特許 6237125 建設機械の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237125

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】建設機械の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20171120BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20171120BHJP

   F02D 29/00 20060101ALI20171120BHJP

   F02D 29/04 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 321A

   E02F9/22 Z

   F02D29/02 J

   F02D29/02 321B

   F02D29/00 B

   F02D29/04 G

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-226858(P2013-226858)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2015-86802(P2015-86802A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100109058

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 昌志

(72)【発明者】

【氏名】柚本 夏輝

(72)【発明者】

【氏名】但馬 一治

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−０６０６５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１１６６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７０５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０９１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ０２Ｄ ２９／００

Ｆ０２Ｄ ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力源としてのエンジンと、エンジンスイッチの操作に基づく上記エンジンの始動／停止を制御するエンジン制御部と、上記エンジンにより駆動されて油圧アクチュエータの油圧源となるメインポンプと、上記エンジンの自動停止状態からの再始動のためにエンジンを駆動する油圧モータと、この油圧モータの油圧源となる高圧アキュムレータと、上記高圧アキュムレータの圧力を検出する高圧センサと、上記メインポンプの吐出油を上記高圧アキュムレータに送って同アキュムレータに蓄圧する蓄圧ラインと、上記高圧アキュムレータの蓄圧油を上記油圧モータに送って同モータを駆動するモータラインと、上記蓄圧及びモータ両ラインと上記高圧アキュムレータの接続状態を切換える作動切換弁と、上記エンジンの自動停止／再始動及び上記作動切換弁の作動を制御する制御手段と、上記エンジンスイッチとは無関係にエンジン再始動の指令を出力する再始動指令手段とを備え、上記作動切換弁は、上記蓄圧ラインを上記高圧アキュムレータに接続する蓄圧位置と、上記モータラインを上記高圧アキュムレータに接続する放出位置と、上記蓄圧及びモータ両ラインを上記高圧アキュムレータに対して遮断する遮断位置との間で切換わり作動し、上記制御手段は、
（Ａ） 上記高圧センサにより検出される上記高圧アキュムレータの圧力が設定値以上であり、かつ、予め設定されたオートストップ条件が成立したときにのみ上記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行い、エンジン運転中、上記高圧センサにより検出される上記高圧アキュムレータの圧力が上記設定値未満のときは上記オートストップ条件の成立にかかわらず上記オートストップ制御を行わずに上記作動切換弁を上記蓄圧位置にセットし、蓄圧が完了した後に上記遮断位置にセットし、
（Ｂ） 上記再始動指令手段からの再始動指令に基づいて上記エンジン制御部にエンジン再始動信号を送り、
（Ｃ） 上記作動切換弁を、上記再始動指令手段からの再始動指令に基づいて上記放出位置に、上記エンジンの再始動完了後に上記作動切換弁を遮断位置にそれぞれセットする
ように構成したことを特徴とする建設機械の制御装置。

【請求項2】

上記作動切換弁を、パイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁として構成し、上記制御手段は、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプと、このパイロットポンプからの吐出油によって蓄圧される低圧アキュムレータと、この低圧アキュムレータと上記作動切換弁のパイロットポートとを結ぶパイロットラインと、このパイロットラインに設けた切換制御弁と、この切換制御弁の作動を制御するコントローラとを備え、上記切換制御弁は、上記作動切換弁に対するパイロット圧の供給を遮断する中立位置と、上記低圧アキュムレータの圧力を作動切換弁に上記放出位置に切換えるためのパイロット圧として供給する放出切換位置と、上記低圧アキュムレータの圧力を上記作動切換弁に上記蓄圧位置に切換えるためのパイロット圧として供給する蓄圧切換位置とを有し、上記コントローラは、上記切換制御弁を上記中立、放出切換、蓄圧切換の各位置間で切換制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械の制御装置。

【請求項3】

上記油圧モータを、レギュレータによって傾転が変化する可変容量型モータとして構成し、上記低圧アキュムレータから上記切換制御弁を通じて上記レギュレータに作動圧を供給するとともに、上記コントローラからレギュレータに傾転指示信号を送ることによってモータ傾転を変化させるように構成したことを特徴とする請求項２記載の建設機械の制御装置。

