(57)【要約】【課題】オートストップ制御に関連する問題を解決し、エンジン等を保護する。【解決手段】動力源としてのエンジン１と、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジン１を自動停止させるオートストップ制御を行うコントローラ２と、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ５とを備え、エンジン始動後、オートストップ条件が成立しても、検出水温が設定値以上となって暖機が完了するまではエンジン１を自動停止させないように構成した。【選択図】        図１
2004239082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段とを備え、上記制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されたことを条件として上記オートストップ制御を行う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。
【請求項２】
動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンがクールダウン運転を要する状態か否かを検出するクールダウン要否検出手段とを備え、上記制御手段は、上記クールダウン要否検出手段によってエンジンがクールダウンを要する運転状態であることが検出されたときに、クールダウン時間を置くことを条件としてオートストップ制御を行う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。
【請求項３】
請求項２記載の建設機械のエンジン制御装置において、クールダウン要否検出手段として、エンジン運転に伴って温度が上昇する部分の温度を検出する温度センサが用いられ、制御手段は、この温度センサによる検出温度に応じてクールダウン時間を複数通りのうちから自動的に選択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。
【請求項４】
請求項２記載の建設機械のエンジン制御装置において、制御手段は、クールダウン要否検出手段によってエンジンのクールダウンが完了したことが検出されたときにエンジンを停止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。
【請求項５】
動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンの暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段とを備え、上記制御手段は、上記オートストップ制御によってエンジンが自動停止した後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときに、エンジンを自動的に再始動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。
【請求項６】
請求項５記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段を備え、制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されたことを条件としてオートストップ制御を行う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。
【請求項７】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段を備え、制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されことを条件としてオートストップ制御を行う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。
【請求項８】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジンの暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段を備え、上記制御手段は、上記オートストップ制御によってエンジンが自動停止した後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときに、エンジンを自動的に再始動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。
【請求項９】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段と、エンジンが暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段とを備え、制御手段は、
Ａ．上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されことを条件としてオートストップ制御を行い、
Ｂ．オートストップ制御によるエンジンの自動停止後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときにエンジンを自動的に再始動させる
