JP5493136B2 - Control device for work machine - Google Patents
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本発明は、燃料節約や排ガス及び騒音の低減等を目的として、非作業時にエンジンを自動的に停止(オートアイドリングストップ)させる作業機械の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a working machine that automatically stops an engine when not working (auto idling stop) for the purpose of saving fuel, reducing exhaust gas and noise, and the like.
予め設定されたオートストップ条件(例えば、キャビンの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたこと)が成立したときに、非作業時としてエンジンを自動停止させる建設機械のエンジン制御装置において、エンジン再始動の煩わしさを無くしながら、安全性を確保するために、再始動スイッチを設け、エンジンの自動停止後、再始動スイッチが操作されたときに、エンジンスイッチとは別経路でエンジン制御部に再始動指令を送り、エンジンを再始動させる建設機械の制御装置がある(例えば、特許文献1参照)。 When a preset auto-stop condition (for example, the gate lever that opens / closes the cabin door is opened) is satisfied, the engine is restarted in an engine control device for a construction machine that automatically stops the engine when it is not working. In order to ensure safety while eliminating the hassle of an engine, a restart switch is provided, and when the restart switch is operated after the engine has been automatically stopped, the engine control unit is restarted by a different route from the engine switch. There is a control device for a construction machine that sends a command and restarts the engine (see, for example, Patent Document 1).
上述した制御装置において、再始動スイッチを、例えば、操作レバーのグリップ等に設けると、通常のレバー操作感と異なる操作感をオペレータに与える場合がある。 In the above-described control device, when the restart switch is provided, for example, on the grip of the operation lever, an operation feeling different from the normal lever operation feeling may be given to the operator.
また、再始動スイッチを設けた操作レバーの耐久性の保証については、操作レバー本体のみの場合と異なり、新たな装置として耐久性の保証が必要となる。このため、再始動スイッチ自体のコストと共に耐久性保証を実現するための実験等のコストが必要となり、製造費のコストの上昇が避けられなくなる。 Further, the durability of the operation lever provided with the restart switch is different from the case of the operation lever body alone, and the durability of the new device needs to be guaranteed. For this reason, the cost of the experiment etc. for implement | achieving durability guarantee with the cost of the restart switch itself is needed, and the raise of the cost of manufacturing cost cannot be avoided.
更に、油圧ショベル等では、パイロット操作式の操作レバーによる制御回路が通常よく使用されているため、電気式の操作レバーで制御回路を構成すると、コストの上昇を招くという問題がある。 Further, in a hydraulic excavator or the like, a control circuit using a pilot-operated operation lever is usually used. Therefore, if the control circuit is configured by an electric operation lever, there is a problem that the cost increases.
更に、エンジンが自動停止した後に、何らかの理由により、再始動スイッチの操作による再始動ができない場合がある。このようなときには、オペレータに再始動スイッチの操作による再始動ができないことを報知すると共に、例えば、エンジンスイッチを操作してエンジンが再始動できること等を報知する必要がある。 Furthermore, after the engine is automatically stopped, it may not be possible to restart by operating the restart switch for some reason. In such a case, it is necessary to notify the operator that the engine cannot be restarted by operating the restart switch and to notify that the engine can be restarted by operating the engine switch, for example.
本発明は上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、作業機械の非作業時にエンジンを自動的に停止させる作業機械において、エンジンの再始動指令生成手段として通常の油圧ショベルでは良く使用されるパイロット圧力センサを用いて、装置のコストアップを最小限に抑えると共に、エンジンが自動的に停止した場合、その再始動時に車体状態を監視検出し、再始動指令信号によってエンジンを再始動することができないときには、エンジンスイッチを操作してのエンジン再始動等を迅速にオペレータに報知する作業機械の制御装置を提供するものである。 The present invention has been made on the basis of the above-described matters, and its purpose is to be used in a normal hydraulic excavator as a restart command generation means for an engine in a work machine that automatically stops the engine when the work machine is not in operation. The pilot pressure sensor is used to minimize the cost increase of the device, and when the engine automatically stops, the vehicle body condition is monitored and detected at the time of restart, and the engine is restarted by the restart command signal When it is impossible, a control device for a work machine is provided that promptly notifies an operator of engine restart or the like by operating an engine switch.