【請求項4】

上記油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット切換式のコントロールバルブと、操作されたときに上記コントロールバルブにパイロット圧を供給する操作手段であって上記再始動指令手段を兼ねるリモコン弁と、上記パイロットポンプと上記リモコン弁の一次側とを結ぶリモコン弁一次圧ラインとを備え、上記パイロットラインを上記リモコン弁一次圧ラインに接続するとともに、上記リモコン弁一次圧ラインにおける上記パイロットポンプから見て上記接続点よりも上流側に、パイロットポンプ側への油の逆流を阻止するチェック弁を設け、上記コントローラは、上記リモコン弁の操作によるエンジン再始動指令を受けて上記切換制御弁を上記放出切換位置に切換えるように構成したことを特徴と
する請求項２または３記載の建設機械の制御装置。

【請求項5】

上記低圧アキュムレータの圧力を検出する低圧センサを設け、上記コントローラは、上記エンジン自動停止後、上記高圧アキュムレータの圧力が、上記油圧モータによるエンジン再始動に必要な圧力として予め定められた高圧設定値以下になったとき、または上記低圧アキュムレータの圧力が、上記作動切換弁を作動させるのに必要な圧力として予め定められた低圧設定値以下になったときに、上記切換制御弁を上記放出切換位置に切換えるとともに、上記エンジン制御部にエンジン再始動指令信号を出力するように構成したことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置。

【請求項6】

上記コントローラは、エンジン運転中、上記高圧アキュムレータの圧力が上記高圧設定値以下になったときに、上記切換制御弁を上記蓄圧切換位置に切換えるように構成したことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はショベル等の建設機械において、作業休止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させるオートストップ制御を行う制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、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(たとえば作業用アクチュエータのコントロールバルブを操作するリモコン弁が無操作で、かつ、この無操作状態が一定の猶予時間継続していること）が成立したときにエンジンを自動停止させる技術が公知である（たとえば特許文献１参照）。

【0003】

このようなオートストップ制御を行う建設機械において、エンジン自動停止後、一定条件(たとえば再始動操作があったこと)のもとでエンジンを自動的に再始動させる技術も公知である。

【0004】

一方、特許文献２に示されているように、エンジンの始動を、アキュムレータと、このアキュムレータの圧力によって回転する油圧モータによって行わせる油圧式の始動装置が公知であり、これをエンジン自動停止後の再始動に応用することが可能である。

【0005】

この公知技術においては、電動機駆動の蓄圧専用油圧ポンプによってアキュムレータに蓄圧する一方、エンジン始動時にアキュムレータ圧力で油圧モータを回転させ、この油圧モータでエンジンを駆動する(始動させる)構成がとられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−２４０６７６号公報

【特許文献2】特開２００４−６０５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献２に記載された公知技術によると、蓄圧専用の油圧ポンプと、これを駆動するための電動機が必要となるため、この公知技術をエンジン再始動装置として用いると、装置構成が複雑で設備コストが高くなるとともに、電動機の動力分によってエネルギーロスとなる。

【0008】

そこで本発明は、エンジンの自動停止後の再始動をアキュムレータと油圧モータによって行うことを前提として、装置構成が簡単で設備コストが安くてすみ、高い省エネ効果を得ることができる建設機械の制御装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する手段として、本発明においては、動力源としてのエンジンと、エンジンスイッチの操作に基づく上記エンジンの始動／停止を制御するエンジン制御部と、上記エンジンにより駆動されて油圧アクチュエータの油圧源となるメインポンプと、上記エンジンの自動停止状態からの再始動のためにエンジンを駆動する油圧モータと、この油圧モータの油圧源となる高圧アキュムレータと、上記高圧アキュムレータの圧力を検出する高圧センサと、上記メインポンプの吐出油を上記高圧アキュムレータに送って同アキュムレータに蓄圧する蓄圧ラインと、上記高圧アキュムレータの蓄圧油を上記油圧モータに送って同モータを駆動するモータラインと、上記蓄圧及びモータ両ラインと上記高圧アキュムレータの接続状態を切換える作動切換弁と、上記エンジンの自動停止／再始動及び上記作動切換弁の作動を制御する制御手段と、上記エンジンスイッチとは無関係にエンジン再始動の指令を出力する再始動指令手段とを備え、上記作動切換弁は、上記蓄圧ラインを上記高圧アキュムレータに接続する蓄圧位置と、上記モータラインを上記高圧アキュムレータに接続する放出位置と、上記蓄圧及びモータ両ラインを上記高圧アキュムレータに対して遮断する遮断位置との間で切換わり作動し、上記制御手段は、
（Ａ） 上記高圧センサにより検出される上記高圧アキュムレータの圧力が設定値以上であり、かつ、予め設定されたオートストップ条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行い、エンジン運転中、上記高圧センサにより検出される上記高圧アキュムレータの圧力が上記設定値未満のときは上記オートストップ条件の成立にかかわらず上記オートストップ制御を行わずに上記作動切換弁を上記蓄圧位置に切換え、蓄圧が完了した後に上記作動切換弁を上記遮断位置にセットし、
（Ｂ） 上記再始動指令手段からの再始動指令に基づいて上記エンジン制御部にエンジン再始動信号を送り、
（Ｃ） 上記作動切換弁を、上記再始動指令手段からの再始動指令に基づいて上記放出位置に、上記エンジンの再始動完了後に上記作動切換弁を遮断位置に、それぞれセットする
ように構成したものである。