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非作業時に燃料節約や排ガス及び騒音の低減等のためにエンジンを自動的に停止（オートストップ）させるようにした建設機械のエンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ショベルやクレーンにおけるこの種の技術として、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ートレバーが開かれたこと、または油圧回路を作動不能にロックするロックレバーが操作されたこと）が成立したときに、非作業時としてエンジンを自動停止させる技術が公知である（特許文献１，２参照）。
【０００３】
一方、このようなエンジンのオートストップ機能は、オペレータの好みや機械の使用環境、使用条件等によってはキャンセルしたい場合もあるため、同機能の有効／無効をオペレータが選択できるようにするのが望ましい。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４１０６９号公報
【特許文献２】
特開２０００−９６６２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、公知技術によると、オートストップ条件が成立すると、それだけでエンジンを自動停止させる構成をとっているため、とくに寒冷時において、エンジン始動後の暖機運転中、たとえばオペレータが点検等のために降車すると暖機途中でエンジンが自動停止してしまうこととなる。
【０００６】
この結果、エンジンが未暖機の低温状態のまま自動停止し、またその後、再始動操作されることによってエンジン及びウォーターポンプ、セルモータ等の周辺機器（以下、エンジン等という）の負担が大きく、故障の原因となり易い。
【０００７】
また、エンジンを再始動操作しなければならないため、オペレータの操作負担が大きい。
【０００８】
なお、この事態を避けるためには、ウォーミングアップ前にオートストップ制御をキャンセルしておけばよいが、その操作が煩わしいし操作忘れもある。
【０００９】
また、別の問題として、上記オートストップ機能を備えた建設機械において、
▲１▼  エンジンが高温状態のままいきなり停止する場合があるため、この点でもエンジン等の負担が大きい。
【００１０】
▲２▼  とくに寒冷時に、オートストップ制御によるエンジン停止後、再始動までの時間が長くなると、エンジンが冷えてしまい、再始動に手間取るとともに、この場合にもエンジン等の負担が大きい。
【００１１】
そこで本発明は、オートストップ制御に関連する上記の問題を解決し、エンジン等を保護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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段とを備え、上記制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されたことを条件として上記オートストップ制御を行うように構成されたものである。
【００１３】
請求項２の発明は、動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンがクールダウン運転を要する状態か否かを検出するクールダウン要否検出手段とを備え、上記制御手段は、上記クールダウン要否検出手段によってエンジンがクールダウンを要する運転状態であることが検出されたときに、クールダウン時間を置くことを条件としてオートストップ制御を行うように構成されたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、クールダウン要否検出手段として、エンジン運転に伴って温度が上昇する部分の温度を検出する温度センサが用いられ、制御手段は、この温度センサによる検出温度に応じてクールダウン時間を複数通りのうちから自動的に選択するように構成されたものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２の構成において、制御手段は、クールダウン要否検出手段によってエンジンのクールダウンが完了したことが検出されたときにエンジンを停止させるように構成されたものである。
【００１６】
請求項５の発明は、動力源としてのエンジンと、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにエンジンを停止させるオートストップ制御を行う制御手段と、エンジンの暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段とを備え、上記制御手段は、上記オートストップ制御によってエンジンが自動停止した後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときに、エンジンを自動的に再始動させるように構成されたものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段を備え、制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されたことを条件としてオートストップ制御を行うように構成されたものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項２乃至４のいずれかの構成において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段を備え、制御手段は、上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されことを条件としてオートストップ制御を行うように構成されたものである。