(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンに接続され発電機作用と電動機作用とを有する発電電動機と、前記発電電動機が発電した交流電力を直流電力に変換し、且つ直流電力を出力するインバータと、前記インバータから直流電力が供給されるリフティングマグネットと、を備える作業機械のエンジン制御装置であって、
前記インバータに接続された本体制御装置と、
前記本体制御装置に接続され、前記エンジンおよび前記インバータに電源電圧を供給する電源保持回路と、
を備え、
前記本体制御装置が、エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、前記リフティングマグネットが吸着側であれば、前記エンジンおよび前記インバータに電源電圧を供給する状態を前記電源保持回路が維持するように構成されていることで、前記エンジンを停止させないで、前記リフティングマグネットの釈放時に発生する釈放電力を、回生エネルギとして前記発電電動機で消費させることを特徴とする、作業機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械のエンジン制御装置において、
前記本体制御装置は、エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、吸着側であった前記リフティングマグネットが非吸着側に戻ってから所定の時間が経過した後に、前記エンジンおよび前記インバータへの電源電圧の供給を停止するように前記電源保持回路を制御するように構成されている、
ことを特徴とする、作業機械のエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業機械のエンジン制御装置において、
前記本体制御装置には、前記インバータから送信される吸着信号が入力され、
前記本体制御装置は、前記リフティングマグネットが吸着側であるか、非吸着側であるかを前記吸着信号により判断するように構成されている、
ことを特徴とする、作業機械のエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の作業機械のエンジン制御装置において、
エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、前記リフティングマグネットが吸着側であれば、吸着側であることを報知する報知手段をさらに備える、
ことを特徴とする、作業機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフティングマグネットを備える作業機械のエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフティングマグネットを備える作業機械（以下、リフマグ機と記載する）において、リフティングマグネット（以下、マグネットと記載する）を釈放するためにマグネットに流れる直流電流を停止すると、逆起電力によるエネルギ（釈放電力）が発生する。この釈放電力を消費するための技術として、下記の特許文献１に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
【０００３】
マグネットへ直流電力を出力するインバータの回路である特許文献１に記載のマグネット駆動回路は、交流電源電圧を直流電源電圧に変換する直流変換部とともにエネルギ吸収部を備え、このエネルギ吸収部は抵抗素子を有する。この抵抗素子で釈放電力を消費している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、抵抗素子を有するエネルギ吸収部をインバータに付加すると、その分、インバータが大型化し、インバータ搭載のための大きなスペースを作業機械に確保しなければならなくなる。また、抵抗素子を有するエネルギ吸収部は比較的高価であるので、当該エネルギ吸収部を有するインバータの採用は、作業機械の高コスト化を招く。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、抵抗素子を用いたエネルギ吸収部を有さなくても、マグネット釈放時に発生する釈放電力を有効に消費することができるリフマグ機のエンジン制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンと、前記エンジンに接続され発電機作用と電動機作用とを有する発電電動機と、前記発電電動機が発電した交流電力を直流電力に変換し、且つ直流電力を出力するインバータと、前記インバータから直流電力が供給されるリフティングマグネットと、を備える作業機械のエンジン制御装置である。このエンジン制御装置は、前記インバータに接続された本体制御装置と、前記本体制御装置に接続され、前記エンジンおよび前記インバータに電源電圧を供給する電源保持回路とを備える。前記本体制御装置は、エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、前記リフティングマグネットが吸着側であれば、前記エンジンおよび前記インバータに電源電圧を供給する状態を前記電源保持回路が維持するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、エンジン動作中にマグネット（リフティングマグネット）が釈放された場合は、これにより発生する釈放電力は回生エネルギとしてエンジンに接続された発電電動機で消費される。また、マグネットが吸着状態にあるときにエンジン停止操作がなされたときは、エンジンが停止しないので、マグネット釈放時に発生する釈放電力は上記と同様に回生エネルギとしてエンジンに接続された発電電動機で消費される。