上記の目的を達成するために、第1の発明は、エンジンスイッチの操作に基づいてセルモータによって始動する動力源としてのエンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプ及びパイロット油ポンプと、前記油圧ポンプを駆動源とする複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータの作動を指令する複数の操作体と、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給される圧油の方向と流量を制御する制御弁と、前記制御弁の操作部に前記パイロット油ポンプからの圧油を前記操作体を介して供給するパイロット油路と、予め設定されたオートアイドリングストップ条件が成立したときに前記エンジンを自動停止させるオートアイドリングストップ制御を行うことができるエンジン制御手段とを備えた作業機械の制御装置において、前記操作体の操作によって変動する前記パイロット油路の圧力を検出する圧力センサと、前記パイロット油路に接続され、前記パイロット油ポンプにより吐出された圧油を一時的に蓄圧するアキュムレータと、前記アキュムレータの蓄圧状態を検出する検出手段と、前記アキュムレータに蓄圧された圧油を前記パイロット油ポンプと前記操作体との間の前記パイロット油路に導入する切換手段と、前記圧力センサからの指令信号と前記検出手段からの検出信号を取り込み、前記エンジンが自動停止した後に、前記エンジンを再始動させるために前記エンジン制御手段に再始動指令を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記オートアイドリングストップ制御により前記エンジンが停止してからの経過時間を演算するアイドリングストップ経過時間演算手段と、前記アイドリングストップ経過時間演算手段において、予め定めた一定時間を経過してエンジン再始動指令が出力されない場合、エンジン再始動指令を無効とするエンジン再始動指令無効手段と、前記エンジンスイッチを操作してのエンジン再始動指示信号を出力する第1モニタ指示手段とを有し、前記再始動指令無効手段によりエンジン再始動指令を無効とした場合、エンジン再始動指令が無効となっていることと前記第1モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第1モニタ手段を更に備えたものとする。 To achieve the above object, the first invention provides an engine as a power source that is started by a cell motor based on an operation of an engine switch, a hydraulic pump and a pilot oil pump driven by the engine, and the hydraulic pump. A plurality of hydraulic actuators having a drive source as a drive source, a plurality of operating bodies for commanding operation of the plurality of hydraulic actuators, and a control for controlling the direction and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the plurality of hydraulic actuators A valve, a pilot oil passage for supplying pressure oil from the pilot oil pump to the operation portion of the control valve via the operation body, and the engine is automatically stopped when a preset auto idling stop condition is satisfied. With engine control means capable of performing auto idling stop control A pressure sensor that detects a pressure of the pilot oil passage that fluctuates according to an operation of the operating body; and a pressure oil that is connected to the pilot oil passage and discharged by the pilot oil pump is temporarily accumulated. Accumulator, detecting means for detecting a pressure accumulation state of the accumulator, switching means for introducing the pressure oil accumulated in the accumulator into the pilot oil passage between the pilot oil pump and the operating body, and the pressure A control unit that takes in a command signal from a sensor and a detection signal from the detection unit, and outputs a restart command to the engine control unit in order to restart the engine after the engine has been automatically stopped ; The control means determines an elapsed time after the engine is stopped by the auto idling stop control. In the idling stop elapsed time calculating means for calculating and the idling stop elapsed time calculating means, if the engine restart command is not output after a predetermined time has elapsed, the engine restart command is invalidated. And a first monitor instruction means for outputting an engine restart instruction signal by operating the engine switch, and when the engine restart instruction is invalidated by the restart instruction invalidating means, the engine restart instruction Is further provided with first monitoring means for displaying to the operator a disabled instruction and a restart instruction from the first monitor instructing means .
また、第2の発明は、第1の発明において、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記アキュムレータの蓄圧状態を取り込み、エンジン再始動指令の出力の可否を判断する再始動可否判断手段と、前記再始動可否判断手段において、エンジン再始動指令の出力が不可能であると判断された場合に、前記エンジンスイッチを操作してのエンジン再始動指示信号を出力する第2モニタ指示手段とを有し、前記再始動可否判断手段の判断の結果と前記第2モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第2モニタ手段を更に備えたことを特徴とする。 In a second aspect based on the first aspect , the control means takes in a pressure accumulation state of the accumulator detected by the detection means and determines whether or not an engine restart command can be output. And a second monitor instruction means for outputting an engine restart instruction signal by operating the engine switch when the restart possibility determination means determines that the engine restart command cannot be output. And a second monitoring means for displaying to the operator a result of determination by the restart possibility determination means and a restart instruction from the second monitor instruction means.
更に、第3の発明は、第1の発明において、前記エンジンと駆動軸を機械的に結合した電動機と、前記電動機に電気エネルギを供給する蓄電装置と、前記蓄電装置と前記電動機との間の電気エネルギを変換する電力変換手段と、前記蓄電装置に蓄えられている蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを備え、前記制御手段は、前記蓄電量検出手段によって検出された蓄電状態を取り込み、前記電動機の始動によるエンジン再始動指令の出力の可否を判断する第2再始動可否判断手段と、前記第2再始動可否判断手段において、前記電動機の始動によるエンジン再始動指令の出力が不可能であると判断された場合に、前記エンジンスイッチを操作して前記セルモータによるエンジン再始動指示信号を出力する第3モニタ指示手段とを有し、前記第2再始動可否判断手段の判断の結果と前記第3モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第3モニタ手段を更に備えたことを特徴とする。 Furthermore, a third invention, in the first inventions, between the mechanically bonded motor the engine and the drive shaft, a power storage device for supplying electrical energy to said electric motor, and said power storage device and the electric motor Power conversion means for converting the electrical energy of the battery, and storage amount detection means for detecting the storage amount stored in the power storage device, wherein the control means captures the storage state detected by the storage amount detection means In the second restart possibility determining means for determining whether or not the engine restart command can be output by starting the motor and the second restart possibility determining means, the engine restart command cannot be output by starting the motor. when it is judged that, a third monitor instruction means for outputting an engine restart instruction signal by the starter motor by operating the engine switch, the second Wherein the result of the determination of the start allowability determining means and the restart instruction from the third monitor indication means further comprises a third monitoring means for displaying to an operator.
