JP6976049B2 - 油圧駆動装置用エンジンの制御システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、油圧駆動装置用エンジンの制御システム及び制御方法に関し、さらに詳しくは、油圧駆動式の建設機械の駆動用エンジンを自動的に停止させる油圧駆動装置用エンジンの制御システム及び制御方法に関する。

エンジンで油圧ポンプを作動することにより作動油を送り出し、種々の油圧アクチュエータを動作させる代表的な油圧駆動装置として、油圧ショベル等の掘削機や、ホイールタイプ又はクローラタイプのローダー等の建設機械がある。建設機械等の油圧駆動装置のなかには、エンジンを自動停止させる制御システムを備えたものがある。例えば、オペレータがエンジンを切らずに油圧ショベル等の建設機械の運転席から離れて、一定の作業を行ったり、所定の確認を行ったりした場合に、オペレータが運転席から離れて一定の時間が経過すると、制御システムがエンジンを自動停止する。エンジンを自動停止する理由としては、（１）エンジンを停止して安全を確保すること、（２）エンジンを停止して、不必要な排気ガスを排出することを防止して環境を保護すること、（３）エンジンを自動的に停止することにより無駄な燃料を消費することを防止すること等がある。こうしたエンジンを自動停止する油圧駆動装置は、これまでに種々の技術が提案されている。

例えば、特許文献１ではエンジンを自動停止させる建設機械に関する技術が提案されている。この建設機械は、次の構成要素を備えることによりエンジンを自動停止している。建設機械は、（ｉ）エンジン、（ｉｉ）エンジンによって駆動する油圧ポンプを含む油圧回路、（ｉｉｉ）油圧回路セット制御手段、（ｉｖ）ロックレバー、及び（ｖ）コントローラを備えている。

上記（ｉｉｉ）の油圧回路セット制御手段は、油圧回路を作動可能なセット状態に保つ回路セット制御と、この回路セット制御による油圧回路のセット状態を解除する回路セット解除制御とのいずれかを選択的に実施する。上記（ｉｖ）ロックレバーは、油圧回路セット制御手段で回路セット制御を実施させるロックレバー信号を出力させている。上記（ｖ）のコントローラは、第１判別手段と出力手段とを内蔵している。

第１判別手段は、ロックレバー信号が出力されたかどうかを判別している。また、出力手段は、第１判別手段でロックレバー信号が出力されたと判別されたときには、回路セット状態に保持する油圧回路セット信号を、また、第１判別手段でロックレバー信号が出力されていないと判別されたときには、回路セット状態を解除する油圧回路セット解除信号を、それぞれ油圧回路セット制御手段に出力している。

さらに、コントローラは、（ｖｉ）第２判別手段、（ｖｉｉ）第３判別手段、（ｖｉｉｉ）第４判別手段、（ｉｘ）計時手段、（ｘ）第１処理手段、及び（ｘｉ）第２処理手段を備えている。

上記（ｖｉ）の第２判別手段は、エンジンの駆動を制御するエンジン制御手段を備えると共に、コントローラが、ロックレバー信号が出力されていた状態から出力されない状態に変化したかどうかを判別する。上記（ｉｘ）の計時手段は、第２判別手段でロックレバー信号が出力されていた状態から出力されない状態に変化したと判別されたとき、所定時間を計測する。上記（ｖｉｉ）第３判別手段は、計時手段が、所定時間を計測したかどうかを判別している。上記（ｘ）第１処理手段は、第３判別手段で計時手段が所定時間を計測したと判別されたときにエンジン駆動停止信号を上述した出力手段からエンジン制御手段に出力させている。上記（ｖｉｉｉ）の第４判別手段は、第３判別手段で計時手段が所定時間を計測していないと判別されている状態においてロックレバー信号が出力されているかどうかを判別する。そして、上記（ｘｉ）第２処理手段は、第４判別手段でロックレバー信号が出力されていると判別されたときに、油圧回路セット信号を選定して出力手段から油圧回路セット制御手段に油圧回路セット信号を出力させている。

コントローラは、さらに、（ｘｉｉ）第５判別手段、及び（ｘｉｉｉ）第３処理手段を備えている。（ｘｉｉ）の第５判別手段は、コントローラが、エンジンの駆動を指令するキースイッチの操作に伴うキースイッチ信号が出力されているかどうかを判別している。また、（ｘｉｉｉ）の第３処理手段は、第５判別手段でキースイッチ信号が出力されていると判別されている状態にあって上述した第１判別手段でロックレバー信号が出力されていると判別されたとき、エンジンを駆動させるエンジン駆動信号を出力手段からエンジン制御手段に出力させている。

こうした特許文献１で提案されている技術は、エンジンが自動的に停止した後でもロックレバーを再操作するだけで建設機械のエンジンを再起動させることができるようにしたものである。

