(57)【要約】【課題】エンジンがアイドル回転数で駆動される際に、エンジンの燃料消費の節減と、運転席の良好な乗り心地の確保の双方を実現きるようにする。【解決手段】本発明に係る小型建設機械は、運転席５に着座していることを検出する着座検出部１５を備え、エンジン７の回転数をアイドル回転数に制御する車体コントローラ１２は、着座検出部１５からの信号に基づいて運転席５に着座しているか否か判別する着座判別部１２ｂと、着座判別部１２ｂによって着座していると判別された状態の操作装置８ａ，９ａ等の中立時に、エンジン７の回転数を第２アイドル回転数Ｎ２に制御し、着座判別部１２ｂによって着座していないと判別された状態の操作装置８ａ，９ａ等の中立時に、エンジン７の回転数を第２アイドル回転数Ｎ２よりも低い第１アイドル回転数Ｎ１に制御する回転数制御部１２ａとを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体と、走行体上に配置された旋回体と、前記旋回体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置を操作する操作装置と、旋回体上に配置された運転席と、前記運転席の下方に位置する前記旋回体の部分に配置されてエンジンが収納されたエンジン室と、前記操作装置の中立時に前記エンジンの回転数を定格回転数よりも低いアイドル回転数に制御する車体コントローラとを備えた小型建設機械において、
前記運転席に着座していることを検出する着座検出部を備え、
前記アイドル回転数は、第１アイドル回転数と、前記第１アイドル回転数よりも高い第２アイドル回転数とを含み、
前記車体コントローラは、
前記着座検出部からの信号に基づいて前記運転席に着座しているか否か判別する着座判別部と、
前記着座判別部によって着座していることが判別された状態の前記操作装置の中立時に、前記エンジンの回転数を前記第２アイドル回転数に制御し、前記着座判別部によって着座していないと判別された状態の前記操作装置の中立時に、前記エンジンの回転数を前記第１アイドル回転数に制御する回転数制御部とを有していることを特徴とする小型建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の小型建設機械において、
前記車体コントローラの前記回転数制御部は、前記操作装置の中立時に前記エンジンの回転数を前記アイドル回転数まで自動的に降下させるオートアイドル制御を行うことを特徴とする小型建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の小型建設機械において、
前記車体コントローラは、時間を計測する時間計測部を有しており、
前記回転数制御部は、前記第２アイドル回転数に維持されている状態にあって前記着座検出部によって着座が検出されなくなってから前記時間計測部で計測された所定時間の後に、前記エンジンの回転数を前記第２アイドル回転数から前記第１アイドル回転数に下降させることを特徴とする小型建設機械。
【請求項４】
請求項３に記載の小型建設機械において、
前記車体コントローラは、前記エンジンの回転数を単位時間の間に単位回転数上昇させる上昇単位回転数設定エリアと、単位時間の間に単位回転数下降させる下降単位回転数設定エリアとを含む単位回転数設定部を有しており、
前記回転数制御部は、前記第１アイドル回転数を前記第２アイドル回転数に上昇させる際に前記時間計測部で計測された所定時間の間、単位時間毎に前記エンジンの回転数を前記上昇単位回転数設定エリアで設定された単位回転数上昇させ、前記第２アイドル回転数を前記第１アイドル回転数に下降させる際に前記時間計測部で計測された所定時間の間、単位時間毎に前記エンジンの回転数を前記下降単位回転数設定エリアで設定された単位回転数下降させることを特徴とする小型建設機械。
【請求項５】
請求項１に記載の小型建設機械において、
前記着座検出部は、前記運転席に接触したことを検出する接触検出センサ、または前記運転席で締めるシートベルトに取り付けたシートベルトセンサから成ることを特徴とする小型建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを起振源とする振動が運転席に伝わることを抑える機能を備えたミニショベル等の小型建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを駆動すると回転振動と、燃料の爆発振動とが生じるが、エンジンがアイドル回転数に低下すると低い周波数が発生し、エンジンに生じる振動が大きくなることが知られている。