(57)【要約】【課題】従来よりもさらに無駄な燃料消費を低減させることができるエンジン回転制御装置を提供する。【解決手段】油圧アクチュエータ７６を備えた作業機械のエンジン５０の回転を制御する制御装置において、油圧アクチュエータ７６を用いて作業を行う際のエンジン５０の回転速度である作業時回転速度を設定する作業時回転速度設定手段２２と、非作業時における目標回転速度となるべき、前記作業時回転速度よりも小さい零を含む非作業時回転速度を設定する省エネモード設定手段２８と、前記作業時回転速度、および省エネモード設定手段２８にて設定された前記非作業時回転速度のうちからどちらかを選択して目標回転速度とする目標回転速度設定手段２４と、を備え、目標回転速度設定手段２４で設定された目標回転速度となるように、エンジン５０の回転速度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータを備えた作業機械のエンジンの回転を制御する制御装置において、
前記油圧アクチュエータを用いて作業を行う際の前記エンジンの回転速度である作業時回転速度を設定する作業時回転速度設定手段と、
非作業時における目標回転速度となるべき、前記作業時回転速度よりも小さい零を含む非作業時回転速度を設定する省エネモード設定手段と、
前記作業時回転速度、および前記省エネモード設定手段にて設定された前記非作業時回転速度のうちからどちらかを選択して目標回転速度とする目標回転速度設定手段と、を備え、
該目標回転速度設定手段で設定された目標回転速度となるように、前記エンジンの回転速度を制御することを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記エンジンの回転速度を零から前記作業時回転速度に上昇させる際、前記目標回転速度設定手段により、先ず前記作業時回転速度よりも小さい回転速度が仮の目標回転速度として設定され、次いで該目標回転速度設定手段での再度の設定により、前記作業時回転速度が最終的目標回転速度とされることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記目標回転速度設定手段が、前記作業機械で作業を行うための操作レバーに備えられたワンタッチプッシュボタンであることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の作業機械（例えば油圧ショベル）のエンジン回転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の油圧ショベルのエンジン回転制御装置の一例についてのブロック構成図である。
【０００３】
通常油圧ショベルにおいては、車両と異なり、リモコン弁７２の操作レバー７２Ａの操作の有無にかかわらず（油圧アクチュエータ７６が実際に動作しているかどうかにかかわらず）、エンジン５０はスロットルボリューム２２で選択された回転速度で回り続け、燃料を消費している。このため、油圧ショベルを使った作業中に、例えば土砂を積み込むダンプカーを待っているときなど、油圧アクチュエータ７６が実際に動作していないときでも、エンジン５０は燃料を消費している。
【０００４】
この無駄なエンジン回転による燃料消費を抑えるため、図６に示すエンジン回転制御装置１００のように、ワンタッチアイドルスイッチ２４を押圧して電気信号を発せさせる度に、操作レバー７２Ａから手を離すことなく、実際の作業を行う際のエンジン回転速度（Ｔｗ）と燃料消費の少ない低回転速度のアイドル回転速度（Ｔｉ０）を交互に切り換えて目標回転速度（Ｔｔ）とする技術が従来用いられている。図７は、この従来技術の動作の状況を模式的に示す図で、ワンタッチアイドルスイッチ２４の押圧操作によるオンオフの状況および目標回転速度（Ｔｔ）のタイムチャートとモニタ２６の表示との関係を示している。アイドル回転速度（Ｔｉ０）が選択されているとき、その状態はモニタ２６に表示されて、オペレータに知らされるようにされている。
【０００５】
また、操作レバー７２Ａが未操作であることを検出して自動的にエンジン回転速度を下げ、操作レバー７２Ａが操作されたことを検出するとスロットルボリューム２２で選択された回転速度に復帰させるオートアイドルなる技術も従来用いられている。
【０００６】
