KR101464016B1

KR101464016B1 - 작업 기계

Info

Publication number: KR101464016B1
Application number: KR1020097020279A
Authority: KR
Inventors: 다다시 가와구치; 준 모리나가; 히로아키 이노우에
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2014-11-20
Also published as: JPWO2008123439A1; WO2008123439A1; KR20100014647A; JP2013064320A; CN101646826B; DE112008000812T5; CN101646826A; JP5449520B2; US8607558B2; JP5174809B2; US20100064677A1

Abstract

유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 와, 발전 전동기 (44) 가 발전 동작된 경우의 전력을 축적하는 한편, 발전 전동기 (44) 가 전동 동작되는 경우에 전력을 공급하는 축전기 (61) 와, 선회용 전동 모터 (10) 를 구비하고, 조작 레버 (50, 70) 의 조작에 의해 유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 및 선회용 전동 모터 (10) 를 동작시키도록 한 작업 기계에 있어서, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 상태에 있어서 조작 레버 (50, 70) 의 중립 상태가 소정 정지 시간 계속된 경우에, 적어도 축전기 (61) 가 소정 전압 이상 축전되어 있을 것을 조건으로 엔진 (40) 의 아이들링 운전을 정지시키고, 또한 선회용 전동 모터 (10) 를 동작 금지 상태로 유지하는 아이들링 정지 제어 수단 (110) 을 구비하였다.

Description

작업 기계{WORKING MACHINE}

본 발명은 조작 레버의 조작에 의해 유압 액추에이터 및 전동 액추에이터에 원하는 동작을 실시하게 한 작업 기계에 관한 것이다.

종래부터 엔진에 의해 유압 펌프를 구동시키고, 이 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 작업기용 유압 액추에이터를 동작시키도록 한 작업 기계에 있어서도, 엔진의 불필요한 아이들링 운전을 정지시키도록 한 것이 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1 에는 운전실에 작업자가 존재하지 않는 상태가 소정 시간 경과한 경우에 엔진의 아이들링 운전을 정지시키는 것이 나타나 있다. 이러한 작업 기계에 의하면, 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모할 수 있게 된다.

[특허 문헌 1] : 일본 공개특허공보 2002-13425호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그런데, 요즘에는 작업 기계에도 하이브리드화가 진행되어, 상기 서술한 유압 액추에이터 외에 전동 액추에이터를 구비한 것도 제공되고 있다. 유압 액추에이터만을 구비한 작업 기계라면, 엔진의 아이들링 운전이 정지된 경우, 유압 펌프로부터의 압유의 토출도 정지되게 되기 때문에, 아이들링 운전이 정지된 상태에서 조작 레버가 잘못 조작되었다 하더라도 유압 액추에이터가 오동작될 우려는 없다. 그러나, 아이들링 운전이 정지되어 있는 경우에는, 엔진을 재시동하기 위해 전원 공급계를 차단할 수 없다. 이 때문에, 하이브리드화된 작업 기계에서는, 아이들링 운전이 정지된 상태에서도 전동 액추에이터에 관해서는 동작 가능 상태에 있다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여, 전동 액추에이터를 구비하는 것에서 기인된 문제를 초래하지 않고 아이들링 운전을 정지시켜 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모할 수 있는 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 청구항 1 에 관련된 작업 기계는, 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 엔진의 출력계에 연계된 발전 전동기와, 엔진에 의해 상기 발전 전동기가 발전 동작된 경우의 전력을 축적하는 한편, 상기 발전 전동기가 전동 동작되는 경우에 전력을 공급하는 축전 수단과, 상기 발전 전동기 혹은 상기 축전 수단으로부터 공급되는 전력에 의해 구동되는 전동 액추에이터를 구비하고, 조작 레버의 조작에 따라 상기 유압 액추에이터 및 상기 전동 액추에이터를 동작시키도록 한 작업 기계에 있어서, 엔진이 운전되고 있는 상태에서 조작 레버의 조작 상태를 감시하는 조작 레버 감시 수단과, 상기 조작 레버의 중립 상태를 계시 (計時) 하는 중립 상태 계시 수단과, 상기 조작 레버의 중립 상태가 소정 정지 시간 계속된 경우에 엔진의 아이들링 운전을 정지시키는 아이들링 운전 정지 수단과, 상기 아이들링 운전 정지 수단에 의해 엔진의 아이들링 운전이 정지된 경우에, 상기 전동 액추에이터를 동작 금지 상태로 유지하는 기계 동작 금지 수단을 갖는 아이들링 정지 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본원에서 아이들링 운전이란, 작업 기계가 동작되고 있지 않은 상태에서 엔진이 운전되고 있는 것 혹은 엔진이 무부하 상태에서 운전되고 있는 것을 말한다.

또, 본 발명의 청구항 2 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 1 에 있어서, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 상기 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 3 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 1 에 있어서, 조작 레버의 조작에 따른 제어 신호가 부여된 경우에 동작되고, 상기 제어 신호에 따라 상기 전동 액추에이터에 대한 전력의 공급 제어를 행하는 전력 공급 제어 수단을 구비하고, 상기 전동 액추에이터는, 적어도 하부 주행체에 대하여 선회할 수 있게 배치된 상부 선회체를 선회시키는 선회용 전동 모터를 구비하고, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 상기 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 4 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 1 에 있어서, 조작 레버의 조작에 따른 파일럿 유압이 공급된 경우에 동작되고, 상기 파일럿 유압에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 대한 압유의 공급 제어를 행하는 유압 공급 제어 수단을 구비하고, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 상기 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하고, 상기 기계 동작 금지부는, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 추가로 상기 유압 공급 제어 수단에 대한 파일럿 유압의 공급계를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 5 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 1, 청구항 3, 청구항 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 조작 레버의 중립 상태가 소정 정지 시간 계속된 경우, 소정의 아이들링 정지 금지 조건과 일치하지 않을 것을 조건으로 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고, 또한 상기 전동 액추에이터를 동작 금지 상태로 유지하는 것인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 6 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 5 에 있어서, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 적어도 상기 축전 수단의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 미만인 경우에 상기 아이들링 정지 금지 조건에 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 7 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 1 에 있어서, 수동 조작할 수 있게 형성된 운전 연장 수단을 구비하고, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 조작 레버의 중립 상태 계속 중에 상기 운전 연장 수단이 ON 조작된 경우에 상기 정지 시간을 연장하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 8 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 7 에 있어서, 표시를 행하기 위한 차량탑재 모니터를 구비함과 함께, 수동 조작할 수 있게 형성된 운전 연장 수단을 구비하고, 상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 정지 시간이 타임업될 때까지의 시간을 상기 차량탑재 모니터에 카운트다운 표시하는 카운트다운 표시 처리부를 구비하고, 또한 상기 카운트다운 표시 처리부가 상기 차량탑재 모니터에 카운트다운 표시를 행하고 있는 경우에 있어서 상기 운전 연장 수단이 ON 조작된 경우에 상기 정지 시간을 연장하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 9 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 7 또는 청구항 8 에 있어서, 상기 아이들링 정지 처리부는, 상기 운전 연장 수단이 ON 조작될 때마다 상기 정지 시간을 연장하는 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 10 에 관련된 작업 기계는, 상기 서술한 청구항 9 에 있어서, 상기 운전 연장 수단은, 상기 조작 레버의 상부에 독립된 누름 버튼부를 갖고, 이 누름 버튼부가 가압 조작된 경우에 조작 신호를 상기 아이들링 정지 처리부에 출력하는 스위치인 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 엔진의 아이들링 운전이 정지된 경우에는, 전동 액추에이터가 동작 금지 상태로 유지되기 때문에, 비록 조작 레버가 잘못 조작되었다 하더라도 전동 액추에이터가 오동작될 우려는 없다. 또, 엔진이 운전되고 있는 상태에서는, 전동 액추에이터는 통전되어 있기 때문에 전력 소비가 많아진다. 그러나, 이것을 방지함으로써 축전 수단의 전압 저하를 방지하여, 엔진의 재시동성을 확보한 후에 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소의 저감을 도모할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 의하면, 아이들링 운전 정지 전에 엔진 회전수를 저속 회전수까지 저속시키는 한편, 아이들링 운전을 작업자의 의지에 따라 연장시킬 수 있기 때문에, 작업 성능의 저하를 최소한으로 한 후에 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소의 저감을 도모할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시예인 작업 기계의 구성예를 나타낸 도면이다.

