JP5833314B2 - クレーン用燃料消費表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン用燃料消費表示装置に関する。さらに詳しくは、クレーンのオペレータに燃費低減のための運転や操作を促すことができるクレーン用燃料消費表示装置に関する。

一般に、クレーンは、不要な待機を少なくすることによって、燃費を低減させることができる。ここで、待機とはクレーンが無操作状態であることを意味する。より具体的には、ブームの伸縮、起伏、ジブのチルト、ウインチの巻き上げ、巻き下げ、旋回体の旋回、アウトリガの張出、格納等をしていない状態を意味する。
これは、クレーン用油圧ポンプを駆動する動力をエンジンから取り出す装置であるパワーテイクオフ装置を入にしているとき（クレーン作業時）では、クレーンを操作していなくてもクレーン用油圧ポンプが駆動されており、燃料を消費するからである。実際に、クレーン作業時においては待機で消費した燃料が全体の半分を占める場合もあり、燃料の無駄につながっている。

また、クレーンは、エンジン回転数を下げた方が、燃費を低減させることができる。特に、ブーム起伏下げやブーム縮小等のシリンダ縮小作業ではエンジン回転数を上げても速度は上がらないため、エンジン回転数を上げることにより燃料の無駄が大きくなる。

そこで、燃料表示装置をクレーンに設ければ、オペレータに燃費低減のための運転や操作を促すことができると考えられる。
しかし、燃料表示装置は、一般車両やショベル（特許文献１）に適用した例があるものの、クレーンに適用した例はない。

特開２００５−９８９８８号公報

本発明は上記事情に鑑み、クレーン作業時の燃料消費を表示するクレーン用燃料消費表示装置を提供することを目的とする。

第１発明のクレーン用燃料消費表示装置は、車両走行またはクレーン作業のいずれかの形態をとり、クレーン作業時に待機状態または作業状態となる移動式クレーンに設けられるクレーン用燃料消費表示装置であって、前記待機状態の待機時累積消費燃料および待機継続時間と、前記作業状態の作業瞬間燃費および作業平均燃費とを計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間と前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを表示するモニタとを備えることを特徴とする。
第２発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第１発明において、前記計測手段は、クレーンが無操作状態であることを基準として待機状態を判定することを特徴とする。
第３発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第１または第２発明において、過負荷防止装置を備えるクレーンに設けられるクレーン用燃料消費表示装置であって、前記モニタは、前記過負荷防止装置のモニタと共通であることを特徴とする。
第４発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第１、第２または第３発明において、前記計測手段は、クレーン作業が待機状態であるか否かを判定する待機判定手段と、クレーンの消費燃料を検出する消費燃料検出手段と、前記待機判定手段が待機状態であると判定してからの前記消費燃料を累積して前記待機時累積消費燃料を演算する待機時累積消費燃料演算手段と、前記待機判定手段が待機状態であると判定してからの時間を計測して前記待機継続時間を演算する待機継続時間演算手段とを備え、前記モニタは、前記待機時累積消費燃料演算手段から前記待機時累積消費燃料が入力され、前記待機継続時間演算手段から前記待機継続時間が入力され、該待機時累積消費燃料と該待機継続時間とを前記モニタに表示する制御を行うモニタ制御手段とを備えることを特徴とする。
第５発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第１、第２または第３発明において、前記計測手段は、クレーンの消費燃料を検出する消費燃料検出手段と、前記消費燃料から前記作業瞬間燃費を演算する作業瞬間燃費演算手段と、作業状態となった時から現在までの時間である作業時間を計測し、作業状態となった時からの前記消費燃料を累積して作業時累積消費燃料を演算し、該作業時間と該作業時累積消費燃料とから前記作業平均燃費を演算する作業平均燃費演算手段とを備え、前記モニタは、前記作業瞬間燃費演算手段から前記作業瞬間燃費が入力され、前記作業平均燃費演算手段から前記作業平均燃費が入力され、該作業瞬間燃費と該作業平均燃費とを前記モニタに表示する制御を行うモニタ制御手段とを備えることを特徴とする。
第６発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第４発明において、前記モニタ制御手段は、前記待機判定手段が待機状態でないと判定している間、前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを前記モニタに表示し、前記待機判定手段が待機状態であると判定している間、前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間とを前記モニタに表示するものであることを特徴とする。
第７発明のクレーン用燃料消費表示装置は、第４発明において、前記モニタ制御手段は、前記待機判定手段が待機状態でないと判定している間、前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを前記モニタに表示し、前記待機判定手段が待機状態であると判定してから所定時間経過後に、前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間とを前記モニタに表示するものであることを特徴とする。
第８発明のクレーンは、第１、第２、第３、第４、第５、第６または第７発明のクレーン用燃料消費表示装置を備えることを特徴とする。