特開２０００−９６６２７号公報

上記の特許文献１で提案されている技術は、エンジンを停止させる否かの判断を、ロック解除状態であるか、又はロック状態であるかをリミットスイッチ等のセンサーでセンシングすることだけで行っている。そのため、リミットスイッチ等のセンサーが何らかの理由により故障した場合、エンジンを停止すべきときに、エンジンを停止しなかったり、停止すべきではないときに停止したりするなど、コントローラが誤作動を起こすおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンを停止させるか否かの判断を高い信頼性で行うことができる油圧駆動装置用エンジンの制御システム及び制御方法を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための本発明に係る油圧駆動装置用エンジンの制御システムは、エンジンで油圧ポンプを作動し、該油圧ポンプから油圧回路に送り出された作動油を利用して操作部での操作により作動され、前記油圧回路上に存在する油圧アクチュエータを備え、前記操作部に設けられた停止機構の操作に基づいて前記エンジンを停止させる、油圧駆動装置のエンジンの制御システムであって、前記停止機構の操作に基づいて、前記作動油を前記油圧回路に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する油圧ロック手段と、前記停止機構が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出する状態検出手段と、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記状態検出手段からの信号と前記回転数検出手段からの信号とに基づいて、前記エンジンの動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、第１コントローラと、第２コントローラとにより構成され、前記第１コントローラは、前記状態検出手段からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定手段と、前記回転数検出手段からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン回転数よりも高いか低いかを判定する第２判定手段とを備え、前記第２コントローラは、前記停止機構がロック状態にあると前記第１判定手段により判定されたときに、前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御手段を備え、
前記第１コントローラは、前記第１判定手段がロック状態にあると判定したときに前記第２コントローラに前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラの前記エンジン回転数制御手段が前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げ、
前記第１判定手段がロック状態にあると判定し、且つ、前記第２判定手段が前記所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、前記第１コントローラは前記第２コントローラに対し前記エンジンを停止させるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラは前記エンジンへの燃料の供給を遮断する、ことを特徴とする。

この発明によれば、コントローラが、ロック状態検出手段からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定手段と、回転数検出手段からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン回転数よりも高いか低いかを判定する第２判定手段と、を備え、コントローラは、第１判定手段が、ロック状態にあると判定し、且つ、第２判定手段が、所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、エンジンを停止させるので、ロック状態検出手段だけでロック状態にあることを検出する場合に比べ、エンジンを停止させる状態であるか否かを高い信頼度で判定することができる。そのため、誤作動により、エンジンを停止させてしまうことを抑制することができる。

この発明によれば、第１判定手段がロック状態にあると判定したときに、エンジンの回転数を所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御手段を備えるので、油圧駆動装置が作動し、エンジン回転数が上がっているときや、エンジンがアイドリング状態のときに比べ、通常ではあり得ない低い回転数であることを検出した場合にのみエンジンを停止させることができる。

この発明によれば、上記のように、コントローラを第１コントローラと第２コントローラとに分けているので、各コントローラの構造を簡素化することができる。特に、第２コントローラとして一般に用いられているエンジンコントロールユニットを用いた場合、第１コントローラの制御内容を簡素化することができ、且つ、エンジンを確実に停止させることができる。

この発明によれば、第２コントローラとして一般に用いられているエンジンコントロールユニットを用いた場合、第１コントローラの制御内容を簡素化することができ、且つ、第１コントローラからの指令に基づいて、エンジンの回転数を確実に下げることができる。

（２）上記課題を解決するための本発明に係る油圧駆動装置用エンジンの制御方法は、エンジンで油圧ポンプを作動し、該油圧ポンプから油圧回路に送り出された作動油を利用して操作部での操作により作動され、前記油圧回路上に存在する油圧アクチュエータを備え、前記操作部に設けられた停止機構の操作に基づいて前記エンジンを停止させる、油圧駆動装置のエンジンの制御方法であって、前記停止機構の操作に基づいて、前記作動油を前記油圧回路に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する油圧ロック工程と、前記停止機構が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出する状態検出工程と、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出工程と、前記状態検出工程からの信号と前記回転数検出工程からの信号とに基づいて、前記エンジンの動作を制御する制御工程と、含み、
前記制御工程は、第１制御工程と第２制御工程とにより構成され、前記第１制御工程は、前記状態検出工程からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定工程と、前記回転数検出工程からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン回転数よりも高いか低いかを判定する第２判定工程とを備え、前記第２制御工程は、前記停止機構がロック状態にあると前記第１判定工程により判定されたときに、前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御工程を備え、
前記第１制御工程は、前記第１判定工程がロック状態にあると判定したときに前記第２制御工程に前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラの前記エンジン回転数制御工程が前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げ、
前記第１判定工程がロック状態にあると判定し、且つ、前記第２判定工程が前記所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、前記第１判定工程は前記第２制御工程に対し前記エンジンを停止させるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２制御工程は前記エンジンへの燃料の供給を遮断する、ことを特徴とする。

