WO2020195031A1 - 建設機械 - Google Patents

Abstract

原動機の始動時に車体周囲に注意を喚起させるとともに、オペレータに原動機始動前の車体周囲の確認を確実に行わせることができる建設機械を提供する。そのため、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３は、ホーンスイッチ２１が操作されていない状態でキースイッチ１２が操作されたときはエンジン１８の始動を禁止し、ホーンスイッチ２１の操作が終了した後第１の設定時間T1が経過するまでの間においても、キースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を禁止し、第１の設定時間T1が経過した後第２の設定時間T2が経過するまでの間はキースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を許可し、第２の設定時間T2が経過するまでの間にエンジン１８が始動されなかったときは、キースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を再び禁止する。

Description

建設機械

　本発明は、エンジン等の原動機の始動時に車体周囲に注意を喚起させるための警報発生装置を備えた建設機械に関する。

　一般的に、建設機械の代表例である油圧ショベルの取扱い説明書には、エンジン始動時には、周囲に人がいないか確認し、警報発生装置であるホーンを鳴らしてから始動するという記載がある。

　特許文献１には、警報発生手段（ホーン）による警報の発生が無い場合はエンジン始動禁止とし、警報の発生があった場合に警報の発生が第一設定時間以上継続したときに、エンジンの始動を許容し、かつ第一設定時間の経過後の第二設定時間の間のみにエンジン始動の許容を制限するようにした建設機械が記載されている。

特開５６３７５５４号公報

　特許文献１に記載されている建設機械においては、警報発生手段（ホーン）による警報発生がされた場合にのみ、第二設定時間の間においてエンジン始動が許容されるため、エンジン始動前に車体周囲の作業者に対してエンジン始動を知らせることができると考えられる。

　しかし、特許文献１においては、オペレータに違和感を与えないことを優先し、ホーンを鳴らしたあとにエンジンがすぐに始動できるべきという前提で、第一設定時間以上の警報発生後は直ちにエンジンの始動を可能としている。そのためオペレータによっては、車体周囲の確認を十分に行う前にエンジンを始動してしまう可能性がある。

　オペレータに原動機の始動前に車体周囲の確認を行わせる課題は、原動機としてエンジンの代わりに電動モータを搭載する電動油圧ショベルにおいても同様に存在する。

　本発明はそのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、原動機の始動時に車体周囲に注意を喚起させるとともに、オペレータに原動機始動前の車体周囲の確認を確実に行わせることができる建設機械を提供することである。

　このような課題を解決するため、本発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプを含む油圧駆動装置と、前記原動機を始動させる始動操作装置を含む原動機始動装置と、警報発生装置と、前記警報発生装置を作動させる警報操作装置と、コントローラとを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記警報操作装置が操作されていない状態で前記始動操作装置が操作されたときは前記原動機の始動を禁止し、前記警報操作装置の操作が終了した後、第１設定時間が経過するまでの間においても、前記始動操作装置が操作されたときの前記原動機の始動を禁止し、前記第１設定時間が経過した後、第２設定時間が経過するまでの間は前記始動操作装置が操作されたときの前記原動機の始動を許可し、前記第２設定時間が経過するまでの間に前記原動機が始動されなかったときは、前記原動機の始動を禁止するものとする。

　このように警報操作装置が操作されていない状態で始動操作装置が操作されたときは原動機の始動を禁止することにより、原動機を始動するためにオペレータは警報発生装置を作動させなければならないため、原動機の始動時に原動機が始動することを確実に車体周囲に知らせ、車体周囲に注意を喚起させることができる。また、警報操作装置の操作が終了した後第１設定時間が経過するまでの間においても、始動操作装置が操作されたときの原動機の始動を禁止し、第１設定時間が経過した後第２設定時間が経過するまでの間は始動操作装置が操作されたときの原動機の始動を許可することにより、オペレータに原動機始動前の車体周囲の確認を確実に行わせることができる。

　本発明によれば、原動機の始動時に車体周囲に注意を喚起させるとともに、オペレータに原動機始動前の車体周囲の確認を確実に行わせることができる。

本発明の一実施形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの外観を示す図である。 本発明の一実施形態に係わるエンジン始動装置を含む制御システムの回路構成を示す図である。 メインコントローラのエンジン始動制御部が実行する制御の流れの全体を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるエンジン始動制御のサブルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるエンジン始動制御のサブルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 本発明の第１および第２の実施形態におけるモニタを示す図である。 本発明の第１および第２の実施形態におけるモニタの報知情報表示部に表示される報知内容を示す図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に従い説明する。

　～構成～
　（油圧ショベル）
　図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの外観を示す図である。

　図１において、油圧ショベル（建設機械）は、クローラ式の下部走行体１と、下部走行体１に対して旋回可能に設けられた上部旋回体２と、上部旋回体２の前部に上下動可能に取り付けられたフロント作業機３とを備えて構成されている。

　下部走行体１には左右一対の走行用油圧モータ（図示せず）が配置され、この走行用油圧モータおよびその減速機構等により左右のクローラが独立して回転駆動され、前方または後方に走行する。

