(57)【要約】【課題】低温作業環境下におけるエンジン起動に関係する消費電力を節減させることができ、また一旦中断した後の作業の再開を速やかに行うことができるようにした。【解決手段】本発明は、エンジン１１の駆動に関係する流体、例えば作動油の温度を検出する温度センサ２０を備え、コントローラ１７は、アイドルストップ判断部１７ｅで、アイドルストップ制御部１７ｄによるアイドルストップ制御を実施する判断がなされ、中立制御部１７ａで操作装置１６が中立に戻されたと判断された状態にあって、温度センサ２０で検出される作動油の温度が、予め設定されエンジン１１の起動に支障を生じると見做される所定の低温度以下であるかどうか判断する温度判断部１７ｆを含み、この温度判断部１７ｆで作動油の温度が所定の低温度以下と判断されたときに、アイドルストップ制御部１７ｄによるアイドルストップ制御を無効にする処理を行う構成にしてある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動する油圧ポンプと、上記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、上記方向制御弁を切り換え操作する操作装置とを備えた建設機械に設けられ、
上記操作装置の操作状態を判断する操作状態判断部と、上記操作状態判断部で上記操作装置が所定時間操作されないと判断されたとき、上記エンジンの駆動を停止させるアイドルストップ制御を行うアイドルストップ制御部とを含む制御手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、
上記エンジンの駆動に関係する流体の温度を検出する温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記温度検出手段で検出される上記流体の温度が、予め設定される所定の温度以下であるかどうか判断する温度判断部を含み、この温度判断部で上記流体の温度が所定の温度以下と判断されたときに、上記アイドルストップ制御部によるアイドルストップ制御を無効にする処理を行う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】
請求項１に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
上記制御手段は、上記操作状態判断部により上記操作装置が操作されている状態から操作されない状態となったことが判断されると、上記エンジンの回転数を所定の低回転数であるアイドル回転数に保持するアイドル運転制御部を備え、
上記アイドルストップ制御部は、上記アイドル運転制御部によるアイドル運転制御の開始から所定時間の間に、上記操作状態判断部により上記操作装置が操作されないことが判断されると、上記エンジンの駆動を停止させる処理を行うものである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１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
上記流体は上記油圧アクチュエータを駆動する作動油から成り、上記温度検出手段が上記作動油の温度を検出する温度センサから成る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１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
上記流体は上記エンジンを冷却するエンジン冷却水から成り、上記温度検出手段が上記エンジン冷却水の温度を検出する温度センサから成る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】
請求項１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
上記流体は上記エンジンの燃料から成り、上記温度検出手段が上記燃料の温度を検出する温度センサから成る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１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
上記流体は当該建設機械が配置される作業環境の大気から成り、上記温度検出手段が、上記エンジンの吸気管に導かれる上記大気の温度を検出する温度センサから成る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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドル運転状態となった所定時間の後に、エンジンの駆動を自動的に停止させるアイドルストップ制御を実施できる油圧ショベル等の建設機械のエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この特許文献１には、作業機械のエンジン制御装置が開示されている。