KR20060128830A

KR20060128830A - 건설 기계

Info

Publication number: KR20060128830A
Application number: KR1020067004167A
Authority: KR
Inventors: 고지 호시; 미쓰노리 마쓰다
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-12-14
Also published as: WO2005024209A1; DE112004001554T5; US20060287841A1; DE112004001554B4; JP2005098988A; GB0603454D0; GB2419333B; GB2419333A; JP4629377B2; US7483814B2

Abstract

본 발명은 건설 기계에 관한 것으로서, 건설 기계가 오퍼레이터에게 연비 향상을 위한 운전이나 조작을 촉구한다. 시간당의 연비 또는 작업량당의 연비가 계측되고, 계측된 시간당의 연비와 설정된 시간당의 연비와의 차이, 또는 계측된 작업량당의 연비와 설정된 작업량당의 연비의 차이를 알 수 있는 화상이 표시 장치(30)에 표시된다. 계측된 시간당의 연비가 설정된 시간당의 연비보다 많을 때, 또는 측정한 작업량당의 연비가 설정한 작업당의 연비보다 많을 때, 연비 개선을 촉구하는 표시가 표시 장치(30)에 표시된다.

건설 기계, 표시 장치, 연비, 오퍼레이터

Description

건설 기계 {CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은, 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 건설 기계에서는, 주행하거나 각종의 작업을 행하거나 할 때는 에너지 절약화를 도모하는 것이 바람직하다. 그래서, 종래에는, 실(實) 연비(실제의 연료 소비율)가 목표값(목표로 하는 연료 소비율)에 도달하지 않을 때 에너지 절약 운전으로 전환하는 것이 있었다(예를 들면, 특허 문헌 1 [일본국 특개 2002-285890호 공보(제3면 및 제4면, 도 1)] 참조). 또, 작업량과 연비를 산출하여, 작업 효율의 양호함과 불량함의 분석이 가능한 것이 있었다(예를 들면, 특허 문헌 2 [일본국 특허 제2534880호 명세서(제3면 및 제4면, 도 1)] 참조).

즉, 상기 특허 문헌 1에 기재된 건설 기계는, 실제로 소비한 연료를 산출하고, 지금부터 단위시간당의 연료 소비량로서의 실 연비를 산출한다. 이 실 연비와 미리 설정되어 있는 목표값을 비교하여, 실 연비가 이 목표값을 밑돌고 있었을 때, 에너지 절약 운전으로 전환하는 것이다. 또, 특허 문헌 2에 기재된 건설 기계는, 엔진용 회전수 센서, 연료 센서, 및 하중 검출용 센서 등으로 이루어지는 검출 장치에 의해, 작업량을 검출하고, 사이클 타임에 있어서의 작업량 및 연비를 산출하여, 시간당의 작업량 및 연비당의 작업량을 산출하는 것이며, 이 산출한 시간당의 작업량 및 연비당의 작업량을 프린트 아웃하는 것이다.

이와 같이, 건설 기계에 있어서 종래부터 에너지 절약 운전을 행할 수 있었다. 그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 건설 기계에서는, 연비가 나빠진 후에 에너지 절약 운전으로 이행하는 것으로서, 실제로 연비가 나쁘게 되지 않으면 에너지 절약 운전으로 이행하지 않는다. 즉, 실제로 사용하여 연비가 나빠졌을 때, 자동적으로 에너지 절약 운전으로 이행하게 된다. 또, 상기 특허 문헌 2에 기재된 건설 기계에서는, 시간당의 작업량 및 연비당의 작업량 등이 보고서에 기재(표시)될 뿐이다. 그러므로, 오퍼레이터는 이 보고서를 보고도 연비 향상으로 이어지는 운전을 행하지 않게 되어, 에너지 절약화의 달성에 기여할 수 있다고는 할 수는 없었다.

본 발명은, 상기 종래의 결점을 해결하기 위해 행해진 것으로서, 그 목적은, 오퍼레이터에게 연비 향상을 위한 운전이나 조작을 촉구하는 것이 가능한 건설 기계를 제공하는 것에 있다.

그래서 청구항 1의 건설 기계는, 연료 소비율을 계측하여, 계측한 연료 소비율과 설정한 연료 소비율의 차이를 알 수 있는 표시를 행하는 표시 수단(30)을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 청구항 1의 건설 기계에서는, 표시 수단(30)에 의해, 측정한 연료 소비율(예를 들면, 시간당의 연료 소비율 또는 작업량당의 연료 소비율)과 설정한 연료 소비율의 차이를 표시할 수 있으므로, 건설 기계의 오퍼레이터는, 측정한 연료 소비율과 설정한 연료 소비율의 차이 등을 검지할 수 있다. 이로써, 오퍼레이터는, 이 차이를 기초로 실제의 연료 소비율을, 미리 설정된 연료 소비율에 근접시키는 운전을 행하도록 할 수 있다.

청구항 2의 건설 기계는, 계측한 상기 연료 소비율이 상기 설정된 연료 소비율보다 클 때, 상기 표시 수단(30)이 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 청구항 2의 건설 기계에서는, 계측한 상기 연료 소비율이 상기 설정된 연료 소비율보다 클 때, 상기 표시 수단(30)이 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 행할 수 있다. 이로써, 오퍼레이터는 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 검지할 수 있다.