　上部旋回体２には、油圧ショベルの各種操作を行う操作レバー装置やオペレータが着席する運転席等が配置された運転室４、エンジン等の原動機、エンジンによる駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプから吐出された圧油による駆動される旋回モータ（図示せず）などの油圧機器が備えられており、上部旋回体２は旋回モータにより下部走行体１に対して右方向または左方向に旋回される。運転室４内には、オペレータが油圧ショベル（建設機械）の状況を確認できるように各種の計器類や機体情報が表示されるモニタ２６（表示装置、図２参照）が配置されている。

　フロント作業機３は、ブーム３ａ、アーム３ｂおよびバケット３ｃから構成されており、ブーム３ａはブームシリンダ３ｄにより上下動され、アーム３ｂはアームシリンダ３ｅによりダンプ側（開く側）またはクラウド側（掻き込む側）に操作され、バケット３ｃはバケットシリンダ３ｆによりダンプ側またはクラウド側に操作される。ブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅおよびバケットシリンダ３ｆも、旋回モータと同様、上記油圧ポンプから吐出された圧油による駆動される。これら油圧ポンプ、旋回モータ、ブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅおよびバケットシリンダ３ｆは図示しない方向切換弁とともに油圧ポンプを含む油圧駆動装置を構成している。

　（制御システム）
　図２は、本発明の一実施形態に係わるエンジン始動装置を含む制御システムの回路構成を示す図である。

　図２において、本実施形態に係る油圧ショベルは、各種電気部品を駆動するための電源として24Vの鉛蓄電池であるバッテリ１１（電源）を搭載しており、バッテリ１１は、キースイッチ１２（始動操作装置）、ホーンリレー１３、スタータリレー１４、グローリレー１５に電気的に接続されている。

　キースイッチ１２はロータリ式のキーシリンダであり、オペレータがキーを差し込んで回すことで、キースイッチ１２をOFF位置、ACC位置、ON位置、START位置に切り替えることができる。図２では、それら各位置におけるキースイッチ１２内の端子接続を示しており、例えばキースイッチ１２がON位置に操作されたときには端子１，２，３が導通するが、端子４はどこにも接続しない。START位置以外の位置は、オペレータがキーから手を離してもその位置が保持されるが、START位置についは、オペレータがキーから手を離すとON位置に自動で戻るような構造となっている。

　キースイッチ１２がON位置に操作されると、バッテリ１１が、キースイッチ１２内を経由して、スタータカットリレー１６にも電気的に接続される。また、バッテリ１１は、スタータカットリレー１６のコイルを通ってエンジンコントローラ（ECU）１７にも電気的に接続される。

　エンジンコントローラ１７はエンジン１８とも電気的に接続されており、エンジン１８からの各種センサ信号を受信し状態を監視すると同時に、エンジン１８の燃料噴射装置を駆動することでエンジン１８の回転数やトルクを制御する。

　エンジン１８を始動するためにキースイッチ１２をSTART位置に操作すると、エンジンコントローラ１７にバッテリ１１からの24V信号が投入され、これによりエンジンコントローラ１７はエンジン始動操作がされたことを検知することができる。また、エンジンコントローラ１７によってON/OFFが切り替えられるスタータカットリレー１６がエンジンコントローラ１７に電気的に接続されており、スタータカットリレー１６がOFF（非励磁）の場合、スタータカットリレー１６の端子１６ｂを通ってスタータリレー１４に電流が流れ、スタータリレー１４をONにすることでスタータモータ１９にも電流が流れる。その結果、スタータモータ１９はエンジン１８に接続されると同時に回転し、エンジン１８を起動する。

　エンジン１８の回転数はパルスセンサ２０の信号に基づいてエンジンコントローラ１７において演算され、エンジン回転数が燃料噴射開始の閾値を超えると、エンジンコントローラ１７はエンジン１８の燃料噴射装置を駆動し、エンジン回転数を目標回転数まで増加させる。エンジン回転数が始動閾値以上（例えば600rpm以上）になると、エンジンコントローラ１７はエンジン１８が始動したと判定する。

　エンジン１８が始動したと判定すると、エンジンコントローラ１７はスタータカットリレー１６のコイル側の端子をエンジンコントローラ１７内でGNDに接続することで、スタータカットリレー１６をON（励磁）する。その結果、スタータカットリレー１６は端子１６ａに切り替わり、それによりスタータリレー１４のコイルに電流が流れなくなることでスタータリレー１４もOFFになり、スタータモータ１９はエンジンと非接続となると同時に回転が停止する。

　この作動によって、仮にオペレータがキースイッチ１２をSTART位置に入れ続けたとしても、エンジン始動後は自動でスタータモータ１９がエンジン１８から外れて回転を停止させるため、スタータモータ１９がエンジン１８によって回され続けることが無く、故障を防止することができる。また、エンジン駆動中にオペレータがキースイッチ１２をSTART位置に操作してしまったとしても、スタータモータ１９が起動することはないため、回転しているエンジン１８にスタータモータ１９が接続されてしまうということも無く、故障を防止することができる。