第１、第２発明によれば、モニタに待機時累積消費燃料と待機継続時間とを表示するので、クレーンのオペレータが無駄に消費した燃料を認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。また、モニタに作業瞬間燃費と作業平均燃費とを表示するので、クレーンのオペレータが燃費が低減できる操作であるか否かを認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。
第３発明によれば、モニタが過負荷防止装置のモニタと共通であるので、クレーンの運転室に複数のモニタを設ける必要がなく場所をとらないし、オペレータは一目で多くの情報を得ることができる。
第４発明によれば、モニタに待機時累積消費燃料と待機継続時間とを表示するので、クレーンのオペレータが無駄に消費した燃料を認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。
第５発明によれば、モニタに作業瞬間燃費と作業平均燃費とを表示するので、クレーンのオペレータが燃費が低減できる操作であるか否かを認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。
第６発明によれば、クレーンが待機状態となるたびに、モニタに待機時累積消費燃料と待機継続時間とを表示するので、クレーンのオペレータが無駄に消費した燃料を認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。
第７発明によれば、待機判定手段が待機状態であると判定してから所定時間経過後に、待機時累積消費燃料と待機継続時間とをモニタに表示するので、クレーン操作中に頻繁に画面が切り替わることを防止できる。
第８発明によれば、クレーンに備えられたモニタに待機時累積消費燃料、待機継続時間、作業瞬間燃費および作業平均燃費を表示するので、クレーンのオペレータが無駄に消費した燃料を認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。

本発明の一実施形態に係るクレーン用燃料消費表示装置のブロック図である。 クレーン作業通常画面の画面イメージである。 クレーン作業待機画面の画面イメージである。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るクレーン用燃料消費表示装置Ａは、待機時累積消費燃料、待機継続時間、作業瞬間燃費および作業平均燃費を計測する計測手段１０と、その計測手段１０により計測された待機時累積消費燃料、待機継続時間、作業瞬間燃費および作業平均燃費を表示するモニタ２０とを備える。また、計測手段１０は、待機判定手段１１、消費燃料検出手段１２、待機時累積消費燃料演算手段１３、待機継続時間演算手段１４、作業瞬間燃費演算手段１５および作業平均燃費演算手段１６とからなる。さらに、計測手段１０とモニタ２０との間にはモニタ制御手段２１が設けられている。
このクレーン用燃料消費表示装置Ａは、移動式クレーンなど、種々のクレーンに設けられる。特にモニタ２０はクレーンの運転室に設けられ、オペレータがモニタ２０に表示された画像を確認できるようになっている。

クレーン用燃料消費表示装置Ａを移動式クレーンに設ける場合には、クレーンが作業状態であるか走行状態であるかを判定する必要がある。この場合、クレーンのパワーテイクオフ装置の作動情報をもとにクレーン作業時であるか否かを判定し、クレーン作業時に各手段は以下の動作を行う。