도 2 는 도 1 에 나타낸 작업 기계에 적용하는 조작 레버의 상단부를 나타내는 개념도이다.

도 3 은 도 1 에 나타낸 메인 컨트롤러가 실시하는 아이들링 정지 처리 내용 을 나타내는 플로우 차트이다.

도 4 는 도 1 에 나타낸 메인 컨트롤러가 실시하는 엔진 재시동 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

도 5 는 도 4 에 나타낸 어시스트 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

도 6 은 도 4 에 나타낸 기계 동작 정지 해제 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

도 7 은 도 1 에 나타낸 작업 기계에 있어서 PPC 로크 레버의 조작 위치, 조작 레버의 조작 스트로크, 엔진 회전수, 카운트다운 표시, 파일럿 유압 차단 밸브의 상태, 회전등 및 경보 버저의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트이다.

도 8 은 도 1 에 나타낸 작업 기계에 있어서 PPC 로크 레버의 조작 위치, 조작 레버의 조작 스트로크, 엔진 회전수, 카운트다운 표시, 파일럿 유압 차단 밸브의 상태, 회전등 및 경보 버저의 동작 상태를 나타내는 타이밍 차트로서, 연장 스위치가 ON 조작된 것이다.

*부호의 설명*

1 : 하부 주행체

2 : 상부 선회체

3 : 선회 장치

10 : 선회용 전동 모터

11 : 선회 브레이크

20 : 작업기 유닛

21, 22, 23, 31, 32 : 유압 액추에이터

24, 25, 26, 33, 34 : 조작 밸브

30 : 주행 유닛

40 : 엔진

42 : 유압 펌프

43 : 스타터

44 : 발전 전동기

45 : 엔진 컨트롤러

50, 70 : 조작 레버

52 : 파일럿 유압 차단 밸브

60 : 발전 전동 컨트롤러

61 : 축전기

62 : 선회 컨트롤러

63 : 전압 센서

70 : 선회 조작 레버

73 : 경보 버저

74 : 회전등

75 : 모니터

76 : 연장 스위치

77 : 엔진 재시동 스위치

78 : PPC 압 로크 스위치

79 : PPC 로크 레버

100 : 메인 컨트롤러

110 : 아이들링 정지 제어 수단

111 : 엔진 회전수 제어부

112 : 아이들링 정지 처리부

113 : 기계 동작 금지부

114 : 카운트다운 표시 처리부

115 : 알림 처리부

120 : 엔진 재시동 제어 수단

121 : 재시동 처리부

122 : 로크 상태 감시부

123 : 시동 어시스트 제어부

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 작업 기계의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

실시예

도 1 은 본 발명의 실시예인 작업 기계를 나타낸 것이다. 여기에서 예시하는 작업 기계는, 유압 셔블 등과 같이 건설 작업을 행하기 위한 것으로서, 하부 주행체 (1) 및 상부 선회체 (2) 를 구비하고 있다. 하부 주행체 (1) 는, 좌우의 크롤러 트랙 (crawler track; 도시 생략) 을 개재하여 주행하는 것이다. 상부 선회체 (2) 는, 하부 주행체 (1) 와의 사이에 구성된 선회 장치 (3) 에 의해 하부 주행체 (1) 에 대하여 선회할 수 있게 배치된 것이다. 도면에는 명시하지 않았지만, 선회 장치 (3) 는, 예를 들어 선회 서클과, 선회 서클에 치합 (齒合) 되는 피니언을 구비하여 구성되어 있으며, 피니언을 전동 액추에이터인 선회용 전동 모터 (10) 에 의해 구동시킴으로써, 하부 주행체 (1) 에 대하여 상부 선회체 (2) 를 선회시킬 수 있는 한편, 선회 브레이크 (로크 수단 ; 11) 를 작동시킨 경우에는, 하부 주행체 (1) 에 대한 상부 선회체 (2) 의 선회를 기계적으로 저지시킬 수 있다.

또, 작업 기계에는 상부 선회체 (2) 에 작업기 유닛 (20) 이 형성되어 있는 한편, 하부 주행체 (1) 에 주행 유닛 (30) 이 형성되어 있다. 작업기 유닛 (20) 은 굴삭이나 적재와 같은 건설 작업을 행하기 위한 것이다. 본 실시예의 작업 기계에서는, 붐 (boom) 의 선단부에 아암을 구비하고, 또한 아암의 선단부에 버킷 (bucket) 을 구비한 작업기 유닛 (20) 을 적용하고 있다. 이 작업기 유닛 (20) 은 붐 실린더 (21), 아암 실린더 (22), 버킷 실린더 (23) 를 구비하고 있으며, 이들 작업기용 유압 액추에이터 (21, 22, 23) 에 적절히 압유를 공급함으로써 붐, 아암 및 버킷을 동작시킬 수 있다.

주행 유닛 (30) 은 하부 주행체 (1) 의 크롤러 트랙을 개별적으로 구동시키기 위한 것이다. 본 실시예의 주행 유닛 (30) 은, 우측 주행 모터 (31) 및 좌 측 주행 모터 (32) 를 구비하고 있으며, 이들 주행용 유압 액추에이터 (31, 32) 에 적절히 압유를 공급함으로써 크롤러 트랙을 구동시킬 수 있다.

