WO2004072459A1

WO2004072459A1 - 建設機械のエンジン制御装置

Info

Publication number: WO2004072459A1
Application number: PCT/JP2004/000200
Authority: WO
Inventors: Yoshiki Kamon; Koichi Mitsugi
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2004-08-26
Also published as: CN1751175A; EP1596054A1; JP2004263575A; US20060212211A1

Abstract

リモコン弁(４)が操作されず、猶予時間が経過し、かつオペレータ用乗降口を開閉するゲートレバー(１０)が開かれたことを条件としてエンジン制御部(７)によってエンジン(１)を自動停止させる構成において、最新の過去複数回におけるゲートレバー開状態の時間の平均値を求め、この平均値をもとにして猶予時間を自動的に設定するようにした。

Description

明細書建設機械のエンジン制御装置技術分野

本発明はエンジンを自動停止させる機能を備えた建設機械のェンジン制御装置に関するものである。背景技術

従来、予め設定されたオートストップ条件（たとえばキャビンの乗降口を開閉するゲ一トレバーが開かれ、かつ、作業ァクチユエ一夕を操作するレバーが無操作であること）が成立したときにエンジンを自動停止させるォートストップ機能を備えた建設機械が特開 2 0 0 0— 9 6 6 2 7号公報ゃ特開 2 0 0 1 一 4 1 0 6 9号公報に記載されている。

また、ォ一トストツプ条件の成立と同時にエンジンを停止させると、たとえばオペレータが短時間の用足しや打ち合わせのために一時的に降車した場合でもエンジンが自動停止してしまい、その後の再始動操作が煩わしいといった不都合が生じるため、猶予時間を設け、ォートストツプ条件の成立と猶予時間の経過のアンド条件でエンジンを停止させる技術が提案されている。

この猶予時間は、オペレータが作業を再開するまでに要すると経験的に考えられる時間を目安とした固定値として定められている。

ところが、実際上、適正な猶予時間は、オペレータの個性や作業環境、またオペレータの交代等によって変化するため、猶予時間が長すぎて無駄なエンジン運転時間が長くなったり、逆に短かすぎて頻繁な再始動が必要となったりするという問題があった。

本発明は、オートストップ制御に用いられる猶予時間を、自動的にかつ適正に設定することができる建設機械のエンジン制御装置を提供するものである。発明の開示

上記問題を解決するため、本発明は次の構成を採用した。

本発明は、動力源としてのエンジンと、このエンジンの動力が不要な状態であることを検出する動力不要状態検出手段と、この動力不要状態検出手段によって動力不要状態が検出されかつ予め設定された猶予時間が経過したときに上記エンジンを自動停止させるエンジン制御手段とを備え、このエンジン制御手段は、上記動力不要状態が発生した度合いを示す動力不要度についての過去の実績に応じて、上記猶予時間を、実績としての動力不要度が高ければ短くする方向に自動設定するように構成されたものである。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の第 1実施形態を示すブロック構成図である。

図 2は同実施形態によるォ一トストツプ制御の内容を説明するためのフ口一チヤ一卜である。

図 3は同実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチヤ一卜である。

図 4は同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転/停止の関係を示すタイミングチヤ一トである。

図 5は本発明の第 2実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチヤ一トである。

図 6は同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転/停止の関係を示すタイミングチャートである。

図 7は本発明の第 3実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。

図 8は同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転停止の関係を示すタイミングチャートである。

図 9は本発明の第 4実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。，

図 1 0は同実施形態においてゲートレバーの開閉とエンジン回転ノ停止の関係を示すタイミングチャートである。図 1 1は本発明の第 5実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 2は本発明の第 6実施形態による猶予時間の自動設定作用を説明するためのフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

第 1実施形態（図 1〜図 3参照）

図 1 において、 1は動力源としてのエンジンで、このエンジン 1によって油圧ポンプ 2が駆動され、同ポンプ 2の吐出油が油圧ァクチュエータ回路 3に供給される。