待機判定手段１１は、クレーン作業が待機状態であるか否かを判定するものである。ここで、待機状態とは、クレーンが無操作状態であることを意味する。より具体的には、ブームの伸縮、起伏、ジブのチルト、ウインチの巻き上げ、巻き下げ、旋回体の旋回、アウトリガの張出、格納等の速度がいずれも０の状態を意味する。
待機判定手段１１には、クレーンのブームの長さや、角度等を検出することのできる姿勢検出器が接続されており、その姿勢検出器の検出結果をもとに待機状態であるか否かを判定する。
なお、姿勢検出器に代えて、クレーン用油圧操作回路のパイロット圧を検出する操作圧力検出器を用いてもよい。姿勢検出器は動作の判定に遅れや不感帯が発生するが、操作圧力検出器を用いればその問題を軽減することができる。また、電気式操作の場合には、その操作系の電気信号で無操作状態を検出してもよい。
さらになお、待機状態を、クレーンが無操作状態であり、かつ無負荷状態であると定めてもよい。この場合には、前述の姿勢検出器や操作圧力検出器等に加えて、負荷状態を検出する検出器が待機判定手段１１に接続されることになる。

消費燃料検出手段１２は、単位時間あたりにクレーンが消費する燃料の量（消費燃料）を随時計測するものであって、例えばエンジンコントロールユニットから得られる瞬間燃費（エンジンの燃料噴射量の指令値）から消費燃料を演算するものである。あるいは、消費燃料検出手段１２は、燃料タンク内の燃料残量を計測するセンサと、そのセンサにより測定された燃料残量から単位時間あたりに消費された燃料の量を演算する演算器とからなるものでもよい。

待機時累積消費燃料演算手段１３には、待機判定手段１１から待機状態が入力され、消費燃料検出手段１２から消費燃料が入力される。待機時累積消費燃料演算手段１３は、待機判定手段１１が待機状態であると判定してからの、消費燃料検出手段１２により検出された消費燃料を累積して待機時累積消費燃料を演算する。ここで、待機時累積消費燃料とは、クレーン作業時の待機でクレーンが消費した燃料の量の累積値である。
なお、待機時累積消費燃料演算手段１３は、クレーン作業が待機状態から作業状態になったときに、待機時累積消費燃料を０に戻す。

待機継続時間演算手段１４には、待機判定手段１１から待機状態が入力される。待機継続時間演算手段１４は、内部に時計を持っており、待機判定手段１１が待機状態であると判定してからの時間を計測して待機継続時間を演算する。ここで、待機継続時間とは、クレーン作業時の待機の継続時間である。
なお、待機継続時間演算手段１４は、クレーン作業が待機状態から作業状態になったときに、待機継続時間を０に戻す。

作業瞬間燃費演算手段１５には、消費燃料検出手段１２から消費燃料が入力される。作業瞬間燃費演算手段１５は、消費燃料から作業瞬間燃費を演算する。ただし、消費燃料は単位時間あたりにクレーンが消費する燃料の量であるから、所定の係数を掛けるだけでよい。ここで、作業瞬間燃費とは、クレーン作業時の瞬間の燃費である。

作業平均燃費演算手段１６には、待機判定手段１１から待機状態が入力され、消費燃料検出手段１２から消費燃料が入力される。また、クレーン作業開始時を検出するため、例えばパワーテイクオフ装置の作動情報が入力され、パワーテイクオフ装置が入となった時をクレーン作業開始時と検出する。作業平均燃費演算手段１６は、内部に時計を持っており、クレーン作業開始時から現在までの時間、あるいは一度待機状態となった場合には待機状態から作業状態となった時から現在までの時間である作業時間を計測する。また、クレーン作業開始時あるいは待機状態から作業状態となった時からの消費燃料を累積して作業時累積消費燃料を演算する。そして、作業時間を作業時累積消費燃料で除算して作業平均燃費を演算する。ここで、作業平均燃費とは、クレーン作業開始時あるいは待機状態から作業状態となった時から現在までの平均の燃費である。作業平均燃費は、作業時間を作業時累積消費燃料で除算して得たもの（min/L）の他、作業時累積消費燃料を作業時間で除算して得たもの（L/min）でものよいし、クレーン作業量を作業時累積消費燃料で除算して得たもの（tm/L）でもよい。
なお、作業平均燃費演算手段１６は、クレーン作業が作業状態から待機状態になったときに、作業平均燃費を０に戻す。