또한, 작업 기계는 원동기가 되는 엔진 (40) 과, 엔진 (40) 의 출력축에 PTO (Power Take Off ; 41) 를 개재하여 접속된 유압 펌프 (42), 스타터 (43) 및 발전 전동기 (44) 를 구비하고 있다.

엔진 (40) 은 실린더의 내부에 공급되는 연료의 분사량을 조정함으로써 출력을 제어하도록 한 디젤 엔진이다. 연료의 분사량은, 엔진 (40) 에 부설된 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 제어 신호를 부여함으로써 조정할 수 있다. 또, 엔진 (40) 은 유온 센서 (46) 를 구비하고 있다. 유온 센서 (46) 는, 엔진 (40) 의 내부를 순환하는 윤활유의 온도를 검출하고, 그 검출 결과를 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 출력하는 것이다.

유압 펌프 (42) 는, 엔진 (40) 을 구동원으로 한 가변 용량형인 것이다. 유압 펌프 (42) 의 용량은, 펌프 제어 밸브 (47) 에 대하여 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 제어 신호를 부여함으로써 변경할 수 있다. 이 유압 펌프 (42) 는, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 경우에, 상기 서술한 붐 실린더 (21), 아암 실린더 (22), 버킷 실린더 (23), 우측 주행 모터 (31) 및 좌측 주행 모터 (32) 에 압유를 공급할 수 있다.

유압 펌프 (42) 에서부터 각각의 유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 에 이르는 압유의 공급 통로에는, 압력 센서 (48) 및 조작 밸브 (유압 공급 제어 수단 ; 24, 25, 26, 33, 34) 가 형성되어 있다. 압력 센서 (48) 는, 공급 통로를 유통하는 압유의 압력을 검출하고, 그 검출 결과를 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 출력하는 것이다.

조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 는 붐 실린더 (21), 아암 실린더 (22), 버킷 실린더 (23), 우측 주행 모터 (31) 및 좌측 주행 모터 (32) 에 대하여 각각 붐 조작 밸브 (24), 아암 조작 밸브 (25), 버킷 조작 밸브 (26), 우측 주행 조작 밸브 (33) 및 좌측 주행 조작 밸브 (34) 가 개별적으로 형성되어 있으며, 유압 조작 레버 (50) 의 조작에 따라 공급되는 파일럿 유압에 의해 유압 펌프 (42) 로부터 각각의 유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 에 대한 압유의 공급 제어를 행하는 것이다.

유압 조작 레버 (50) 는, 상부 선회체 (2) 의 운전석에서 작업자가 조작할 수 있는 위치에 배치된 입력 장치이다. 이 유압 조작 레버 (50) 는, 유압 펌프 (42) 에서부터 각각의 유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 에 이르는 파일럿 유로 사이에 개재되어 있으며, 조작 방향 및 조작량에 따른 파일럿 유압을 개개의 조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 에 부여함과 함께, 부설된 전위차계 (51) 를 통하여 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 조작 방향 및 조작량에 따른 조작 신호를 출력할 수 있다. 또한, 유압 조작 레버 (50) 는 전위차계 (51) 를 통하여 조작 신호를 출력하는 것일 필요는 없다. 예를 들어, 전위차계 대신에 유압 센서를 부설한 유압 조작 레버를 적용하면, 이 유압 센서를 통하여 조작 신호를 출력할 수 있으며, 이 조작 신호에 기초하여 유압 조작 레버의 조작 상태를 감시할 수 있다.

유압 펌프 (42) 에서부터 유압 조작 레버 (50) 에 이르는 파일럿 유로에는 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 형성되어 있다. 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터의 제어 신호에 의해 동작되며, 유압 펌프 (42) 로부터 유압 조작 레버 (50) 에 대한 압유의 공급을 단속 (斷續) 하는 것이다. 이 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 차단 상태에 있는 경우에는, 유압 펌프 (42) 로부터 유압 조작 레버 (50) 에 대한 압유의 공급이 차단되게 되어, 유압 조작 레버 (50) 의 조작 여하에 관계없이 조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 가 동작 정지 상태가 된다.

스타터 (43) 는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 구동 신호가 부여된 경우에 회전 구동되는 전동 모터이다.

발전 전동기 (44) 는, 발전 전동 컨트롤러 (60) 의 제어에 의해 발전 동작과 전동 동작으로 전환 동작되는 것이다. 발전 전동 컨트롤러 (60) 는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터의 제어 신호에 따라 발전 전동기 (44) 의 동작을 전환하는 것이다. 발전 전동기 (44) 가 발전 동작되는 경우, 발전 전동 컨트롤러 (60) 는, 발전 전동기 (44) 의 발전 전력을 축전기 (축전 수단 ; 61) 에 축적, 혹은 선회 컨트롤러 (전력 공급 제어 수단 ; 62) 를 개재하여 상기 서술한 선회용 전동 모터 (10) 에 공급하는 한편, 발전 전동기 (44) 가 전동 동작되는 경우, 축전기 (61) 에 축적된 전력을 발전 전동기 (44) 에 공급한다. 축전기 (61) 는 커패시터나 축전지에 의해 구성된 것으로서, 전압 센서 (63) 를 구비하고 있다. 전압 센서 (63) 는, 축전기 (61) 의 축전 전압을 검출하고, 검출 결과를 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 출력하는 것이다.

선회 컨트롤러 (62) 는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 제어 신호가 부여된 경우에 제어 신호에 따라 선회용 전동 모터 (10) 에 대한 전력의 공급 제어를 행하는 것이다.

또, 상기 작업 기계에는 선회 조작 레버 (70), 키 스위치 (71), 에어컨 스위치 (72), 경보 버저 (73), 회전등 (74), 모니터 (75), 연장 스위치 (운전 연장 수단 ; 76), 엔진 재시동 스위치 (77), PPC 압 로크 스위치 (78) 가 형성되어 있다.

선회 조작 레버 (70) 는, 유압 조작 레버 (50) 와 마찬가지로, 상부 선회체 (2) 의 선회 지령을 입력하기 위한 입력 장치로서, 상부 선회체 (2) 의 운전석에서 작업자가 조작할 수 있는 위치에 배치되어 있다. 선회 조작 레버 (70) 의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 조작 신호는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 부여되게 된다.