　続いて、油圧ショベルの周囲にいる者に注意を喚起させるための警報を発する警報発生装置としてのホーン２４の作動について説明する。

　油圧ショベルの運転室４内に配置された操作レバーのグリップ先端には、警報操作装置としてのホーンスイッチ２１が備えられている。オペレータがホーンスイッチ２１を押すと、ホーンスイッチ２１内の接点がつながり、ホーンリレー１３をONにする。それによってホーン２４に電流が流れ、ホーン２４が吹鳴することで周囲の作業者に注意を促すことができる。

　油圧ショベルには、車体全体の電子機器の制御を行うメインコントローラ２２（コントローラ）が搭載されている。

　ホーンスイッチ２１は信号ラインを介してメインコントローラ２２に電気的に接続されており、メインコントローラ２２はホーンスイッチ２１が押されることで信号ラインがGND接続となることを検知して、ホーンスイッチ２１のON/OFF状態を判定する。

　メインコントローラ２２は、その制御機能の一部として、本発明の特徴であるエンジン始動制御部２３を実装している。

　また、油圧ショベルには、オペレータに対して車体の状態や計器類の情報（冷却水温や燃料残量）、周囲監視カメラの映像を表示するためにモニタ２６が搭載されている。また、油圧ショベルには、モニタ２６の表示内容を変更したり、エンジン回転数を手動変更したり、エアコンやラジオの設定を変更するための操作装置としてのスイッチボックス２７も搭載されている。更に、モニタ２６の表示およびスイッチボックス２７からの入力信号処理を行うための制御コントローラとしてモニタコントローラ２５が搭載されている。

　エンジンコントローラ１７、メインコントローラ２２、およびモニタコントローラ２５には図示していないが24Vの電源が供給されており、キースイッチ１２がON位置に操作されたときにそれぞれ起動処理としての初期設定（スタートアップ）を行う。

　また、コントローラ１７，２２，２５は、それぞれ互いにCAN通信によって接続されており、互いに他のコントローラの入出力状態を知ることが可能となっている。

　また、コントローラ１７，２２，２５は、他のコントローラに対して、例えばリレーの駆動要求を出すことで、他のコントローラに接続されているリレーであっても間接的に制御可能となっている。例えば、メインコントローラ２２がスタータカットリレー１６のON/OFF指令を出すことで、エンジンコントローラ１７がその指令を受け取り、スタータカットリレー１６のON/OFFを切り替えることができる。また、メインコントローラ２２がモニタ２６の報知情報を生成することで、モニタコントローラ２５は、その報知情報を受け取り、モニタ２６にその報知情報を表示させることができる。

　続いて、低温時のエンジン始動に関わるシステム構成について説明する。

　エンジンコントローラ１７には、エンジン１８内の冷却水の温度を計測している水温センサ２８と、エンジン１８の吸入空気の温度を計測している吸気温センサ２９も接続されており、これらの温度情報を使って、エンジンが低温状態なのかを判定する。

　エンジン１８が低温状態にありエンジン１８が冷えている状態では、エンジン始動のために燃料を噴射しても熱がエンジン１８の本体に吸収されて燃焼エネルギーが十分にエンジン１８の回転トルクに変換されないためエンジン１８の始動性（エンジン１８のかかり）が悪い。

　そのため、エンジン１８内にグロープラグ３０（グロー装置）が挿入されており、低温状態でのエンジン１８の始動のため、エンジンコントローラ１７はグローリレー１５をONにすることでグロープラグ３０に電流を温度状態に応じた時間だけ流す。グロープラグ３０は、電流が流れることで発熱するようになっており、これによってエンジン１８の燃焼室を暖めることで、エンジン１８の始動性を高めることができる。

　エンジンコントローラ１７が、エンジン１８の始動性が高まったと判定したら（もしくは始動性が高まると考えられるあらかじめ設定している時間だけグロープラグ３０に電流を流したら）、エンジンコントローラ１７はグローリレー１５をOFFにする。グロー（エンジン予熱）によってエンジン１８の始動性が高まっている状態でスタータモータ１９を駆動してエンジン１８を始動させることで、低温時のエンジン１８の始動性が向上される。

　グロー（エンジン予熱）がされているという状態や予熱によってエンジン１８の始動性が高まった状態（エンジン１８をスタートさせる適切なタイミング）は、状態情報としてCAN通信によってエンジンコントローラ１７からメインコントローラ２２およびモニタコントローラ２５に送られる。モニタコントローラ２５は、受信したグローの状態情報に応じて、その情報をオペレータが認識できるようにモニタ２６に表示する。

　本明細書では、便宜上、グロー（エンジン予熱）が実行されていてまだエンジン１８の始動性が高まっていない状態をグローON、グローによってエンジン１８の始動性が高まって、エンジン１８を始動してもよいとエンジンコントローラ１７が判断した状態をグローOFFとして扱うこととする。

　このように構成した制御システムにおいて、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３（コントローラ）は、ホーンスイッチ２１（警報操作装置）が操作されていない状態でキースイッチ１２（始動操作装置）が操作されたときはエンジン１８（原動機）の始動を禁止し、ホーンスイッチ２１の操作が終了した後、第１の設定時間T1が経過するまでの間においても、キースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を禁止し、第１の設定時間T1が経過した後、第２の設定時間T2が経過するまでの間はキースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を許可し、第２の設定時間T2が経過するまでの間にエンジン１８が始動されなかったときは、キースイッチ１２が操作されたときのエンジン１８の始動を再び禁止する。