モニタ制御手段２１には、待機時累積消費燃料演算手段１３から待機時累積消費燃料が入力され、待機継続時間演算手段１４から待機継続時間が入力され、作業瞬間燃費演算手段１５から作業瞬間燃費が入力され、作業平均燃費演算手段１６から作業平均燃費が入力され、待機判定手段１１から待機状態が入力される。
そして、待機状態でない間、作業瞬間燃費と作業平均燃費とをモニタ２０に表示し、待機状態である間、待機時累積消費燃料と待機継続時間とをモニタ２０に表示する制御を行う。

つぎに、モニタ２０に表示される画像について説明する。
図２に示すように、クレーン作業時すなわちパワーテイクオフ装置が入の状態で、クレーン操作中には、モニタ２０にはクレーン作業通常画面100が表示されている。クレーン作業通常画面100には、作業瞬間燃費バーグラフ101と作業平均燃費102が表示されている。
作業瞬間燃費バーグラフ101は、作業瞬間燃費をバーグラフとして表示するものである。また、作業平均燃費102の単位は、min/Ｌの他に、L/min、hour/G、G/hourとしてもよい。これらの単位は、クレーンの仕向け地により切り替える単位系に連動させて変更すればよい。

なお、モニタ２０はクレーンに備えられた過負荷防止装置のモニタと共通である。そのため、クレーン作業通常画面100には、前述の作業瞬間燃費バーグラフ101と作業平均燃費102以外にも、過負荷防止装置の各種情報が表示されている。過負荷防止装置の情報としては、ブーム長さ103、ブーム起伏角104、作業半径105、アウトリガ張出幅106、カウンタウエイト重量107、定格荷重108、吊荷荷重109、負荷率110がある。ここで、負荷率110とは、定格荷重108に対する吊荷荷重109の割合である。
このように、モニタ２０を過負荷防止装置のモニタと共通とすることで、クレーンの運転室に複数のモニタを設ける必要がなく場所をとらないし、オペレータは一目で多くの情報を得ることができる。

待機判定手段１１で待機状態であると判定されると、モニタ制御手段２１は、モニタ２０に表示されているクレーン作業通常画面100を、図３に示すクレーン作業待機画面200に切り替える。
クレーン作業待機画面200には、クレーン作業通常画面100において作業平均燃費102が表示されていた個所に、待機時累積消費燃料201、待機継続時間202および待機状態であることを示す待機中アイコン203が表示される。また、作業瞬間燃費バーグラフ101は、待機状態は無駄な燃料消費であることを示すため、全てグレーで表示する。その余の構成は、クレーン作業通常画面100と同様であり、過負荷防止装置の各種情報も表示されている。

なお、待機時累積消費燃料201は値が１０Ｌ未満の場合には小数点第一位まで表示し、１０Ｌ以上の場合には小数点以下を表示しない。また、待機時累積消費燃料201の単位を、Ｌ（リットル）に代えて、G（ガロン）としてもよい。これらの単位は、クレーンの仕向け地により切り替える単位系に連動させて変更すればよい。

以上の構成であるから、クレーンが待機状態となるたびに、モニタ２０に待機時累積消費燃料201と待機継続時間202とを表示することができる。そのため、クレーンのオペレータが無駄に消費した燃料を認識することができ、燃費低減のための運転や操作を促すことができる。