本発明によれば、エンジンの再始動指令生成手段としてパイロット圧力センサを設け、パイロット圧力センサからの再始動指令信号によるエンジン再始動の可否を指示する表示信号を出力するようにしたので、装置のコストアップを最小限に抑えると共に、オペレータが再始動の方法を迅速に選択できるので円滑な作業が遂行できる。 According to the present invention, the pilot pressure sensor is provided as the engine restart command generating means, and the display signal instructing whether or not the engine can be restarted by the restart command signal from the pilot pressure sensor is output. In addition to minimizing the cost increase, the operator can quickly select the restart method, so that smooth work can be performed.
以下に、本発明の作業機械の制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す斜視図である。 Embodiments of a control device for a work machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a work machine according to the present invention.
本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル1は、図1に示すように、垂直方向にそれぞれ回動するブーム1a、アーム1b及びバケット1cからなる多関節型のフロント装置1Aと、上部旋回体1d及び下部走行体1eからなる車体1Bとで構成され、フロント装置1Aのブーム1aの基端は上部旋回体1dの前部に支持されている。
As shown in FIG. 1, a
ブーム1aは、上部旋回体1dの前部に俯仰動可能に支持されていて、ブームシリンダ(油圧シリンダ)3aにより駆動される。アーム1bは、ブーム1aに回動可能に支持されており、アームシリンダ(油圧シリンダ)3bにより駆動される。バケット1cは、アーム1bに回動可能に支持されており、バケットシリンダ(油圧シリンダ)3cにより駆動される。上部旋回体1dは旋回モータ(油圧モータ)3d(図2参照)により旋回駆動され、下部走行体1eは左右の走行モータ(油圧モータ)3e,3f(図2参照)により駆動される。ブームシリンダ3a、アームシリンダ3b、バケットシリンダ3c、旋回モータ3dの駆動は、上部旋回体1dの運転室(キャブ)内に設置され油圧信号を出力する操作装置4a,4b(図2参照)によって制御される。
The
図2は、本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルのアクチュエータ駆動システムを示すシステム構成図である。なお、図2において、図1に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。 FIG. 2 is a system configuration diagram showing an actuator drive system of a hydraulic excavator provided with an embodiment of a control device for a work machine according to the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
図2において、油圧源装置としては、油圧ポンプ6とパイロット圧油を供給するパイロット油ポンプ7と作動油タンク8とを備えている。油圧ポンプ6とパイロット油ポンプ7とは同一の駆動軸で連結され、この駆動軸と直列に接続されたエンジン9、電動機10によって駆動される。また、電動機10と油圧ポンプ6との間の駆動軸には、プーリ23aが設けられていて、ベルト23bを介してセルモータ23の回転軸と連結されている。
In FIG. 2, the hydraulic power source device includes a hydraulic pump 6, a pilot oil pump 7 that supplies pilot pressure oil, and a
油圧ポンプ6からの圧油をブームシリンダ3a〜走行モータ3fへ供給する油路30には、油路内の圧油の圧力を制限するリリーフ弁30Aと圧油の方向と流量を制御する制御弁5a〜5fとが設けられている。制御弁5a〜5fは、そのパイロット操作部へのパイロット二次側油路44a〜44fからのパイロット圧油の供給により、スプール位置を切り換えて、油圧ポンプ6からの圧油を各油圧アクチュエータに供給して、アーム1b等を駆動している。
In the
制御弁5a〜5fのスプール位置は、操作装置4a,4bの操作レバー等の操作によって切り換えされる。操作装置4a,4bは、操作レバー等の操作により、パイロット油ポンプ7又はアキュムレータ18からパイロット一次側油路40〜43を介して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路44a〜44fを通して制御弁5a〜5fのパイロット操作部に供給し、又は、排油路45を通して作動油タンク8へ還流する。
The spool positions of the
パイロット二次側油路44a〜44fのいずれかには、パイロット油二次圧力を検出する圧力センサ21が設けられ、検出したパイロット油二次圧力信号は、メインコントロールユニット2(以下MCU2という)に入力される。
Any one of the pilot secondary
操作装置4a,4bに一端側を接続するパイロット一次側油路41は、他端側をシャトル弁15の出力部に接続し、中間部にゲートロック用電磁切換弁20を設けている。このゲートロック用電磁切換弁20は、MCU2からの指令により、パイロット一次側油路41の連通/遮断を切換える。
The pilot primary
シャトル弁15は、2つの入力部と1つの出力部を備え、入力部のいずれかに入力された圧油のうち高圧の圧油を出力部から排出する。シャトル弁15の一方の入力部にはパイロット一次側油路40の一端側が接続され、他方の入力部にはパイロット一次側油路42の一端側が接続されている。
The
パイロット一次側油路40は、他端側をパイロット油ポンプ7の吐出部に接続し、中間部に油路内の圧油の圧力を制限するリリーフ弁40Aと下流側への不純物の混入を防止するフィルタ14とを設けている。
The pilot primary
パイロット一次側油路42は、他端側を、作動油を蓄圧するアキュムレータ18の吐出部に接続し、中間部にアキュムレータ18が蓄圧している圧油の圧力を検出する圧力センサ19とアキュムレータ用電磁切換弁17とを設けている。検出したパイロット油一次圧力信号は、MCU2に入力され、アキュムレータ用電磁切換弁17は、MCU2からの指令により、アキュムレータ18で蓄圧した圧油のパイロット一次側油路42への連通/遮断を切換える。
The pilot primary
パイロット一次側油路40の一端側近傍とパイロット一次側油路42の一端側近傍とには、分岐部がそれぞれ設けられていて、これらの分岐部は、パイロット一次側油路43によって接続されている。パイロット一次側油路43には、チェック弁16が設けられていて、このチェック弁16は、パイロット油ポンプ7からの圧油が、パイロット一次側油路40、パイロット一次側油路43を通してパイロット一次側油路42に連通することを許容するが、アキュムレータ18からの圧油が、パイロット一次側油路42、パイロット一次側油路43を通してパイロット一次側油路40に連通することを阻止する。