この従来技術は、エンジンアイドリング中にワンタッチ操作ボタン式スイッチ、すなわちアイドルストップスイッチが操作された場合に、エンジンの駆動を自動的に停止させることと、操作レバーが操作されない状態が設定される時間を超えたときに、エンジンの駆動を自動的に停止させるアイドルストップ制御を行う制御手段を備えた構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術は、建設機械が低温の作業環境下に配置されて作業を行う場合に問題がある。このような低温作業環境下では大気温度が低く、これに伴って油圧アクチュエータを駆動する作動油の温度やエンジンを冷却するエンジン冷却水の温度、またエンジンの燃料の温度が低くなり、これらによってエンジンが冷やされやすい。このような低温作業環境下においても、上述した従来技術ではアイドルスイッチが操作され、操作装置の操作レバーが中立位置から操作されて行われる作業状態から、一時的に作業を中断させるために操作レバーが中立に戻されると、エンジン回転数が所定の低回転数であるアイドル運転状態となり、所定時間の経過後にアイドルストップ制御が実施され、エンジンの駆動が停止する。
【０００５】
ところで、低温作業環境下では、上述のようにエンジンの駆動が停止した後、しばらくして再び作業を開始しようとしてエンジンを起動させるとき、エンジンが冷却されていることからこのエンジンがかかり難く、エンジンキーによってスタータスイッチを作動させてからエンジンが起動するまでのクランキング時間が長くなってしまう。なお、作動油の温度が低いと作動油の粘性が高くなり油圧ポンプを駆動するトルクが大きくなって、エンジンにかかる負荷が大きくなる。また、燃料の温度が低いと燃料中に含まれるワックス成分が固形化して燃料フィルタに堆積しやすくなり、エンジンへの燃料の供給能力が低下する。これらにより上述のように、エンジンがかかり難くなる。
【０００６】
上述のように従来技術では、低温作業環境下でアイドルストップ制御が行われた後、中断していた作業を再開しようとするときに、クランキング時間が長くなることから、このエンジン起動に関係する消費電力が多くなり、不経済となる問題がある。また、クランキング時間が長くなることから、作業を再開させるまでに時間がかかり、オペレータに不安感を与えるとともに作業能率が低下しやすい問題もある。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、低温作業環境下におけるエンジン起動に関係する消費電力を節減させることができ、また一旦中断した後の作業の再開を速やかに行うことができる建設機械のエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動する油圧ポンプと、上記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、上記方向制御弁を切り換え操作する操作装置とを備えた建設機械に設けられ、上記操作装置の操作状態を判断する操作状態判断部と、上記操作状態判断部で上記操作装置が所定時間操作されないと判断されたとき、上記エンジンの駆動を停止させるアイドルストップ制御を行うアイドルストップ制御部とを含む制御手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、上記エンジンの駆動に関係する流体の温度を検出する温度検出手段を備え、上記制御手段は、上記温度検出手段で検出される上記流体の温度が、予め設定される所定の温度以下であるかどうか判断する温度判断部を含み、この温度判断部で上記流体の温度が所定の温度以下と判断されたときに、上記アイドルストップ制御部によるアイドルストップ制御を無効にする処理を行うことを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、当該建設機械がエンジンの起動に支障を生じると見做される低温作業環境下で作業を行う場合であって、制御手段の操作状態判断部で操作装置が所定時間操作されないことが判断された状態にあって、制御手段の温度判断部で温度検出手段で検出される温度が所定の低温度以下と判断されたときには、制御手段は、上述のようにアイドルストップ制御を行おうとしている状態でありながら、強制的にそのアイドルストップ制御を無効にする処理を行う。
【００１０】
したがって、操作レバーが操作されて作業が行われている状態から、一旦作業を中断するために操作レバーが中立に戻されてもエンジンが停止することなく、運転が継続される。これにより本発明は、エンジンの再起動が必要なくなるとともに、作動油、エンジン冷却水、及びエンジンの燃料が回路内に誘導されることにより、エンジンが温められ、低温環境に伴うエンジンの冷却が抑えられる。すなわち本発明は、エンジンの起動に支障を生じると見做される低温の作業環境下では、中断後の作業再開に際してエンジンの再起動を要しないことから、スタータスイッチの作動に伴う消費電力を節減させることができ、また、一旦中断した後の作業を速やかに再開させることができる。
【００１１】