なお、モニタ制御手段２１は、待機判定手段１１が待機状態であると判断してから所定時間経過後、例えば３分経過後にモニタ２０に表示されているクレーン作業通常画面100を、クレーン作業待機画面200に切り替えるほうが好ましい。
このようにすれば、クレーン操作中に短い無操作状態があったとしても、頻繁にクレーン作業通常画面100とクレーン作業待機画面200とが交互に切り替わることを防止できる。

１０ 計測手段
１１ 待機判定手段
１２ 消費燃料検出手段
１３ 待機時累積消費燃料演算手段
１４ 待機継続時間演算手段
１５ 作業瞬間燃費演算手段
１６ 作業平均燃費演算手段
２０ モニタ
２１ モニタ制御手段

Claims (8)

1. 車両走行またはクレーン作業のいずれかの形態をとり、クレーン作業時に待機状態または作業状態となる移動式クレーンに設けられるクレーン用燃料消費表示装置であって、
   前記待機状態の待機時累積消費燃料および待機継続時間と、前記作業状態の作業瞬間燃費および作業平均燃費とを計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間と前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを表示するモニタとを備える
   ことを特徴とするクレーン用燃料消費表示装置。
2. 前記計測手段は、クレーンが無操作状態であることを基準として待機状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のクレーン用燃料消費表示装置。
3. 過負荷防止装置を備えるクレーンに設けられるクレーン用燃料消費表示装置であって、
   前記モニタは、前記過負荷防止装置のモニタと共通である
   ことを特徴とする請求項１または２記載のクレーン用燃料消費表示装置。
4. 前記計測手段は、
   クレーン作業が待機状態であるか否かを判定する待機判定手段と、
   クレーンの消費燃料を検出する消費燃料検出手段と、
   前記待機判定手段が待機状態であると判定してからの前記消費燃料を累積して前記待機時累積消費燃料を演算する待機時累積消費燃料演算手段と、
   前記待機判定手段が待機状態であると判定してからの時間を計測して前記待機継続時間を演算する待機継続時間演算手段とを備え、
   前記モニタは、
   前記待機時累積消費燃料演算手段から前記待機時累積消費燃料が入力され、前記待機継続時間演算手段から前記待機継続時間が入力され、該待機時累積消費燃料と該待機継続時間とを前記モニタに表示する制御を行うモニタ制御手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のクレーン用燃料消費表示装置。
5. 前記計測手段は、
   クレーンの消費燃料を検出する消費燃料検出手段と、
   前記消費燃料から前記作業瞬間燃費を演算する作業瞬間燃費演算手段と、
   作業状態となった時から現在までの時間である作業時間を計測し、作業状態となった時からの前記消費燃料を累積して作業時累積消費燃料を演算し、該作業時間と該作業時累積消費燃料とから前記作業平均燃費を演算する作業平均燃費演算手段とを備え、
   前記モニタは、
   前記作業瞬間燃費演算手段から前記作業瞬間燃費が入力され、前記作業平均燃費演算手段から前記作業平均燃費が入力され、該作業瞬間燃費と該作業平均燃費とを前記モニタに表示する制御を行うモニタ制御手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のクレーン用燃料消費表示装置。
6. 前記モニタ制御手段は、
   前記待機判定手段が待機状態でないと判定している間、前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを前記モニタに表示し、
   前記待機判定手段が待機状態であると判定している間、前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間とを前記モニタに表示するものである
   ことを特徴とする請求項４記載のクレーン用燃料消費表示装置。
7. 前記モニタ制御手段は、
   前記待機判定手段が待機状態でないと判定している間、前記作業瞬間燃費と前記作業平均燃費とを前記モニタに表示し、
   前記待機判定手段が待機状態であると判定してから所定時間経過後に、前記待機時累積消費燃料と前記待機継続時間とを前記モニタに表示するものである
   ことを特徴とする請求項４記載のクレーン用燃料消費表示装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７記載のクレーン用燃料消費表示装置を備える
   ことを特徴とするクレーン。

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