Branch portions are provided in the vicinity of one end side of the pilot primary
電動機10は、電力変換機構であるチョッパ/インバータ装置11を介して蓄電池12に蓄えられた電力エネルギにより駆動され、エンジン9による駆動出力をアシストして前記油圧ポンプ6及びパイロット油ポンプ7をアシスト駆動する機能を有している。一方、エンジン9による出力が過多である場合は電動機10を回生制御することで、発電した電力エネルギをチョッパ/インバータ装置11を介して蓄電池12に充電する。
The
図3は、本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態の構成を示す制御ブロック図である。図3において、図1及び図2に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
図3において、MCU2は、入力部と演算部と出力部とを備えている。演算部は、ロックレバー制御部2aと、レバーパイロット圧制御部2bと、バッテリ充電量演算部2cと、アイドルストップ条件判断部2dと、アキュムレータ蓄圧演算部2eと、モニタ制御部2fと、アシストモータ制御部2gと、アキュムレータ開閉制御部2hと、エンジン制御部2jとを備えている。
FIG. 3 is a control block diagram showing the configuration of the embodiment of the control device for the work machine of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those shown in FIGS.
In FIG. 3, the
ロックレバー制御部2aは、ゲートロックレバー22の開閉状況を入力し、その位置によって、ゲートロック用電磁切換弁20への開閉指令を出力するものである。ゲートロックレバー22が、例えば運転室の入口を閉止する位置(押し下げ位置)にある場合には、ゲートロック用電磁切換弁20を連通位置に切り換えて、圧油を操作装置4a,4bに導き、これにより操作装置4a,4bによる制御弁5a〜5fの操作を有効とする。ゲートロックレバー22が運転室の入口を開放する位置(引き上げ位置)にある場合には、ゲートロック用電磁切換弁20は遮断位置のままとなりパイロット油ポンプ7又はアキュムレータ18からの圧油は操作装置4a,4bに導入されない。これにより、操作装置4a,4bによる制御弁5a〜5fの操作を無効としている。
The lock
レバーパイロット圧制御部2bは、パイロット二次側油路44a〜44fのいずれかに設けられたパイロット油二次圧力を検出する圧力センサ21からの信号を入力し、再始動指令生成手段の信号として認識し、アシストモータ制御部2gに出力している。
The lever pilot
バッテリ充電量演算部2cは、バッテリ12の例えば電圧値等の充電量を検出する図示せぬ検出器からの信号をチョッパ/インバータ装置11を介して入力し、予め定めた値と充電量との比較を行い、モニタ制御部2fやアシストモータ制御部2gに出力している。
The battery charge
アイドルストップ条件判断部2dは、例えば、運転室に設けたアイドルストップスイッチ28の状態を入力し、ON又はOFFの信号をモニタ制御部2f、アシストモータ制御部2g、及びアキュムレータ開閉制御部2hに出力している。
The idle stop
アキュムレータ蓄圧演算部2eは、アキュムレータ18が蓄圧している圧油の圧力を検出する圧力センサ19からの信号を入力し、予め定めた値と検出圧力との比較を行い、モニタ制御部2fやアキュムレータ開閉制御部2hに出力している。
The
モニタ制御部2fは、バッテリ充電量演算部2c、アイドルストップ条件判断部2d、及びアキュムレータ蓄圧演算部2eからの各出力を入力し、例えば運転室に設けられたモニタ26へ各種情報を出力している。
The
アシストモータ制御部2gは、レバーパイロット圧制御部2b、バッテリ充電量演算部2c、及びアイドルストップ条件判断部2dからの各出力を入力し、チョッパ/インバータ装置11へ電動機10の回生制御信号や力行制御信号などのトルク指令を出力する。また、このトルク指令は、エンジン制御部2jへ出力している。
The assist
アキュムレータ開閉制御部2hは、アイドルストップ条件判断部2dとアキュムレータ蓄圧演算部2eとからの各信号を入力し、アキュムレータ用電磁切換弁17への開閉指令を出力するものである。例えば、パイロット油ポンプ7が停止していても、アキュムレータ用電磁切換弁17を開動作することにより、蓄圧されたパイロット油を操作装置4a,4bに供給することができる。
The accumulator open /
エンジン制御部2jは、例えば、運転室に設けられた回転数指令手段25からの回転数指令と、同様なエンジンスタートスイッチ27からのON/OFF信号と、バッテリ充電量演算部2cからの出力信号と、アシストモータ制御部2gからの出力信号とを入力し、エンジン制御指令をエンジンコントローラ13(以下ECUという)とセルモータ制御部24に出力している。例えば、予め設定されたオートアイドリングストップ条件が成立したときには、エンジン9を自動停止させるオートアイドリングストップ制御を行うためのエンジン制御指令がECU13に出力される。
The engine control unit 2j includes, for example, a rotation speed command from a rotation speed command means 25 provided in the cab, an ON / OFF signal from the same
なお、図示していないが、オートアイドリングストップ制御によりエンジン9が停止してからの経過時間を演算するアイドリングストップ経過時間演算手段を備えている。 In addition, although not shown in figure, the idling stop elapsed time calculating means which calculates the elapsed time after the engine 9 stopped by auto idling stop control is provided.
ECU13は、MCU2からのエンジン制御指令に基づいて、所定のエンジン回転数となるようエンジン9の燃料噴射量と回転数を制御する。
The
セルモータ制御部24は、MCU2からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動の際にセルモータ23を制御して始動回転させる。
The cell
図4は、本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態の処理内容を示すフローチャート図である。図4において、図1乃至図3に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。 FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the embodiment of the control device for the work machine according to the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 3 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