特許文献１では、この技術をさらに進めて、ワンタッチアイドルスイッチ２４を押圧してエンジン５０がアイドル状態になってから基準時間が経過するとエンジン５０を停止させ、且つ、該基準時間の経過前に操作レバー７２Ａが操作されたりワンタッチアイドルスイッチ２４によりアイドル状態が解除されたりした場合には、アイドル状態からスロットルボリューム２２で選択された回転速度に復帰させる技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、アイドル状態になってから基準時間が経過するとエンジン５０を停止させており、無駄なエンジン回転による燃料消費がより抑えられている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３９９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術でも、無駄な燃料消費の低減が不十分である。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、従来よりもさらに無駄な燃料消費を低減させることができるエンジン回転制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、油圧アクチュエータを備えた作業機械のエンジンの回転を制御する制御装置において、前記油圧アクチュエータを用いて作業を行う際の前記エンジンの回転速度である作業時回転速度を設定する作業時回転速度設定手段と、非作業時における目標回転速度となるべき、前記作業時回転速度よりも小さい零を含む非作業時回転速度を設定する省エネモード設定手段と、前記作業時回転速度、および前記省エネモード設定手段にて設定された前記非作業時回転速度のうちからどちらかを選択して目標回転速度とする目標回転速度設定手段と、を備え、該目標回転速度設定手段で設定された目標回転速度となるように、前記エンジンの回転速度を制御することにより、上記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明では、省エネモード設定手段により、非作業時における目標回転速度を、零を含めて作業時回転速度より小さい値に設定することができ、かつ、目標回転速度設定手段により目標エンジン回転速度を非作業時回転速度とすることができるので、油圧アクチュエータを用いた作業を行わないときに省エネを希望するときは、エンジンの回転速度を直ちに零とする（エンジンを停止する）ことができ、無駄な燃料消費を低減させることができる。
【００１２】
なお、前記エンジンの回転速度を零から前記作業時回転速度に上昇させる際、例えば、前記目標回転速度設定手段により、先ず前記作業時回転速度よりも小さい回転速度が仮の目標回転速度として設定され、次いで該目標回転速度設定手段での再度の設定により、前記作業時回転速度が最終的目標回転速度とされるように構成すると、エンジン始動直後の急激なエンジン回転上昇を緩和することができ、騒音やエンジンへの悪影響を緩和することができる。
【００１３】
また、前記目標回転速度設定手段は、例えば、前記作業機械で作業を行うための操作レバーに備えられたワンタッチプッシュボタンとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来よりもさらに無駄な燃料消費を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面に基づいて、本発明に係る作業機械のエンジン回転制御装置の好適な実施形態の例について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態に係るエンジン回転制御装置を示すブロック構成図であり、図２（Ａ）は該エンジン回転制御装置が組み込まれた運転席１を示す斜視図であり、図２（Ｂ）はその操作部２を拡大して示す斜視図である。
【００１７】
第１実施形態に係るエンジン回転制御装置１０は、スロットルボリューム（作業時回転速度設定手段）２２と、ワンタッチアイドルスイッチ（目標回転速度設定手段：ワンタッチプッシュスイッチ）２４と、モニタ２６と、省エネモード選択スイッチ（省エネモード設定手段）２８と、コントローラ３０と、エンジン再始動回路３２と、回転センサ３４と、エンジンコントロールアクチュエータ３６と、を備えてなる。
【００１８】
また、エンジン回転制御装置１０は、エンジン５０を始動するための機構として、キースイッチ３８と、バッテリリレー４０と、バッテリ４２と、スタータリレー４４と、スタータモータ４６と、を備えているが、この機構は一般的に用いられている機構であるので詳細な説明は省略する。
【００１９】
スロットルボリューム（作業時回転速度設定手段）２２は、油圧アクチュエータ７６を用いて作業を行う際のエンジン５０の回転速度である作業時回転速度（Ｔｗ）を設定する設定手段であり、可変抵抗器を有して構成されている。
【００２０】
ワンタッチアイドルスイッチ（目標回転速度設定手段）２４は、押圧されるとコントローラ３０に向けて電気信号を発するワンタッチプッシュスイッチであり、ワンタッチアイドルスイッチ２４を用いることにより、操作レバー７２Ａから手を離すことなく、作業時回転速度（Ｔｗ）と燃料消費の少ない低回転速度または回転速度零の非作業時回転速度（Ｔｉ）とを交互に切り換えて目標回転速度（Ｔｔ）とすることができる。コントローラ３０は、ワンタッチアイドルスイッチ２４が押圧されて電気信号を発する度に、作業時回転速度（Ｔｗ）または非作業時回転速度（Ｔｉ）を交互に選択して、目標回転速度（Ｔｔ）とする。非作業時回転速度（Ｔｉ）は、燃料消費の少ない低回転速度または回転速度零であり、例えば土砂を積み込むダンプカーを待っているときなど、油圧アクチュエータ７６が実際に動作していないときに用いるエンジン５０の回転速度である。