【0010】

この構成によれば、基本的な効果として、油圧アクチュエータの油圧源であるメインポンプをアキュムレータへの蓄圧用に兼用でき、しかもアキュムレータの蓄圧と放出(エンジン再始動)を作動切換弁の切換えによって行うことができるため、装置構成が簡単で設備コストが安くてすむとともに、エネルギーのロスがなく、省エネとなる。

【0011】

また、メインポンプの運転中、たとえばメインポンプ負荷が大きくなったときに作動切換弁を放出位置に切換えて油圧モータを作動させることが可能となる。

【0012】

すなわち、メインポンプと油圧モータの同時運転が可能な構成であって、メインポンプで油圧アクチュエータ７を作動させながら、油圧モータによってエンジンをアシストすることが可能であるため、システム全体として一層の省エネを図ることができる。

【0013】

さらに、油圧モータによるエンジン再始動を行いながら、メインポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を行うことができるため、エンジン再始動後すぐにアクチュエータ操作が可能となり、作業能率が良いものとなる。

【0014】

本発明において、上記作動切換弁を、パイロット圧によって切換わり作動する油圧パイロット切換弁として構成し、上記制御手段は、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプと、このパイロットポンプからの吐出油によって蓄圧される低圧アキュムレータと、この低圧アキュムレータと上記作動切換弁のパイロットポートとを結ぶパイロットラインと、このパイロットイランに設けた切換制御弁と、この切換制御弁の作動を制御するコントローラとを備え、上記切換制御弁は、上記作動切換弁に対するパイロット圧の供給を遮断する中立位置と、上記低圧アキュムレータの圧力を上記作動切換弁に上記放出位置に切換えるためのパイロット圧として供給する放出切換位置と、上記低圧アキュムレータの圧力を上記作動切換弁に上記蓄圧位置に切換えるためのパイロット圧として供給する蓄圧切換位置とを有し、上記コントローラは、上記切換制御弁を上記中立、放出切換、蓄圧切換の各位置間で切換制御するように構成するのが望ましい(請求項２〜５)。

【0015】

この構成によれば、エンジンが停止していても、低圧アキュムレータ圧によって高圧アキュムレータの蓄圧／放出の切換えが可能となる。すなわち、エンジン運転中に貯めたエネルギー(低圧アキュムレータ圧)を、エンジン停止中の高圧アキュムレータの切換動作に利用できるため、エネルギー効率が良く、さらなる省エネとなる。

【0016】

この場合、上記油圧モータを、レギュレータによって傾転が変化する可変容量型モータとして構成し、上記低圧アキュムレータから上記切換制御弁を通じて上記レギュレータに作動圧を供給するとともに、上記コントローラからレギュレータに傾転指示信号を送ることによってモータ傾転を変化させるように構成するのが望ましい(請求項３)。

【0017】

この構成によれば、モータ傾転を、低圧アキュムレータの圧力を利用して変える(たとえばエンジン再始動時にはモータ傾転を最大として駆動トルクを確保し、再始動後はモータ傾転を最小に戻す)ことができる。