まず、ステップ(S100)では、エンジン始動が行われる。具体的には、オペレータのエンジンスタートスイッチ27の回動により、セルモータ制御部24を介してセルモータ23が始動される。このセルモータ23の始動によりエンジン9の駆動軸が回転してエンジン9が始動する。
First, in step (S100), the engine is started. Specifically, the
ステップ(S101)では、エンジン9の回転数の増速が行われる。具体的には、エンジン回転数指令手段25からの指令にしたがって、ECU13を介して所定のエンジン回転数へ増速する。
In step (S101), the rotational speed of the engine 9 is increased. Specifically, the engine speed is increased to a predetermined engine speed via the
ステップ(S102)では、アイドルストップスイッチ28の状態が判断され、ONと判断されれば、ステップ(S103)へ進み、NOと判断された場合には、YESと判断されるまで繰り返される。
In step (S102), the state of the
ステップ(S103)では、アキュムレータ18の蓄圧値が判断される。具体的には、アキュムレータ18が蓄圧している圧油の圧力を検出する圧力センサ19からの信号を入力し、予め定めた値である3Mpa以下か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S104)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S105)へ進む。ここで、予め定めた値(蓄圧している圧油の圧力)を3Mpaと定めたのは、本実施の形態において、アキュムレータ18が、複数のアクチュエータを作動し得るに足りる蓄圧量を備えているか否かをチェックするための一例として定めたものであって、この値に限るものではない。
In step (S103), the pressure accumulation value of the
ステップ(S104)では、アキュムレータ18の蓄圧を行う。具体的には、アキュムレータ用電磁切換弁17を連通位置に切換え、パイロット油ポンプ7から吐出される圧油をパイロット一次側油路40、パイロット一次側油路43、チェック弁16、及びパイロット一次側油路42を介して、アキュムレータ18へ導入し蓄圧する。ステップ(S104)の後は、再度ステップ(S103)へ戻る。
In step (S104),
ステップ(S105)では、アキュムレータ用電磁切換弁17を遮断位置に切換えて、アキュムレータ18の蓄圧された圧油を封止しておく。
In step (S105), the accumulator
ステップ(S106)では、操作装置4a,4bが一定時間操作されていないかどうかを判断する。いわゆるアイドルストップするための条件判断を行う。具体的には、操作装置4a,4bのレバー操作の停止時間が20秒以上か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S107)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S103)へ戻る。ここで、一定時間を20秒としたのは、本実施の形態における一例として定めたものであって、この値に限るものではない。
In step (S106), it is determined whether or not the
ステップ(S107)では、アイドルストップの前にバッテリ12の充電量(:State of charge 以下SOCという)を判断する。バッテリ12の充電量が少ない場合には、エンジン9の停止後に始動できない等不具合が予測されるため、エンジン9の自動停止を阻止する。具体的には、バッテリ12の例えば電圧値等の充電量を検出する検出器からの信号が、予め定めた値である定格充電量の25%以上か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S109)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S108)へ進む。ここで、充電量を定格充電量の25%としたのは、本実施の形態における一例として定めたものであって、この値に限るものではない。
In step (S107), the charge amount of the battery 12 (hereinafter referred to as SOC) is determined before the idle stop. When the amount of charge of the
ステップ(S108)では、バッテリ12のSOCが不足していることを運転室のモニタ26装置に表示してオペレータに報知する。報知されたオペレータは、例えば電動機10を回生制御させてSOCを上昇させてもよいが、回生制御させることなく作業を継続してもよい。この状態では、アイドルストップが阻止されるだけであり、作業機械を使用した作業は継続することができる。オペレータには、アイドルストップとしてのエンジン9の停止はできないことも報知する。ステップ(S108)の後は、再度ステップ(S103)へ戻る。
In step (S108), the operator is notified by displaying on the
ステップ(S109)では、エンジン9を停止する。具体的には、ECU13へエンジン停止信号を出力してエンジン9を停止させる。
In step (S109), the engine 9 is stopped. Specifically, an engine stop signal is output to the
ステップ(S110)では、パイロット一次側油路41における圧油の充填を
確保する。エンジン9の停止によりパイロット油ポンプ7も停止するので、パイロット一次側油路40から供給される圧油はなくなる。そこで、アキュムレータ用電磁切換弁17に連通指令を出力し、アキュムレータ18に蓄圧された圧油をパイロット一次側油路42及びシャトル弁15を介してパイロット一次側油路41に供給する。
In step (S110), the filling of the pressure oil in the pilot primary
ステップ(S111)では、エンジン9の停止開始から操作装置4a,4bが一定時間操作されていないかどうかを判断する。長時間停止の場合には、オペレータの交代の可能性があるため、再始動方法を切り分ける必要があり、この条件判断を行う。具体的には、操作装置4a,4bのレバー操作の停止時間が10分以上か否かの判断を行う。例えば、オートアイドリングストップ制御によりエンジン9が停止してからの経過時間を演算するアイドリングストップ経過時間演算手段において、予め定めた一定時間である10分を経過してエンジン再始動指令が出力されないか否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S112)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S113)へ進む。ここで、一定時間を10分としたのは、本実施の形態における一例として定めたものであって、この値に限るものではない。
In step (S111), it is determined whether or not the