この発明によれば、上記の第１判定工程と第２判定工程とを有し、第１判定工程においてロック状態にあると判定し、且つ、第２判定工程において所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、エンジンを停止させるので、第１判定工程だけでロック状態にあることを検出する場合に比べ、エンジンを停止させる状態であるか否かを高い信頼度で判定することができる。そのため、誤作動により、エンジンを停止させてしまうことを抑制することができる。

この発明によれば、第１判定工程においてロック状態にあると判定したときに、エンジンの回転数を所定の回転数よりも低い回転数まで下げるので、油圧駆動装置が作動し、エンジン回転数が上がっているときや、エンジンがアイドリング状態のときに比べ、通常ではあり得ない低い回転数であることを検出した場合にのみエンジンを停止させることができる。

本発明によれば、エンジンを停止させるか否かの判断を高い信頼性で行うことができる。

本発明に係る一実施形態の油圧駆動装置用エンジンの制御システムの概要を示すブロック図である。 オートデセル機能に関するシステムの概要を示すブロック図である。 キャビン内に設けられた、停止機構として機能するアームレストの状態変化を説明するための説明図である。 エンジンを停止させる手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態及び図面に記載した形態と同じ技術的思想の発明を含むものであり、本発明の技術的範囲は実施形態の記載や図面の記載のみに限定されるものでない。

［基本構成］
本発明に係る制御システムは、エンジン５０で油圧ポンプＰ１，Ｐ２を作動し、油圧ポンプＰ１，Ｐ２から油圧回路２００に送り出された作動油を利用して、操作部６９での操作により作動され、油圧回路２００上に存在する図示しない油圧アクチュエータを備えている。エンジン５０は、操作部６９に設けられた停止機構６５の操作に基づいて停止されるように構成されている。本発明に係る制御システムは、このような油圧駆動装置のエンジン５０の制御システム（以下、「制御システム」という。）である。この制御システムは、油圧ロック機構３０、ロック状態検出センサー４０、回転数検出センサー５５、及びコントローラ１００を備えている。

油圧ロック機構３０は、本発明の油圧ロック手段を構成している。油圧ロック機構３０は、操作部６９に設けられた停止機構６５の操作に基づいて、作動油を油圧回路２００に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する。ロック状態検出センサー４０は、本発明のロック状態検出手段を構成している。ロック状態検出センサー４０は、油圧ロック機構３０が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出している。回転数検出センサー５５は、本発明の回転数検出手段を構成しており、エンジン５０の回転数を検出している。コントローラ１００は、ロック状態検出センサー４０からの信号と回転数検出センサー５５からの信号とに基づいて、エンジン５０の動作を制御している。

コントローラ１００は、ロック状態検出センサー４０からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定部１１と、回転数検出センサー５５からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン５０の回転数（以下、「基準回転数」という。）よりも高いか低いかを判定する第２判定部１２と、を備えている。第１判定部１１は、本発明の第１判定手段を構成し、第２判定部１２は、本発明の第２判定手段を構成している。このコントローラ１００は、第１判定部１１が、ロック状態にあると判定し、且つ、第２判定部１２が、基準回転数よりも低いと判定した場合に、エンジン５０を停止させる制御を行っている。

本発明に係る制御システムによれば、エンジン５０を停止させるか否かの判断を高い信頼性で行うことができるという特有の効果を奏することができる。

以下、本発明に係る制御システムについて具体的に説明する。なお、本発明に係る制御システムは、エンジン５０で油圧ポンプを作動させて作動油を油圧回路２００に送り出し、油圧回路２００上に存在する図示しない油圧アクチュエータを作動させる油圧駆動装置の制御であれば、油圧駆動装置の種類は、特に限定されない。油圧駆動装置としては、例えば、油圧ショベル、ブルドーザ、ホイール式又はクローラ式のローダー、アスファルトフィニッシャー等の道路機械、及びクレーン等の建設機械を挙げることができる。本明細書では、油圧駆動装置の実施形態として油圧ショベルを例として説明する。

［油圧駆動装置のエンジン制御システムの全体構成］
図１は、油圧ショベルにおける制御システムの概要を示したブロック図であり、図２は、オートデセル機能、すなわち、ジョイスティックレバー６６が中立位置に存在するときにエンジン回転を自動的にアイドリングまで下げるシステムの概要を示すブロック図である。図１に示すように、油圧ショベルは、エンジン５０と、エンジン５０により駆動されるポンプＰ１，Ｐ２と、図示しない、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータが設けられた油圧回路２００とを備えている。