4はリモコン弁（操作体）で、レバー 4 aを有する。このレバー 4 a の操作方向と操作量に応じたリモコン圧により、油圧ァクチユエ一夕回路 3中のコントロールバルブ（図示しない）が切換わり作動して、油圧シリンダゃ油圧モータ等の油圧ァクチユエ一夕の作動方向と速度が制御される。

コントローラ 5には、ガバナ制御部 6を介してエンジン 1の運転/ 停止を制御するエンジン制御手段としてのエンジン制御部 7 と、リモコン弁 4に設けられた圧力センサ 8 , 8からの信号によつてリモコン弁 4が操作されたか否か（操作状態）を検出する操作状態検出手段としての操作状態検出部 9 と、オペレータ用乗降口を開閉するゲ一トレバー 1 0が図中実線の閉状態から破線で示すように開かれたとき（ォペレ一夕の降車中）にオン（作動状態）となるゲートレバースィッチ 1 1からの信号によって乗降状態（ゲートレバ一の開閉状態）を検出する乗降状態検出手段としての乗降状態検出部 1 2 とが設けられている。なお、キャビンを持たないキヤノピ構造の機械において、上記ゲートレバーの代替手段を有する場合には、この代替手段が操作されたことによって乗降状態を検出することとなる。たとえば、操作レバーが設けられた操作レバ一ボックスが上げ下げ可能で、オペレータ着座時に下げられる構成をとる場合は、操作レバーボックスの上げ下げによつて乗降状態を検出する。

1 3はエンジン 1の始動ノ停止及び電源のオン/オフを制御するェンジンスイッチ、 1 4は次に説明するエンジン制御部 7による猶予時間設定機能を解除する解除スィツチ、 1 5はこの解除スィッチ 1 4によつて猶予時間設定機能が解除された状態でォペレ一夕によつて猶予時間の長短を手動設定するためのトリマである。

エンジン制御部 7によるォ一トストツプ制御の内容を図 2を併用して説明する。

制御開始とともに操作状態検出部 9からの信号に基づいてリモコン弁 4が無操作か否かが判断され（ステップ S 1 ) 、操作されている場合（ステップ S 1で N Oの場合）はエンジン動力が必要であるため次のステツプには移行しない。

一方、リモコン弁 4が操作されていない場合（操作状態検出部 9からの信号がない。ステップ S 1で Y E Sの場合）は、ステップ S 2で猶予時間 T 2が経過したか否か、ステップ S 3でゲ一トレバー 1 0が開かれたか否かがそれぞれ判断され、いずれも Y E Sのときにステツプ S 4でエンジン 1が自動停止する。

ここで、操作状態検出部 9 とゲートレバー 1 0は、エンジン 1の動力が不要な状態であるか否かを検出する。

また、エンジン制御部 7にはタイマ 1 6が設けられている。ェンジン 1の動力が不要な状態としての動力不要状態が発生するごとにこのタイマ 1 6により動力不要時間が計測されて図示しない記憶部に記憶される。

この記憶部に記憶された最新の過去複数回における動力不要時間の平均値に基づいて次の動力不要時におけるエンジン停止までの猶予時間 T 2が定められる。

この猶予時間 T 2の自動設定作用を図 3を併用して説明する。

まず、リモコン弁 4が無操作の状態で、ステップ S 1 1でゲートレパー 1 0が開かれたか否かが判断され、 Y E Sとなると、ステップ S 1 2でタイマカウント値 T 1がクリア（T 1 = 0 ) される。そして、ゲ一トレバー 1 0が閉じられるまで、つまりステップ S 1 3で Y E S になるまでの時間（動力不要時間） T 1が夕イマ 1 6によってカウントされる（ステップ S 1 4 ) 。次に、ステップ S 1 5で最新の過去 n回の動力不要時間 T 1が記憶されるとともに、ステップ S 1 6で、最新の過去 η回における動力不要時間 Τ 1の平均値 T Rが算出され、ステップ S 1 7〜 S 1 9において、この平均値 T Rに基づいて猶予時間 Τ 2が求められる。