【００２１】
省エネモード選択スイッチ（省エネモード設定手段）２８は、非作業時の目標回転速度（非作業時回転速度）を設定するためのもので、開閉操作の後の状態を維持するスイッチである。コントローラ３０は、省エネモード選択スイッチ２８がオフの状態のときは、作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さく零よりも大きい第１の回転速度（Ｔｉ１）を選択して非作業時回転速度（Ｔｉ）とし、省エネモード選択スイッチ２８がオンの状態のときは、回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）を選択して非作業時回転速度（Ｔｉ）とする。
【００２２】
例えば、油圧アクチュエータ７６を用いての作業が短い時間間隔で断続的に行われるときには、非作業時回転速度（Ｔｉ）を零（Ｔｉ２）にせず第１の回転速度（Ｔｉ１）にしておいた方が、エンジン５０の再始動時の騒音やエンジンに対する悪影響を小さくできる点で好ましく、省エネモード選択スイッチ２８はオフの状態にしておく方が好ましい。一方、油圧アクチュエータ７６を用いての作業が比較的長い時間間隔で断続的に行われるときには、非作業時回転速度（Ｔｉ）を零（Ｔｉ２）にしても、エンジン５０の再始動時の騒音やエンジンに対する悪影響は比較的小さくなるので、燃料消費を低減させる点で非作業時回転速度（Ｔｉ）を零（Ｔｉ２）にしておく方が好ましく、省エネモード選択スイッチ２８はオンの状態にしておく方が好ましい。なお、非作業時回転速度（Ｔｉ）の第１の回転速度（Ｔｉ１）は、図示せぬ入力手段を用いて、作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さく零よりも大きい範囲で任意にコントローラ３０に入力して変更できるようになっている。
【００２３】
コントローラ３０は、スロットルボリューム２２からの電圧信号により作業時回転速度（Ｔｗ）を演算し、決定する。この演算は、例えば図３に示す、スロットルボリューム２２からの電圧信号と作業時回転速度（Ｔｗ）との関係から行うことができる。また、コントローラ３０は、省エネモード選択スイッチ２８がオフの状態のときは非作業時回転速度（Ｔｉ）として作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さく零よりも大きい第１の回転速度（Ｔｉ１）を選択し、オンの状態のときは回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）を選択して非作業時回転速度（Ｔｉ）とする。さらに、コントローラ３０は、ワンタッチアイドルスイッチ２４からの信号によって、作業時回転速度（Ｔｗ）または非作業時回転速度（Ｔｉ）を交互に選択して目標回転速度（Ｔｔ）とする。さらにまた、コントローラ３０は、電気信号線３４Ａを介して受け取った回転センサ３４の信号に基づいてエンジン５０の回転速度を検出し、エンジン５０の回転速度が目標回転速度（Ｔｔ）と等しくなるように燃料流量コントロール信号を電気信号線３６Ａを介してエンジンコントロールアクチュエータ３６に出力するとともに、図示せぬ電磁比例弁に信号を出力し、可変容量型の油圧ポンプ７０の吐出量を制御する。エンジンコントロールアクチュエータ３６は、受け取った燃料流量コントロール信号に基づき、燃料噴射量を調整する。また、コントローラ３０は、エンジン５０が非作業時回転速度のうちの、第１の回転速度（Ｔｉ１）となっているときは、「Ｌｏｗ  ｉｄｌｅ」と表示するようにモニタ２６に信号を出力し、第２の回転速度（Ｔｉ２）となっているときは、「ｅｎｇｉｅｎ  ｓｔｏｐ」と表示するようにモニタ２６に信号を出力する。
【００２４】
エンジン再始動回路３２は、キースイッチ３８のスタートポジションとスタータリレー４４を接続する電気信号線３８Ｂの中途の点３８Ｂ１と、コントローラ３０との間に設けられており、目標回転速度（Ｔｔ）が零から零以外の値に変更されると、コントローラ３０から出力されたエンジン始動信号をスタータリレー４４に伝える。このため、本実施形態では、人手を介さずに自動的にエンジン５０を再始動することができる。
【００２５】
エンジン５０が始動することにより油圧ポンプ７０が始動して作動油（圧油）を吐出すると、リモコン弁７２の操作レバー７２Ａの操作による制御弁７４のスプールの移動に応じて油圧アクチュエータ７６が動作する。
【００２６】