【0018】

また、請求項２または３の構成において、上記油圧アクチュエータの作動を制御する油圧パイロット切換式のコントロールバルブと、操作されたときに上記コントロールバルブにパイロット圧を供給する操作手段であって上記再始動指令手段を兼ねるリモコン弁と、上記パイロットポンプと上記リモコン弁の一次側とを結ぶリモコン弁一次圧ラインとを備え、上記パイロットラインを上記リモコン弁一次圧ラインに接続するとともに、上記リモコン弁一次圧ラインにおける上記パイロットポンプから見て上記接続点よりも上流側に、パイロットポンプ側への油の逆流を阻止するチェック弁を設け、上記コントローラは、上記リモコン弁の操作によるエンジン再始動指令を受けて上記切換制御弁を上記放出切換位置に切換えるように構成するのが望ましい(請求項４，５)。

【0019】

この構成によると、
(ｉ) アクチュエータ操作のためのリモコン弁をエンジン再始動指令手段として兼用すること、
(ｉｉ) 作動切換弁のパイロット圧源である低圧アキュムレータを、エンジン停止中のリモコン弁の一次パイロット圧源として利用できること
により、リモコン弁の操作のみによってエンジンの再始動が可能となる。すなわち、エンジンの再始動を最小限の設備と簡単な操作によって行うことができる。

【0020】

さらに、請求項２〜４のいずれかの構成において、上記高圧アキュムレータの圧力を検出する高圧センサと、上記低圧アキュムレータの圧力を検出する低圧センサを設け、上記コントローラは、上記エンジン自動停止後、上記高圧アキュムレータの圧力が、上記油圧モータによるエンジン再始動に必要な圧力として予め定められた高圧設定値以下になったとき、または上記低圧アキュムレータの圧力が、上記作動切換弁を作動させるのに必要な圧力として予め定められた低圧設定値以下になったときに、上記切換制御弁を上記放出切換位置に切換えるとともに、上記エンジン制御部にエンジン再始動指令信号を出力するように構成するのが望ましい(請求項５)。

【0021】

この構成によれば、エンジン自動停止後、高圧アキュムレータまたは低圧アキュムレータが設定値以下に圧力低下すると、再始動指令がなくても、エンジンが自動的に再始動して両アキュムレータの蓄圧作用が行われ、それぞれの圧力が設定値以上に保たれるため、エンジン再始動を確実に行うことができる。

【0022】

また、請求項２〜５のいずれかの構成において、上記コントローラは、エンジン運転中、上記高圧アキュムレータの圧力が上記高圧設定値以下になったときに、上記切換制御弁を上記蓄圧切換位置に切換えるように構成するのが望ましい(請求項６)。

【0023】

こうすれば、エンジン運転中、高圧アキュムレータの圧力を高圧設定値に保ち、自動停止後の再始動に備えることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によると、エンジンのオートストップ後の再始動を、アキュムレータと油圧モータによって行うことを前提として、装置構成が簡単で設備コストが安くてすみ、高い省エネ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態を示すシステム構成図である。

【図2】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。

【発明を実施するための形態】

【0026】

実施形態はショベルを適用対象としている。

【0027】

実施形態に係る制御装置のシステム構成を図１に示す。

【0028】

図１において、高圧の油圧ラインを普通の実線で、低圧の油圧ラインを破線で、電気信号のやり取りを行う信号ラインを矢印及び二重斜線付きの実線でそれぞれ示している。

【0029】

動力源としてのエンジン１は、基本的には図示しないエンジンスイッチ(キースイッチ)の操作に基づいて始動され、この始動を含めた運転／停止及び回転数が、エンジン制御部２と、これからの指令信号を受けるガバナ制御部３によって制御される。

【0030】

エンジン１にはメインポンプ４が接続され、このメインポンプ４から吐出された油が、操作手段としてのリモコン弁５で操作される油圧パイロット切換式のコントロールバルブ６を介して油圧アクチュエータ７に送られる。８はメインポンプ４とコントロールバルブ６を結ぶメインポンプラインである。

【0031】

なお、メインポンプ４、リモコン弁５、コントロールバルブ６、油圧アクチュエータ７はそれぞれ複数ずつ設けられるが、説明を分かり易くするためにいずれも一つのみを図示している。

【0032】

また、エンジン１には、パイロット圧源としてのパイロットポンプ９と、エンジン再始動用の油圧モータ１０が接続されている。

【0033】

パイロットポンプ９の吐出側は、リモコン弁一次圧ライン１１によってリモコン弁５の一次側に接続され、エンジン運転中、パイロットポンプ９からの吐出油(低圧)がリモコン弁５に一次圧油として供給される。