ポンプＰ１，Ｐ２は、油圧アクチュエータを作動させるための油である作動油をメイン回路２０１に供給する第１ポンプＰ１と、コントロールバルブ７１を構成しているバルブ７０等が設けられたにパイロットライン２０２に作動油を供給する第２ポンプＰ２を備えている。なお、図１には、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とを示しているが、必要に応じて図示しない第３ポンプ、第４ポンプ等が設けられる。コントロールバルブ７１を構成しているバルブ７０は、コントロールバルブ７１が作動した際に、コントロールバルブ７１が作動したことを検出するために、パイロットライン２０２によって供給された作動油を通過させたり遮断したりしている。バルブ７０により作動油の流れが遮断されたか否かは、バルブ７０の下流側に取り付けられた圧力センサー８０がバルブ７０の下流側の圧力を検出することにより行っている。具体的に、コントロールバブル７１が作動したときに、バルブ７０は作動油の流れを遮断する。作動油の流れが遮断されると、バルブ７１よりも下流側の圧力が低下する。圧力センサー８０は、圧力が低下したことを検出することにより、バルブ７１が作動したことを検出する。こうしたコントロールバルブ７１の内部には、バルブ７０の下流側に絞り７２を備えており、回路内の圧力がリリーフ圧になるように設定している。

また、油圧ショベルは、オペレータが着座して図示しないブーム、アーム及びバケット等を操作する操作部６９としてのキャビンを備えている。なお、キャビンの内部には、図示しない走行用のレバー、ブーム、アーム及びバケット等を操作するジョイスティックレバー６６及び、エンジン回転数を表示するためのタコメータ、種々のメーター類が設けられたパネル等が設けられている。

本実施形態の油圧ショベルは、さらに、エンジン５０を停止させるための制御システムを備えている。制御システムは、コントローラ１００を備えている。コントローラ１００は、第１コントローラ１０と第２コントローラ２０とより構成されており、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）より相互に通信されている。なお、ＣＡＮとは、耐ノイズ性の強化を考慮して設計され、相互接続されたコントローラ１０，２０間のデータ転送に使われる規格である。第１コントローラ１０は、第１判定部１１と第２判定部１２とを備えている。一方、第２コントローラ２０は、エンジン５０の回転数を制御するエンジン回転数制御部２１を備えている。なお、エンジン回転数制御部２１は、本発明のエンジン回転数制御手段を構成している。

第１コントローラ１０には、ロック状態検出センサー４０が接続されている。ロック状態検出センサー４０は、ロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを検出するセンサーである。ロック状態検出センサー４０としては、例えば、リミットスイッチが用いられる。ロック状態検出センサー４０は、油圧ショベルを操作するオペレータが着座する座席６０が設けられたキャビンの内部に設けられおり、油圧ロック機構３０を操作するための停止機構６５の状態を検出している。具体的に、キャビンの内部に設けられた停止機構６５は、油圧ロック機構３０の状態を変化させている。油圧ロック機構３０は、停止機構６５の操作に基づいて、油圧ポンプから供給された作動油を油圧回路２００に供給する状態と、油圧回路２００に供給している作動油を遮断させる状態との間で状態が変化される。そして、ロック状態検出センサー４０は、オペレータにより操作される停止機構６５の状態を検出している。

第１コントローラ１０には、さらに、回転数検出センサー５５と圧力スイッチ８０とが接続されている。回転数検出センサー５５は、エンジン５０の回転数を検出している。また、圧力スイッチは、コントロールバルブ７１の油通路を構成する信号回路内の圧力を検出している。この圧力スイッチ８０は、オートデセル機能システムの１つの構成要素である。ジョイスティックレバー６６を使用して油圧ショベルを操作しているときには、バルブ７０は、パイロットライン２０２に流れる作動油を遮断する位置にスプールを移動させている。このとき、圧力スイッチ８０はリリーフ圧を検出している。一方、ジョイスティックレバー６６が中立にされると、バルブ７０は、パイロットライン２０２に作動油を流す位置にスプールを移動させる。圧力スイッチ８０は、そのときの圧力信号を第１コントローラ１０に送っている。第１コントローラ１０は、パイロットライン２０２に作動油が流れる状態の圧力を検出してから一定の時間が経過した後に、第２コントローラ２０に対し、エンジン回転数をアイドリングまで下げるための制御を行う指令を出している。

第２コントローラ２０は、エンジンコントールユニット（ＥＣＵ）である。第２コントローラ２０に設けられたエンジン回転数制御部２１は、エンジン５０の燃料供給系統に接続されており、エンジン５０の燃料供給量を制御することにより、エンジン５０の回転数を制御している。具体的に、燃料供給系統を構成する燃料噴射ポンプに供給する燃料の流量を調整してエンジン５０の回転数を制御したり、燃料噴射ポンプに供給している燃料を遮断することにより、エンジン５０を停止させたりしている。

〈油圧ロック機構〉
油圧ロック機構３０は、図１に示すように、パイロットライン２０２に作動油を流すか、又は作動油の流れを遮断させるかを制御するための構成要素である。具体的に、油圧ロック機構３０は、停止機構６５の操作に基づいてロック解除状態にされたときには、ロック状態検出センサー４０からの信号に基づいて、パイロットライン２０２に作動油が流れる状態を形成する。一方、油圧ロック機構３０は、ロック状態にされたときには、ロック状態検出センサー４０からの信号に基づいて、パイロットライン２０２の作動油の流れを遮断する。