また、アイドル回転数を比較的高めに設定するとエンジンに生じる大きな振動を抑えられることも知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、極低温環境下において、長時間（例えば７２時間）のエンジン停止の際には、エンジンと車体との間に介在するマウントの硬化を考慮して、アイドル回転数を通常のアイドル回転数（１３００ｒｐｍ）よりも高いアイドル回転数（１５００ｒｐｍ）とし、これによりエンジンをアイドル回転数としたときに生じる振動を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１５０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機器配置スペースに制約を受けるミニショベル等の小型建設機械では、運転席の下方にエンジン室が配置され、エンジン室内にエンジンが収容されている。したがって、作業装置を操作する操作装置の中立時に運転席に着座しているオペレータに伝わるエンジンの振動を小さくすることが、良好な乗り心地の確保の点から望まれている。なお、このような小型建設機械では、作業装置を操作する操作装置を中立に保ちアイドル回転数でエンジンが駆動される状態にあって、運転席からオペレータが頻繁に乗り降りすることがある。
【０００６】
このような小型建設機械に特許文献１に開示された従来技術を考慮して、操作装置の中立時のエンジンの回転数を比較的高めのアイドル回転数にして、運転席に座ったオペレータに伝わるエンジンの振動を小さくし良好な乗り心地を確保することが考えられる。しかしながら、高めのアイドル回転数とした場合には、エンジンの燃料消費が増加し、経済性の点で問題を生じる。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の目的は、エンジンがアイドル回転数で駆動される際に、エンジンの燃料消費の節減と、運転席の良好な乗り心地の確保の双方を実現させることができる小型建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る小型建設機械は、走行体と、走行体上に配置された旋回体と、前記旋回体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置を操作する操作装置と、旋回体上に配置された運転席と、前記運転席の下方に位置する前記旋回体の部分に配置されてエンジンが収納されたエンジン室と、前記操作装置の中立時に前記エンジンの回転数を定格回転数よりも低いアイドル回転数に制御する車体コントローラとを備えた小型建設機械において、前記運転席に着座していることを検出する着座検出部を備え、前記アイドル回転数は、第１アイドル回転数と、前記第１アイドル回転数よりも高い第２アイドル回転数とを含み、前記車体コントローラは、前記着座検出部からの信号に基づいて前記運転席に着座しているか否か判別する着座判別部と、前記着座判別部によって着座していることが判別された状態の前記操作装置の中立時に、前記エンジンの回転数を前記第２アイドル回転数に制御し、前記着座判別部によって着座していないと判別された状態の前記操作装置の中立時に、前記エンジンの回転数を前記第１アイドル回転数に制御する回転数制御部とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る小型建設機械は、エンジンが駆動状態で操作装置が中立のときには、車体コントローラの回転数制御部の制御により、オペレータが運転席に着座しているときには比較的高い第２アイドル回転数でエンジンを駆動し、エンジンにおける大きな振動の発生を抑えて、運転席の良好な乗り心地を確保することができる。また、オペレータが運転席に着座していない操作装置の中立時には第２アイドル回転数よりも低い第１アイドル回転数でエンジンを駆動し、エンジンの燃料消費量を節減して優れた経済性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る小型建設機械の一実施形態を構成するミニショベルを示す側面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本実施形態の要部構成を示す図である。
【図４】本実施形態に備えられた車体コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に備えられた着座検出部の動作とエンジン回転数との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図６】本実施形態に備えられた着座検出部の動作とエンジン回転数との関係の別の例を示すタイムチャートである。
【図７】本実施形態に備えられた車体コントローラの回転数制御部における回転数上昇処理を説明する図である。
【図８】本実施形態をオートアイドル制御に適用した場合を説明する図である。