【0034】

リモコン弁一次圧ライン１１には、キャビンの乗降口に設けられたゲートレバー１２の開閉を検出するリミットスイッチ１３からのゲートレバー開閉信号に応じてブロック位置イと開通位置ロの間で切換わり作動する油圧ロック弁(電磁弁)１４が設けられている。

【0035】

この油圧ロック弁１４は、ゲートレバー１２が開かれた(オペレータがキャビン外に退出した)ときにブロック位置イに、ゲートレバー１２が閉じられた(オペレータがキャビン内に入った)ときに開通位置ロにそれぞれセットされ、油圧ロック弁１４の開通位置ロでリモコン弁５にパイロット一次圧が供給されてコントロールバルブ６の操作が可能となる。

【0036】

油圧モータ１０は、レギュレータ１５によって傾転(容量)が変化する可変容量型モータとして構成され、レギュレータ１５に作動圧と傾転指示信号が入力されることによってモータ傾転が最大(トルク最大)と最小(トルク最小)の間で変化する。

【0037】

この油圧モータ１０の油圧源となる高圧アキュムレータ１６は、蓄圧ライン１７を介してメインポンプライン８に、モータライン１８を介して油圧モータ１０にそれぞれ接続され、メインポンプライン８の圧力(アクチュエータ作動圧)によって蓄圧される一方、エンジン再始動時に圧力を放出して油圧モータ１０を駆動する。

【0038】

高圧アキュムレータ１６と蓄圧、モータ両ライン１７，１８の間には油圧パイロット切換式の作動切換弁１９が設けられている。

【0039】

この作動切換弁１９は、蓄圧ライン１７からの圧力を高圧アキュムレータ１６に送る蓄圧位置イと、高圧アキュムレータ１６の圧力をモータライン１８(油圧モータ１０)に送る放出位置ロと、両ライン１７，１８を高圧アキュムレータ１６に対して遮断する中立位置(蓄圧保持位置)ハの間で切換わり作動する。

【0040】

この作動切換弁１９の蓄圧側及び放出側パイロットライン１９ａ，１９ｂは、コントローラ２０によって制御される切換制御弁(電磁切換弁)２１及びパイロットライン２２を介してリモコン弁一次圧ライン１１(詳しくは同ライン１１におけるリモコン弁５と油圧ロック弁１４との間)に接続されている。

【0041】

また、油圧モータ１０のレギュレータ１５に作動圧を送るレギュレータライン１５ａが放出側パイロットライン１９ｂに接続され、作動切換弁１９が放出位置ロに切換わると同時に、レギュレータ１５に、モータ傾転を最大とするための作動圧が供給される。

【0042】

切換制御弁２１は、作動切換弁１９の蓄圧側パイロットポート１９ａにパイロット圧を供給する蓄圧切換位置ａと、同放出側パイロットポート１９ｂにパイロット圧を供給する放出切換位置ｂと、パイロット圧を遮断する中立位置ｃとを有し、作動切換弁１９が、この切換制御弁２１の蓄圧切換位置ａで蓄圧位置イに、同放出切換位置ｂで放出位置ロに、同中立位置ｃで中立位置ハにそれぞれセットされる。

【0043】

そして、後述するようにエンジン運転中、高圧アキュムレータ１６の圧力が油圧モータ１０によるエンジン再始動に必要な圧力として予め定められた高圧設定値以下になったときに、切換制御弁２１がコントローラ２０からの信号に基づいて蓄圧切換位置ａにセットされる。

【0044】

これにより、作動切換弁１９が蓄圧位置イに切換えられて高圧アキュムレータ１６の蓄圧作用が行われる。

【0045】

一方、エンジン自動停止後の再始動時に、コントローラ２０からの信号に基づいて切換制御弁２１が放出切換位置ｂにセットされ、これにより作動切換弁１９が放出位置ロに切換えられて、高圧アキュムレータ圧力により油圧モータ１０が回転し、エンジン１が駆動される。

【0046】

また、パイロットライン２２には低圧アキュムレータ２３が接続されている。

【0047】

この低圧アキュムレータ２３は、パイロットポンプ９からのパイロット圧によって蓄圧され、エンジン停止後の再始動時に、低圧アキュムレータ圧力が作動切換弁１９を放出位置ロに切換えるためのパイロット圧として供給される。