以上より、本発明によると、抵抗素子を用いたエネルギ吸収部を有さなくても、マグネット釈放時に発生する釈放電力を有効に消費することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、前記したように、本発明は、リフティングマグネットを備える作業機械のエンジン制御装置に関するものである。リフティングマグネットを備える作業機械は、例えば、特開２００７−４５６１５号公報に記載のハンドリング機（リフマグ機とも呼ばれる）である。
【００１１】
（エンジン制御装置まわりの機器構成）
図１に示すように、リフマグ機のエンジン１（例えばディーゼルエンジン）には、発電機作用と電動機作用とを有する発電電動機２が接続されている。エンジン１の駆動力によって発電電動機２が発電した交流電力は、インバータ３にて直流電力に変換される。直流電力は、インバータ３からマグネット４（リフティングマグネット）へ供給される。直流電力でマグネット４を励磁させることにより、磁性廃棄物をマグネット４で吸着することが可能となる。なお、作業条件にもよるが、マグネット４の励磁開始から釈放までの時間は、作業１回当り、例えば２０秒前後である。
【００１２】
本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置は、インバータ３に接続された本体制御装置としてのコントローラ５と、コントローラ５に接続された電源保持回路１２と、報知手段としてのクラスタゲージ６（表示器）とを備えている。電源保持回路１２は、エンジン１およびインバータ３へ２４Ｖ電源８からの電源電圧を供給するための回路であって、本実施形態では、バッテリーリレー９と電源保持リレー１０とエンジン保持リレー１１とで構成される。各リレー９，１０，１１の接点は、コントローラ５からの信号でＯＮ、ＯＦＦが切り換えられる。
【００１３】
（エンジン動作中について）
エンジン１動作中のマグネット釈放時に発生する釈放電力の消費についてまず説明する。マグネット４が吸着状態にあるときは、マグネット４内に直流電流が流れている。マグネット４を釈放する、すなわち、マグネット４に流れる直流電流を停止すると、逆起電力によるエネルギ（釈放電力）が発生する。エンジン１が動作中は、この釈放電力は回生エネルギとして発電電動機２で消費される（発電電動機２が電動機として作用する）。
【００１４】
（エンジン停止操作がなされたとき）
エンジン停止操作がなされたときの釈放電力の消費について図２を参照しつつ説明する。なお、前提として、キーＳＷ７を操作してエンジン１を始動させると、バッテリーリレー９、電源保持リレー１０、およびエンジン保持リレー１１はいずれもＯＮした状態となり、エンジン動作中は、各リレー９，１０，１１の接点はＯＮした状態となっている。
【００１５】
ここで、キーＳＷ７をＯＦＦする、すなわち、エンジン停止操作がなされると（ステップ１（Ｓ１）でＹＥＳ）、マグネット４が吸着側でなければ（ステップ２（Ｓ２）でＮＯ）、コントローラ５は、エンジン保持リレー１１をＯＦＦし（ステップ３（Ｓ３））、電源保持リレー１０およびバッテリーリレー９をＯＦＦする（ステップ４（Ｓ４））。これにより、エンジン１が停止し、且つリフマグ機は完全に停止する。
【００１６】
一方、マグネット４が吸着側であれば（ステップ２（Ｓ２）でＹＥＳ）、コントローラ５は、バッテリーリレー９、電源保持リレー１０、およびエンジン保持リレー１１が全てＯＮした状態を維持させる（ステップ５（Ｓ５））。換言すれば、各リレー９，１０，１１をコントローラ５はＯＦＦさせない。なお、マグネット４が吸着側であるか、非吸着側であるかは、インバータ３からコントローラ５へ送信される吸着信号の有無などによりコントローラ５が判断する。上記ステップ３により、エンジン１およびインバータ３への電源電圧の供給が維持されるので、エンジン１は停止せず、動作し続ける。
【００１７】
そして、コントローラ５は、マグネット４が吸着状態であることを、クラスタゲージ６に表示する（警告画面の表示、ステップ６（Ｓ６））。このとき、警告画面の表示に加えて、マグネット４が吸着状態であることを知らせる警告音を鳴らすのも好ましい。警告音を鳴らす機能は、クラスタゲージ６に内蔵してもよいし、別途、スピーカーを設けてコントローラ５で制御してもよい。
【００１８】
マグネット４が釈放されないと（ステップ７（Ｓ７）でＮＯ）、警告表示を行い続け（ステップ６（Ｓ６））、マグネット４が釈放されると（ステップ７（Ｓ７）でＹＥＳ）、マグネット４が釈放されて所定の時間ｔ秒経過したら（ステップ８（Ｓ８））、コントローラ５は、エンジン保持リレー１１をＯＦＦし（ステップ３（Ｓ３））、電源保持リレー１０およびバッテリーリレー９をＯＦＦする（ステップ４（Ｓ４））。これにより、エンジン１が停止し、且つリフマグ機は完全に停止する。なお、マグネット４の釈放操作がなされているか否かは、インバータ３からコントローラ５へ送信される吸着信号の有無などによりコントローラ５が判断する。