키 스위치 (71) 는, 이른바 모멘터리 방식의 스위치 수단으로서, 운전석에서 작업자가 키 조작할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 엔진 키를 삽입한 상태에서 키 스위치 (71) 를 ON 위치까지 조작한 경우에는, 키 스위치 (71) 로부터 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 대하여 ON 신호가 출력되어, 축전기 (61) 로부터의 전력의 공급이 가능한 상태가 된다. 또한, ON 위치로부터 엔진 키를 시동 조작하면, 시동 조작되고 있는 동안에 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 대하여 엔진 (40) 의 시동 지령이 출력된다. 이 결과, 예를 들어 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 스타터 (43) 에 구동 신호가 부여되어, 엔진 (40) 이 시동되게 된다. 또한, 엔진 키에 대한 시동 조작력을 제거하면, 키 스위치 (71) 가 ON 위치로 복귀되지만, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 계속해서 ON 신호가 출력되기 때문에, 엔진 (40) 의 운전 상태가 계속된다. 또한, 엔진 키를 오프 조작하면, 축전기 (61) 로부터의 전력의 공급이 불가능하게 되어, 엔진 (40) 이 운전되고 있었던 경우에는 엔진 (40) 에 대한 연료 공급이 차단되기 때문에, 엔진 (40) 이 정지되어 작업 기계 전체를 운전 정지시킬 수 있다.

에어컨 스위치 (72) 는, 엔진 (40) 의 PTO (41) 에 접속된 에어컨용 컴프레서 (80) 를 ON/OFF 동작시키기 위한 동작 신호를 메인 컨트롤러 (100) 에 부여하는 것이다. 경보 버저 (73) 및 회전등 (74) 은, 메인 컨트롤러 (100) 로부터의 구동 신호에 따라 명동 (鳴動) 및 점등됨으로써, 작업 기계 외부에 알리기 위한 것이다. 경보 버저 (73) 에 관해서는, 작업 기계 주위에 있는 사람에 대하여 명동음이 들리는 위치에 배치하며, 또한 회전등 (74) 에 관해서는, 상부 선회체 (2) 의 캐빈 상부 등, 작업 기계 주위에 있는 사람에 대하여 회전등 (74) 의 광을 충분히 시인할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 모니터 (75) 는, 운전석에서 작업자가 시인할 수 있는 위치에 형성된 차량탑재용 표시 수단으로서, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 로부터 부여된 출력 데이터를 포함한 제어 신호에 따라서 각종 표시를 행한다.

연장 스위치 (76) 는, 엔진 (40) 의 아이들링 운전을 연장하는 경우에 조작하기 위한 것이다. 엔진 재시동 스위치 (77) 는, 엔진 (40) 을 재시동시키는 경우에 조작하기 위한 것이다. 이들 연장 스위치 (76) 및 엔진 재시동 스위치 (77) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유압 조작 레버 (50), 혹은 선회 조작 레버 (70) 의 상단부에 각각 개별 누름 버튼 (76a, 77a) 을 구비하여 구성되어 있으며, 누름 버튼 (76a, 77a) 이 가압 조작된 경우에 각각의 조작 신호를 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 출력한다. 또한, 도면 중의 부호 53 은, 혼을 명동시키기 위한 혼 스위치이다.

PPC 압 로크 스위치 (78) 는, 도 1 에 나타낸 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 단속 조작하기 위한 제어 신호를 출력하는 것으로서, 운전석에 형성된 PPC 로크 레버 (79) 를 개재하여 작업자가 조작할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, PPC 로크 레버 (79) 를 퇴피 이동시켜, 운전석에 대하여 작업자가 출입할 수 있는 상태 (이하, PPC 로크 레버 (79) 의 「퇴피 위치」라고 한다) 로 된 경우에 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 차단 상태로 하는 한편, PPC 로크 레버 (79) 를 진출 이동시켜, 운전석에 대하여 작업자가 출입할 수 없는 상태 (이하, PPC 로크 레버 (79) 의 「진출 위치」라고 한다) 로 된 경우에 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 개방 상태로 하도록 설정되어 있다. PPC 압 로크 스위치 (78) 로부터의 출력 신호는, 후술하는 메인 컨트롤러 (100) 에 부여되게 된다.

또한, 상기 작업 기계는 메인 컨트롤러 (100) 를 구비하고 있다. 메인 컨트롤러 (100) 는, 상기 서술한 각종 센서 (46, 48, 63) 나 각종 스위치 (71, 72, 76, 77, 78), 조작 레버 (50, 70) 로부터 출력된 신호에 기초하여, 엔진 (40), 유압 펌프 (42), 스타터 (43), 발전 전동기 (44), 선회용 전동 모터 (10), 선회 브레이크 (11), 작업기 유닛 (20), 주행 유닛 (30) 을 구동시킴으로써, 작업 기계에 건설 작업을 실시하기 위한 통괄적인 제어를 행하는 기능을 가지고 있다.

예를 들어, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 상태에서 유압 조작 레버 (50) 를 조작하면, 유압 조작 레버 (50) 의 조작에 따라 조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 에 파일럿 유압이 가해지고, 각 조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 에 의해 유압 펌프 (42) 로부터 공급되는 압유가 제어되게 되어, 작업기 유닛 (20) 및 주행 유닛 (30) 에 원하는 동작을 실시하게 할 수 있게 된다. 이 동안에 메인 컨트롤러 (100) 는, 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 엔진의 목표 회전수를 지령하고, 이에 따라 엔진 컨트롤러 (45) 가 목표 회전수가 되도록 연료 분사량을 제어하고 있다.

또, 메인 컨트롤러 (100) 에는 아이들링 정지 제어 수단 (110), 엔진 재시동 제어 수단 (120) 이 형성되어 있다. 아이들링 정지 제어 수단 (110) 은, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 상태에서 소정의 정지 조건이 충족된 경우에 엔진 (40) 의 아이들링 운전을 정지시키는 것이다. 엔진 재시동 제어 수단 (120) 은, 아이들링 정지 제어 수단 (110) 에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 상태에서 소정의 재시동 조건이 충족된 경우에 엔진 (40) 의 재시동 허가를 행하는 것이다.

아이들링 정지 제어 수단 (110) 은, 엔진 회전수 제어부 (111), 아이들링 정지 처리부 (112), 기계 동작 금지부 (113), 카운트다운 표시 처리부 (114), 알림 처리부 (115) 를 가지고 있다.

엔진 회전수 제어부 (111) 는, 엔진 (40) 이 아이들링 운전 (예를 들어, 약 2000 rpm) 되고 있는 상태에서 유압 조작 레버 (50) 및 선회 조작 레버 (70) (이하, 양자를 합쳐서 간단히 「조작 레버 (50, 70)」라고 한다) 의 조작 상태를 감시하여, 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태로 유지된 시간이 미리 설정된 저속 시간 (T1 초) 에 이른 경우에 엔진 (40) 의 회전수를 소정의 저속 회전수 (예를 들어, 약 1050 rpm) 까지 감소시키기 위해 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 제어 신호를 출력하는 것이다.

아이들링 정지 처리부 (112) 는, 조작 레버 감시부 (112a) 와, 중립 상태 계시부 (112b) 와, 아이들링 운전 정지부 (112c) 를 가지고 있다. 조작 레버 감시부 (112a) 는, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 경우에 조작 레버 (50, 70) 의 조작 상태를 감시하는 것이다. 중립 상태 계시부 (112b) 는, 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태로 유지된 시간을 계측하는 것이다. 아이들링 운전 정지부 (112c) 는, 중립 상태 계시부 (112b) 의 계시 결과가 미리 설정된 정지 시간 (T2 초) 에 이른 경우에, 미리 설정된 정지 금지 조건이 모두 존재하지 않을 것을 조건으로 하여 엔진 (40) 의 아이들링 운전을 정지시키는 것이다.