また本発明は、上記発明において、上記制御手段は、上記操作状態判断部により上記操作装置が操作されている状態から操作されない状態となったことが判断されると、上記エンジンの回転数を所定の低回転数であるアイドル回転数に保持するアイドル運転制御部を備え、上記アイドルストップ制御部は、上記アイドル運転制御部によるアイドル運転制御の開始から所定時間の間に、上記操作状態判断部により上記操作装置が操作されないことが判断されると、上記エンジンの駆動を停止させる処理を行うものであることを特徴としている。
【００１２】
このように構成した本発明は、操作レバーが操作されて作業が行われている状態から、一旦作業を中断するために操作レバーが中立に戻されると、制御手段のアイドル運転制御部によってエンジンはアイドル運転に移行するが、そのアイドル運転が次に作業が再開されるまで継続される。そしてこのような状態から操作レバーを中立位置から再び操作すると、エンジンの実回転数がエンジンの目標回転数に応じて速やかに上昇し、所望の作業を行うことができる。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、上記流体は上記油圧アクチュエータを駆動する作動油から成り、上記温度検出手段が上記作動油の温度を検出する温度センサから成ることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記流体は上記エンジンを冷却するエンジン冷却水から成り、上記温度検出手段が上記エンジン冷却水の温度を検出する温度センサから成ることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、上記流体は上記エンジンの燃料から成り、上記温度検出手段が上記燃料の温度を検出する温度センサから成ることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記発明において、上記流体は当該建設機械が配置される作業環境の大気から成り、上記温度検出手段が、上記エンジンの吸気管に導かれる上記大気の温度を検出する温度センサから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、エンジンの駆動に関連する流体の温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、温度検出手段で検出される流体の温度が、予め設定されエンジンの起動に支障を生じると見做される所定の温度以下であるかどうか判断する温度判断部を含み、この温度判断部で流体の温度が所定の温度以下と判断されたとき、アイドルストップ制御部によるアイドルストップ制御を無効にする処理を行う構成にしてある。この構成に伴って本発明は、低温作業環境下におけるエンジンの起動に関係する消費電力を節減でき、従来に比べて優れた経済性を確保できるとともに、一旦中断した後の作業を速やかに再開させることができ、従来オペレータに与えやすかった不安感を解消でき、また従来に比べて当該作業機械で実施される作業の能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るエンジン制御装置の一実施形態が設けられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明に係るエンジン制御装置の一実施形態を示す電気・油圧回路図である。
【図３】本実施形態に備えられるコントローラで実施される主な処理手順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】
【００１９】
以下、本発明に係る建設機械のエンジン制御装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態に係るエンジン制御装置が備えられる建設機械は、例えば図１に示す油圧ショベルである。この油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられる作業装置３とを備えている。この作業装置３は、旋回体２に取り付けられるブーム４と、このブーム４の先端に取り付けられるアーム５と、このアーム５の先端に取り付けられるバケット６とを含んでいる。また作業装置３は、ブーム４を作動させるブームシリンダ４ａと、アーム５を作動させるアームシリンダ５ａと、バケット６を作動させるバケットシリンダ６ａとを含んでいる。旋回体２の前側位置には運転室７が配置され、後側位置にはカウンタウエイト８が配置され、運転室７とカウンタウエイト８との間にはエンジン室９が配置されている。
【００２１】
図１に示す油圧ショベルに備えられる本実施形態に係るエンジン制御装置は、エンジン室９内に配置されるエンジン１１、及びこのエンジン１１によって駆動される油圧ポンプ１２を備えている。また、油圧ポンプ１２に供給される作動油が蓄えられる作動油タンク１３と、油圧ポンプ１２から吐出される圧油によって駆動される前述したブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ等を総括的に示す油圧アクチュエータ１４と、油圧ポンプ１２から油圧アクチュエータ１４に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁１５とを備えている。
【００２２】