ステップ(S112)では、運転室のモニタ26装置で、10分以上の無操作状態であることを警告し、エンジンスタートスイッチ27を一旦OFFにしてセルモータ23で再始動するようにオペレータに表示する。オペレータ交代の可能性があるので、安全上標準の状態から再始動させることが好ましいからである。ステップ(S112)の後は、後述するステップ(S119)へ進む。
In step (S112), the operator's
ステップ(S113)では、アキュムレータ18の蓄圧値が判断される。アキュムレータ18が蓄圧している圧油の圧力を検出する圧力センサ19からの信号を入力し、予め定めた値である0.6Mpa以上か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S115)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S114)へ進む。ここで、予め定めた値を0.6Mpaと定めたのは、本実施の形態において、アキュムレータ用電磁切換弁17からの漏れ等の影響でパイロット油の一次側圧力が減少すると、再始動指令生成手段としての機能が担保されなくなるため、この機能を確保できる圧力を備えているか否かをチェックするための一例として定めたものであって、この値に限るものではない。
In step (S113), the accumulated pressure value of the
ステップ(S114)では、運転室のモニタ26装置で、アキュムレータ18が蓄圧不足であることを警告し、エンジンスタートスイッチ27を一旦OFFにしてセルモータ23で再始動するようにオペレータに表示する。ステップ(S114)の後は、後述するステップ(S119)へ進む。
In step (S114), the operator's
ステップ(S115)では、再始動指令を出力するための再始動指令の生成を行う。具体的には、パイロット油二次圧力を検出する圧力センサ21からの信号を入力し、予め定めた値である1Mpa以上か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S115a)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S115b)へ進む。パイロット油二次圧力が1MPa以上となれば、オペレータが操作装置4a,4bを一度操作したため圧力上昇したと判断され、ステップ(S115a)でフラグ1=1とされる。
In step (S115), a restart command for outputting the restart command is generated. Specifically, a signal from the
ステップ(S115b)では、パイロット油二次圧力が1MPa以下のときに、フラグ1=1かつパイロット油二次圧力が0.4MPa以下か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S116)へ進み再始動シーケンスが続き、NOと判断されれば、ステップ(S115)へ戻る。このように、操作装置4a,4bが操作されて、所定のパイロット油二次圧力の変動がされないと、再始動シーケンスが進まないため、オペレータの再始動の意志が明確となり、安全性が向上する。
In step (S115b), when the pilot oil secondary pressure is 1 MPa or less, it is determined whether or not
ステップ(S116)では、再度バッテリ12のSOCが予め定めた値である定格充電量の25%以上か否かの判断を行う。YESと判断されれば、ステップ(S118)へ進み、NOと判断されれば、ステップ(S117)へ進む。ここで、バッテリ12のSOCを再度確認するのは、ステップ(S107)の時点で25%以上であったとしても、エンジン停止中にSOCが低下してしまう可能性があるためである。
In step (S116), it is determined again whether the SOC of
ステップ(S117)では、運転室のモニタ26装置で、バッテリ12のSOC不足であることを警告し、エンジンスタートスイッチ27を一旦OFFにしてセルモータ23で再始動するようにオペレータに表示する。
In step (S117), the
ステップ(S119)では、オペレータにより、エンジンスタートスイッチ27が一旦OFFされ、次のステップ(S120)において、スタートに戻る。
In step (S119), the
ステップ(S118)では、いわゆる自動再始動が行われる。具体的には、チョッパ/インバータ装置11を介して、バッテリ装置12から電力を電動機10へ供給し、電動機10が始動される。この電動機10の始動によりエンジン9の駆動軸が回転してエンジン9が始動する。ステップ(S118)の後は、再度ステップ(S103)へ戻る。
In step (S118), so-called automatic restart is performed. Specifically, electric power is supplied from the
上述した本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態によれば、エンジン9の再始動指令生成手段としてパイロット圧力センサ21を設け、パイロット圧力センサ21からの再始動指令信号によるエンジン再始動の可否を指示する表示信号を出力するようにしたので、装置のコストアップを最小限に抑えると共に、オペレータが再始動の方法を迅速に選択できるので円滑な作業が遂行できる。
According to the embodiment of the control device for a work machine of the present invention described above, the
また、上述した本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態によれば、モニタ装置26により、オペレータはエンジン9の再始動指令の出力が不可能であると迅速に把握することができる。この結果、バッテリ装置12をさらに消耗させることなく早急にエンジンスタートスイッチ27を操作してのエンジン9の再始動を行うことができるので、作業を円滑に遂行することが可能となり、加えてバッテリ装置12の無用な消耗を防止することが可能となる。
Further, according to the embodiment of the control device for a work machine of the present invention described above, the
更に、上述した本発明の作業機械の制御装置の一実施の形態によれば、オートアイドリングストップ制御によりエンジン9が長時間停止している最中にオペレータが交代した場合であっても、再始動シーケンスを実行させないので、交代したオペレータが不用意に操作体4a,4bを操作してもエンジン9が再始動することがない。この結果、オペレータの危険な操作を防止することができる。
Furthermore, according to the above-described embodiment of the control device for the work machine of the present invention, even if the operator changes while the engine 9 is stopped for a long time by the auto-idling stop control, the restart is performed. Since the sequence is not executed, the engine 9 is not restarted even if the operator who has changed carelessly operates the operating