본 실시예에서는, 정지 금지 조건으로서 이하에 나타내는 것이 설정되어 있다.

(1) PPC 로크 레버 (79) 가 퇴피 위치

(2) 축전기 (61) 의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 미만

(3) 에어컨 작동시

(4) 엔진 난기 (暖氣) 운전시

(5) 엔진 재시동 후의 운전 시간이 미리 설정된 시간 미만

PPC 로크 레버 (79) 가 퇴피 위치에 있는 경우를 정지 금지 조건으로 하고 있는 것은, 운전석으로부터 작업자가 장시간 떨어져 있을 가능성이 매우 높기 때문 이고, 아이들링 운전을 정지시키는 것보다 엔진 키를 오프 조작하여 작업 기계 전체를 운전 정지시키는 쪽이 바람직하기 때문이다.

축전기 (61) 의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 미만인 경우를 정지 금지 조건으로 하고 있는 것은, 아이들링 운전을 정지시킨 후의 엔진 (40) 의 재시동성을 확보하기 위해서이다. 후술하는 바와 같이, 엔진 재시동시에는, 스타터 (43) 및 발전 전동기 (44) 에 의한 어시스트 작용을 위해 전력이 필요로 되기 때문에, 상기 서술한 임계값을 조금 높게 설정하는 것이 바람직하다.

에어컨 작동시, 엔진 난기 운전시를 정지 금지 조건으로 하고 있는 것은, 아이들링 운전이 정지된 경우에 각각의 목적을 달성할 수 없게 되기 때문이다.

엔진 재시동 후의 운전 시간이 미리 설정된 시간 미만인 경우를 정지 금지 조건으로 하고 있는 것은, 엔진 (40) 의 시동, 정지가 빈발함으로써 작업 성능이 악화됨과 함께, 오히려 연료 소비량의 증대가 초래될 우려가 있기 때문이다.

또, 아이들링 정지 처리부 (112) 는, 엔진 회전수 제어부 (111) 에 의해 엔진 (40) 이 저속 회전수로 운전되고 있는 상태에서 연장 스위치 (76) 가 ON 조작된 경우에 정지 시간을 연장시키는 기능을 가지고 있다. 연장 스위치 (76) 가 반복적으로 조작된 경우, 아이들링 정지 처리부 (112) 는 ON 조작될 때마다 정지 시간을 연장하는 처리를 실시한다.

기계 동작 금지부 (113) 는, 아이들링 정지 처리부 (112) 에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지되어 있는 경우에, 메인 컨트롤러 (100) 로부터의 선회 컨트롤러 (62) 에 대한 제어 신호를 정지시키고, 또한 선회 브레이크 (11) 를 작동시 켜 하부 주행체 (1) 에 대한 상부 선회체 (2) 의 선회를 기계적으로 저지시키는 것이다. 또, 기계 동작 금지부 (113) 는, 아이들링 정지 처리부 (112) 에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지되어 있는 경우에, 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 에 대하여 차단 상태를 유지하기 위한 제어 신호를 출력하는 것이다. 기계 동작 금지부 (113) 로부터의 제어 신호에 의해 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 차단 상태로 유지되는 경우, PPC 로크 레버 (79) 를 조작한 경우에도 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 는 계속해서 차단 상태가 유지된다.

카운트다운 표시 처리부 (114) 는, 아이들링 정지 처리부 (112) 에 의한 아이들링 운전 정지까지의 시간이 소정 시간 (T3 초) 이하가 된 경우에 모니터 (75) 에 대하여 카운트다운 표시를 행하기 위한 표시 데이터를 출력하는 것이다. 예를 들어, 카운트다운 표시 처리부 (114) 는, 아이들링 운전 정지까지의 시간이 10 초가 된 경우에 모니터 (75) 에 대하여 표시 데이터를 출력하여, 「아이들링 운전 정지까지 10 초」, 「아이들링 운전 정지까지 9 초」… 와 같이 아이들링 운전이 정지될 때까지 카운트다운 표시를 행한다. 상기 서술한 연장 스위치 (76) 에 의해 아이들링 운전 정지까지의 시간이 10 초 이상이 된 경우에는, 일단 카운트다운 표시를 정지시키고, 다시 10 초가 된 시점에서 카운트다운 표시를 재개하는 처리를 실시한다.

알림 처리부 (115) 는, 아이들링 정지 처리부 (112) 에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 경우에 경보 버저 (73) 를 명동시킴과 함께, 회전등 (74) 을 점등시킴으로써, 작업 기계 외부에 아이들링 운전이 정지된 상태임을 알리는 것 이다.

또, 이 알림 처리부 (115) 는, 이하의 조건이 충족되는 경우에 모니터 (75) 에 대하여 알림 데이터를 출력하여 알린다.

(1) PPC 로크 레버 (79) 가 진출 위치로 이동

(2) 아이들링 운전 정지 후, 소정 시간 경과

(3) 축전기 (61) 의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 미만

이들 조건에서 모니터 (75) 에 표시를 행하는 것은, 아이들링 운전이 정지된 상태에서 엔진 키를 빼는 것을 잊어서 작업 기계가 방치되는 것을 방지하기 위해서이다.

한편, 엔진 재시동 제어 수단 (120) 은, 재시동 처리부 (121), 로크 상태 감시부 (122), 시동 어시스트 제어부 (123) 를 가지고 있다.

재시동 처리부 (121) 는, 아이들링 정지 제어 수단 (110) 에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 상태에서 엔진 재시동 스위치 (77) 가 ON 조작된 경우, 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태로 유지되어 있을 것을 조건으로, 스타터 (43) 및 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 엔진 (40) 의 재시동 허가를 출력하는 것이다. 또, 이 재시동 처리부 (121) 는, 엔진 (40) 이 재시동된 경우, 먼저 제 1 회전수 (예를 들어, 약 1050 rpm) 를 상한으로 하여 운전되고, 그 후, PPC 로크 레버 (79) 를 진출 위치로 이동시킴으로써 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 개방 상태로 이행된 경우에 엔진 (40) 을 제 2 회전수 (예를 들어, 약 2000 rpm) 까지 상승시키는 처리를 실시하는 것이다.