【図９】着座検出部の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る小型建設機械の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１，図２に示すように、本実施形態に係る小型建設機械は例えば、作業装置３のブーム３ａを上昇させてバケット３ｃを最も運転室４に近づけた最小旋回姿勢の旋回半径が、旋回体２の下部を形成する旋回フレームの径以下となる後方小旋回型のミニショベルから成っている。
【００１３】
走行体１の上に前述した運転室４を有する旋回体２が配置され、旋回体２に上下方向の回動可能に土砂の掘削作業等を行う作業装置３が取り付けられている。作業装置３は、ブーム３ａ、アーム３ｂ、及びバケット３ｃを含んでいる。運転室４内にはオペレータが着座する運転席５が配置されている。
【００１４】
運転席５の下方に位置する旋回体２の部分には、エンジン７が収納されたエンジン室６が設けられている。このようにミニショベルでは機器の配置スペースに制約を受けることから、エンジン７の上方位置に運転席５が配置されており、エンジン７を起振源とする振動が運転席５に着座したオペレータに伝わりやすい形態となっている。
【００１５】
図３に示すように、運転席５の前側位置には、走行体１を操作する操作装置８ａ，８ｂが配置され、運転席５の両側には、作業装置３あるいは旋回体２を操作する操作装置９ａ，９ｂが配置されている。
【００１６】
また、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時にエンジン７の回転数を定格回転数Ｎ３よりも低いアイドル回転数に制御する車体コントローラ１２と、この車体コントローラ１２から出力される制御信号に応じてエンジン７に対する燃料噴射量を制御するエンジンコントローラ１３とを備えている。
【００１７】
また、エンジン回転数、すなわち目標定格回転数あるいは目標アイドル回転数を手操作で車体コントローラ１２に対して指令する目標回転数指令装置１１と、エンジン７の実回転数を検出する回転数センサ１４とを備えている。
【００１８】
また、本実施形態は、運転席５にオペレータが着座したことを検出する着座検出部１５を備えている。この着座検出部１５は、例えばオペレータが運転席５に接触したことを検出する接触検出センサから成っている。
【００１９】
前述した目標アイドル回転数は、例えば１２００ｒｐｍの第１アイドル回転数Ｎ１と、この第１アイドル回転数Ｎ１よりも高い、例えば１４００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍの第２アイドル回転数Ｎ２を含んでいる。
【００２０】
車体コントローラ１２は、着座検出部１５からの信号に基づいて運転席５にオペレータが着座しているか否か判別する着座判別部１２ｂを有している。
【００２１】
また、車体コントローラ１２は、着座判別部１２ｂによって着座していることが判別された状態の操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時に、エンジン７の回転数を比較的高い第２アイドル回転数Ｎ２に制御し、着座判別部１２ｂによって着座していないことが判別された状態の操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時に、エンジン７の回転数を低い第１アイドル回転数Ｎ１に制御する回転数制御部１２ａを有している。
【００２２】
また、車体コントローラ１２は、時間を計測する時間計測部１２ｃを有している。回転数制御部１２ａは、図５，６に示すように、第２アイドル回転数Ｎ２に維持されている状態に有って、着座検出部１５によって着座が検出されなくなってから時間計測部１２ｃで計測された所定時間（Ｔ４−Ｔ３）（Ｔ４´−Ｔ３´）の後に、エンジン７の回転数を第２アイドル回転数Ｎ２から第１アイドル回転数Ｎ１に下降させる制御を行う。
【００２３】
また、車体コントローラ１２は、図７に例示するように、エンジン７の回転数を単位時間ΔＴの間に単位回転数ΔＮ上昇させる上昇単位時間設定エリアと、単位時間ΔＴの間に単位回転数ΔＮ下降させる下降単位回転数設定エリアとを含む単位回転数設定部１２ｄを有している。
【００２４】
回転数制御部１２ａは、第１アイドル回転数Ｎ１を第２アイドル回転数Ｎ２に上昇させる際に所定時間（Ｔ２−Ｔ１）の間、単位時間ΔＴ毎にエンジン７の回転数を上昇単位回転数設定エリアで設定された単位回転数ΔＮ上昇させる制御を行う。また、回転数制御部１２ａは、第２アイドル回転数Ｎ２を第１アイドル回転数Ｎ１に下降させる際に所定時間（図５のＴ５−Ｔ４）の間、単位時間ΔＴ毎にエンジン７の回転数を下降単位回転数設定エリアで設定された単位回転数ΔＮ下降させる制御を行う。
【００２５】
以下、図４のフローチャートに基づいて、本実施形態に係るミニショベルに備えられた車体コントローラ１２における処理手順について説明する。
【００２６】