油圧ロック機構３０としては、例えば、電磁気の作用を利用してスプールを動かすタイプのソレノイドバルブが用いられる。ただし、油圧ロック機構３０は、パイロットライン２０２に作動油が流れる状態と、作動油の流れを遮断する状態とを切り換えることができる構成要素であれば、ソレノイドバルブを用いることには限定されない。

ロック解除状態では、パイロットライン２０２に作動油を流すことができ、キャビン内のジョイスティックレバー６６の操作に基づいて、バルブ７０を操作することができる状態が形成される。そのため、油圧ショベルを構成する油圧回路２００に第１ポンプＰ１から作動油を供給し、ブーム、アーム及びバケット等の操作を行うことができる状態が形成される。一方、ロック状態では、パイロットライン２０２に流れている作動油が遮断され、キャビン内のジョイスティックレバー６６を操作しても、バルブ７０が動作しない状態が形成される。そのため、油圧ショベルを構成する油圧回路２００に第１ポンプＰ１から作動油を供給することができず、ブーム等の操作をすることができない状態が形成される。

操作部６９としてのキャビンの内部には、図３に示すように、オペレータが着座する座席６０が設けられている。座席６０は、座部６１、バックレスト６２及びヘッドレスト６３を有しているまた、座部６１の両側には、アームレスト６５が設けられている。このアームレスト６５の前部には、油圧ショベルのブーム、アーム及びバケットを操作するためのジョイスティックレバー６６が取り付けられている。座席６０の両側に設けられているアームレスト６５のうち、オペレータがキャビンに出入りをする出入り口側のアームレスト６５は、油圧ロック機構３０と連動し、油圧ロック機構３０の動作を設定する停止機構６５として機能する。

停止機構６５として機能するアームレスト６５は、後部の下側を中心として回転可能に構成されている。このアームレスト６５は、前方に倒した通常の状態図３Ａと、上側に回転させて跳ね上げた状態図３Ｂとの間で状態を変化させることができるように構成されている。なお、本実施形態の油圧ショベルでは、アームレスト６５が停止機構６５として機能するように構成されているが、停止機構６５は、油圧駆動装置の機種に応じ、例えば、操作部６９にレバーを設けることにより構成してもよい。

図３に示すように構成されているアームレスト６５には、ロック状態検出センサー４０が設けられている。本実施形態では、リミットスイッチがロック状態検出センサー４０として用いられている。このロック状態検出センサー４０は、図１に示すように、ノーマルオフタイプのリミットスイッチが用いられている。すなわち、ロック状態検出センサー４０は、押しボタンを押しつた状態で通電し、押しボタンを解放した状態で電流が遮断される。

アームレスト６５が前方に倒されて水平に維持されている状態では、ロック状態検出センサー４０の押しボタンは、座席６０に設けられている押さえ板により押しつけられる。そのため、アームレスト６５が水平に維持されている状態では、ロック状態検出センサー４０は、通電された状態になる。これに対し、アームレスト６５が回転されて前部が上方に跳ね上げられた状態では、押さえつけられていた押しボタンが解放される。そのため、アームレスト６５が跳ね上げられた状態では、ロック状態検出センサー４０は、遮断された状態になる。

油圧ロック機構３０は、図３Ａに示すように、アームレスト６５が水平に維持されてロック状態検出センサー４０が通電された状態では、作動油を油圧回路２００に供給可能な状態に設定される。この状態では、油圧ショベルは走行及び旋回、並びに、ブーム、アーム及びバケットの操作等を行うことができるように構成されている。一方、図３Ｂに示すように、アームレスト６５の前部が上側に跳ね上げられてロック状態検出センサー４０が遮断された状態では、油圧ロック機構３０は、供給されていた作動油を油圧回路２００に供給することを遮断する状態に設定される。この状態では、油圧ショベルは、走行及び旋回、並びに、ブーム、アーム及びバケットの操作等を行うことが不能となるように構成されている。

〈第１コントローラ〉
第１コントローラ１０は、上述したように第１判定部１１と第２判定部１２とを備えている。第１判定部１１は、ロック状態検出センサー４０からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定している。第１判定部１１は、例えば、ロック状態検出センサー４０から信号が送られている場合には、油圧ロック機構３０がロック解除状態にあると判定し、ロック状態検出センサー４０から信号が送られていない場合には、油圧ロック機構３０がロック状態にあると判定する。第１コントローラ１０は、ロック状態検出センサー４０からの信号に基づいて、油圧ロック機構３０の動作を制御している。具体的に、ロック状態検出センサー４０から信号が送られているときには、第１コントローラ１０は、油圧ロック機構３０をロック解除状態に維持する。この場合、作動油がパイロットライン２０２を流れ、バルブ７０を動作させることにより、種々の操作をすることが可能な状態となる。これに対し、ロック状態検出センサー４０から信号が送られていないときには、第１コントローラ１０は、油圧ロック機構３０をロック状態にする。この場合、パイロットライン２０２を流れていた作動油が遮断され、バルブ７０を動作させることができなくなり、種々の操作をすることが不能な状態となる。