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項２乃至４のいずれかの構成において、エンジンの暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段を備え、上記制御手段は、上記オートストップ制御によってエンジンが自動停止した後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときに、エンジンを自動的に再始動させるように構成されたものである。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項２乃至４のいずれかの構成において、エンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出手段と、エンジンが暖機運転を要する状態か否かを検出する暖機要否検出手段とを備え、制御手段は、
Ａ．上記暖機状態検出手段によって暖機完了が検出されことを条件としてオートストップ制御を行い、
Ｂ．オートストップ制御によるエンジンの自動停止後に、上記暖機要否検出手段によってエンジンの暖機運転を要する状態であることが検出されたときにエンジンを自動的に再始動させる
ように構成されたものである。
【００２１】
請求項１の構成によると、必ずエンジンの暖機が完了した後にオートストップ制御が働くため、エンジンがウォーミングアップ前の低温状態のまま自動停止するおそれがなく、当然、未暖機状態で再始動操作されることもない。このため、エンジンおよび周辺機器の負担を軽減することができる。
【００２２】
また、ウォーミングアップ前にオートストップ制御をキャンセル操作する煩わしも、改めてウォーミングアップのためにエンジンを再始動させる煩わしさもない。
【００２３】
請求項２〜４の構成によると、エンジン自動停止前に、必要に応じてクールダウン運転が行われるため、エンジンが高温状態のまま停止するおそれがない。このため、タービン軸が焼き付く等のトラブル発生を防止し、エンジン等を保護することができる。
【００２４】
この場合、請求項３の構成によると、エンジン運転によって温度が上昇する部分の温度（たとえばエンジン冷却水の温度）を検出し、この検出温度の高低に応じてクールダウン時間を自動選択するため、過不足のない適正なクールダウン運転を行うことができる。
【００２５】
また、請求項４の構成によると、クールダウンが完了したときにオートストップ制御が働いてエンジンが停止するため、クールダウン運転が最短時間で行われ、時間とエネルギーのロスを無くすることができる。
【００２６】
請求項５の構成によると、とくに寒冷時において、オートストップ制御によるエンジン停止後、必要に応じてエンジンが自動的に再始動し、暖機運転が行われるため、エンジンを次の始動に適した温度状態に維持することができる。
【００２７】
このため、エンジンを低温下で再始動させることによるエンジン等の負担を無くすることができるとともに、再始動も容易となる。
【００２８】
しかも、オートストップ制御は生かすため、燃料節約等の同制御本来の目的は堅持することができる。
【００２９】
また、請求項６〜９の構成によると、暖機完了前はエンジンを自動停止させないという請求項１の暖機確保作用と、エンジン自動停止前に必要に応じてクールダウン運転を行うという請求項２の自動クールダウン作用と、エンジンの暖機状態を自動的に維持するという請求項５の自動暖機作用のうちの二つまたはすべてを組み合わせとして得ることができる。
【００３０】
すなわち、請求項６では暖機確保作用とクールダウン作用、請求項７ではクールダウン作用と自動暖機作用、請求項８ではクールダウン作用と自動暖機作用、請求項９では上記すべての作用を得ることができる。
【００３１】
このため、エンジン等の保護効果がきわめて高いものとなる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００３３】
第１実施形態（図１，２参照）
動力源としてのエンジン１は、制御手段としてのコントローラ２によって制御される。
【００３４】
コントローラ２は、エンジン１（具体的にはエンジン・ガバナ制御部）に停止指令の信号を送るエンジン制御部３と、その前段階としてオートストップ制御を行う必要があるか否かを判別するオートストップ要否判別部４とを具備する。
【００３５】
このオートストップ要否判別部４には、予め設定されたオートストップ条件に関する信号が入力され、このオートストップ条件信号に基づいてオートストップ制御の要否が判別される。
【００３６】
なお、オートストップ条件としては、たとえば、
▲１▼  キャビンの乗降口を開閉するゲートレバーが開かれたこと、
▲２▼  油圧回路を作動不能にロックするロックレバーが操作されたこと
のいずれか一方または双方が挙げられ、それぞれレバーの動きに連動してオン／オフするスイッチにより検出されてオートストップ要否判別部４に送られる。