［ステップＳ１］  回転数制御部１２ａは、エンジン７が駆動されている状態で、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが中立となったとき、エンジン７の回転数が第１アイドル回転数Ｎ１か否か回転数センサ１４からの信号に基づいて判別する。第１アイドル回転数Ｎ１でないと判別されたときはステップＳ２に進み、第１アイドル回転数Ｎ１と判別されたときはステップＳ３に進む。
【００２７】
［ステップＳ２］  回転数制御部１２ａは、エンジン７の回転数を第１アイドル回転数Ｎ１に保持する。この第１アイドル回転数Ｎ１が回転数目標値としてエンジンコントローラ１３に出力される。これに応じてエンジンコントローラ１３はエンジン７の回転数が第１アイドル回転数Ｎ１となるように燃料噴射量を制御する。
【００２８】
［ステップＳ３］  着座判別部１２ｂは、着座検出部１５からの信号に基づいて運転席５にオペレータが着座しているか否か判別する。着座していない（着座検出部１５がＯＦＦ）と判別されたときはステップＳ２に進み、着座している（着座検出部１５がＯＮ）と判別されたときはステップＳ４に進む。
【００２９】
［ステップＳ４］  回転数制御部１２ａは、エンジン７の回転数を第２アイドル回転数Ｎ２に設定する。この第２アイドル回転数Ｎ２が回転数目標値としてエンジンコントローラ１３に出力される。これに応じてエンジンコントローラ１３はエンジン７の回転数が第２アイドル回転数Ｎ２となるように燃料噴射量を制御する。ステップＳ４の次はステップＳ５に進む。
【００３０】
［ステップＳ５］  着座判別部１２ｂは、着座検出部１５からの信号に基づいて運転席５にオペレータが着座しているか否か判別する。着座していると判別されたときはステップＳ４に戻り、エンジン７の回転数は第２アイドル回転数Ｎ２に維持される。着座していないと判別されたときは、ステップＳ６に進む。
【００３１】
［ステップＳ６］  回転数制御部１２ａは、所定時間（Ｔ４−Ｔ３）経過後に、第２アイドル回転数Ｎ２を第１アイドル回転数Ｎ１に下降させる。
【００３２】
なお、ステップＳ４の第２アイドル回転数Ｎ２の設定に伴って第１アイドル回転数Ｎ１を第２アイドル回転数Ｎ２に上昇させる際には、前述したように回転数制御部１２ａは所定時間（Ｔ２−Ｔ１）の間、単位時間ΔＴ毎に単位回転数ΔＮ上昇させる制御を行う。
【００３３】
また、ステップＳ６の第１アイドル回転数Ｎ１の設定に伴って第２アイドル回転数Ｎ２を第１アイドル回転数Ｎ１に下降させる際には、前述したように回転数制御部１２ａは、図５に示すように所定時間（Ｔ４−Ｔ３）の経過後、すなわち時間Ｔ４に回転数の下降を開始する。また、図６に示すように、所定時間（Ｔ４−Ｔ３）の間に、着座判別部１２ｂによって再び着座していると判別されたときは、その後着座判別部１２ｂによって着座していないと判別されるまで、エンジン７の回転数は第２アイドル回転数に維持され、着座判別部１２ｂによって着座していないと判別されてから所定時間（Ｔ４´−Ｔ３´）の経過後、すなわち時間Ｔ４´に回転数の下降を開始する。
【００３４】
また、第２アイドル回転数Ｎ２を第１アイドル回転数Ｎ１に下降させる際には、前述したように回転数制御部１２ａは、所定時間（例えばＴ５−Ｔ４）の間、単位時間ΔＴ毎に単位回転数ΔＮ下降させる制御を行う。
【００３５】
このように構成した本実施形態によれば、エンジン７が駆動状態で操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが中立のときには、車体コントローラ１２の回転数制御部１２ａの制御により、オペレータが運転席５に着座しているときには比較的高い第２アイドル回転数Ｎ２でエンジン７を駆動し、エンジン７における大きな振動の発生を抑え、運転席５の良好な乗り心地を確保することができる。また、オペレータが運転席５に着座していない操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時には、第２アイドル回転数Ｎ２よりも低い第１アイドル回転数Ｎ１でエンジン７を駆動し、エンジン７の燃料消費量を節減して優れた経済性を確保することができる。
【００３６】
また、車体コントローラ１２の着座判別部１２ｂで着座検出部１５がＯＦＦと判別されてから、回転数制御部１２ａは、所定時間（Ｔ４−Ｔ３）あるいは（Ｔ４´−Ｔ３´）の遅れを持たせてエンジン７の回転数を第２アイドル回転数Ｎ２から第１アイドル回転数Ｎ１に下降させることから、着座検出部１５における瞬間的な検出誤差の影響を除き、安定した第２アイドル回転数Ｎ２の維持と、第２アイドル回転数Ｎ２から第１アイドル回転数Ｎ１への移行制御を実現させることができる。
【００３７】
また、第１アイドル回転数Ｎ１から第２アイドル回転数Ｎ２への上昇時、及び第２アイドル回転数Ｎ２から第１アイドル回転数Ｎ１への下降時に、単位回転数設定部１２ｄの設定に応じて回転数制御部１２ａは、エンジン７の回転数を徐々に上昇させ、あるいは徐々に下降させることから、運転席５に着座したオペレータに与える回転数変化に伴うショックを抑えることができる。