次に、第１実施形態に係るエンジン回転制御装置１０の作用について、図４を適宜参照して説明する。図４は、エンジン回転制御装置１０の動作の状況を模式的に示す図で、ワンタッチアイドルスイッチ２４および省エネモード選択スイッチ２８の押圧操作によるオンオフの状況、エンジン始動信号のオンオフの状況、ならびに目標回転速度（Ｔｔ）についてのタイムチャートと、モニタ２６の表示との関係を示している。
【００２７】
オペレータがキースイッチ３８をＯＦＦポジションからＯＮポジションに切替えると、電気信号線３８Ａを介してバッテリリレー４０のコイルに電流が流れ、バッテリリレー４０が作動する。これにより、バッテリ４２からの電流が電気信号線４０Ａを介してコントローラ３０に供給されるとともに、電気信号線４０Ｂを介してスタータリレー４４の一端に供給される。さらにキースイッチ３８をスタートポジションに切替えると、スタータリレー４４のコイルに電流が流れ、スタータリレー４４が作動する。これにより、スタータモータ４６に電流が供給され、スタータモータ４６が作動し、エンジン５０が始動する。エンジン５０が始動するとオペレータがキースイッチ３８の操作を止めるため、キースイッチ３８のポジションは自動的にＯＮポジションにもどる。
【００２８】
オペレータによるスロットルボリューム２２の操作によって発生した電圧信号はコントローラ３０に伝達され、コントローラ３０は、スロットルボリューム２２からの電圧信号により作業時回転速度（Ｔｗ）を演算し、決定する。
【００２９】
また、オペレータが省エネモード選択スイッチ２８をオンの状態にすると、コントローラ３０は非作業時回転速度（Ｔｉ）として、回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）を選択する。オペレータが省エネモード選択スイッチ２８をオフの状態にすると、コントローラ３０は非作業時回転速度（Ｔｉ）として、作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さく零よりも大きい第１の回転速度（Ｔｉ１）を選択する。
【００３０】
また、オペレータによるワンタッチアイドルスイッチ２４の押圧操作による信号はコントローラ３０に伝達され、コントローラ３０は、作業時回転速度（Ｔｗ）または非作業時回転速度（Ｔｉ）を交互に目標回転速度（Ｔｔ）として選択する。
【００３１】
さらに、コントローラ３０は、電気信号線３４Ａを介して受け取った回転センサ３４の信号に基づいてエンジン５０の回転速度を検出し、エンジン５０の回転速度が目標回転速度（Ｔｔ）と等しくなるように燃料流量コントロール信号を電気信号線３６Ａを介してエンジンコントロールアクチュエータ３６に出力する。エンジンコントロールアクチュエータ３６は、受け取った燃料流量コントロール信号に基づき、燃料噴射量を調整し、エンジン５０の回転速度は目標回転速度（Ｔｔ）と等しくなる。
【００３２】
また、コントローラ３０は、エンジン５０が非作業時回転速度のうちの、第１の回転速度（Ｔｉ１）となっているときは、「Ｌｏｗ  ｉｄｌｅ」と表示するようにモニタ２６に信号を出力し、第２の回転速度（Ｔｉ２）となっているとき（エンジン５０が停止しているとき）は、「ｅｎｇｉｅｎ  ｓｔｏｐ」と表示するようにモニタ２６に信号を出力する。
【００３３】
以上をまとめると、省エネモード選択スイッチ２８がオンの状態では、非作業時回転速度（Ｔｉ）として回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）が選択されるので、ワンタッチアイドルスイッチ２４の押圧操作によって、目標回転速度（Ｔｔ）として非作業時回転速度（Ｔｉ）を選択すると、目標回転速度（Ｔｔ）は零となり、エンジン５０は直ちに停止する。このため、本実施形態では、従来よりもさらに無駄な燃料消費を低減させることができる。エンジン５０が停止すると、モニタ２６には「ｅｎｇｉｅｎ  ｓｔｏｐ」と表示される。
【００３４】
エンジン５０が回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）となっている状態（エンジン５０が停止した状態）において、オペレータがワンタッチアイドルスイッチ２４の押圧操作（図４において領域Ｐで示される）を行うと、コントローラ３０は非作業時状態を解除し、目標回転速度（Ｔｔ）を作業時回転速度（Ｔｗ）とする。エンジン５０の回転速度が零から作業時回転速度（Ｔｗ）へと復帰する際には、コントローラ３０は、エンジン再始動回路３２を介してエンジン始動信号をｔ（ｓｅｃ）の時間だけスタータリレー４４のコイルに送り、スタータモータ４６を作動させて、エンジン５０を再始動する。本実施形態では、エンジン再始動回路３２が設けられているので、人手を介さずに自動的にエンジン５０の再始動をすることができる。このため、エンジン５０の回転速度を直ちに零とすることにより再始動の操作が多くなっても、煩わしくない。
【００３５】