　また、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３（コントローラ）は、エンジン１８が始動されなかったかどうかをエンジン１８の回転数が所定回転数以上になったかどうかによって判定し、エンジン１８が始動されずに第２の設定時間T2が経過したときに、キースイッチ１２が操作されていたときはエンジン１８の始動を許可する。

　更に、上述したように油圧ショベルは、運転室４内に配置されたモニタ２６（表示装置）を更に備え、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３（コントローラ）は、エンジン１８の始動を禁止する状態にあることおよびエンジン１８の始動を許可する状態にあることを報知情報としてモニタ２６に表示させる。

　このようなメインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３が実行する処理内容の詳細を、図３および図４を用いて説明する。図３は、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３が実行する制御の流れの全体を示すフローチャートである。

　キースイッチ１２がON位置に操作されることによって図２に示す制御システムが起動されると、エンジン始動制御部２３は必要なデータの初期設定を行う（ステップＳ１）。本実施形態では、ここでスタータカットリレー１６をONにすることで初期状態としてエンジン１８の始動を禁止する。

　続いてエンジン始動制御部２３は、エンジン回転数が始動閾値以上（例えば600rpm以上）かどうかによってエンジン１８が駆動しているかどうかを判定する（ステップＳ２）。エンジン１８が駆動していると判定すると、車体駆動時の各種制御を行うサブルーチン（ステップＳ３）に入る。エンジン１８が駆動していないと判定すると、エンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）に入る。

　以降、制御システムの動作が終了するまで、ステップＳ２～Ｓ４の処理が繰り返し実行される。

　（第１の実施形態の制御フロー）
　図４は、本発明の第１の実施形態におけるエンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）の処理内容を示すフローチャートである。

　スタータカットリレー１６は初期設定（ステップＳ１）の時点でONになっているため、エンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）の処理が開始された時点ではスタータモータ１９を駆動させることはできず、エンジン１８は始動禁止状態になっている。

　エンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）が開始されると、エンジン始動制御部２３は、まず始動禁止状態の報知として、モニタ２６にエンジン１８が始動禁止状態であることを示す内容を表示させる（ステップＳ５）。

　次に、エンジン始動制御部２３は、ホーンスイッチ２１がONからOFFに変化したかどうかを判定する（ステップＳ６）。ホーンスイッチ２１がONからOFFになっていない状態（ホーンスイッチ２１が押されていない、もしくはホーンスイッチ２１が押されている状態）では、ステップＳ６を繰り返し実行することで、エンジン始動禁止を維持したまま待機している。ホーンスイッチ２１がONからOFFになったら（ホーンスイッチ２１が押されている状態から開放れたら）、第１カウント時間t1のカウントを開始する（ステップＳ７）。

　ホーンスイッチ２１のONからOFFへの変化を判定基準とすることで、必ずホーン２４が鳴り終わってから第１カウント時間t1のカウントを開始することができ、オペレータや始動時の状況によって変わるホーン吹鳴時間の違いの影響を受けずに第１カウント時間t1のカウントを開始することができる。

　第１カウント時間t1のカウントが開始されたら、エンジン始動制御部２３は、モニタ２６への状態報知の内容を更新し（ステップＳ８）、第１カウント時間t1が第１設定時間T1（例えば5秒）以上になったかどうかを判定する（ステップＳ９）。第１カウント時間t1が第１設定時間T1未満であれば、ステップＳ８に戻り、モニタ２６への状態報知の内容を更新しながら、エンジン始動禁止の状態を維持する。第１カウント時間t1が第１設定時間T1以上になる（第１設定時間T1に到達する）と、第１カウント時間t1のカウントを停止し、第１カウント時間t1をリセットする（ステップＳ１０）。

　第１カウント時間t1に応じてモニタ２６の表示内容を変えることで、あとどれくらいの時間待てばエンジン１８が始動できるのかをオペレータが目視確認できるため、オペレータはあわてることなく周囲の安全確認を行うことができる。

　続いてエンジン始動制御部２３は、スタータカットリレー１６をOFFにする（ステップＳ１１）。この時点で、オペレータがキースイッチ１２をSTART位置に操作することでエンジン１８始動が可能となるため、モニタ２６への状態報知の内容を、始動許可状態を報知するものに変更する（ステップＳ１２）。

　続いてエンジン始動制御部２３は、第２カウント時間t2のカウントを開始し（ステップＳ１３）、モニタ２６への状態報知の内容を第２カウント時間t2に応じて更新する（ステップＳ１４）。

　第２カウント時間t2に応じて表示内容を変えることで、あとどれくらいの時間でエンジン１８が再び始動禁止になるのかをオペレータが目視確認できるため、オペレータはあわてることなく周囲の安全確認を行うことができ、また、安全確認後の速やかなエンジン１８の始動をサポートすることができる。

　続いてエンジン始動制御部２３は、エンジン回転数が始動閾値以上（例えば600rpm以上）かどうかによってエンジン１８が始動したかどうかを判定する（ステップＳ１５）。