【００３８】
また、着座検出部１５が、オペレータが運転席５に接触したことを検出する接触検出センサから成っていることから、運転席５にオペレータが着座していることを、また着座していないことを、確実に検出することができる。
【００３９】
なお、本実施形態は、アイドル回転数を手動操作によって車体コントローラ１２に指令する目標回転数指令装置１１を備えているが、車体コントローラ１２の回転数制御部１２ａが、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時にエンジン７の回転数をアイドル回転数に自動的に降下させるオートアイドル制御を行うものであってもよい。
【００４０】
このようにオートアイドル制御を行うものにあっては、図８に示すように、エンジン７が作業に応じた回転数、例えば定格回転数Ｎ３で駆動されている状態で、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが中立になり、このとき着座検出部１５からの信号に基づいて着座判別部１２ｂで着座していると判別されたとき、回転数制御部１２ａによってエンジン７の回転数を自動的に第２アイドル回転数Ｎ２とする制御がおこなわれる。
【００４１】
また、定格回転数Ｎ３で駆動されている状態で、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂが中立になり、このとき着座検出部１５からの信号に基づいて着座判別部１２ｂで着座していないと判別されたとき、回転数制御部１２ａによってエンジン７の回転数を自動的に第１アイドル回転数Ｎ１とする制御がおこなわれる。
【００４２】
また、本実施形態の構成に加えて、着座判別部１２ｂ及び回転数制御部１２ａによる図４のステップＳ１からステップＳ６の処理を無効にすることが可能な解除スイッチを備えた構成にしてもよい。
【００４３】
このように構成したものでは、エンジン７が駆動状態で、操作装置８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの中立時にあって、解除スイッチが操作されないとき（解除スイッチＯＦＦ）は、前述した図４のステップＳ１からステップＳ６の処理が実行され、解除スイッチが操作されたとき（解除スイッチＯＮ）は、回転数制御部１２ａによってエンジン７の回転数を第１アイドル回転数Ｎ１とする制御が行われる。
【００４４】
当該ミニショベルにあっては、運転室４内においてオペレータが運転席５に着座せず、立った姿勢で、しかも第２アイドル回転数Ｎ２と第１アイドル回転数Ｎ１の間の回転数でエンジン７を駆動し、これによって作業装置３を緩やかに動かして作業を行う場合がある。このようなときに、前述した解除スイッチをＯＮとすると都合がよい、また、このように解除スイッチをＯＮとした状態では、オペレータが運転席５に着座したときもエンジン７の回転数は第１アイドル回転数Ｎ１に保たれる。
【００４５】
なお、本実施形態では、運転席５にオペレータが着座したことを検出する着座検出部１５がオペレータが運転席５に接触したことを検出する接触検出センサから成っているが、本発明は、着座検出部が接触検出センサから成ることには限定されない。図９に示すように、オペレータが運転席５で締めるシートベルトに取り付けたシートベルトセンサによって着座検出部１６を構成するようにしてもよい。
【００４６】
また、運転室４内に設けられて、運転席５に着座したオペレータを撮影するカメラと、このカメラで撮影した画像を処理する画像処理装置とによって、運転席５にオペレータが着座しているか否かを検出する着座検出部を構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１    走行体
２    旋回体
３    作業装置
４    運転室
５    運転席
６    エンジン室
７    エンジン
８ａ，８ｂ  操作装置
９ａ，９ｂ  操作装置
１１    目標回転数指令装置
１２    車体コントローラ
１２ａ  回転数制御部
１２ｂ  着座判別部
１２ｃ  時間計測部
１２ｄ  単位回転数設定部
１３    エンジンコントローラ
１４    回転数センサ
１５    着座検出部
１６    着座検出部
Ｎ１    第１アイドル回転数
Ｎ２    第２アイドル回転数
【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】
2018048571.tif 000009
【図８】
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【図９】
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