なお、コントローラ３０がエンジン再始動回路３２にエンジン始動信号を送る時間はｔ（ｓｅｃ）であり、この時間ｔ（ｓｅｃ）は、基本的にはエンジン５０が再始動されたことを回転センサ３４で確認するまでの時間であるが、バッテリ４２の連続通電時間も考慮してコントローラ３０が決定する。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態に係るエンジン回転制御装置について説明する。
【００３７】
図５は、第２実施形態に係るエンジン回転制御装置の動作の状況を模式的に示す図である。省エネモード選択スイッチ２８がオンで、目標回転速度（Ｔｔ）が零に設定されてエンジン５０が停止した状態（このとき、モニタ２６には「ｅｎｇｉｎｅ  ｓｔｏｐ」と表示されている）から、ワンタッチアイドルスイッチ２４に押圧操作がなされて作業時回転速度（Ｔｗ）へと復帰する場合、図５に示すように、第２実施形態では、ワンタッチアイドルスイッチ２４への１回目の押圧操作がなされると、コントローラ３０は、エンジン再始動回路３２を介してエンジン始動信号をｔ（ｓｅｃ）の時間だけスタータリレー４４のコイルに送り、スタータモータ４６を作動させて、エンジン５０を再始動させるが、まず第１の非作業時回転速度（仮の目標回転速度）（Ｔｉ１）までエンジン５０の回転速度を上昇させる（このとき、モニタ２６には「Ｌｏｗ  ｉｄｌｅ」と表示される）。そして、ワンタッチアイドルスイッチ２４への２回目の押圧操作がなされると、エンジン５０の回転速度が最終的目標回転速度である作業時回転速度（Ｔｗ）まで上昇するようにされている（このとき、モニタ２６には「ｏｆｆ」と表示される）。
【００３８】
このため、第２実施形態では、エンジン５０の回転速度が回転速度零から作業時回転速度（Ｔｗ）に上昇する場合、ワンタッチアイドルスイッチ２４への押圧操作がなされても一気に作業時回転速度（Ｔｗ）まで上昇せず、いったん第１の非作業時回転速度（Ｔｉ１）まで上昇する。そして、ワンタッチアイドルスイッチ２４への２回目の押圧操作がなされることにより、エンジン５０の回転速度は作業時回転速度（Ｔｗ）まで上昇するので、エンジン５０の始動直後の急激なエンジン回転上昇を緩和することができ、騒音やエンジンへの悪影響を緩和することができる。
【００３９】
以上説明した第１および第２実施形態では、省エネモード選択スイッチ（省エネモード設定手段）２８によって設定されている非作業時回転速度（Ｔｉ）として、作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さく零よりも大きい第１の回転速度（Ｔｉ１）および回転速度零である第２の回転速度（Ｔｉ２）からなる２つ回転速度のうちのいずれかの回転速度をとるものとして説明したが、非作業時回転速度（Ｔｉ）は零である回転速度を含み、各々が作業時回転速度（Ｔｗ）よりも小さい値ならいくつ設定されていてもよい。例えば、省エネモード選択スイッチ（省エネモード設定手段）２８が「エコ重視」、「標準」、「操作性重視」の３モードを有しているときは、回転速度零のほか、作業時回転速度より小さい２つの非作業時回転速度（計３個の非作業時回転速度）が設定され、ワンタッチアイドルスイッチ（目標回転速度設定手段）のオンオフに応じて、いずれかの非作業時回転速度か作業時回転速度を交互に選択されるように構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
建設機械等の作業機械（例えば油圧ショベル）に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジン回転制御装置を示すブロック構成図
【図２】（Ａ）前記エンジン回転制御装置が組み込まれた運転席を示す斜視図、（Ｂ）その操作部２を拡大して示す斜視図
【図３】スロットルボリュームからの電圧信号と作業時回転速度（Ｔｗ）との関係の一例
【図４】前記エンジン回転制御装置の動作の状況を模式的に示す図
【図５】第２実施形態に係るエンジン回転制御装置の動作の状況を模式的に示す図
【図６】従来の油圧ショベルのエンジン回転制御装置の一例についてのブロック構成図
【図７】前記従来技術の一例の動作の状況を模式的に示す図
【符号の説明】
【００４２】
１…運転席
２…操作部
１０…エンジン回転制御装置
２２…スロットルボリューム（作業時回転速度設定手段）
２４…ワンタッチアイドルスイッチ（目標回転速度設定手段）
２６…モニタ
２８…省エネモード選択スイッチ（省エネモード設定手段）
３０…コントローラ
３２…エンジン再始動回路
３４…回転センサ
３６…エンジンコントロールアクチュエータ
３８…キースイッチ
４０…バッテリリレー
４２…バッテリ
４４…スタータリレー
４６…スタータモータ
５０…エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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