なお、本実施の形態における構成について、いくつかの変更は可能である。例えば、アキュムレータ用電磁切換弁17は、閉止することにより過渡的に高い圧力がアキュムレータ18にかかるのを防ぎ有用であるが、本発明において、必ず設けることは要しない。
Note that some changes can be made to the configuration in the present embodiment. For example, the accumulator
1 油圧ショベル
1A フロント装置
1B 車体
2 メインコントロールユニット(MCU)
3a ブームシリンダ
3b アームシリンダ
3c バケットシリンダ
4a,4b 操作装置
5a〜5f 制御弁
6 油圧ポンプ
7 パイロット油ポンプ
8 作動油タンク
9 エンジン
10 電動機
11 チョッパ/インバータ装置
12 バッテリ装置
13 エンジンコントロールユニット(ECU)
14 フィルタ
15 シャトル弁
16 チェック弁
17 アキュムレータ用電磁切換弁
18 アキュムレータ
19 圧力センサ
20 ゲートロック用電磁切換弁
21 圧力センサ
22 ゲートロックレバー
23 セルモータ
24 セルモータ制御部
25 回転数指令手段
26 モニタ装置
27 エンジンスタートスイッチ
28 アイドルストップスイッチ
1 Hydraulic Excavator 1A Front Device
14
Claims (3)
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプ及びパイロット油ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動源とする複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの作動を指令する複数の操作体と、
前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへ供給される圧油の方向と流量を制御する制御弁と、
前記制御弁の操作部に前記パイロット油ポンプからの圧油を前記操作体を介して供給するパイロット油路と、
予め設定されたオートアイドリングストップ条件が成立したときに前記エンジンを自動停止させるオートアイドリングストップ制御を行うことができるエンジン制御手段とを備えた作業機械の制御装置において、
前記操作体の操作によって変動する前記パイロット油路の圧力を検出する圧力センサと、
前記パイロット油路に接続され、前記パイロット油ポンプにより吐出された圧油を一時的に蓄圧するアキュムレータと、
前記アキュムレータの蓄圧状態を検出する検出手段と、前記アキュムレータに蓄圧された圧油を前記パイロット油ポンプと前記操作体との間の前記パイロット油路に導入する切換手段と、
前記圧力センサからの指令信号と前記検出手段からの検出信号を取り込み、前記エンジンが自動停止した後に、前記エンジンを再始動させるために前記エンジン制御手段に再始動指令を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記オートアイドリングストップ制御により前記エンジンが停止してからの経過時間を演算するアイドリングストップ経過時間演算手段と、
前記アイドリングストップ経過時間演算手段において、予め定めた一定時間を経過してエンジン再始動指令が出力されない場合、エンジン再始動指令を無効とするエンジン再始動指令無効手段と、
前記エンジンスイッチを操作してのエンジン再始動指示信号を出力する第1モニタ指示手段とを有し、
前記再始動指令無効手段によりエンジン再始動指令を無効とした場合、エンジン再始動指令が無効となっていることと前記第1モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第1モニタ手段を更に備えた
ことを特徴とする作業機械の制御装置。 An engine as a power source that is started by a cell motor based on the operation of an engine switch;
A hydraulic pump and a pilot oil pump driven by the engine;
A plurality of hydraulic actuators using the hydraulic pump as a drive source;
A plurality of operating bodies that command the operation of the plurality of hydraulic actuators;
A control valve for controlling the direction and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the plurality of hydraulic actuators;
A pilot oil passage for supplying pressure oil from the pilot oil pump to the operation portion of the control valve via the operation body;
In a control device for a work machine comprising engine control means capable of performing auto-idling stop control for automatically stopping the engine when a preset auto-idling stop condition is satisfied,
A pressure sensor that detects the pressure of the pilot oil passage that varies depending on the operation of the operating body;
An accumulator connected to the pilot oil passage and temporarily accumulating pressure oil discharged by the pilot oil pump;
Detecting means for detecting a pressure accumulation state of the accumulator; switching means for introducing pressure oil accumulated in the accumulator into the pilot oil passage between the pilot oil pump and the operating body;
Control means for receiving a command signal from the pressure sensor and a detection signal from the detection means, and outputting a restart command to the engine control means to restart the engine after the engine has been automatically stopped; ,
The control means is an idling stop elapsed time calculating means for calculating an elapsed time after the engine is stopped by the auto idling stop control,