【0048】

すなわち、パイロットポンプ９と、低圧アキュムレータ２３と、パイロットライン２２と、切換制御弁２１と、コントローラ２０とによって制御手段２４が構成され、この制御手段２４によってエンジン１の自動停止／再始動及び作動切換弁１９の作動が制御される。

【0049】

また、リモコン弁一次圧ライン１１におけるリモコン弁５と油圧ロック弁１４との間であって、パイロットポンプ９から見てリモコン弁一次圧ライン１１とパイロットライン２２の接続点よりも上流側に、パイロットポンプ側への油の逆流を阻止するチェック弁２５が設けられている。

【0050】

一方、検出手段として、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２６と、リモコン弁５のパイロット圧を通じて操作の有無を検出する操作センサ(圧力センサ)２７と、高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の圧力を検出する高圧、低圧両センサ２８，２９が設けられ、これらからの検出信号がコントローラ２０に送られる。

【0051】

コントローラ２０は、各検出信号に基づいて次の制御を行う。

【0052】

Ａ. エンジン１のオートストップ制御
予め設定されたオートストップ条件(たとえばリモコン弁５が無操作で、かつ、この無操作状態が一定の猶予時間継続していること）が成立したときに、作業休止と判断し、エンジン制御部２にエンジン停止指令信号を送ってエンジン１を自動停止せる。

【0053】

また、このオートストップ制御の一環として、切換制御弁２１を通じて作動切換弁１９を中立位置ハにセットし、高圧アキュムレータ１６の圧漏れを防止する。

【0054】

加えて、切換制御弁２１を中立位置ｃにセットすることにより、同制御弁２１とチェック弁２５とでパイロットライン２２中のパイロット油を閉じ込めてその漏れを防止する。

【0055】

Ｂ. エンジン１の再始動制御
エンジン自動停止後、リモコン弁５が操作されたときに、作業再開の意思が示されたとして、切換制御弁２１を放出切換位置ｂに切換えるとともに、エンジン制御部２にエンジン再始動指令信号を送る。

【0056】

これにより、作動切換弁１９が放出位置ロに切換わって高圧アキュムレータ１６の圧力が油圧モータ１０に送られ、同モータ１０でエンジン１が駆動されて再始動する。

【0057】

また、このエンジン再始動に際して、油圧モータ１０のレギュレータ１５に最大傾転指示信号を送り、油圧モータ１０の傾転を最大としてエンジン１を駆動するのに必要なトルクを確保する。

【0058】

なお、エンジン再始動完了後はレギュレータ１５に最小傾転指示信号を送り、モータ傾転を最小に戻す。

【0059】

Ｃ. 高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の蓄圧制御
エンジン運転中、油の洩れ等によって両アキュムレータ１６，２３の圧力が設定値以下、すなわち、高圧アキュムレータ１６については油圧モータ１０によるエンジン再始動に必要な圧力として予め定められた高圧設定値以下、低圧アキュムレータ２３については作動切換弁１９を切換作動させるのに必要な圧力として予め定められた低圧設定値以下となったときに、切換制御弁２１を蓄圧切換位置ａにセットする。

【0060】

これにより、作動切換弁１９が蓄圧位置イにセットされ、作業によってメインポンプライン８に発生するアクチュエータ作動圧によって高圧アキュムレータ１６が蓄圧される。

【0061】

また、このときパイロットポンプ９もエンジン駆動で回転し、パイロット圧が発生しているため、このパイロット圧によって低圧アキュムレータ２３も蓄圧される。

【0062】

そして、両アキュムレータ１６，２３の圧力がいずれも設定値以上となると、蓄圧完了として切換制御弁２１を中立位置ｃに切換える。

【0063】

これにより、作動切換弁１９が中立位置ハに切換わるため、高圧アキュムレータ１６への蓄圧が停止し、蓄圧維持状態となる。

【0064】

この蓄圧制御は、オートストップ条件成立によるエンジン自動停止の際を含めて、エンジン運転中、継続して行われる。

【0065】

また、エンジン自動停止後、両アキュムレータ圧力が設定値以下に低下したときは、後述するように、エンジン再始動指令がなくてもエンジン再始動制御を行ってエンジン１を自動的に再始動させるとともに、切換制御弁２１を切換制御して高圧及び低圧両アキュムレータ１６，２３に蓄圧する。