로크 상태 감시부 (122) 는, 재시동 처리부 (121) 에 의해 엔진 (40) 이 재시동된 후, 소정의 작업 가능 조건이 충족될 때까지 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 차단 상태로 유지하기 위한 제어 신호를 출력하는 것이다. 로크 상태 감시부 (122) 로부터의 제어 신호에 의해 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 차단 상태로 유지되는 경우에는, PPC 로크 레버 (79) 를 조작한 경우에도 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 동작되는 경우는 없으며, 계속해서 차단 상태가 유지된다. 본 실시예에서는, 재시동된 엔진 (40) 의 회전수가 미리 설정된 작업 회전수 (예를 들어, 약 700 rpm) 로 상승된 경우에 작업 가능 조건이 충족된 것으로 하여 처리를 실시하도록 하고 있다.

시동 어시스트 제어부 (123) 는, 재시동 처리부 (121) 로부터의 재시동 허가 에 따라 스타터 (43) 가 구동되어, 엔진 (40) 이 재시동되어 있을 때에 엔진 (40) 의 회전수가 소정의 어시스트 종료 회전수에 이를 때까지 발전 전동 컨트롤러 (60) 에 대하여 발전 전동기 (44) 를 전동 동작시키기 위한 제어 신호를 출력하는 것이다.

도 3 은 상기 서술한 메인 컨트롤러 (100) 의 아이들링 정지 제어 수단 (110) 이 실시하는 아이들링 정지 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 이 도 3 및 도 7, 도 8 의 타이밍 차트를 적절히 참조하면서 작업 기계의 아이들링 정지 처리에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, PPC 로크 레버 (79) 가 진출 위치에 있고, 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 개방되어 있는 상태에 있는 것으로 한다.

먼저, 메인 컨트롤러 (100) 는, 엔진 (40) 이 운전되고 있는 경우 (단계 S101 : Yes), 조작 레버 (50, 70) 의 조작 상태를 감시하여 (단계 S102), 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태로 유지되는 경우 (단계 S102 : Yes), 그 계속 시간이 저속 시간 (T1 초) 에 이르렀는지 여부를 판단한다 (단계 S103, 단계 S104, 단계 S105). 저속 시간에 이르기 전에 조작 레버 (50, 70) 가 변위된 경우 (단계 S104 : No → 단계 S105 : Yes), 메인 컨트롤러 (100) 는, 타이머 1 을 리세트하고 (단계 S106), 그 후에 순서를 복귀시켜 이번 아이들링 정지 처리를 종료시킨다. 이 결과, 엔진 (40) 은, 그 회전수가 약 2000 rpm 으로 아이들링 운전을 계속하게 된다.

이에 대하여 조작 레버 (50, 70) 의 중립 상태가 저속 시간에 이르면 (단계 S104 : Yes, 도 7 및 도 8 중의 t1 → t2), 타이머 1 을 클리어하고 (단계 S107), 그 후에 엔진 회전수를 저속 회전수까지 감소시키기 위해 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 제어 신호를 출력한다 (단계 S108). 이 결과, 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 저속 회전수까지 저속된 상태에서 계속되게 되어, 앞의 상태에서 아이들링 운전이 계속되는 경우에 비하여 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모할 수 있게 된다 (도 7 및 도 8 중의 t2 →).

또한, 메인 컨트롤러 (100) 는, 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 제어 신호를 출력함과 동시에 새로 타이머 2 를 기동시켜 (단계 S109), 조작 레버 (50, 70) 의 중립 상태가 정지 시간 (T2초) 계속되는지 여부를 판단한다 (단계 S110, 단계 S111).

이 동안에 메인 컨트롤러 (100) 는, 카운트다운 표시 타이밍인지 여부를 판단하여 (단계 S112), 표시 타이밍인 경우 (단계 S112 : Yes, 도 7 및 도 8 중의 t3, 도 8 중의 t5), 모니터 (75) 를 통하여 카운트다운 표시를 실시한다 (단계 S113, 도 7 및 도 8 중의 t3 → t4, 도 8 중의 t5 → t6).

또, 메인 컨트롤러 (100) 는, 연장 스위치 (76) 가 ON 조작되었는지 여부를 감시하여 (단계 S114), 연장 스위치 (76) 가 ON 된 경우 (단계 S114 : Yes, 도 8 중의 t4), 타이머 2 를 클리어하고 (단계 S115), 순서를 단계 S109 로 이행시킨다 (도 8 중의 t4 → t6).

엔진 (40) 의 아이들링 운전이 저속 회전수가 된 상태에서 조작 레버 (50, 70) 의 중립 상태가 정지 시간 계속되면 (단계 S110 : Yes, 도 7 중의 t4, 도 8 중의 t6), 메인 컨트롤러 (100) 는, 정지 금지 조건이 존재하지 않을 것을 조건으로 엔진 (40) 의 정지 처리를 실시한다 (단계 S116 : No → 단계 S117).

엔진 (40) 의 정지 처리를 실시한 메인 컨트롤러 (100) 는, 기계 동작 정지 처리를 실시하고 (단계 S118), 또한 알림 처리를 실시하고 (단계 S119), 타이머 2 를 클리어한 후에 이번 아이들링 정지 처리를 종료시킨다 (단계 S120).

이 결과, 엔진 (40) 의 불필요한 아이들링 운전이 정지되기 때문에, 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모할 수 있게 된다. 이 경우, 적어도 축전기 (61) 의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 이상일 것을 조건으로 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지되기 때문에, 엔진 (40) 을 재시동하는 경우의 전력을 충분히 확보할 수 있다.

게다가, 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 경우에는, 선회 컨트롤러 (62) 에 대한 제어 신호가 정지되고, 또한 선회 브레이크 (11) 를 작동시켜 하부 주행체 (1) 에 대한 상부 선회체 (2) 의 선회가 기계적으로 저지된 상태가 된다. 또한, 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 에 대하여 차단 상태를 유지하기 위한 제어 신호가 출력된 상태가 된다. 따라서, 아이들링 운전이 정지된 상태에서 조작 레버 (50, 70) 가 잘못 조작되었다 하더라도, 선회용 전동 모터 (10) 나 유압 액추에이터 (21, 22, 23, 31, 32) 가 오동작될 우려는 없어, 하부 주행체 (1) 에 대하여 상부 선회체 (2) 가 선회되거나, 하부 주행체 (1) 가 주행되거나, 작업기 유닛 (20) 이 동작되거나 하는 경우가 없다.

또, 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 상태에서는, 회전등 (74) 이 점등되어 있음과 함께 경보 버저 (73) 가 명동되어 있기 때문에, 작업 기계 외부에 있는 사람에 대하여 아이들링 운전 정지 중임을 알릴 수 있다.