すなわち、エンジン制御部 7には、予め、猶予時間について短時間側の基準値 S 1 (たとえば 3 0秒）と、長時間側の基準値 S 2 (たとえば 1 0分）が定められている。

これら両基準値 S l， S 2は、それぞれ動力不要時間が短い場合、及び長い場合の標準的な時間として経験的に考えられる値であり、作業環境等に応じて適宜設定される。

そして、ステップ S 1 7において平均値 T Rが基準値 S 2未満（T R < S 2 ) か否かが判断され、 N O ( T R≥ S 2 ) の場合は、過去の実績として動力不要時間が基準値 S 2以上の長時間であることになる。このことから、猶予時間が長すぎるので次回はエンジン 1 を早く停止させるべきとして、ステップ S 1 8で猶予時間 T 2が S 1 に設定される。

一方、ステップ S 1 7で Y E S ( T R < S 2 ) のときは、逆に、過去の実績として動力不要時間が基準値 S 2未満の短時間であることになる。このことから、猶予時間が短すぎるので次回はエンジン 1 を遅く停止させるべきとして、ステップ S 1 9で猶予時間 T 2が S 2に設定される。

こうして、図 2に示すォ一トストツプ制御のステツプ S 2で用いられる猶予時間 T 2が、最新の実績に基づいて設定され、かつ、更新される。

このように、エンジン制御部 7は、エンジン 1の動力不要状態が発生した過去の実績に応じて、動力不要状態が発生した度合い（動力不要度）が高ければ猶予時間 T 2を短くする方向に自動設定（調整）するように構成されている。ここでは、猶予時間 T 2を動力不要度の関数として算出し使用している。

図 4は上記のようにして設定された猶予時間 T 2によるエンジン回転 Z停止状況を示すもので、 T 2 = S 1の場合はゲ一卜レバー 1 0が開いて S 1後にエンジン停止し、 T 2 = S 2の場合はゲートレバー 1 0が開いて S 2後にエンジン停止する。

この結果、設定された猶予時間 T 2が、オペレータの個性や作業環境を色濃く反映した過不足のない適正値である可能性が高い。このため、図 4のようにゲートレバー開き時間 T 1が長い場合に早期にェンジン停止させて燃料節約等を図り、ゲートレバー開き時間 T 1が短ければエンジン停止まで長時間待つことでエンジン再始動の煩わしさをなくするという、猶予時間を持たせることの本来の目的を達成することができる。

とくに、平均値 T Rをもとにするため、機械の使用時間が長くなるほど、設定される猶予時間が実情に合ったものとなり、適正値としての精度が高まる。

第 2〜第 4実施形態（図 5〜図 1 0参照）

第 1実施形態との相違点のみを説明する。なお、以下の実施形態においては、見かけ上の構成が第 1実施形態（図 1 ) と同じであるため、いずれも構成は図 1 を援用するものとして図示省略し、フローチヤ一ト及びゲートレバー開閉とエンジン回転/停止のタイミングチヤ一トのみを示している。

第 2実施形態においては、図 5に示すように、第 1実施形態における図 3のステップ S 1 1〜S 1 7 と同じ内容であるステップ S 2 1〜 S 2 7を踏む。ステップ S 2 7で T R<S 2でないとき（ステップ S 2 7で NOの場合）はステツプ S 2 8で T 2 == S 1に設定されるが、 TRく S 2のときに、ステップ S 2 9で、 TRに予め設定したマージン（たとえば 1分） Tmが加算されて T 2が設定される。