【0066】

以上の作用を、図２のフローチャートによりまとめて説明する。

【0067】

エンジンスイッチの操作によるエンジン始動とともに制御が開始される。

【0068】

まず、ステップＳ１で高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３がともに設定値以上か否かが判断され、ＹＥＳの場合はそのままステップＳ２に移行する。

【0069】

ＮＯの場合は、切換制御弁２１の蓄圧切換位置ａへの切換え(ステップＳ３)、蓄圧完了の判断(ステップＳ４)、切換制御弁２１の中立位置ｃへの復帰(ステップＳ５)を経てステップＳ２に移行する。

【0070】

ステップＳ２ではオートストップ条件が成立したか否かが判断され、ＮＯの場合はステップＳ１に戻り、ＹＥＳの場合はステップＳ６でエンジン１が自動停止する。

【0071】

続くステップＳ７では、エンジン再始動指令信号が入力されたか否か、つまり、リモコン弁５が操作されたか否かが判断される。

【0072】

ここでＹＥＳとなると、ステップＳ８で切換制御弁２１の放出切換位置ｂへの切換え(作動切換弁１９の放出位置ロへの切換え)、ステップＳ９でレギュレータ１５への最大傾転指示、ステップＳ１０でエンジン制御部２へのエンジン始動指令がそれぞれ行われる。これによってエンジン１が再始動する。

【0073】

そして、ステップＳ１１でエンジン回転数に基づいて再始動が完了したか否かが判断され、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１２で高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の圧力がともに設定値以上か否かが判断される。

【0074】

ステップＳ１２でＹＥＳとなると、ステップＳ１３で切換制御弁２１の中立位置ｃへの切換え、ステップＳ１４でレギュレータ１５への最小傾転指示がそれぞれ行われてステップＳ１に戻る。

【0075】

一方、ステップＳ７でＮＯ、すなわち、まだエンジン再始動指令がない場合、ステップＳ１５で高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の圧力がともに設定値以上か否かが判断され、ＹＥＳの場合はステップＳ６に戻ってエンジン停止状態が維持される。

【0076】

これに対しＮＯの場合は、再始動指令がなくても、蓄圧の必要があるとして、ステップＳ８に移行してエンジン再始動制御が行われる。

【0077】

この制御装置によると、次の効果を得ることができる。

【0078】

Ｉ) 基本的な効果として、油圧アクチュエータ７の油圧源であるメインポンプ４を高圧アキュムレータ１６への蓄圧用に兼用でき、しかも高圧アキュムレータ１６の蓄圧と放出(エンジン再始動)を作動切換弁１９の切換えによって行うことができるため、装置構成が簡単で設備コストが安くてすむとともに、エネルギーのロスがなく、省エネとなる。

【0079】

ＩＩ) メインポンプ４の運転中、たとえばメインポンプ負荷が大きくなったときに作動切換弁１９を放出位置ロに切換えて油圧モータ１０を作動させることが可能となる。

【0080】

すなわち、メインポンプ４と油圧モータ１０の同時運転が可能な構成であって、メインポンプ４で油圧アクチュエータ７を作動させながら、油圧モータ１０によってエンジン１をアシストすることが可能であるため、システム全体として一層の省エネを図ることができる。

【0081】

ＩＩＩ) 油圧モータ１０によるエンジン再始動を行いながら、メインポンプ４から油圧アクチュエータ７への圧油の供給を行うことができるため、エンジン再始動後すぐにアクチュエータ操作が可能となり、作業能率が良いものとなる。

【0082】

ＩＶ) 制御手段２４を、パイロットポンプ９と、低圧アキュムレータ２３と、パイロットライン２２と、切換制御弁２１と、コントローラ２０とによって構成し、コントローラ２０により切換制御弁２１を通じて作動切換弁１９を切換制御する構成としたから、エンジン停止中でも、低圧アキュムレータ圧によって高圧アキュムレータの蓄圧／放出の切換えが可能となる。すなわち、エンジン運転中に貯めたエネルギー(低圧アキュムレータ圧)を、エンジン停止中の高圧アキュムレータの切換動作に利用できるため、エネルギー効率が良く、さらなる省エネとなる。