청구항 3의 건설 기계는, 상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는, 상기 건설 기계의 운전실(11)에 설치된 모니터 화면(26)의 모니터 표시에 의해 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 청구항 3의 건설 기계에서는, 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 운전실(11)에 설치된 모니터 화면(26)에 의해 모니터 표시할 수 있으므로, 운전실(11)에 있는 오퍼레이터는, 이 표시를 간단하게 검지할 수 있다.

청구항 4 ~ 6의 건설 기계는, 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는, 운전실(11)에 설치된 음성 발생기에 의한 음성 표시인 것을 특징으로 하고 있다.

상기 청구항 4 ~ 6의 건설 기계에서는, 오퍼레이터는, 음성 발생기에 의한 음성 표시에 의해 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 검지할 수 있다. 즉, 모니터 화면(26) 등을 보는 일 없이, 전방창으로부터의 전방 확인 상태인 채, 청각에 의해 상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 파악할 수 있다.

상기 청구항 7의 건설 기계는, 연료 소비율을 계측하는 계측 수단(31, 32, 33)과, 상이한 작업 부하에 대응하여 미리 설정되어 있는 복수개의 목표 연료 소비율을 기억한 기억 수단(52)과, 작업 부하에 따른 목표 연료 소비율을 상기 기억 수단으로부터 선택하는 선택 수단(53)과, 상기 계측 수단에 의해 계측된 연료 소비율과, 상기 선택 수단에 의해 선택된 목표 연료 소비율을 비교하는 비교 수단(53)과, 상기 비교 수단에 의한 비교 결과를 출력하는 출력 수단(30)을 구비한다.

상기 청구항 8의 건설 기계는, 각각 상이한 목표 부하값을 가지는, 선택 가능한 복수개의 작업 모드를 가지고, 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 부하값으로 작업 부하가 이루어지도록 상기 건설 기계의 동작 상태를 제어하는 제어 수단(50)을 추가로 포함한다. 그리고, 상기 기억 수단에는, 상기 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율이 저장되어 있으므로, 상기 선택 수단은, 상기 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율을 선택하도록 해도 된다.

청구항 1의 건설 기계에 의하면, 오퍼레이터는, 실제의 연료 소비율을, 미리 설정된 연료 소비율에 근접시키는 운전을 행하도록 할 수 있다. 이로써, 연비 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 2의 건설 기계에 의하면, 오퍼레이터는 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 검지할 수 있고, 연료 소비 개선을 위한 운전을 행하도록 할 수 있다.

청구항 3의 건설 기계에 의하면, 모니터 화면으로부터의 시각에 의해, 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 주행 운전중이나 각종 작업중에 오퍼레이터는 알 수 있으므로, 주행시나 작업시(예를 들면, 작업기를 사용한 굴삭 시 등)에 있어서, 연비 향상을 도모하는 운전이나 조작을 행하도록 노력할 수 있어 에너지 절약화의 달성에 기여할 수 있다.

청구항 4 ~ 6의 건설 기계에 의하면, 모니터 화면 등을 보는 일 없이, 전방창으로부터의 전방 확인 상태인채, 청각에 의해 상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 파악할 수 있고, 운전 조작에 집중할 수 있어, 안정된 조작 등을 행할 수 있다.

청구항 7의 건설 기계에 의하면, 건설 기계의 작업 부하(예를 들면, 작업률)에 따라, 각각 상이한 연료 소비율의 목표값과 실측값을 비교할 수 있고, 보다 치밀하게 연비 향상으로 이어지도록 한 운전을 촉구할 수 있다.

청구항 8의 건설 기계에 의하면, 건설 기계가 부하 목표값이 상이한 복수개의 작업 모드를 가질 때는, 작업 모드가 선택되면, 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율과 실측된 연료 소비율이 비교되게 된다.

도 1은 본 발명의 건설 기계의 실시예를 나타낸 주요부 사시도이다.

도 2는 상기 건설 기계의 전체 간략도이다.

도 3은 상기 건설 기계의 제1 실시예에 관한 제어 회로의 블록도이다.

도 4는 시간당의 연료 소비량을 나타낸 그래프도이다.

도 5는 작업량당의 연료 소비량을 나타낸 그래프도이다.

도 6은 각 작업 모드의 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 상기 건설 기계의 제2 실시예에 관한 제어 회로의 블록도이다.

도 8은 모니터 장치의 정면도이다.

도 9는 기억 수단에 저장되어 있는 연비의 목표 설정값의 테이블이다.

도 10은 제2 실시예의 처리 스텝을 나타낸 플로차트이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

(11) 운전실, (26) 모니터 화면,

(27A) 작업 모드 선택 버튼, (30) 표시 수단

다음에, 본 발명의 건설 기계의 구체적인 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 2는 이 건설 기계의 간략도이다. 이 건설 기계는 유압 셔블로서, 하부 주행체(1)와, 하부 주행체(1)의 상부에 선회 기구(2)를 통하여 선회 가능하게 장착되는 상부 선회체(旋回體)(3)를 구비하고, 상부 선회체(3)에 작업기(4)가 연장되어 있다. 이 작업기(4)는, 그 베이스부가 상부 선회체(3)에 요동(搖動) 가능하게 연결되어 있는 붐(5)과, 붐(5)의 선단에 요동 가능하게 연결되어 있는 암(6)과, 암(6)의 선단에 요동 가능하게 연결되어 있는 패킷(7)을 구비한다. 또, 상부 선회체(3)는 운전실(11) 등을 구비한다.