또한, 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 저속 회전수로 된 상태에서도, 예를 들어 카운트다운 표시를 시인한 작업자의 의지에 따라 조작 레버 (50, 70) 를 조작하면 (단계 S111 : Yes), 타이머 2 가 클리어된 후에 순서가 복귀되어 (단계 S121), 아이들링 운전이 정지되지 않고 이번 아이들링 정지 처리가 종료된다. 따라서, 아이들링 운전을 정지시키지 않고 건설 작업을 계속할 수도 있어, 상기 서술한 아이들링 정지 처리가 건설 작업에 큰 지장을 초래할 우려도 없다. 또, 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 저속 회전수로 된 상태에서도, 상기 서술한 정지 금지 조건이 존재하는 경우, 요컨대 (1) PPC 로크 레버 (79) 가 퇴피 위치에 있다, (2) 축 전기 (61) 의 축전 전압이 미리 설정된 임계값 미만이다, (3) 에어컨 작동시이다, (4) 엔진이 난기 운전시이다, (5) 엔진 재시동 후의 운전 시간이 미리 설정된 시간 미만이다, 중 어느 것에 해당하는 경우에도 (단계 S116 : Yes), 타이머 2 가 클리어된 후에 순서가 복귀되어 (단계 S122), 아이들링 운전이 정지되지 않고 이번 아이들링 정지 처리가 종료된다. 따라서, (1) 작업자가 장시간 운전석으로부터 떨어져 있는 경우에는, 키 스위치 (71) 의 OFF 조작에 의한 엔진 정지를 추장 (推奬) 하기 위해 아이들링 운전을 자동적으로 정지시키는 경우는 없다. (2) 엔진의 재시동이 곤란해질 우려가 있는 상황 하에서는 아이들링 운전이 자동적으로 정지되는 경우는 없다. (3) 에어컨의 운전에 지장을 초래할 우려가 없다. (4) 엔진의 난기 운전에 지장을 초래할 우려가 없다. (5) 엔진의 자동 정지, 자동 재시동이 빈번하게 실시되는 사태를 미연에 방지할 수 있다.

도 4 는 상기 서술한 메인 컨트롤러 (100) 의 엔진 재시동 제어 수단 (120) 이 실시하는 엔진 재시동 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 이 도 4 및 도 7, 도 8 의 타이밍 차트를 적절히 참조하면서 작업 기계의 아이들링 정지 처리에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 도 7 중의 t5 혹은 도 8 의 t7 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 아이들링 정지 처리에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지된 상태에 있으며, PPC 로크 레버 (79) 가 진출 위치에 있고, 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 차단되어 있는 상태에 있는 것으로 한다.

먼저, 메인 컨트롤러 (100) 는, 아이들링 정지 처리에 의해 엔진 (40) 의 아이들링 운전이 정지되어 있는 경우 (단계 S201 : Yes), 엔진 재시동 스위치 (77) 및 조작 레버 (50, 70) 의 조작 상태를 감시하여 (단계 S202, 단계 S203), 엔진 재시동 스위치 (77) 가 ON 조작되고, 또한 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태에 있는 경우 (단계 S202 : Yes → 단계 S203 : Yes, 도 7 및 도 8 중의 t10), 스타터 (43) 및 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 엔진 (40) 의 재시동 허가를 출력한다 (단계 S204). 스타터 (43) 및 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 출력되는 엔진 (40) 의 재시동 허가는, 제 1 회전수를 상한으로 하는 것이다. 이 결과, 스타터 (43) 가 구동되어 (단계 S205), 엔진 (40) 이 제 1 회전수를 목표 회전수로 하여 재시동되게 된다. 또한, 엔진 (40) 이 재시동됨과 동시에 회전등 (74) 이 소등 됨과 함께, 경보 버저 (73) 의 명동이 정지되어 주위에 대한 알림이 종료된다.

스타터 (43) 가 구동되면, 메인 컨트롤러 (100) 는, 이것과 동시에 어시스트 처리를 실시한다 (단계 S206). 어시스트 처리에서 메인 컨트롤러 (100) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 엔진 회전수를 검출하고 (단계 S301), 또한 이 검출된 엔진 회전수가 필요한 어시스트 회전수인지 여부를 판단하여 (단계 S302), 필요한 어시스트 회전수인 경우 (단계 S302 : Yes), 발전 전동기 (44) 를 전환 동작시킨다 (단계 S303).

단계 S302 에서 판단되는 필요한 어시스트 회전수란, 예를 들어 엔진 (40) 의 회전수가 50 rpm 이상이고, 또한 목표 엔진 회전수와의 차의 절대값이 100 rpm 이상이 되는 회전수이다. 필요한 어시스트 회전수에 있어서 발전 전동기 (44) 가 전동 동작되면, 엔진 (40) 이 스타터 (43) + 발전 전동기 (44) 의 토크로 구동되게 되어, 스타터 (43) 의 부하를 경감시킨 상태에서 엔진 (40) 을 신속 그리고 확실하게 목표 회전수까지 회전시킬 수 있게 된다.

엔진 회전수와 목표 엔진 회전수의 차의 절대값이 100 rpm 미만이 되면 (단계 S302 : No), 메인 컨트롤러 (100) 는, 순서를 복귀시켜 이번 어시스트 처리를 종료시킨다.

도 4 에 있어서, 어시스트 처리를 종료시킨 메인 컨트롤러 (100) 는, 이어서 기계 동작 정지 해제 처리를 실시한다 (단계 S207). 기계 동작 정지 해제 처리에서 메인 컨트롤러 (100) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 먼저 엔진 회전수를 검출하여 (단계 S401), 이 검출된 엔진 회전수가 작업 회전수 이상인지 여부를 판단한다 (단계 S402). 엔진 회전수가 작업 회전수 이상이 되면 (단계 S402 : Yes), 메인 컨트롤러 (100) 는, 차단 상태로 유지되고 있었던 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 개방 가능 상태로 복귀시켜 (단계 S403), 선회 컨트롤러 (62) 에 대한 제어 신호의 출력을 재개하고 (단계 S404), 또한 선회 브레이크 (11) 의 작동을 해제하여 순서를 복귀시킨다 (단계 S405).

이 결과, 도 4 에 나타내는 바와 같이, PPC 로크 레버 (79) 를 진출 위치로 이동시키면 (단계 S208 : Yes), 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 가 개방 상태로 되어 (단계 S209), 유압 조작 레버 (50) 를 조작한 경우에 파일럿압이 조작 밸브 (24, 25, 26, 33, 34) 에 가해지게 되어, 다시 작업기 유닛 (20) 및 주행 유닛 (30) 을 유압 조작 레버 (50) 의 조작에 따라 동작시킬 수 있게 된다. 또, 선회 조작 레버 (70) 를 조작하면, 선회 컨트롤러 (62) 에 대하여 선회 조작 레버 (70) 의 조작에 따른 제어 신호가 출력되게 되어, 하부 주행체 (1) 에 대하여 상부 선회체 (2) 를 선회시킬 수 있게 된다.

도 4 의 단계 S209 에 있어서, 파일럿 유압 차단 밸브 (52) 를 개방한 메인 컨트롤러 (100) 는, 이것과 동시에 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 엔진 (40) 의 회전수를 제 2 회전수까지 상승시키기 위한 제어 신호를 출력한다 (단계 S210). 이 결과, 엔진 (40) 의 회전수가 약 2000 rpm 이 되어, 작업 기계가 아이들링 운전의 정지 처리를 실시하기 이전 상태로 복귀된다.