【0083】

Ｖ) 油圧モータ１０を可変容量型モータとして構成し、低圧アキュムレータ２３から切換制御弁２１を通じてレギュレータ１５に作動圧を供給するとともに、コントローラ２０からレギュレータ１５に傾転指示信号を送ることによってモータ傾転を変化させる構成としたから、低圧アキュムレータ２３の圧力を利用してモータ傾転を変えること、すなわち、エンジン再始動時にはモータ傾転を最大として駆動トルクを確保し、再始動後はモータ傾転を最小に戻すことができる。

【0084】

ＶＩ) アクチュエータ操作のためのリモコン弁５をエンジン再始動指令手段として兼用し、かつ、作動切換弁１９のパイロット圧源である低圧アキュムレータ２３を、エンジン停止中のリモコン弁５の一次パイロット圧源として利用できるため、リモコン弁５の操作のみによってエンジンの再始動が可能となる。すなわち、エンジン再始動を最小限の設備と簡単な操作によって行うことができる。

【0085】

ＶＩＩ) 高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の圧力を監視し、エンジン自動停止後、高圧アキュムレータ１６または低圧アキュムレータ２３が設定値以下に圧力低下すると、再始動指令がなくても、エンジン１を自動的に再始動させて両アキュムレータ１６，２３の蓄圧作用を行う構成としたから、それぞれのアキュムレータ圧力を設定値以上に保ち、エンジン再始動を確実に行うことができる。

【0086】

ＶＩＩＩ) エンジン運転中、高圧アキュムレータ１６の圧力が高圧設定値以下になったときに、切換制御弁２１を放出切換位置ｂに切換えて蓄圧する構成としたから、エンジン運転中、高圧アキュムレータ１６の圧力を高圧設定値に保ち、自動停止後の再始動に備えることができる。

【0087】

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、リモコン弁５が無操作で、かつ、この無操作が一定の猶予時間継続したときにオートストップ条件が成立したとしてエンジン１を自動停止させ、リモコン弁５が操作されたときにエンジン１を再始動させる構成としたが、ゲートレバー１２が開いたときにエンジン１を自動停止させ、閉じたときに再始動させるようにしてもよい。

【0088】

あるいは、リモコン弁５の無操作と猶予時間の経過とゲートレバー１２の開き操作をオートストップ条件とし、リモコン弁５の操作とゲートレバー１２の閉じの少なくとも一方でエンジン１を再始動させるようにしてもよい。

【0089】

さらに、たとえばリモコン弁５のレバー等に再始動スイッチを設け、これが操作されたときにエンジン１を再始動させるようにしてもよい。

【0090】

(２) 上記実施形態では、高圧、低圧両アキュムレータ１６，２３の圧力を監視し、少なくとも一方の圧力が設定値以下になったときに、再始動指令の有無とは無関係にエンジン１を再始動させる構成をとったが、低圧アキュムレータ２３の圧力低下のおそれがない構成をとる場合、あるいはあっても作動切換弁１９の作動に支障がない程度に抑制できる構成をとる場合等には、高圧アキュムレータ１６のみを監視、蓄圧制御の対象としてもよい。

【0091】

(３) 制御手段の他の構成として、たとえば作動切換弁１９を電磁切換弁とし、コントローラ２０で直接、作動切換弁１９を切換制御する構成をとってもよい。

【0092】

(４) 本発明はショベルに限らず、ショベルの転用機械としての他の各種建設機械にも上記同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0093】

１ エンジン
２ エンジン制御部
３ ガバナ制御部
４ メインポンプ
５ 再始動指令手段を兼ねるリモコン弁
６ コントロールバルブ
７ 油圧アクチュエータ
８ メインポンプライン
９ パイロットポンプ
１０ 油圧モータ
１１ リモコン弁一次圧ライン
１５ 油圧モータのレギュレータ
１６ 高圧アキュムレータ
１７ 蓄圧ライン
１８ モータライン
１９ 作動切換弁
１９ａ 蓄圧側パイロットライン
１９ｂ 放出側パイロットライン
２０ 制御手段を構成するコントローラ
２１ 同、切換制御弁
２２ 同、パイロットライン
２３ 同、低圧アキュムレータ
２４ 制御手段
２５ チェック弁
２６ エンジン回転数センサ
２８ 高圧センサ
２９ 低圧センサ

【図1】

【図2】