상부 선회체(3)의 운전실(11)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 그 중앙부에는 운전석(13)이 설치되고, 이 운전석(13)의 전방에 주행 조작 수단(14)이 설치되어 있다. 이 주행 조작 수단(14)은, 주행 레버(15, 16)와, 각 주행 레버(15, 16)와 일체로 요동하는 주행 페달(17, 18)을 구비한다. 이 경우, 주행 레버(15, 16)을 전방으로 누르면 하부 주행체(1)가 전진하고, 주행 레버(15, 16)를 후방에 당기면하부 주행체(1)가 후진하도록 되어 있다. 그리고, 주행 조작 수단(14)의 근방에는, 어태치먼트용 페달(8)이 설치되고, 또한 한쪽의 측방창(9) 측에 계기판(10)이 설치되어 있다.

또, 운전석(13)의 측부 측에 작업기 조작 레버(19, 20)이 각각 설치되어 있다. 상기 작업기 조작 레버(19, 20)는 붐(5)의 상하 이동, 암(6) 및 패킷(7)의 회동(回動), 및 상부 선회체(3) 자체의 선회 조작 등을 행하는 것이다. 또한, 한쪽의 작업기 조작 레버(19)의 근방에는 록 레버(21)가 형성되어 있다. 여기서, 록 레버(21)는, 작업기(4)의 조작, 상부 선회체(3)의 선회, 및 하부 주행체(1)의 주행 등의 기능을 정지시키기 위한 것이다. 즉, 록 레버(21)의 인상(引上) 조작을 행함으로써, 작업기(4) 등의 동작을 록할 수 있고, 이 상태에서는, 작업기 조작 레버(19, 20) 등을 조작하여도, 작업기(4) 등이 동작하지 않도록 할 수 있다.

또, 이 건설 기계의 운전실(11)에는, 엔진 상태 등을 표시하는 모니터 장치(22)가 형성되어 있다. 여기서, 엔진 상태란, 예를 들면, 엔진 냉각수의 온도, 엔진 오일 온도, 연료 잔량 등이다. 그리고, 이 모니터 장치(22)는, 운전실(11)의 전방창(23)과 한쪽의 측방창(9)을 나누는 세로 프레임(25)의 하부에 설치되고, 외장 케이스(24)의 앞면에 모니터 화면(26)과 조작용 푸시 버튼(27)이 형성되어 있다. 그리고, 이 모니터 화면(26)은, 예를 들면, 액정 패널에 의해 구성된다.

그런데, 이 건설 기계는 도 3에 나타낸 제어 회로를 구비하고 있다. 그리 고, 이 제어 회로에 의해, 시간당의 연료 소비율(이하, 시간 연비라고 함) 또는 작업량당의 연료 소비율(이하, 작업 연비라고 함)을 계측하여, 계측한 시간 연비와 설정한 시간 연비와의 차이, 또는 계측한 작업 연비와 설정한 작업 연비와의 차이를 알 수 있는 표시를 표시 수단(30)에 의해 행할 수 있다. 이 제어 회로는, 연비용 검출 수단(31)과, 작업량 검출 수단(32)과, 각 검출 수단(31, 32)에 의해 검출된 검출값이 입력되는 연산 수단(33)과, 연산 수단(33)의 연산 결과가 입력되는 제어 수단(34)과, 시간 연비의 목표 설정값 및 작업 연비의 목표 설정값(목표 연비)을 설정하는 설정 수단(35) 등을 구비한다. 또, 표시 수단(30)은, 상기 모니터 장치(22)에 의해 구성되며, 이 모니터 화면(26)에, 계측한 상기 시간 연비와 설정한 시간 연비의 차이 등이 표시된다.

즉, 이 모니터 장치(22)는, 그 모니터 화면(26)에, 상기 엔진 상태 이외에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 계측한 시간 연비(실측값) A와 설정한 시간 연비(목표 설정값) S1의 차이, 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 계측한 작업 연비(실측값) B와 설정된 작업 연비(목표 설정값) S2의 차이 등을 표시할 수 있는 표시 수단(30)을 구성한다. 이 때, 도 4에 있어서는, 가로축에 시간을 취하고, 세로축에 시간 연비(리터/h)를 취한 그래프를 나타내고 있다. 또, 도 5에 있어서는, 가로축에 시간을 취하고, 세로축에 작업 연비(리터/m³)를 취한 그래프를 나타내고 있다.

연비용 검출 수단(31)은, 예를 들면 연료 공급로를 흐르는 연료의 유량을 검출하는 연료 센서 등으로 구성할 수 있었다. 이 연비용 검출 수단(31)으로부터의 검출값이 연산 수단(33)에 입력되고, 여기서, 시간 연비가 산출된다. 또, 작업량 검출 수단(32)은, 패킷의 적입량(積入量)을 검출하는 센서 등으로 구성할 수 있었다. 예를 들면, 적입시의 작업량은, 감시 카메라 등으로 패킷의 적입량을 검지하고, (적입량×회수/시간) 등으로 구할 수 있고, 또, 운반시의 작업량은, (적재 중량×거리) 등으로 구할 수 있다. 그리고, 작업량 검출 수단(32)에 의해 검출한 작업량이 연산 수단(33)에 입력되고, 여기서, 작업 연비가 연산된다. 그리고, 이 작업량을 검출하는 경우, 센서를 사용하지 않고, 작업자의 육안관찰에 의해 패킷의 적입량을 검출하도록 해도 된다.