第２判定部１２は、エンジン５０の回転数があらかじめ設定された基準回転数よりも低い状態にあるか否かを判定する。この第２判定部１２は、エンジン５０に取り付けられた回転数検出センサー５５からの信号に基づいてエンジン５０回転数を算出している。回転数検出センサー５５としては、例えば、ロータリエンコーダやポテンショメータを例として挙げることができる。回転数検出センサー５５として、ロータリエンコーダを用いた場合、回転数検出センサー５５は、エンジン５０の回転に伴って、ＯＮ状態、すなわち、回転数検出センサー５５が電圧を発する状態と、ＯＦＦ状態の信号、すなわち、回転数検出センサー５５が電圧を発していない状態とを繰り返す。第２判定部１２は、回転数検出センサー５５のＯＮ状態とＯＦＦ状態の単位時間あたりの変化の回数に基づいて、エンジン回転数を算出する。そして、第２判定部１２は、算出されたエンジン回転数と基準回転数とを比較する。これに対し、回転数検出センサー５５として、ポテンショメータを用いた場合、第２判定部１２は、ポテンショメータにより測定された抵抗値を検出し、回転角度と抵抗値の関係に基づいて回転数を算出している。すなわち、ポテンショメータは可変抵抗器なので、回転軸の位置で抵抗値が定まる。第２判定部１２は、この抵抗値に基づいて、エンジン回転数を算出する。

〈第２コントローラ〉
第２コントローラ２０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）であり、エンジン５０の回転数を制御するエンジン回転数制御部２１を備えている。具体的に、第２コントローラ２０のエンジン回転数制御部２１は、エンジン５０への燃料供給系統を構成する燃料噴射ポンプの動作を制御している。エンジン回転数制御部２１は、エンジン５０の回転数を上げたい場合には、燃料噴射ポンプに供給する燃料の流量を増加させる。一方、エンジン５０の回転数を下げたい場合には、燃料噴射ポンプに供給する燃料の流量を減少させる。第２コントローラ２０のエンジン回転数制御部２１は、燃料噴射ポンプへの燃料供給量を制御することにより、エンジン５０の回転数を制御している。

〈第１コントローラと第２コントローラとの関係〉
第１コントローラ１０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である第２コントローラ２０と接続されており、第２コントローラ２０に対し、エンジン５０の回転数を下げること、及びエンジン５０を停止させることを制御するための指令を出している。

具体的に、第１コントローラ１０の第１判定部１１がロック状態検出センサー４０から信号に基づいて油圧ロック機構３０がロック状態にあると判定したときに、第１コントローラ１０は、第２コントローラ２０に対し、エンジン回転数を基準回転数よりも低下させるための制御を実行するように指令を出す。第２コントローラ２０は、第１コントローラ１０からの指令に基づいて、燃料噴射ポンプへの燃料供給量を減少し、エンジン回転数を基準回転数よりも低い回転数まで低下させる。基準回転数は、例えば、１２００回転／分に設定される。

また、第１コントローラ１０の第２判定部１２は、回転数検出センサー５５からの信号に基づいて、エンジン５０回転数が基準回転数よりも低いと判定したとき、第１コントローラ１０は、第２コントローラ２０に対し、エンジン５０を停止する制御を実行するように指令を出す。第２コントローラ２０は、第１コントローラ１０からの指令に基づいて、燃料噴射ポンプへの燃料供給を遮断し、エンジン５０を停止させる。

以上に説明した構成及び作用を有する制御システムは、次の工程を実行する。すなわち、制御システムは、油圧ロック工程、ロック状態検出工程、回転数検出工程、エンジン５０の動作を制御する制御工程を実行する。

油圧ロック工程は、操作部６９に設けられた停止機構６５（アームレスト６５）の操作に基づいて、作動油を油圧回路２００に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する工程である。油圧ショベルの場合には、キャビン内のアームレスト６５を回転させる操作に基づいて、作動油を油圧回路２００に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する。ロック状態検出工程は、油圧ロック機構３０が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出する工程である。回転数検出工程は、エンジン５０の回転数を検出する工程である。エンジン５０の動作を制御する制御工程は、ロック状態検出センサー４０からの信号と回転数検出センサー５５からの信号とに基づいて、エンジン５０の動作を制御する工程である。

エンジン５０の動作を制御する制御工程は、第１判定工程と、第２判定工程とを含んでいる。第１判定工程は、ロック状態検出工程で検出した信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する工程であり、第２判定工程は、回転数検出工程で検出した信号が、あらかじめ設定された基準回転数よりも高いか低いかを判定する工程である。そして、この制御工程は、第１判定工程でロック状態にあると判定し、且つ、第２判定工程でエンジン回転数が基準回転数よりも低いと判定した場合に、エンジン５０を停止させる。また、エンジン５０の動作を制御する制御工程は、第１判定工程でロック状態にあると判定したときに、エンジン５０の回転数を所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御工程を含んでいる。