【００３７】
また、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ５が設けられ、この水温センサ５で検出された水温Ａが予め設定された温度（以下、暖機完了温度という）Ａｓ以上であることを条件としてオートストップ制御が可能となる。いいかえれば、オートストップ条件が成立しても、Ａ≧Ａｓでなければオートストップ制御は開始されないように構成されている。
【００３８】
この点の作用を図２のフローチャートによって説明する。
【００３９】
制御開始とともに、オートストップ条件が成立したか否かが判別され（ステップＳ１）、ＮＯの場合は次のステップに移行せず、ＹＥＳの場合にステップＳ２でＡ≧Ａｓか否かが判断される。
【００４０】
ここでＹＥＳの場合（検出水温Ａが暖機完了温度Ａｓ以上である場合）にかぎり、ステップＳ３でエンジン１が自動停止する。
【００４１】
このように、必ずエンジンの暖機が完了した後にオートストップ制御が働くため、たとえばオペレータがエンジン始動後に点検等のために機外に出てオートストップ条件が成立しても、エンジン１がウォーミングアップ前であれば停止しない。
【００４２】
このため、エンジン１が未暖機の低温状態のまま停止したり、その後、さらに低温状態で再始動操作されたりすることによってエンジンおよび周辺機器に負担をかけるおそれがない。
【００４３】
また、オートストップ制御をキャンセルする機能を有する機械において、ウォーミングアップ前に予めオートストップ制御をキャンセル操作する煩わしさも、改めてウォーミングアップのためにエンジンを再始動させる煩わしさもなくなる。
【００４４】
第２実施形態（図３，４参照）
以下の実施形態においては第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００４５】
エンジン１を高温状態のまま停止させると、タービン軸が焼き付く等のトラブルが発生するおそれがある。
【００４６】
そこで第２実施形態においては、オートストップ制御を開始する前に必要に応じてエンジン１のクールダウン運転が自動的に行われるように構成されている。この場合、クールダウン運転の時間は、検出水温に応じて二通りのうちから自動選択され、エンジン制御部３に設けられたタイマ６によってカウントされる。
【００４７】
すなわち、図４のフローチャートにおいて、オートストップ条件が成立したとき（ステップＳ１１でＹＥＳのとき）に、ステップＳ１２で検出水温Ａが、予め設定された基準温度Ａ１と比較され、Ａ≧Ａ１であればステップＳ１３でクールダウン時間Ｂとして設定値Ｂ１が選択され、Ａ＜Ａ１であればステップＳ１４でクールダウン時間Ｂとして設定値Ｂ２が選択される。
【００４８】
ここでＢ１＞Ｂ２であり、ステップＳ１５において設定値Ｂ１またはＢ２でのタイマカウントが行われ、カウントアップ（カウント数Ｔ＞ＢとなってステップＳ１６でＹＥＳ）の後、ステップＳ１７でエンジン１が自動停止する。
【００４９】
なお、クールダウン時間の設定値Ｂ１，Ｂ２は機械のクールダウン性能や使用環境等に応じて適宜定めることができる。ここで、基準温度Ａ１をクールダウンが必要な温度の最低値に設定しておけば、Ａ＜Ａ１ではクールダウン運転の必要がないため、短時間側の設定値Ｂ２は０（クールダウン運転無し）となる。
【００５０】
また、自動選択されるクールダウン時間の設定値は三通り以上としてもよい。
【００５１】
このように、エンジン自動停止前に、必要に応じてクールダウン運転が行われるため、エンジン１が高温状態のまま停止するおそれがない。このため、タービン軸が焼き付く等のトラブル発生を防止し、エンジン等を保護することができる。
【００５２】
また、この第２実施形態では、検出水温Ａの高低に応じてクールダウン時間Ｂを二通りＢ１，Ｂ２のうちから自動選択するため、過不足のない適正なクールダウン運転を行うことができる。
【００５３】
第３実施形態（図５参照）
第３実施形態では、第２実施形態の変形形態として、クールダウン運転が必要か否かを判断し、かつ、クールダウンが完了したことを検出した上でエンジン停止させるように構成されている。
【００５４】
この第３実施形態のブロック構成は、みかけ上、図１と同じであるため、この図１を引用するものとして図示省略している。
【００５５】
図５によって作用を説明すると、ステップＳ２１でオートストップ条件が成立したと判別された後、検出水温Ａが、クールダウン運転を開始すべき温度として予め設定されたクールダウン開始温度Ａｓ１と比較される（ステップＳ２２）。
【００５６】
ここでＮＯの場合、すなわち、Ａ＜Ａｓ１の場合は、クールダウン運転は必要ないため、ステップＳ２３でただちにエンジン停止作用が実行される。
【００５７】
一方、ステップＳ２２でＡ≧Ａｓ２と判別された場合は、検出水温Ａが、クールダウンを終了してよい温度として予め設定されたクールダウン完了温度Ａｓ２以下となる（ステップＳ２４でＹＥＳとなる）までクールダウン運転が行われた後、ステップＳ２３でエンジン停止する。
【００５８】
このように、クールダウンが必要時にのみ行われ、かつ、クールダウンが完了したときにオートストップ制御が働いてエンジン１が停止するため、時間とエネルギーのロスを無くすることができる。
【００５９】
第４実施形態（図６，７参照）
とくに寒冷時に、オートストップ制御によるエンジン停止後、再始動までの時間が長くなると、エンジン１が冷えてしまい、再始動に手間取るとともに、この場合にもエンジン等の負担が大きくなる。