運転室７内には、操作レバー１６ａを有し方向制御弁１５を切り換え操作する操作装置１６が配置されている。また本実施形態は、エンジン１１の駆動に関係する流体の温度を検出する温度検出手段、例えば作動油の温度を検出する温度センサ２０と、操作装置１６の操作レバー１６ａが操作されたか否かを検出する圧力センサ２１と、後述するアイドルストップ制御の実施、不実施を指示する指示信号を出力する指示手段、例えばアイドルストップスイッチ２２と、エンジン１１の目標回転数を指示する回転数指示器２３とを備えている。
【００２３】
また本実施形態は、温度センサ２０、圧力センサ２１、アイドルストップスイッチ２２、及び回転数指示器２３から出力される信号が入力される制御手段、すなわちコントローラ１７を備えている。
【００２４】
このコントローラ１７は、同図２に示すように、圧力センサ２１から出力された信号に基づいて、操作装置１６が操作されている状態から中立に戻されたかどうか判断する中立判断部１７ａと、この中立判断部１７ａで中立に戻されたと判断されたとき、エンジン１１の回転数を所定の低回転数であるアイドル回転数に保持するアイドル運転制御部１７ｂと、このアイドル運転制御部１７ｂによるアイドル運転制御の開始から所定時間の間に圧力センサ２１から出力される信号に基づいて、操作装置１６が操作されたかどうか判断する操作判断部１７ｃと、所定時間の間に操作判断部１７ｃで操作装置１６が操作されないと判断されたとき、エンジン１１の駆動を停止させる処理を行うアイドルストップ制御部１７ｄとを含んでいる。なお、上述した中立判断部１７ａと操作判断部１７ｃとによって、操作装置１６の操作状態を判断する操作状態判断部が構成されている。
【００２５】
また、このコントローラ１７は、アイドルストップスイッチ２２から出力される指示信号に応じて、アイドルストップ制御部１７ｄによるアイドルストップ制御の実施、不実施を判断するアイドルストップ判断部１７ｅを含んでいる。
【００２６】
さらに、このコントローラ１７は、アイドルストップ判断部１７ｅで、アイドルストップ制御部１７ｄによるアイドルストップ制御を実施する判断がなされ、中立判断部１７ａで操作装置１６が中立に戻されたと判断された状態にあって、温度センサ２０で検出される作動油の温度が、予め設定されエンジン１１の起動に支障を生じると見做される所定の低温度以下、例えば０℃以下であるかどうか判断する温度判断部１７ｆを含み、この温度判断部１７ｆで作動油の温度が所定の低温度以下と判断されたとき、アイドルストップ制御部１７ｄによるアイドルストップ制御を無効にする処理を行う。
【００２７】
このように構成した本実施形態のコントローラ１７で実施される主な処理手順を図３に基づいて説明する。
【００２８】
当該油圧ショベルで掘削作業等を行うに際し、アイドルストップスイッチ２２がＯＦＦのままに保持され、あるいはＯＮに切り換えられる。コントローラ１７のアイドルストップ判断部１７ｅは、アイドルストップスイッチ２２から出力される信号に応じて、アイドルストップ制御の不実施が指示されているか、実施が指示されているか判断する（手順Ｓ１）。ここで、アイドルストップスイッチ２２がＯＦＦでアイドルストップ制御の不実施が指示されているときには、通常稼働制御が行われる（手順Ｓ２）。すなわち、操作装置１６の操作レバー１６ａが操作状態から中立に戻されると、中立判断部１７ａの判断により、アイドル運転制御部１７ｂは、エンジン１１の回転数をアイドル回転数とするように制御し、このアイドル運転状態でエンジン１１の駆動が継続される。このとき、アイドルストップ制御部１７ｄは機能しないように保持される。
【００２９】
また、上述した手順Ｓ１の判断で、アイドルストップスイッチ２２がＯＮとされてアイドルストップ制御の実施が指示されているときには、圧力センサ２１から出力される信号に基づいて、操作判断部１７ｃは、アイドル運転制御部１７ｂによるアイドル運転制御の開始から所定時間の間に操作装置１６が操作されたかどうか判断する（手順Ｓ３）。この判断で操作装置１６が操作されたと判断されたときは、手順Ｓ２に移り、通常稼働制御が実施される。すなわち、エンジン１１の実回転数が、回転数指示器２３によって指示されるエンジン１１の目標回転数となるようにエンジン１１が駆動する。また、このとき操作装置１６の操作に伴って方向制御弁１５が切り換えられる。したがって、油圧ポンプ１２から吐出される圧油が方向制御弁１５を介して油圧アクチュエータ１４に供給され、この油圧アクチュエータ１４が作動して例えば図１に示す作業装置３が駆動し、土砂の掘削作業等が実施される。このような状態から操作装置１６の操作レバー１６ａが中立に戻されると、上述したように、エンジン１１の回転数は低下してアイドル運転状態となり、このアイドル運転状態が継続される。
【００３０】