　エンジン１８が始動していない場合、エンジン始動制御部２３は第２カウント時間t2が第２設定時間T2（例えば5秒）以上になったかどうかを判定する（ステップＳ１６）。第２設定時間T2未満であれば、ステップＳ１４に戻り、エンジン始動制御部２３はモニタ２６への状態報知の内容を更新しながら、エンジン始動許可（始動待ち）の状態を維持する。

　このループの中で、第２設定時間T2未満の間でエンジン１８が始動した場合、エンジン１８始動後の各種制御（ステップＳ３）に移行するために、エンジン始動制御部２３はモニタ２６に表示していたエンジン始動許可の状態報知を停止させる（表示を消す）（ステップＳ２１）。

　その後エンジン始動制御部２３は、第２カウント時間t2のカウントを停止し、第２カウント時間t2をリセットし（ステップＳ１９）、スタータカットリレー１６をONにし（ステップＳ２０）、エンジン始動制御部２３のステップＳ２に戻る。

　エンジン駆動状態になっていれば、各種制御（ステップＳ３）に移行しつつ、スタータカットリレー１６がONになっているので、エンジン１８始動後のスタータモータ１９の自動停止および、エンジン１８駆動中のスタータモータ１９の飛び込み防止機能も働いている状態となる。

　また、エンジン始動制御部２３は、判定処理ステップＳ１５の別ルートとして、処理ステップＳ１５のエンジン１８の始動判定の結果がエンジン１８始動していないまま、処理ステップＳ１６の第２カウント時間t2が第２設定時間T2以上になったとき、更にキースイッチ１２がSTART位置かどうかを判定する（ステップＳ１７）。

　例えば、第２設定時間T2を5秒として、第２カウント時間t2のカウントが4.5秒のときにキースイッチ１２をSTART位置に操作していた場合、スタータモータ１９は回転を始めて、エンジン１８を始動させようとする。この状態になっていれば、第２カウント時間t2が第２設定時間T2以上になっていてもエンジン１８を始動許可状態のままに維持して、エンジン１８の始動を待った方が良い。このステップＳ１７を行わない場合は、スタータモータ１９は回転しているがエンジン回転数が始動閾値未満（例えば600rpm未満）でエンジン１８はまだ始動していないという状態で、スタータカットリレー１６がONにされてエンジン１８始動禁止状態になってしまうことが想定され、オペレータの自然な操作性を損なうおそれがある。

　第２カウント時間t2が第２設定時間T2以上になったときにキースイッチ１２がSTART位置になかった場合（ステップＳ１７）、周囲の作業者に注意を促すためのホーン吹鳴から時間が空きすぎてしまったと見なし、再び安全確認（ホーン吹鳴）後のエンジン１８の始動とするために、エンジン始動制御部２３は、モニタ２６に始動禁止状態になっている（初期状態に戻った）ことの報知表示を行い（ステップＳ１８）、第２カウント時間t2のカウントを停止し、第２カウント時間t2をリセットし（ステップＳ１９）、スタータカットリレー１６をONにする（ステップＳ２０）ことで、スタータモータ１９を駆動できないようにして、再びエンジン１８始動を禁止状態にする。

　その後、図３に示されるエンジン駆動判定（ステップＳ２）に戻ることで、エンジン始動制御（ステップＳ４）の最初にもどり、ホーン吹鳴待ちの始動禁止状態に戻る。

　（第１の実施形態の効果）
　このように第１の実施形態を構成することで、以下のような効果を得ることができる。

　１．エンジン１８を始動するためにオペレータはホーン２４（警報発生装置）を吹鳴させなければならないため、エンジン１８の始動時にエンジン１８が始動することを確実に車体周囲に知らせ、車体周囲に注意を喚起させることができる。

　２．ホーン２４の吹鳴を停止した後においても第１設定時間T1の間はエンジン１８が始動できないため、オペレータがエンジン１８の始動前の周囲確認を行うための時間的余裕を与え、エンジン始動前の車体周囲の確認を確実に行わせることができる。

　３．ホーン２４の吹鳴を停止した後においても第１設定時間T1の間はエンジン１８が始動できないため、車体周囲の作業者に対してエンジン１８の始動前に退避する時間的余裕を与えることができる。

　４．第１カウント時間t1のカウント開始をホーンスイッチ２１がONからOFFになったときに設定したため、必ずホーン２４が鳴り終わってから第１カウント時間t1のカウントを開始させることができ、オペレータや始動時の状況によって変わるホーン吹鳴時間の違いの影響を受けずに第１カウント時間t1のカウントを開始することができる。

　５．第２カウント時間t2が第２設定時間T2以上になったとしても、そのときにキースイッチ１２がSTART位置に操作されている場合は、エンジン１８の始動許可の状態を維持するため、オペレータがエンジン１８の始動操作をしている途中でスタータモータ１９が停止することが防止され、オペレータの自然な操作性を維持することができる。

　６．第２設定時間T2が経過するまでの間にエンジン１８が始動されなかったときは、キースイッチ１２が操作されたときのエンジンの始動を再び禁止し、第２設定時間T2の経過後は再び初期状態に戻るため、エンジン１８を始動するためにオペレータは再度ホーン２４による注意喚起を実行する必要があり、この点でもホーンスイッチ２１の操作なしにエンジンが始動可能となることを確実に防止することができる。

