された場合に前記停止時間を延長する機能を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の作業機械。
6. 前記アイドリング停止制御手段は、前記運転延長手段がＯＮ操作される都度、前記停止時間を延長する処理を実施するアイドリング停止処理部を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の作業機械。
7. 前記運転延長手段は、前記操作レバーの上部に独立した押ボタン部を有し、この押ボタン部が押圧操作された場合に操作信号を前記アイドリング停止処理部に出力するスイッチであることを特徴とする請求項６に記載の作業機械。

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