上述した手順Ｓ３の判断で、操作装置１６が操作されていないと判断されたときは、温度センサ２０で検出される作動油の温度が、所定の低温度以下、例えば０℃かどうか温度判断部１７ｆで判断される（手順Ｓ４）。この判断で、作動油の温度が所定の低温度よりも高いと判断されたとき、すなわち０℃よりも高いと判断されたときには手順Ｓ５に移る。この手順Ｓ５では、アイドルストップ制御部１７ｄが機能して、エンジン１１の駆動を停止させる処理がなされる。すなわち、アイドルストップ制御が実施される。この場合、作業を再開するときには、エンジン１１を再起動することが必要になるが、作動油の温度が比較的高くなる作業環境におけるエンジン１１の再起動となることから、スタータスイッチを作動させてからエンジン１１が起動するまでのクランキング時間を短くすることができ、エンジン１１の起動に支障を生じることがない。
【００３１】
上述の手順Ｓ４の判断で、作動油の温度が所定の低温度以下、例えば０℃以下と判断されたときは、当該圧ショベルが低温作業環境下に配置されて作業が行われる場合であり、手順Ｓ２に移り、通常稼働制御が実施される。すなわち、操作装置１６の操作レバー１６ａが操作状態から中立に戻されると、アイドル運転制御部１７ｂによってエンジン１１の回転数がアイドル回転数となるように制御され、このアイドル運転制御状態でエンジン１１の駆動が継続される。つまり、アイドルストップスイッチ２２がＯＮにされてアイドルストップ制御を実施するように設定されていながら、強制的にそのアイドルストップ制御が無効とされる。
【００３２】
このように構成した本実施形態にあっては、上述したように、低温作業環境下にあって、操作レバー１６ａが操作されて作業が行われている状態から、一旦作業を中断するために操作レバー１６ａが中立に戻されると、コントローラ１７のアイドル運転制御部１７ｂによってエンジン１１はアイドル運転に移行するが、そのアイドル運転が次に作業が再開するまで継続される。これにより本実施形態は、エンジン１１の再起動が必要なくなるとともに、作動油、エンジン冷却水、及びエンジン１１の燃料が回路内に誘導されることにより、低温環境に伴うエンジン１１の冷却が抑えられる。したがって、操作レバー１６ａを中立位置から再び操作すると、エンジン１１の実回転数がエンジン１１の目標回転数に応じて速やかに上昇し、所望の作業を行うことができる。すなわち本実施形態は、エンジン１１の起動に支障を生じると見做される低温の作業環境下では、中断後の作業再開に際してエンジン１１の再起動を要しないことから、スタータスイッチの作動に伴う消費電力を節減でき優れた経済性を確保できる。また本実施形態は、一旦中断した後の作業を速やかに再開させることができ、オペレータに与えやすかった不安感を解消でき、当該油圧ショベルで実施される作業の能率を向上させることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態は、エンジン１１の駆動に関係する流体の温度を検出する温度検出手段として、作動油の温度を検出する温度センサ２０を設けた構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限られない。例えば温度検出手段として、エンジン冷却水の温度が所定の低温度以下、例えば０℃以下であることを検出する温度センサを設け、コントローラ１７の温度判断部１７ｆで、エンジン冷却水の温度が所定の低温度以下かどうか判断し、所定の低温度以下と判断されたときに、アイドルストップスイッチ２２のＯＮ操作にかかわらず、アイドルストップ制御を無効にするように本発明を構成してもよい。
【００３４】
また、温度検出手段として、エンジン１１の燃料の温度が所定の低温度以下、例えば０℃以下であることを検出する温度センサを設け、コントローラ１７の温度判断部１７ｆで、燃料の温度が所定の低温度以下かどうか判断し、所定の低温度以下と判断されたときに、アイドルストップスイッチ２２のＯＮ操作にかかわらず、アイドルストップ制御を無効にするように本発明を構成してもよい。
【００３５】
また、温度検出手段として、エンジン１１の吸気管に導かれる大気、すなわち当該油圧ショベルが配置される作業環境の大気の温度が所定の低温度以下、例えば０℃以下であることを検出する温度センサを設け、コントローラ１７の温度判断部１７ｆで、大気の温度が所定の低温度以下かどうか判断し、所定の低温度以下と判断されたときに、アイドルストップスイッチ２２のＯＮ操作にかかわらず、アイドルストップ制御を無効にするように本発明を構成してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    走行体
２    旋回体
３    作業装置
４ａ  ブームシリンダ
５ａ  アームシリンダ
８    カウンタウエイト
１１    エンジン
１２    油圧ポンプ
１３    作動油タンク
１４    油圧アクチュエータ
１５    方向制御弁
１６    操作装置
１６ａ  操作レバー
１７    コントローラ（制御手段）
１７ａ  中立判断部
１７ｂ  アイドル運転制御部
１７ｃ  操作判断部
１７ｄ  アイドルストップ制御部
１７ｅ  アイドルストップ判断部
１７ｆ  温度判断部
２０    温度センサ（温度検出手段）
２１    圧力センサ
２２    アイドルストップスイッチ（指示手段）
２３    回転数指示器
【図１】
2013142341.tif 000003
【図２】
2013142341.tif 000004
【図３】
2013142341.tif 000005