여기서, 설정한 시간 연비란, 미리 관리자 등이 설정하는 시간 연비로서, 예를 들면, 80톤 클래스에 유압 셔블에 있어서, 정격의 80%정도로 행하는 중작업(重作業)에서는, 65(리터/h)정도로 설정하고, 정격의 65%정도로 행하는 중작업에서는, 50(리터/h)정도로 설정하고, 정격의 50%정도로 행하는 경작업에서는, 40(리터/h)정도로 설정한다. 또, 설정한 작업 연비란, 미리 관리자 등이 설정하는 작업 연비로서, 예를 들면, 40(리터/m³)정도로 설정할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 건설 기계에서는, 작업을 행할 때는, 시간 연비 또는 작업 연비가 산출되고, 설정 수단(35)에 의해 설정된 설정과 비교되어, 그 차이가 모니터 화면(26)에 표시된다. 이 때, 시간 연비에 대하여, 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그래프가 표시된다. 즉, 실측값 A가 표시되는 동시에, 목표 설정값 S1(65리터/h)가 표시된다. 이 도 4에 있어서는, 실측값 A의 10시간의 평균 은60(리터/h)이다. 또, 작업 연비에 대하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 실측값 B가 표시되는 동시에, 목표 설정값 S2(40리터/m³)가 표시된다. 이 도 5에 있어서는, 10시간의 평균은 50(리터/m³)이다. 그리고, 시간 연비에 있어서 목표 설정값을 넘고 있을 때, 또, 작업 연비에 있어서 목표 설정값을 넘고 있을 때는, 상기 모니터 화면(26)에 연비 개선을 촉구하는 가이던스의 표시가 행해진다. 연비 개선을 촉구하는 가이던스의 표시란, 「연료 소비가 많다」 등의 표시이다.

이와 같이, 운전실(11)에 있는 오퍼레이터는, 작업중에, 실제의 시간 연비와 미리 설정한 시간 연비와의 차이 등을 검지할 수 있다. 이로써, 오퍼레이터는, 이 차이를 기초로 실제의 연비를, 미리 설정된 연비에 근접하는 운전을 행하도록 할 수 있다. 특히, 시간 연비 등에 있어서 목표 설정값을 넘고 있을 때는, 「연료 소비가 많다」 등의 표시도 있으므로, 오퍼레이터는 현재 행하고 있는 작업 등이 양호한 효율의 작업을 행하지 않는 것을 파악하여, 즉시 연비 향상을 위한 운전 조작을 행하도록 할 수 있다. 그런데, 주행하고 있을 때는, 엔진 회전수를 내리면, 속도가 늦어지지만, 연비가 양호해 진다. 또, 엔진 회전수를 내리는 것에 의해, 연료 효율(연료 1리터당의 주행거리)이 향상되어 양호한 효율의 운전이 가능하다. 그러므로, 개선을 촉구하는 운전 조작으로서 주행시에는 엔진 회전수를 내리는 조작이다. 또, 작업기(4)를 사용하여, 토사를 굴삭하는 작업에 있어서도, 엔진을 최고 회전수으로 한 경우, 작업 스피드(작업 속도)가 빨라, 출력이 최고로 되지만, 연료 소비가 많다. 이에 대하여, 엔진의 회전수를 내리면, 작업 스피드 및 출력이 감소하지만, 연료 소비량도 적은 동시에, 연비 효율이 향상된다. 그러므로, 토사를 굴삭하는 작업에 있어서의 개선을 촉구하는 운전 조작이라고 해도, 엔진 회전수를 저하시키는 조작이다. 또한, 작업기의 선회 각도가 크면, 소비 연료가 많아지므로, 선회 각도가 작아지도록 한 어드바이스도 표시되는 경우가 있다.

상기와 같이 구성된 건설 기계에서는, 모니터 화면(26)으로부터의 시각에 의해, 상기 연비 개선을 촉구하는 표시를 주행 운전중이나 각종 작업중에 오퍼레이터는 알 수 있으므로, 주행시나 작업시(예를 들면, 작업기를 사용한 굴삭 시 등)에 있어서, 연비 향상을 도모하는 운전이나 조작을 행하도록 노력할 수 있어 에너지 절약화의 달성에 기여할 수 있다. 또한, 검출 수단이나 제어 수단 등도 간단하게 구성할 수 있어 비용의 저감을 달성할 수 있다. 그런데, 연비 개선을 촉구하는 등의 표시는, 상기 실시예와 같이, 이 종류의 건설 기계에 종래부터 탑재되어 있는 모니터 장치(22)의 모니터 화면(26)에 의해 행하도록 해도, 이와 같은 기존의 모니터 장치(22)와는 상위한 전용의 모니터 장치를 별도 설치하고, 이 전용의 모니터 장치에 의해 연비의 개선을 촉구하는 조작 등의 가이던스를 표시하도록 해도 된다.