［エンジン停止制御の流れ］
この制御システムにより実行される上記の工程の手順を、図４に示すフローチャートを参照し、詳細に説明する。

まず、ロック状態検出センサー４０が、油圧ロック機構３０の状態を検出する（ステップＳ１０１）。ロック状態検出センサー４０は、油圧ロック機構３０が油圧回路２００に作動油を供給することができる状態であるロック解除状態であるか、又は油圧ロック機構３０が油圧回路２００に供給されている作動油を遮断させる状態であるロック状態であるかを検出する。油圧ロック機構３０は、キャビン内に設けられたアームレスト６５の状態により、ロック解除状態か、ロック状態かが設定される。具体的に、アームレスト６５が前方に倒されて、油圧ショベルを操作することができる状態である場合、油圧ロック機構３０はロック解除状態に設定される。一方、アームレスト６５が、その後部を中心に回転され、前部が上側に跳ね上げられた状態である場合、油圧ロック機構３０はロック状態に設定される。

次いで、第１コントローラ１０に設けられた第１判定部１１が、油圧ロック機構３０がロック解除状態にあるか、ロック状態にあるかを判定する（ステップＳ１０２）。第１判定部１１が行う判定は、ロック状態検出センサー４０からの信号に基づいて行われる。例えば、ロック状態検出センサー４０が作動しておらず、ロック状態検出センサー４０が信号を送っていない場合には、第１判定部１１は、油圧ロック機構３０がロック状態であると判定する。一方、ロック状態検出センサー４０が作動しており、ロック状態検出センサー４０が信号を送っている場合には、第１判定部１１は、油圧ロック機構３０がロック解除状態であると判定する。第１判定部１１は、ロック状態検出センサー４０からの信号を受け取るまで待機状態を維持し、ロック状態検出センサー４０からの信号を受け取った時点で、次のステップに進むように制御を行っている。

次いで、第１コントローラ１０は、第２コントローラ２０に対し、エンジン５０の回転数をあらかじめ設定されている回転数以下に制御するための指令を送る（ステップＳ１０３）。第２コントローラ２０は、上述したように、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である。第２コントローラ２０は、第１コントローラ１０からの指令を受けてエンジン５０の回転数等を制御するためのコントローラ１００として機能している。

次いで、第２コントローラ２０は、エンジン５０の回転数をあらかじめ設定された基準回転数よりも低くなるように制御する（ステップＳ１０４）。第２コントローラ２０はエンジン回転数制御部２１を備えており、このエンジン回転数制御部２１がエンジン５０の回転数を基準回転数よりも低いエンジン回転数となるように制御している。具体的に、エンジン回転数制御部２１は、エンジン５０に燃料を供給する燃料供給系統の動作を制御しており、エンジン５０に供給される燃料を減少させることにより、エンジン回転数を低下させている。

次いで、回転数検出センサー５５が検出したエンジン５０の回転数に関する信号を第１コントローラ１０に送る（ステップＳ１０５）。ただし、回転検出センサー５５は、常にエンジン５０の回転数を検出しており、おり、図４にステップＳ１０４を設けたのは、説明の便宜上のためである。回転数検出センサー５５としては、例えば、ポテンショメータやロータリエンコーダが用いられる。とりわけ、ロータリエンコーダが多くの場合に用いられる。回転検出センサー５５としてロータリエンコーダを用いた場合、ロータリエンコーダは、回転軸の回転に伴って電圧が発生した状態（ＯＮ状態）と電圧が発生しない状態（ＯＦＦ状態）とが繰り返される。第１コントローラ１０は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とが繰り返される回数をカウントすることによりエンジン回転数を算出する。一方、回転検出センサー５５としてポテンショメータを用いた場合、ポテンショメータは、可変抵抗器であり回転軸の位置で抵抗値が定まる。第１コントローラ１０は、ポテンショメータにより測定された抵抗値を検出し、回転角度と抵抗値の関係に基づいて回転数を算出している。

次いで、第１コントローラ１０が備える第１判定部１１は油圧ロック機構３０がロック状態にあることを判定すると共に第２判定部１２が、回転数検出センサー５５からの信号に基づいて、そのときのエンジン５０回転数があらかじめ設定された基準回転数以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。回転数検出センサー５５が、例えば、ポテンショメータやロータリエンコーダ等である場合、第２判定部１２は、単位時間あたりの抵抗値の変化やＯＮ状態とＯＦＦ状態の回数に基づいて、エンジン回転数を算出する。そして、第２判定手段は、算出されたエンジン回転数と基準回転数とを比較し、算出された回転数の値が基準回転数の値よりも小さい場合に、エンジン５０は、第２コントローラ２０からの指令に基づいて正常にエンジン回転数が下げられていると判定する。
次いで、第１コントローラ１０は、第２コントローラ２０に対し、エンジン５０を停止する制御を実行するための指令を送る（ステップＳ１０７）。