　（第２の実施形態の制御フロー）
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における制御システムの構成は図２に示した第１の実施形態と同じである。また、第２の実施形態におけるエンジン始動制御部２３の処理の基本的な部分は図３および図４に示した第１の実施形態と同じであるので、異なる部分のみについて説明する。

　上述したように、エンジン１８は低温時のエンジン始動性を高めるグロープラグ３０（グロー装置）を有している。

　第２の実施形態において、メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３（コントローラ）は、グロープラグ３０（グロー装置）の作動が完了した場合は、第１の設定時間T1が経過しているか否かに係わらず、キースイッチ１２（始動操作装置）が操作されたときのエンジン１８の始動を許可する。

　メインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３が実行する処理内容の詳細を、図５を用いて説明する。図５は、第２の実施形態におけるメインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３が実行するエンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）の処理内容を示すフローチャートである。

　第２の実施形態におけるエンジン始動制御部２３の制御の全体の流れは、図３に示した第１の実施形態と同じである。図５に示すエンジン始動制御のサブルーチン（ステップＳ４）の処理内容は、サブルーチン（ステップＳ４）の一部が図４に示した第１の実施形態のサブルーチンと異なる。

　図５において、第２の実施形態におけるサブルーチン（ステップＳ４）では、図４に示した第１の実施形態のサブルーチン（ステップＳ４）に対して、ステップＳ７とステップＳ８もしくはステップＳ１０の間に低温時始動判定のステップＳ２６が追加されている。

　すなわち、ステップＳ７で第１カウント時間t1のカウントが開始された後、低温始動判定のステップＳ２６において、エンジン始動制御部２３はグローONかどうかを判定する（ステップＳ２７）。常温時のエンジン１８の始動時で、グローONではないとき（グローOFFのとき）はステップＳ８に進み、第１の実施形態と同様に、ホーンスイッチ２１がONからOFFに変化してから第１設定時間T1（例えば５秒）未満の間はエンジン１８の始動を禁止する。

　低温時のエンジン１８始動で、グローONのとき、エンジン始動制御部２３はモニタ２６に低温時始動禁止状態であることを示す表示を行う（ステップＳ２８）。この時点では、まだエンジン１８始動禁止状態だが続き、エンジン始動制御部２３は、第１カウント時間t1が第１設定時間T1（例えば5秒）以上になったかどうか、もしくは、グロープラグによるエンジン予熱が実施されエンジン１８の始動性が高まり、グローOFFとなったかどうかを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９の判定を満たせば、ステップＳ１０～Ｓ１２に進み、エンジン１８を始動することができる。

　（第２の実施形態の効果）
　このように第２の実施形態を構成することで、次のような効果を得ることができる。

　１．グロー（エンジン予熱）はエンジン１８の燃焼室を暖めて始動性を高めるためのものなので、作業性を良くするためにはグローOFFになったら速やかにエンジン１８を始動させる必要がある。第２の実施形態においては、第１設定時間T1によるホーン２４の吹鳴後の始動禁止（始動待ち）時間を省略することで、低温時でグローONであった場合は、グローOFFに移行したときにエンジン１８の始動許可になるため、エンジン１８の始動性が高まった状態でエンジン１８を始動することができ、作業性を低下させることがない。これにより第２の実施形態においては、状況に応じて作業性と安全性の両立を図ることが可能となる。

　また、この第２の実施形態においても、ホーン２４を吹鳴させてから第１設定時間T1経過後であれば、グローOFFまで待たずとも、第１の実施形態と同様にエンジン１８を始動することが可能となる。

　２．第２の実施形態においても、エンジン１８を始動するためにホーン２４を吹鳴する必要があるため、エンジン１８の始動時にエンジン１８が始動することを確実に車体周囲に知らせ、車体周囲に注意を喚起させることができる。また、ホーン２４の吹鳴を停止した後においても第１設定時間T1の間においてはエンジン１８が始動できないため、オペレータにエンジン１８の始動前の周囲確認を行うための時間的余裕を与え、エンジン始動前の車体周囲の確認を行わせることができる。また、車体周囲の作業者に対してエンジン１８の始動前に退避する時間的余裕を与えることができる。

　３．グローOFFになった後にエンジン１８の始動が許可された場合でも、第２設定時間T2によるエンジン１８の始動許可時間の制限は働くため、グローOFFになった後に第２設定時間T2の間、エンジン１８を始動しないまま時間が経過した場合は、エンジン１８の始動のために再度ホーン２４による注意喚起を実行する必要があり、この点でもホーンスイッチ２１の操作なしにエンジンが始動可能となることを確実に防止することができる。

　なお、図５のフローチャートに記載はしていないが、作業性と安全性の両立を図るために、グローONとする条件について考慮が必要になる場合がある。

　まず、グローは低温時以外ONにならないようにするか、もしくは制御上グローONとみなさないような処理が必要である。仮に、エンジン予熱の目的と直接関係なく、常にキーON時に短時間グローをONとするエンジン１８があった場合、ホーンを鳴らした時にグローがONであれば、その直後にエンジン１８を始動することが可能となる。この作動は本発明が意図するものとは異なる。