この設定によるゲートレバ一開閉とエンジン回転/停止の状況は図 6に示すようになる。

第 3実施形態においては、図 7に示すように、第 1実施形態における図 3のステップ S 1 1〜S 1 5 と同じ内容であるステップ S 3 1〜 S 3 5の後、ステップ S 3 6で、過去 n回のゲートレバー開き時間 T 1 ( 1 ) 〜T 1 (η) 中に基準値 S 2未満のものが 1回でもあるか否かを判断する。 1回も無い場合はステップ S 3 7で T 2 = S 1に、 1 回でもある場合はステップ S 3 8で T 2 = S 2にそれぞれ設定される。この結果を図 8に示す。

第 4実施形態においては、図 9に示すように、第 1実施形態における図 3のステップ S 1 1〜ステップ S 1 4と同じ内容であるステップ S 4 1〜 S 44の後、ステップ S 4 5でゲートレバー開き時間 T 1 と長時間側基準値 S 2とを比較する。

ここで、 T 1く S 2でない場合（ステツプ S 4 5で NOの場合）はステツプ S 4 6で猶予時間の目標値 T 2 rを S 1に、 T 1 <S 2の場合はステツプ S 4 7で目標値 T 2 r を S 2にそれぞれ設定する。次に、この目標値 T 2 rに向けて猶予時間 T 2を最大 Vm (たとえば 1 0秒 ) ずつ変化させる。

この結果、図 1 0に示すように猶予時間 T 2が S 1 と S 2の間で目標値 T 2 rに向かって徐々に変化する。

これら第 2〜第 4各実施形態によっても、基本的に第 1実施形態の場合と同様に、ゲ一トレバー開き時間 T 1が基準値よりも短ければェンジン停止を遅くし、長ければエンジン停止を早くして、エンジン 1 の無駄な運転と不必要な停止を回避することができる。

第 5、第 6実施形態（図 1 1 , 1 2参照）

第 5実施形態においては、図 1 1 に示すように、ゲートレバー開き後、最新の過去 X時間内でゲートレバー 1 0が開かれた回数 N (動力不要状態となった頻度）が算出され（ステップ S 5 1 , S 5 2 ) 、ステツプ S 5 3でこの算出回数 Nと、予め定められた基準値 Wとが比較される。

上記基準値 Wは、 X時間内での標準的なレバー開き回数として経験的に考えられる値であり、 N≤Wの場合は、低頻度であるからェンジン 1 を早く停止させるべきとしてステップ S 5 4で T 2 == S 1に、一方、 N>Wの場合は、高頻度であるからエンジン 1 を遅く停止させるべきとしてステップ S 5 5で T 2 = S 2にそれぞれ設定される。

一方、第 6実施形態においては、図 1 2に示すように、ゲートレバ一開き後、最新の過去 X時間内でゲ一トレバ一開き回数 Nが算出され (ステップ S 6 1， S 6 2 ) 、ステップ S 6 3で、この算出回数 Nが 0200

所定値よりも多ければ T 2を長くする方向の Nの関数として猶予時間 T 2が求められる。

この第 5及び第 6両実施形態によっても、第 1〜第 4画実施形態と同様に、過去の実績に基づいて猶予時間 T 2を設定するため、この猶予時間 T 2がオペレータの個性や作業環境に適合した値となる。

他の実施形態

( 1 ) 第 1及び第 2両実施形態のバリエーションとして、最新の過去 n回のゲートレバー開き時間 T 1のうち、最大値と最小値を除外し、残りの数値から平均値 T Rを求めるようにしてもよい。

( 2 ) 第 1及び第 2両実施形態の他のバリエーションとして、最新の過去 n回のゲートレバ一開き時間 Tの平均値 T Rの関数として猶予時間 T 2を求めるようにしてもよい。

( 3 ) 上記各実施形態では、動力不要状態のデ一夕としてゲートレバ一開き時間 T 1、または単位時間当たりの開き回数 Nを用いるようにしたが、他のデータ（たとえばリモコン弁 4が操作されなかった時間または回数）を用いてもよい。産業上の利用可能性