또, 다른 실시예로서 운전실(11)에 음성 발생기(도시하지 않음)를 설치하고, 이 음성 발생기로부터의 음성 표시에 의해 연비 개선을 촉구하는 가이던스를 행하도록 할 수 있다. 이 때, 이 음성 발생기의 음성 표시 단독이라도, 상기 모니터 표시와의 병용이라도 된다. 음성 표시이면, 오퍼레이터는 전방창(23) 등으로부터의 전방 확인 상태인 채 상기 각 가이던스를 파악할 수 있고, 운전 조작에 집중할 수 있어 안정된 조작 등을 행할 수 있다. 그러나, 음성 표시에서는, 작업 현장의 소음 등에 의해, 가이던스를 알아 듣기 어려운 경우가 있으므로, 이와 같은 경우에도, 상기 모니터 표시에서는 가이던스를 알 수 있다. 그러므로, 음성 표시와 모니터 표시를 병용하면, 오퍼레이터에게 가이던스를 확실하게 알릴 수가 있다.

다른 실시예로서, 표시 수단(30)에 있어서, 상기와 같은 가이던스를 표시하는 온 상태와, 이와 같은 가이던스를 표시하지 않는 오프 상태로 전환하는 것이 가능하도록 할 수도 있다. 즉, 예를 들면, 모니터 표시의 경우, 모니터 장치(22)의 푸시 버튼(27)을 조작함으로써, 전환할 수 있다. 또, 음성 표시라도, 음성 발생기로 변환 스위치 등을 설치함으로써, 전환할 수 있다. 이와 같이, 가이던스를 표시하는 온 상태와, 가이던스를 표시하지 않는 오프 상태로 전환할 수 있으면, 연비 향상을 고려하지 않을 때 등에는, 표시 수단(30)을 오프 상태로 할 수 있으므로, 이와 같이 가이던스가 모니터 표시나 음성 표시에 의해 행해지지 않고, 운전 조작이나 작업기의 조작에 집중할 수 있다. 또, 연비 개선을 촉구하는 조작을 행하려고 하는 경우에는, 표시 수단(30)을 온 상태로 하면, 연비 개선을 촉구하기 위한 가이던스를 모니터 표시나 음성 표시 등에 의해 표시할 수 있어 오퍼레이터는, 연비 향상을 도모하는 운전이나 조작을 행하도록 노력하게 된다. 그리고, 표시 수단(30)에 있어서, 온과 오프와의 전환을 가능하게 하는 경우에 있어서, 온 상태로 했을 때, 처음으로 시간 연비 등의 산출을 개시하는 것이라도, 표시 수단(30)의 온·오프에 관계없이, 이 건설 기계의 엔진이 시동되어 있을 때, 시간 연비 등을 산출하고, 표시 수단(30)이 온 상태로 되었을 때, 상기 연비 개선을 촉구하는 표시를, 모니터 표시나 음성 표시에 의해 행하도록 해도 된다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 제1 실시예와의 상위점을 중심으로 설명하고, 제1 실시예와 공통되는 구성 또는 기능에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하는 경우가 있다.

본 실시예에서도, 제1 실시예와 마찬가지로 건설 기계의 일례로서 유압 셔블에 대하여 설명한다. 본 실시예의 유압 셔블에는, 작업의 부하가 각각 상이한 기본 작업의 종류를 나타내는 복수개의 작업 모드가 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 예를 들면, 「중(重)굴삭 모드」「굴삭 모드」「미(微)조작 모드」 등의 작업 모드가 있다. 작업을 행할 때, 작업자 스스로가 지금부터 행하는 작업의 내용에 따라, 어느 하나의 작업 모드를 선택할 수 있다. 본 실시예의 유압 셔블은, 선택된 작업 모드에 따라, 각각 상이한 제어를 행한다. 각 작업 모드의 개요는 다음과 같지만, 상세한 제어 스텝에 대하여는, 일본국 특허 제2670815호 공보에 기재되어 있으므로, 참조할 수 있다.

「중굴삭 모드」는, 부하가 큰 굴삭 작업을 행하기 위한 작업 모드이며, 그 동작 특성을, 엔진·토크 커브, 및 펌프·출력 커브를 사용하여 나타내면, 도 6 (a)와 같이 된다. 즉, 엔진 회전수는 N_A로 대략 일정하게 되도록 동작하고, 펌프의 출력(마력)도 PS_A로 일정하게 되도록 동작한다.

「굴삭 모드」는, 중(中) 정도의 부하의 굴삭 작업을 행하기 위한 작업 모드이며, 그 동작 특성을, 엔진·토크 커브, 및 펌프·출력 커브를 사용하여 나타내면, 도 6 (b)와 같이 된다. 파선으로 나타낸 것은, 각각, 중굴삭 모드에 있어서의 커브이다. 즉, 엔진 회전수는 N_B로 대략 일정하게 되도록 동작하고, 펌프의 출력도 PS_B로 일정하게 되도록 동작한다.

「미조작 모드」는, 부하가 작은, 비교적 경미한 조작을 행하기 위한 작업 모드이며, 그 동작 특성을, 엔진·토크 커브, 및 펌프·출력 커브를 사용하여 나타내면, 도 6 (c)와 같이 된다. 파선으로 나타낸 것은, 각각, 중굴삭 모드에 있어서의 커브이다. 즉, 엔진 회전수는 N_C로 대략 일정하게 되도록 동작하고, 펌프의 출력도 PS_C로 일정하게 되도록 동작한다.

상기의 각 작업 모드의 동작 특성으로부터 명백한 바와 같이, 각 작업 모드로 작업을 행했을 때의 토크 및 출력은 각각 상이하였다. 이것에 따라, 연비도 작업 모드마다 상이하였다. 따라서, 목표 연비도 각 작업 모드에서 상이한 값으로 하는 것이 매우 적합하다. 그래서, 본 실시예에서는, 연비의 목표 설정값(이하, 단지 「목표값」이라는 경우가 있음)을, 선택된 작업 모드에 따른 값으로 설정하고, 측정하여 구한 연비의 실측값과 비교하는 것으로 했다.