상기 서술한 엔진 (40) 의 재시동 처리에서는, 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태에 있을 것을 조건으로 엔진 (40) 의 재시동 허가를 실시하도록 하고 있기 때문에, 유압 펌프 (42) 를 구동시키기 위한 부하가 재시동 중의 엔진 (40) 에 가해질 우려가 없다. 따라서, 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모하기 위해 엔진 (40) 의 아이들링 운전을 정지시킨 경우에도, 엔진 (40) 을 확실하게 재시동시킬 수 있게 된다.

이하, 상기 서술한 아이들링 정지 처리 및 엔진 재시동 처리가 반복적으로 실행되어, 건설 작업에 지장을 초래하지 않고 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모할 수 있게 된다.

또한, 상기 서술한 실시예에서는, 아이들링 운전을 정지시키는 경우에 먼저 엔진의 회전수를 감속시키도록 하고 있는데, 반드시 엔진 회전수를 감속시킬 필요는 없다.

또, 상기 서술한 실시예에서는, 연장 스위치 (76) 와 엔진 재시동 스위치 (77) 를 독립된 개별 스위치로서 형성하고 있는데, 반드시 개별 스위치로서 형성할 필요는 없으며, 동일한 스위치를 공용해도 상관없다. 이 경우, 메인 컨트롤러 (100) 는, 엔진 회전수 제어부 (111) 에 의해 엔진 (40) 이 저속 회전수로 운전되고 있는 상태에서 스위치가 ON 조작된 경우에 정지 시간을 연장시키고, 한편 엔진이 정지된 상태에서 스위치가 ON 조작된 경우에 조작 레버 (50, 70) 가 중립 상태로 유지되고 있을 것을 조건으로, 스타터 (43) 및 엔진 컨트롤러 (45) 에 대하여 엔진 (40) 의 재시동 허가를 출력하면 된다.

이상과 같이, 본 발명은 조작 레버의 조작에 의해 유압 액추에이터 및 전동 액추에이터에 원하는 동작을 실시하게 한 작업 기계에 유용하며, 전동 액추에이터를 구비한 것에서 기인한 문제를 초래하지 않고 아이들링 운전을 정지시켜 연료 소비량의 저감이나 배출되는 이산화탄소량의 저감을 도모하는 경우에 적합하다.

Claims

엔진에 의해 구동되는 유압 펌프와,

상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와,

엔진의 출력계에 연계된 발전 전동기와,

엔진에 의해 상기 발전 전동기가 발전 동작된 경우의 전력을 축적하는 한편, 상기 발전 전동기가 전동 동작되는 경우에 전력을 공급하는 축전 수단과,

상기 발전 전동기 혹은 상기 축전 수단으로부터 공급되는 전력에 의해 구동되는 전동 액추에이터를 구비하고,

조작 레버의 조작에 따라 상기 유압 액추에이터 및 상기 전동 액추에이터를 동작시키도록 한 작업 기계에 있어서,

엔진이 운전되고 있는 상태에서 조작 레버의 조작 상태를 감시하는 조작 레버 감시 수단과,

상기 조작 레버의 중립 상태를 계시하는 중립 상태 계시 수단과,

상기 조작 레버의 중립 상태가 소정 정지 시간 계속된 경우에 엔진의 아이들링 운전을 정지시키는 아이들링 운전 정지 수단과,

상기 아이들링 운전 정지 수단에 의해 엔진의 아이들링 운전이 정지된 경우에, 상기 전동 액추에이터를 동작 금지 상태로 유지하는 기계 동작 금지 수단을 갖는 아이들링 정지 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항에 있어서,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 하부 주행체에 대한 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항에 있어서,

조작 레버의 조작에 따른 제어 신호가 부여된 경우에 동작되고, 상기 제어 신호에 따라 상기 전동 액추에이터에 대한 전력의 공급 제어를 행하는 전력 공급 제어 수단을 구비하고,

상기 전동 액추에이터는, 적어도 하부 주행체에 대하여 선회할 수 있게 배치된 상부 선회체를 선회시키는 선회용 전동 모터를 구비하고,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 상기 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 상기 하부 주행체에 대한 상기 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항에 있어서,

조작 레버의 조작에 따른 파일럿 유압이 공급된 경우에 동작되고, 상기 파일럿 유압에 따라 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 대한 압유의 공급 제어를 행하는 유압 공급 제어 수단을 구비하고,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 전력 공급 제어 수단에 대하여 상기 전동 액추에이터가 정지 상태로 되도록 제어 정지 또는 정지 상태로 제어하고, 또한 하부 주행체에 대한 상부 선회체의 선회를 기계적으로 저지시키는 로크 수단을 동작시키는 기계 동작 금지부를 구비하고,

상기 기계 동작 금지부는, 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고 있는 경우에, 추가로 상기 유압 공급 제어 수단에 대한 파일럿 유압의 공급계를 차단하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 조작 레버의 중립 상태가 소정 정지 시간 계속된 경우, 소정의 아이들링 정지 금지 조건과 일치하지 않을 것을 조건으로 엔진의 아이들링 운전을 정지시키고, 또한 상기 전동 액추에이터를 동작 금지 상태로 유지하는 것인 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 5 항에 있어서,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 적어도 상기 축전 수단의 축전 전압이 미 리 설정된 임계값 미만인 경우에 상기 아이들링 정지 금지 조건에 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항에 있어서,

수동 조작할 수 있게 형성된 운전 연장 수단을 구비하고,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 조작 레버의 중립 상태 계속 중에 상기 운전 연장 수단이 ON 조작된 경우에 상기 정지 시간을 연장하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 7 항에 있어서,

표시를 행하기 위한 차량탑재 모니터를 구비함과 함께, 수동 조작할 수 있게 형성된 운전 연장 수단을 구비하고,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 정지 시간이 타임업될 때까지의 시간을 상기 차량탑재 모니터에 카운트다운 표시하는 카운트다운 표시 처리부를 구비하고,

또한 상기 카운트다운 표시 처리부가 상기 차량탑재 모니터에 카운트다운 표시를 행하고 있는 경우에 있어서 상기 운전 연장 수단이 ON 조작된 경우에 상기 정지 시간을 연장하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 아이들링 정지 제어 수단은, 상기 운전 연장 수단이 ON 조작될 때마다 상기 정지 시간을 연장하는 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 9 항에 있어서,

상기 운전 연장 수단은, 상기 조작 레버의 상부에 독립된 누름 버튼부를 갖고, 이 누름 버튼부가 가압 조작된 경우에 조작 신호를 상기 아이들링 정지 처리부에 출력하는 스위치인 것을 특징으로 하는 작업 기계.