In the idling stop elapsed time calculating means, when the engine restart command is not output after a predetermined time has elapsed, the engine restart command invalidating means for invalidating the engine restart command;
First monitor instruction means for outputting an engine restart instruction signal by operating the engine switch;
When the engine restart command is invalidated by the restart command invalidating means, a first monitoring means for displaying to the operator that the engine restart command is invalid and a restart instruction from the first monitor instructing means. A control device for a work machine, further comprising:
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記アキュムレータの蓄圧状態を取り込み、エンジン再始動指令の出力の可否を判断する再始動可否判断手段と、
前記再始動可否判断手段において、エンジン再始動指令の出力が不可能であると判断された場合に、前記エンジンスイッチを操作してのエンジン再始動指示信号を出力する第2モニタ指示手段とを有し、
前記再始動可否判断手段の判断の結果と前記第2モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第2モニタ手段を更に備えた
ことを特徴とする作業機械の制御装置。 The work machine control device according to claim 1 ,
The control means takes in the accumulated pressure state of the accumulator detected by the detection means, and determines whether or not restart is possible, and judges whether or not an engine restart command can be output;
And a second monitor instruction means for outputting an engine restart instruction signal by operating the engine switch when the restart possibility determination means determines that an engine restart command cannot be output . And
A control device for a work machine, further comprising second monitor means for displaying a result of determination by the restart possibility determination means and a restart instruction from the second monitor instruction means to an operator.
前記エンジンと駆動軸を機械的に結合した電動機と、前記電動機に電気エネルギを供給する蓄電装置と、前記蓄電装置と前記電動機との間の電気エネルギを変換する電力変換手段と、前記蓄電装置に蓄えられている蓄電量を検出する蓄電量検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記蓄電量検出手段によって検出された蓄電状態を取り込み、前記電動機の始動によるエンジン再始動指令の出力の可否を判断する第2再始動可否判断手段と、
前記第2再始動可否判断手段において、前記電動機の始動によるエンジン再始動指令の出力が不可能であると判断された場合に、前記エンジンスイッチを操作して前記セルモータによるエンジン再始動指示信号を出力する第3モニタ指示手段とを有し、
前記第2再始動可否判断手段の判断の結果と前記第3モニタ指示手段からの再始動指示をオペレータに表示する第3モニタ手段を更に備えた
ことを特徴とする作業機械の制御装置。 The work machine control device according to claim 1 ,
An electric motor in which the engine and a drive shaft are mechanically coupled; an electric storage device that supplies electric energy to the electric motor; power conversion means that converts electric energy between the electric storage device and the electric motor; and the electric storage device. A power storage amount detecting means for detecting the stored power storage amount,
The control means takes in a power storage state detected by the power storage amount detection means, and determines whether or not an engine restart command can be output when the electric motor is started;
When the second restart possibility determining means determines that it is impossible to output an engine restart command by starting the electric motor, the engine switch is operated to output an engine restart instruction signal from the cell motor. And third monitor instruction means for
A control device for a work machine, further comprising third monitor means for displaying a result of determination by the second restart possibility determination means and a restart instruction from the third monitor instruction means to an operator.
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