上記のように本発明によると、オペレータの好みや作業環境が反映する動力不要度の過去の実績に基づいて猶予時間を割り出し、自動設定する構成としたから、この猶予時間として固定値を用いる公知技術と比較して、常に、オペレー夕の好みや作業環境に適合した過不足のない適正な猶予時間を設定し、無駄なエンジン運転と頻繁なエンジン再始動の煩わしさを最小限に抑えることが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 動力源としてのエンジンと、このエンジンの動力が不要な状態であることを検出する動力不要状態検出手段と、この動力不要状態検出手段によって動力不要状態が検出されかつ予め設定された猶予時間が経過したときに上記エンジンを自動停止させるエンジン制御手段とを備え、このエンジン制御手段は、上記動力不要状態が発生した度合いを示す動力不要度についての過去の実績に応じて、上記猶予時間を、実績としての動力不要度が高ければ短くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

2 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間を、動力不要度の関数として算出するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

3 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の平均値 T Rに応じて、猶予時間を、平均値 T Rが長ければ猶予時間を短くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

4 . 請求項 3記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値 S 1 と長時間側の基準値 S 2 とを予め設定し、平均値 T Rと長時間側の基準値 S 2 との関係において T R < S 2のときに猶予時間を基準値 S 2に、 T R ≥ S 2のときに猶予時間を基準値 S 1にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

5 . 請求項 3記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値 S 1 と長時間側の基準値 S 2 とを予め設定し、平均値 T R < S 2のときは猶予時間を平均値 T Rに所定のマージン T mを加えた値に、丁 R≥ S 2のときは基準値 S 1にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

6 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値 S 1 と長時間側の基準値 S 2 とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、最新の過去複数回における動力不要時間の中に基準値 S 2未満のものがあるときは猶予時間を基準値 S 2に、上記動力不要度の中に基準値 S 2未満のものがないときは基準値 S 1にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のェンジン制御装置。

7 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値 S 1 と長時間側の基準値 S 2 とを予め設定する一方、動力不要状態の発生ごとに動力不要時間を計測し、直前の動力不要時間が基準値 S 2未満のときは猶予時間の目標値 T 2 rを基準値 S 2に、上記直前の動力不要時間が基準値 S 2未満でないときは上記目標値 T 2 r を基準値 S 1 にそれぞれ設定し、次回の猶予時間をこの目標値 T 2 r に向けて変化させるように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

8 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、最新の過去における単位時間当たりの動力不要状態の回数を計測し、この計測回数に応じて、猶予時間を、計測回数が多ければ長くする方向に自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

9 . 請求項 8記載の建設機械のエンジン制御装置において、ェンジン制御手段は、猶予時間についての短時間側の基準値 S 1 と長時間側の基準値 S 2、それに単位時間当たりの動力不要状態の回数についての基準値 Wとを予め設定し、計測回数 N < Wのときに猶予時間を基準値 S 1に、計測回数 N≥Wのときに猶予時間を基準値 S 2にそれぞれ自動設定するように構成されたことを特徴とする建設機械のェンジン制御装置。

1 0 . 請求項 1記載の建設機械のエンジン制御装置において、動力不要状態検出手段は、オペレータ用乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたことを動力不要状態として検出するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。

1 1 . 動力源としてのエンジンと、オペレータ用乗降口を開閉するゲートレバ一と、このゲ一トレバーからの信号によつてゲー卜レバ一の開閉状態を検出する乗降状態検出手段と、操作体が操作されたか否かを検出する操作状態検出手段と、この操作状態検出手段によって操作体の無操作状態が検出され、上記乗降状態検出手段によってゲートレバーが閉じられた状態が検出され、かつ予め設定された猶予時間を超過したときにエンジンを自動停止させるエンジン制御手段とを備え、このエンジン制御手段は、操作体の無操作状態が発生した度合いに応じて猶予時間を調整するように構成されたことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。