본 실시예에 관한 유압 셔블에서는, 도 7에 나타낸 바와 같은 제어 회로를 구비하고 있다. 즉, 이 제어 회로는, 시간 연비를 산출하기 위하여, 연료 소비량을 계측하는 연비용 검출 수단(31)과, 작업 연비를 산출하기 위하여, 작업량을 계측하는 작업량용 검출 수단(32)과, 연비용 검출 수단(31) 및 작업량용 검출 수단(32)의 계측 결과에 따라, 시간 연비와 작업 연비를 산출하기 위한 연산 수단(33)과, 시간 연비 및 작업 연비의 실측값과 각각의 목표값과의 대비한 결과를 표시하 기 위한 표시 수단(30)을 구비한다. 이들 각 수단(31, 32, 33, 30)은 제1 실시예에 있어서의 구성과 같다. 본 실시예의 제어 회로는, 또한 작업자로부터의 작업 모드의 선택 입력 등을 받아들이는 입력 수단(40)과, 엔진 및 펌프의 제어를 행하는 엔진·펌프 제어 수단(50)과, 입력 수단(40)이 받아들인 정보에 따라, 연비 비교로 사용하는 목표값을 결정하는 목표값 결정 수단(51)과, 작업 모드별의 목표값 등을 기억한 기억 수단(52)과, 실측된 시간 연비 및 작업 연비와 각각의 목표값을 비교하고, 실측값이 목표값 이하인가를 판정하는 연비 비교 수단(53)을 구비한다.

입력 수단(40)은, 예를 들면, 모니터 장치(22)(도 1 참조)의 푸시 버튼(27)으로서 구성되어 있다. 여기서, 모니터 장치(22)의 정면도를 도 8에 나타낸다. 모니터 장치(22)는, 표시 수단(30)인 모니터 화면(26)과, 복수개의 푸시 버튼(27)을 구비한다. 복수개의 푸시 버튼(27) 중에, 작업 모드를 선택하기 위한 작업 모드 선택 버튼(27A)이 있다. 작업자는 이 작업 모드 선택 버튼(27A)을 사용하여 작업 모드의 선택을 행한다. 그리고, 입력 수단(40)은, 작업자의 조작에 의해 선택된 작업 모드를 목표값 결정 수단(51)에 통지한다.

본 실시예에서는, 후술하는 바와 같이, 작업 모드의 선택에 연동하여, 시간 연비 및 작업 연비의 각각의 목표값에, 선택된 작업 모드에 대응하는 목표값을 설정하여, 실측 연비와의 비교가 행해진다. 한편, 작업 모드에 의하지 않고 일정한 목표값을 설정하여 실측 연비와의 비교를 행할 수도 있다. 작업 모드에 연동하는지 여부는, 모니터 장치(22)에 미리 형성되어 있는 모드 연동/비연동 선택 버튼(27B)에 의해 선택된다. 그리고, 입력 수단(40)은, 모드 연동/비연동 선택 버튼 (27B)으로, 작업 모드 연동 또는 비연동의 어느 것이 선택되었는지를 목표값 결정 수단(51)에 통지한다.

기억 수단(52)에는, 연비의 목표 설정값이 기억되어 있다. 예를 들면, 기억 수단(52)에는, 도 9에 나타낸 바와 같은 테이블 T가 저장되어 있다. 이 테이블 T에는, 작업 모드 별도로, 시간 연비의 목표 설정값 L11~L31과, 작업 연비의 목표 설정값 L12~L32와, 모드 공통의 목표 설정값 L41, L42가 저장되어 있다. 이들 값은, 작업 관리자 등이 임의로 설정할 수 있다.

도 7로 돌아와 설명을 계속한다. 목표값 결정 수단(51)은, 입력 수단(40)으로부터의 통지를 받아, 연비 비교 수단(53)에 대하여 목표값의 선택을 지시한다. 예를 들면, 목표값 결정 수단(51)은, 입력 수단(40)으로부터 모드 연동/비연동 선택 버튼(27B)으로 작업 모드 비연동이 선택된 것의 통지를 받았을 때는, 그 취지를 연비 비교 수단(53)에 통지한다. 또, 모드 연동/비연동 선택 버튼(27B)으로 작업 모드 연동이 선택되어 있을 때는, 목표값 결정 수단(51)은, 작업 모드 선택 버튼(27A)으로 선택된 작업 모드를 엔진·펌프 제어 수단(50) 및 연비 비교 수단(53)에 통지한다.

엔진·펌프 제어 수단(50)은, 목표값 결정 수단(51)으로부터 작업 모드의 통지를 받으면, 그 통지된 작업 모드에 대응하는 작업률로 유압 셔블이 동작하도록 엔진 제어 및 펌프 제어를 행한다.