【００１９】
上記でマグネット４が釈放されたとき、エンジン１は動作し続けているため、マグネット釈放時に発生する釈放電力は回生エネルギとして発電電動機２で消費される（発電電動機２が電動機として作用する）。なお、マグネット４が吸着状態であるときに、キーＳＷ７をＯＦＦしてエンジン１を停止させてしまうと、マグネット４に流れていた直流電流は消費する場所を失い、インバータ３の内部に流れ込んで過電圧・過電流を起こし、インバータ３を破損させてしまう。
【００２０】
（作用効果）
本発明によると、エンジン動作中にマグネット（リフティングマグネット）が釈放された場合は、これにより発生する釈放電力は回生エネルギとしてエンジンに接続された発電電動機で消費される。また、マグネットが吸着状態にあるときにエンジン停止操作がなされたときは、エンジンが停止しないので、マグネット釈放時に発生する釈放電力は上記と同様に回生エネルギとしてエンジンに接続された発電電動機で消費される。以上より、本発明によると、抵抗素子を用いたエネルギ吸収部を有さなくても、マグネット釈放時に発生する釈放電力を有効に消費することができる。
【００２１】
本発明においては、上記したように、エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、吸着側であったマグネット４が非吸着側に戻ってから所定の時間（ｔ秒）が経過した後に、エンジン１およびインバータ３への電源電圧の供給を停止するようにコントローラ５が電源保持回路１２を制御するようにすることが好ましい。
マグネット４への出力電流を検出する電流センサを設け、この電流センサからの信号をコントローラ５に入力して、マグネット４が非吸着側に戻ったことを電流値の低下で判断することも可能であるが、このようにすると、電流センサを追加する必要があり、コストの面で不利である。マグネット４を釈放してから、非吸着状態（直流電力が十分に低下した状態）になるまでの時間は、予め予測することができるので、この予測した時間に少し余裕を持った時間を上記所定の時間（ｔ秒）に設定すれば、釈放電力が消費されてからエンジン１が停止する。すなわち、上記構成によると、電流センサなどを追加することなく、釈放電力を消費させてからエンジンを停止させることができる。
【００２２】
また本発明において、上記したように、マグネット４が吸着側であるか、非吸着側であるかを、インバータ３から送信される吸着信号によりコントローラ５にて判断するように構成されることが好ましい。
コントローラ５はインバータ３を制御するためにそもそもインバータ３に接続されている。そのため、インバータ３からの信号をコントローラ５に入力するのは容易である。前記したと同様、マグネット４が吸着側であるか、非吸着側であるかを別途設けた電流センサからの信号で判断することも可能であるが、上記した構成によると、電流センサを別途設ける必要がないのでコストの面で有利である。
【００２３】
また本発明において、上記したように、エンジン駆動中にエンジン停止操作がなされたとき、マグネット４が吸着側であれば、吸着側であることを報知する報知手段（上記した例では、クラスタゲージ６）を設けることが好ましい。
オペレータがエンジン停止操作を行ったとき、マグネット４が吸着側であると、エンジンを停止させようとするオペレータの意図に反してエンジン１は停止しない。上記構成によると、マグネット４が吸着側であることをオペレータに知らせることができる（マグネット４が吸着側であるからエンジン１が停止しないことを知らせることができる）。そのため、エンジン１が停止しないことに起因するオペレータの不要な操作を防止することができ、オペレータが不要な操作をしてしまうことによる機器の不具合発生を防止することができる。
【００２４】
（変形例）
上記の実施形態は、次のように変更可能である。
マグネット４が吸着側であるか、非吸着側であるかを、インバータ３からコントローラ５へ送信される吸着信号によりコントローラ５が判断することに代えて、マグネット４の釈放操作の有無に係る信号をコントローラ５に入力し、この信号で、マグネット４が吸着側であるか、非吸着側であるかをコントローラ５が判断するようにしてもよい。
【００２５】
吸着側であったマグネット４が非吸着側に戻ってから所定の時間（ｔ秒）が経過した後に、エンジン１およびインバータ３への電源電圧の供給を停止させる制御に代えて、前記したように、マグネット４への出力電流を検出する電流センサを設け、この電流センサからの信号をもとにエンジン１およびインバータ３への電源電圧の供給を停止させる制御を行ってもよい。
【００２６】
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
【符号の説明】
【００２７】
１：エンジン
２：発電電動機
３：インバータ
４：マグネット（リフティングマグネット）
５：コントローラ（本体制御装置）
６：クラスタゲージ（表示器、報知手段）
９：バッテリーリレー
１０：電源保持リレー
１１：エンジン保持リレー
１２：電源保持回路
【図１】
0006256423.tif 000002
【図２】
0006256423.tif 000003