　また、望ましくは低温時のグローON時間（もしくは低温時にグローONとみなす時間）は第１設定時間T1よりも長く設定されるのがよい。このように設定することで、グローONとするような低温時であっても、ホーン２４を鳴らしてからエンジン１８の始動許可となるまでに安全確認のための時間を確保しやすくなる。

　（モニタ画面構成）
　図６は、本発明の第１および第２の実施形態におけるモニタ２６を示す図である。

　モニタ２６の表示部は主に、状態表示部３１、計器類表示部３３、報知情報表示部３４、周囲監視カメラ映像表示部３５の４つの領域に分かれている。

　図６において、一番上が状態表示部３１であり、時刻やアワメータ、現在の作業モード、現在のパワーモード、現在の走行モード（高速、低速）等の状態情報を表示する。グローの状態を示すグロー作動表示３２もこの状態表示部３１に表示される。グローONのときにはグロー作動表示３２が表示され、グローOFFのときにはグロー作動表示３２は非表示となる。

　計器類表示部３３は状態表示部３１の下にあり、水温計や燃料残量系、燃費計等が表示される。

　報知情報表示部３４は計器類表示部３３の下にあり、本発明の第１および第２の実施形態における始動禁止状態の報知（ステップＳ５、Ｓ１８）、第１カウント時間t1に応じた報知内容の更新（ステップＳ８）、始動許可状態の報知（ステップＳ１２）および第２カウント時間t2に応じた報知内容の更新（ステップＳ１４）による報知情報が表示される。

　また、第２の実施形態における低温時始動禁止状態の報知（ステップＳ２４）による報知情報も、この報知情報表示部３４に表示される。

　周囲監視カメラ映像表示部３５は報知情報表示部３４の下にあり、油圧ショベルの後方、右側、左側、もしくは全周囲を監視するための映像を表示する。

　（第１および第２の実施形態におけるモニタ２６への報知内容）
　図７は、本発明の第１および第２の実施形態におけるモニタ２６の報知情報表示部３４に表示される報知内容を示す図である。

　図７の（１）は、ステップＳ５およびＳ１８にて表示される、始動禁止状態の報知の表示内容である。上段に「エンジン始動禁止中」という現在の状態を表すメッセージが表示され、下段に「ホーンを鳴らして周囲の安全確認をしてください」というオペレータへの指示行動を表すメッセージが表示されている。

　このように表示することで、オペレータは、現在の車体の状態と、自分が何をすればよいのかを一目で把握することができるため、モニタ２６の画面表示を長時間注視したり、報知内容を確認するためにスイッチボックス２７を操作したりする必要がなく、周囲の安全確認に時間を割くことが可能となる。

　図７の（２）は、ステップＳ８にて表示される、第１カウント時間t1に応じた始動禁止状態の報知の表示内容である。上段に「エンジン始動禁止中」という現在の状態が表示され、下段に「周囲の安全を確認してください。」「始動許可まで あと ５ 秒」というオペレータへの指示行動を表すメッセージが表示されている。また、下段の文章の下には時間の経過を示すバーが表示されている。

　第１設定時間T1を5秒としてあらかじめ設定した場合で、第１カウント時間t1が0秒のとき、下段にはT1そのものである“始動許可まであと５秒”のメッセージが表示され、バーも右端まで表示されている。第１カウント時間t1が経過するにしたがってT1-t1（T1からt1を差し引いた差分）を表すように“始動許可まであと４秒”、“始動許可まであと３秒”、“始動許可まであと２秒”、“始動許可まであと１秒”と表示するメッセージを変化させ、最終的に“始動許可まであと０秒”のメッセージとなる。

　また、バー表示もT1-t1を表すように徐々に白塗りの表示部が短くなって、最終的に全て非表示となる。

　このように表示することで、オペレータはホーン２４を鳴らしたあと、あと何秒でエンジン１８の始動が可能になるのかを一目で認識することができるため、オペレータはあわてることなく周囲の安全確認を行うことが可能である。

　図７の（３）は、ステップＳ１２およびステップＳ１４にて表示される、第２カウント時間t2に応じた始動許可状態の報知の表示内容である。上段に「エンジン始動許可」という現在の状態を表すメッセージが表示され、下段に「周囲の安全が確認できたら、エンジンを始動してください。」「始動禁止まで あと ５秒」というオペレータへの指示行動を表すメッセージが表示されている。また、下段の文章の下には時間の経過を示すバーが表示されている。

　第２設定時間T2を5秒としてあらかじめ設定した場合で、第２カウント時間t2が0秒のとき、下段にはT2そのものである“始動禁止まであと５秒”のメッセージが表示され、バーも右端まで表示されている。第２カウント時間t2が経過するにしたがってT2-t2（T2からt2を差し引いた差分）を表すように“始動禁止まであと４秒”、“始動禁止まであと３秒”、“始動禁止まであと２秒”、“始動禁止まであと１秒”と表示するメッセージを変化させ、最終的に“始動禁止まであと０秒”のメッセージとなる。