연비 비교 수단(53)은, 연산 수단(33)이 산출한 시간 연비 및 작업 연비 중 어느 한쪽, 또는 양쪽에 대하여, 각각의 실측값과 각각의 목표값을 비교한다. 여 기서, 연비 비교 수단(53)은, 비교에 사용하는 목표값을, 목표값 결정 수단(51)으로부터의 통지에 따라, 기억 수단(52)으로부터 선택하는 선택 수단으로서 기능한다. 예를 들면, 목표값 결정 수단(51)으로부터 작업 모드 비연동의 통지를 받았을 때는, 기억 장치(52)로부터 모드 공통의 목표값 L41, L42를 선택하여 취득하고, 연비 비교의 목표값으로 한다. 한편, 목표값 결정 수단(51)으로부터 작업 모드의 통지를 받았을 때는, 통지된 작업 모드에 대응하는 시간 연비 및 작업 연비의 목표 설정값을 기억 수단(52)으로부터 선택하여 취득하고, 연비 비교의 목표값으로 한다.

그리고, 비교한 결과, 실측값이 목표값을 상회하고 있을 때는, 연비 비교 수단(53)은, 표시 수단(30)에 그 비교 결과를 표시하도록 지시를 한다. 비교 결과의 표시 태양은 각종의 것이 가능하며, 예를 들면, 연비 개선을 촉구하도록 한 소정의 메시지를 출력하고, 작업자에게 경고를 해도 되고, 제1 실시예와 마찬가지로, 도 4에 나타낸 바와 같은 그래프를 표시 수단(30)에 표시해도 된다. 또한, 제1 실시예 와 마찬가지로, 표시 수단(30)에 표시하는 이외에 음성으로 출력하는 등, 다른 출력 수단에 의해 작업자에게 통지할 수도 있다.

다음에, 도 10에 나타낸 플로차트에 따라, 시간 연비 및 작업 연비의 비교를 행하기 위한 처리 스텝을 설명한다.

먼저, 작업자가, 입력 수단(40)의 모드 연동/비연동 선택 버튼(27B)을 조작하여, 연비의 목표값을 작업 모드에 연동시킬 것인지 여부를 선택한다. 작업 모드 결정 수단(51)이 입력 수단(40)으로부터 작업 모드 비연동이 선택된 것의 통지를 받으면 연비 비교 수단(53)에 그 취지를 통지하고, 연비 비교 수단(53)은, 기억 수단(52)을 참조하여 시간 연비 및 작업 연비의 모드 공통의 목표 설정값(L41, L42)을 선택한다(S11: No, S12).

한편, 작업 모드 결정 수단(51)이 입력 수단(40)으로부터 작업 모드 연동이 선택된 것의 통지를 받았을 때는(S11: Yes), 또한, 입력 수단(40)의 작업 모드 선택 버튼(27A)으로 선택된 모드의 통지를 받아들인다(S13). 작업 모드 결정 수단(51)은, 선택된 작업 모드를 연비 비교 수단(53)에 통지하고, 연비 비교 수단(53)은, 기억 수단(52)을 참조하여 작업 모드에 따른 시간 연비 및 작업 연비의 목표 설정값을 선택한다(S14). 이상으로 초기 설정이 종료한다.

그리고, 초기 설정 종료후, 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 연비용 검출 수단(31)이 계측한 소정 시간 내의 연료 소비량에 따라, 연산 수단(33)이 시간 연비를 산출한다(S15). 또, 연비용 검출 수단(31)이 계측한 소정 시간 내의 연료 소비량과 작업량용 검출 수단(32)에 따라, 연산 수단(33)이 작업 연비를 산출한다(S16).

연비 비교 수단(52)은, 스텝 S15 및 S16에서 산출한 시간 연비 및 작업 연비의 실측값과, 스텝 S11 또는 S14에서 선택된 각각의 목표값을 비교한다(S17). 그리고, 어느 한쪽 또는 양쪽의 실측값이 목표값을 넘고 있을 때는(S17: Yes), 표시 수단(30)에 연료 소비의 개선을 촉구하는 표시 등의 경고를 표시하게 한다(S18). 어느 실측값도 목표값 이하일 때는(S17: No), 스텝 S18을 스킵(skip)한다.

그리고, 스텝 S15로부터 스텝 S18까지의 처리를, 작업 종료까지 반복한다 (S19).

이로써, 시간 연비 및 작업 연비의 실측값과 비교되는 목표값에, 작업 모드에 따른 목표값을 설정할 수 있다. 작업 모드별의 목표값과 실측값을 비교함으로써, 작업자에 대하여 효율적인 연비 개선의 지도를 할 수 있다. 또, 작업 모드를 선택하는 것만으로, 이것에 연동하여 목표값의 설정을 할 수 있게 된다. 또한, 연비의 목표값의 설정을, 작업 모드와 연동시킬 것인지 여부도, 작업자가 자유롭게 선택할 수 있다.