【００６０】
そこで第４実施形態においては、図６に示すようにコントローラ２に、エンジン１を自動停止させるためのエンジン停止制御部（図１のエンジン制御部３に相当）７と、エンジン自動停止後の自動暖機を行うためのエンジン始動制御部８とが設けられ、第１実施形態のエンジン自動停止前の暖機確保作用に加えて、エンジン自動停止後に必要に応じて自動的に暖機運転が行われるように構成されている。
【００６１】
図７を併用して作用を説明すると、ステップＳ３１でオートストップ条件が成立したと判断された後、検出水温Ａが暖機完了温度Ａｓ以上に達するとエンジン１が自動停止する（ステップＳ３２，Ｓ３３）。
【００６２】
このエンジン自動停止後、検出水温Ａが、暖機を開始すべき温度として予め設定された暖機開始温度Ａｓ３以下（ステップＳ３４でＹＥＳ）となると、エンジン始動制御部８からの指令信号によりエンジン１が自動的に始動されて暖機運転が開始される（ステップＳ３５）。
【００６３】
そして、この後ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３２を経てステップＳ３３でまたエンジン１が自動停止するまで暖機運転が行われる。
【００６４】
他の実施形態
（１）上記各実施形態では、エンジン運転に伴って温度が上昇する部分の温度として冷却水の温度を検出するようにしたが、これに代えて作動油の温度やエンジンの排気温度を検出するようにしてもよい
（２）第４実施形態では、第１実施形態の暖機確保作用と自動暖機作用とを組み合わせる構成をとったが、エンジン等の保護効果をさらに高めるために、
ｉ．第２または第３実施形態のクールダウン作用と、第４実施形態の自動暖機作用、
ｉｉ．暖機確保作用とクールダウン作用、
ｉｉｉ．暖機確保作用とクールダウン作用と自動暖機作用
が組み合わせで得られる構成をとってもよい。
【００６５】
【発明の効果】
上記のように各請求項の発明によると、エンジンのオートストップ制御に関連する問題を解決し、エンジン及びその周辺機器の負担を軽減することができる。
【００６６】
すなわち、請求項１の発明によると、必ずエンジンの暖機が完了した後にオートストップ制御が働くため、エンジンがウォーミングアップ前の低温状態のまま自動停止するおそれがなく、当然、未暖機状態で再始動操作されることもない。
【００６７】
また、ウォーミングアップ前にオートストップ制御をキャンセル操作する煩わしさも、改めてウォーミングアップのためにエンジンを再始動させる煩わしさもない。
【００６８】
請求項２〜４の発明によると、エンジン自動停止前に、必要に応じてクールダウン運転が行われるため、エンジンが高温状態のまま停止するおそれがない。このため、タービン軸が焼き付く等のトラブル発生を防止することができる。
【００６９】
この場合、請求項３の発明によると、エンジン運転によって温度が上昇する部分の温度を検出し、この検出温度の高低に応じてクールダウン時間を自動選択するため、過不足のない適正なクールダウン運転を行うことができる。
【００７０】
また、請求項４の発明によると、クールダウンが完了したときにオートストップ制御が働いてエンジンが停止するため、クールダウン運転が最短時間で行われ、時間とエネルギーのロスを無くすることができる。
【００７１】
請求項５の発明によると、とくに寒冷時において、オートストップ制御によるエンジン停止後、必要に応じてエンジンが自動的に再始動し、暖機運転が行われるため、エンジンを次の始動に適した温度状態に維持することができる。
【００７２】
このため、エンジンを低温下で再始動させることによるエンジン等の負担を無くすることができるとともに、再始動も容易となる。
【００７３】
しかも、オートストップ制御は生かすため、燃料節約等の同制御本来の目的は堅持することができる。
【００７４】
また、請求項６〜９の発明によると、暖機完了前はエンジンを自動停止させないという請求項１の暖機確保作用と、エンジン自動停止前に必要に応じてクールダウン運転を行うという請求項２の自動クールダウン作用と、エンジンの暖機状態を自動的に維持するという請求項５の自動暖機作用のうちの二つまたはすべてを組み合わせとして得ることができる。このため、エンジン等の保護効果がきわめて高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態を示すブロック構成図である。
【図４】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態を示すブロック構成図である。
【図７】同実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
２  コントローラ（制御手段）
３  エンジン制御部
４  オートストップ要否判別部
５  水温センサ
６  タイマ
７  エンジン停止制御部
８  エンジン始動制御部
【図１】
2004239082.tif 000003
【図２】
2004239082.tif 000004
【図３】
2004239082.tif 000005
【図４】
2004239082.tif 000006
【図５】
2004239082.tif 000007
【図６】
2004239082.tif 000008
【図７】
2004239082.tif 000009