　また、バー表示もT2-t2を表すように徐々に白塗りの表示部が短くなって、最終的に全て非表示となる。

　このように表示することで、オペレータは始動許可状態になったあと、あと何秒でエンジン１８の始動が禁止になるのかを一目で認識することができるため、オペレータはあわてることなく周囲の安全確認を行うことができ、また、安全確認後の速やかなエンジン１８の始動をサポートすることができる。

　図７の（４）は、ステップＳ２８にて表示される、低温時始動禁止状態の報知の表示内容である。上段に「エンジン始動禁止中」という現在の状態を表すメッセージが表示され、中段に「周囲の安全を確認してください。」というメッセージと図７の（２）と同じカウントダウンのメッセージと時間の経過を示すバーが表示される。

　また、下段には、「グロー作動表示が消灯しても始動許可状態になります。」というオペレータへの指示行動を表すメッセージが表示されている。

　このように表示することで、オペレータは始動禁止状態であることだけではなく、低温時のグロー作動時特有のものであり、グロー表示が消灯したら始動が可能になるということを認識することができる。

　（その他）
　なお、本発明の目的は、エンジン１８始動前に確実に周囲の作業者に注意を促し、かつ、その警報発報後すぐのエンジン１８始動を禁止することなので、同様の目的をもって上記実施形態は修正、変形が可能である。

　例えば、上記実施の形態では、警報発報装置としてホーン２４を使用したが、回転灯などの光による警報発生装置であってもよい。この場合、周囲騒音が大きい現場での稼働や耳栓着用現場での稼働においては、ホーン２４よりも効果的となることも考えられる。

　また、上記実施形態では、ホーン２４のON/OFFをホーンスイッチ２１の信号によって判定した。しかし、この場合は、ホーン２４が故障していた場合は、ホーン２４が吹鳴していないにも係わらずメインコントローラ２２のエンジン始動制御部２３はホーンスイッチ２１がONであると判定してしまう。そういった場合を考慮し、例えばホーン２４の近傍にマイクを設置し、そのマイクの入力レベルをもってホーンスイッチ２１のON/OFFを判定してもよい。

　また、本発明ではエンジン１８を搭載した建設機械について説明したが、車体周囲に原動機が始動することを知らせる課題については、原動機の種類が制限されるものではなく、本発明は、例えば原動機として電動モータを使用する電動油圧ショベルにも適用可能である。その場合、原動機の始動を禁止する手段は、適用対象に合わせて最適に選択すればよい。

１　下部走行体
２　上部旋回体
３　フロント作業機
４　運転室
１１　バッテリ
１２　キースイッチ（キーシリンダ）（始動操作装置）
１３　ホーンリレー
１４　スタータリレー
１５　グローリレー
１６　スタータカットリレー
１７　エンジンコントローラ（ECU）
１８　エンジン（原動機）
１９　スタータモータ
２０　パルスセンサ
２１　ホーンスイッチ（警報操作装置）
２２　メインコントローラ（MC）（コントローラ）
２３　エンジン始動制御部（コントローラ）
２４　ホーン（警報発生装置）
２５　モニタコントローラ
２６　モニタ（表示装置）
２７　スイッチボックス
２８　水温センサ
２９　吸気温センサ
３０　グロープラグ（グロー装置）
３１　状態表示部
３２　グロー作動表示
３３　計器類表示部
３４　報知情報表示部
３５　周囲監視カメラ映像表示部

Claims (4)

1. 　原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプを含む油圧駆動装置と、前記原動機を始動させる始動操作装置を含む原動機始動装置と、警報発生装置と、前記警報発生装置を作動させる警報操作装置と、コントローラとを備えた建設機械において、
   　前記コントローラは、
   　前記警報操作装置が操作されていない状態で前記始動操作装置が操作されたときは前記原動機の始動を禁止し、
   　前記警報操作装置の操作が終了した後、第１設定時間が経過するまでの間においても、前記始動操作装置が操作されたときの前記原動機の始動を禁止し、
   　前記第１設定時間が経過した後、第２設定時間が経過するまでの間は前記始動操作装置が操作されたときの前記原動機の始動を許可し、
   　前記第２設定時間が経過するまでの間に前記原動機が始動されなかったときは、前記原動機の始動を禁止する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 　請求項１記載の建設機械において、
   　前記コントローラは、
   　前記第２設定時間が経過するまでの間に前記原動機が始動されなかったかどうかの判定を前記原動機の回転数が所定回転数以上になったかどうかによって行い、
   　前記原動機が始動されずに前記第２設定時間が経過したときに、前記始動操作装置が操作されていたときは前記原動機の始動を許可することを特徴とする建設機械。
3. 　請求項１記載の建設機械において、
   　前記原動機はエンジンであり、
   　前記エンジンは低温時のエンジン始動性を高めるグロー装置を有し、
   　前記コントローラは、前記グロー装置の作動が完了した場合は、前記第１設定時間が経過しているか否かに係わらず、前記始動操作装置が操作されたときの前記エンジンの始動を許可することを特徴とする建設機械。
4. 　請求項１記載の建設機械において、
   　運転室内に配置された表示装置を更に備え、
   　前記コントローラは、前記原動機の始動を禁止する状態にあることおよび前記原動機の始動を許可する状態にあることを報知情報として前記表示装置に表示させることを特徴とする建設機械。

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