이상으로 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들면, 모니터 장치(22)의 위치로서는, 오퍼레이터가 운전석(13)에 앉아 이 건설 기계를 주행시키거나 작업기(4)를 사용하여 작업하거나 한 경우에, 그 모니터 화면(26)의 관찰이 가능한 위치에 있는 것이 바람직하지만, 도 1의 위치에 한정되는 것은 아니다. 또, 모니터 표시할 때, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 그래프화하지 않고, 수치만을 표시해도 된다. 연료 소비의 개선을 촉구하는 표시로서, 모니터 표시하는 경우, 문자만이라도, 문자에 개선을 촉구하도록 한 그림을 표시해도, 이 그림만을 표시해도 된다. 또한, 연비의 계측으로서는, 소정 시간(예를 들면, 15분)마다 행해도, 항상 행해도 되고, 표시로서도, 소정 시간마다라도, 계측에 따라 항상 행하도록 해도 된다. 또, 시간 연비의 목표 설정값 및 작업 연비의 목표 설정값으로서는, 작업 관리자 등이 임의로 설정할 수 있다. 또한, 표시로서는, 시간 연비에 관해서만 표시하거나, 작업 연비에 관해서만 표시하거나 할 수 있고, 또, 시간 연비 및 작업 연비의 양자에 관해서 표시할 수 있는 것이라도 된다. 또한, 설정 수단(35)(도 3 참조) 등을 기계 외부에 설치하고, 효율이 양호한 운전 조작의 기준값으로 되는 설정값(시간 연비의 목표 설정값이나 작업 연비의 목표 설정값)을 상기 설정 수단(35)에 의해 설정하여, 그들의 목표 설정값을 예를 들면 위성통신 수단 등을 사용하여 건설 기계 측에 송신하도록 해도 되고, 또, 이 건설 기계의 작업량 등을 기계 외부에 있어서 연산하여, 이 연산값(실제의 작업량)나 이 연산값에 따라 산출한 작업 연비 등을, 상기 위성통신 수단 등을 사용하여 건설 기계 측에 송신하도록 해도 된다. 이와 같이, 각종의 데이터(정보)를 외부로부터 건설 기계에 송신하도록 하면, 건설 기계에 탑재하는 기기를 감소시킬 수 있으므로, 기계의 간소화를 도모할 수 있고, 또한 각종의 데이터(정보)의 기계 측에 송신하는 타이밍을 임의로 설정할 수 있어, 효율이 양호한 운전 조작을 행하지 않을 때 등에 있어서, 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 양호한 타이밍에 행할 수 있다. 그리고, 건설 기계로서는, 유압 셔블에 한정되지 않고, 크레인, 파쇄기 등의 각종의 것이 대상으로 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 건설 기계에 의하면, 오퍼레이터는, 실제의 연료 소비율을, 미리 설정된 연료 소비율에 근접시키는 운전을 행하도록 할 수 있다. 이로써, 연비 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 오퍼레이터는 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 검지할 수 있고, 연료 소비 개선을 위한 운전을 행하도록 할 수 있다.

또한, 모니터 화면으로부터의 시각에 의해, 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 주행 운전중이나 각종 작업중에 오퍼레이터는 알 수 있으므로, 주행시나 작업시(예를 들면, 작업기를 사용한 굴삭 시 등)에 있어서, 연비 향상을 도모하는 운전이나 조작을 행하도록 노력할 수 있어 에너지 절약화의 달성에 기여할 수 있다.

또한, 모니터 화면 등을 보는 일 없이, 전방창으로부터의 전방 확인 상태인채, 청각에 의해 상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 파악할 수 있고, 운전 조작에 집중할 수 있어, 안정된 조작 등을 행할 수 있다.

또한, 건설 기계의 작업 부하(예를 들면, 작업률)에 따라, 각각 상이한 연료 소비율의 목표값과 실측값을 비교할 수 있고, 보다 치밀하게 연비 향상으로 이어지도록 한 운전을 촉구할 수 있다.

또한, 건설 기계가 부하 목표값이 상이한 복수개의 작업 모드를 가질 때는, 작업 모드가 선택되면, 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율과 실측된 연료 소비율이 비교되게 된다.

Claims

연료 소비율을 계측하여, 계측된 연료 소비율과 설정된 연료 소비율의 차이를 알 수 있는 표시를 행하는 표시 수단(30)을 구비한 건설 기계.
제1항에 있어서,

상기 표시 수단(30)은 계측된 상기 연료 소비율이 상기 설정된 연료 소비율보다 클 때 연료 소비 개선을 촉구하는 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는 상기 건설 기계의 운전실(11)에 설치된 모니터 화면(26)의 모니터 표시에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,

상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는 상기 건설 기계의 운전실(11)에 설치된 음성 발생기에 의한 음성 표시인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제2항에 있어서,

상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는 상기 건설 기계의 운전실(11)에 설치된 음성 발생기에 의한 음성 표시인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제3항에 있어서,

상기 연료 소비 개선을 촉구하는 표시는 상기 건설 기계의 운전실(11)에 설치된 음성 발생기에 의한 음성 표시인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
연료 소비율을 계측하는 계측 수단(31, 32, 33)과,

상이한 작업 부하에 대응하여 미리 설정되어 있는 복수개의 목표 연료 소비율이 기억된 기억 수단(52)과,

작업 부하에 따른 목표 연료 소비율을 상기 기억 수단으로부터 선택하는 선택 수단(53)과,

상기 계측 수단에 의해 계측된 연료 소비율과 상기 선택 수단에 의해 선택된 목표 연료 소비율을 비교하는 비교 수단(53)과,

상기 비교 수단에 의한 비교 결과를 출력하는 출력 수단(30)

을 구비한 건설 기계.
제7항에 있어서,

각각 상이한 목표 부하값을 가지는, 선택 가능한 복수개의 작업 모드를 가지고, 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 부하값으로 작업 부하가 이루어지도록 상기 건설 기계의 동작 상태를 제어하는 제어 수단(50)을 추가로 구비하고,

상기 기억 수단에는 상기 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율이 저장되고,

상기 선택 수단은 상기 선택된 작업 모드에 대응하는 목표 연료 소비율을 선택하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.