次いで、第２コントローラ２０は、エンジン５０を停止させる制御を実行する（ステップＳ１０８）。具体的に、第２コントローラ２０は、エンジン５０の燃料供給系統を構成している燃料噴射ポンプの作動を停止させることにより、エンジン５０に燃料が供給されなくなりエンジン５０を停止させる。

以上のように、本実施形態の制御システムでは、コントローラ１００が、（１）ロック状態検出センサー４０がロック状態であること、（２）エンジン回転数が基準回転数よりも低いこと、の双方を検出した場合に、エンジン５０を停止させている。そのため、本実施形態の制御システムでは、高い信頼性のもとにエンジン５０を停止させることができる。

１０ 第１コントローラ
１１ 第１判定部（第１判定手段）
１２ 第２判定部（第２判定手段）
２０ 第２コントローラ
２１ エンジン回転数制御部（エンジン回転数制御手段）
３０ 油圧ロック機構（油圧ロック手段）
４０ ロック状態検出センサー（ロック状態検出手段）
５０ エンジン
５５ 回転数検出センサー（回転数検出手段）
６０ 座席
６１ 座部
６２ バックレスト
６３ ヘッドレスト
６５ 停止機構（アームレスト）
６６ ジョイスティックレバー
６９ 操作部
７０ バルブ
７１ コントロールバルブ
７２ 絞り
８０ 圧力センサー
１００ コントローラ
２００ 油圧回路
２０１ メイン回路
２０２ パイロットライン
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ

Claims (2)

1. エンジンで油圧ポンプを作動し、該油圧ポンプから油圧回路に送り出された作動油を利用して操作部での操作により作動され、前記油圧回路上に存在する油圧アクチュエータを備え、前記操作部に設けられた停止機構の操作に基づいて前記エンジンを停止させる、油圧駆動装置のエンジンの制御システムであって、
   前記停止機構の操作に基づいて、前記作動油を前記油圧回路に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する油圧ロック手段と、
   前記停止機構が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出する状態検出手段と、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記状態検出手段からの信号と前記回転数検出手段からの信号とに基づいて、前記エンジンの動作を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、第１コントローラと、第２コントローラとにより構成され、
   前記第１コントローラは、前記状態検出手段からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定手段と、前記回転数検出手段からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン回転数よりも高いか低いかを判定する第２判定手段とを備え、
   前記第２コントローラは、前記停止機構がロック状態にあると前記第１判定手段により判定されたときに、前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御手段を備え、
   前記第１コントローラは、前記第１判定手段がロック状態にあると判定したときに前記第２コントローラに前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラの前記エンジン回転数制御手段が前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げ、
   前記第１判定手段がロック状態にあると判定し、且つ、前記第２判定手段が前記所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、前記第１コントローラは前記第２コントローラに対し前記エンジンを停止させるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラは前記エンジンへの燃料の供給を遮断する、ことを特徴とする油圧駆動装置用エンジンの制御システム。
2. エンジンで油圧ポンプを作動し、該油圧ポンプから油圧回路に送り出された作動油を利用して操作部での操作により作動され、前記油圧回路上に存在する油圧アクチュエータを備え、前記操作部に設けられた停止機構の操作に基づいて前記エンジンを停止させる、油圧駆動装置のエンジンの制御方法であって、
   前記停止機構の操作に基づいて、前記作動油を前記油圧回路に送り出すことを許可するか又は送り出しを遮断する油圧ロック工程と、
   前記停止機構が作動油の供給を許可するロック解除状態にあるか、又は遮断するロック状態にあるかを検出する状態検出工程と、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数検出工程と、
   前記状態検出工程からの信号と前記回転数検出工程からの信号とに基づいて、前記エンジンの動作を制御する制御工程と、含み、
   前記制御工程は、第１制御工程と第２制御工程とにより構成され、
   前記第１制御工程は、前記状態検出工程からの信号がロック解除状態にあるか又はロック状態にあるかを判定する第１判定工程と、前記回転数検出工程からの信号が、あらかじめ設定された所定のエンジン回転数よりも高いか低いかを判定する第２判定工程とを備え、
   前記第２制御工程は、前記停止機構がロック状態にあると前記第１判定工程により判定されたときに、前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるエンジン回転数制御工程を備え、
   前記第１制御工程は、前記第１判定工程がロック状態にあると判定したときに前記第２制御工程に前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２コントローラの前記エンジン回転数制御工程が前記エンジンの回転数を前記所定の回転数よりも低い回転数まで下げ、
   前記第１判定工程がロック状態にあると判定し、且つ、前記第２判定工程が前記所定のエンジン回転数よりも低いと判定した場合に、前記第１判定工程は前記第２制御工程に対し前記エンジンを停止させるための信号を送り、該信号に基づいて、前記第２制御工程は前記エンジンへの燃料の供給を遮断する、ことを特徴とする油圧駆動装置用エンジンの制御方法。
   

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