JP2011179478A - 作業機械の非操作状態判定装置およびエンジン回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで且つ簡易に作業機械の非操作状態を検出・判定することのできる非操作状態判定装置および該技術思想を利用したエンジン回転制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン負荷を設定するエンジン負荷設定手段１２と、設定されたエンジン負荷に応じてエンジン５０の目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段１８Ａと、エンジン５０の実際の回転速度を算出するエンジン回転速度算出手段１８Ｂと、エンジン５０に供給する燃料流量の目標値を決定する燃料流量コントロール信号を、前記目標回転速度および前記実際の回転速度に基づいて設定する燃料流量コントロール信号設定手段１８Ｃと、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であるか否かを判断する判断手段１８Ｃ１と、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断されたときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定する判定手段１８Ｃ２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械等の作業機械（例えば油圧ショベル）の非操作状態判定装置および該技術思想を利用したエンジン回転制御装置に関する。

図６は、一般的に用いられている油圧ショベルの一例についてのブロック構成図である。

この油圧ショベル１００は、スロットルボリューム（可変抵抗器）１１２と、パイロット圧力センサ１１４と、回転センサ１１６と、コントローラ１１８と、エンジンコントロールアクチュエータ１２０と、エンジン１５０と、メインポンプ１５２と、コントロールバルブ１５４、１５６と、油圧アクチュエータ１５８、１６０と、リモコン弁１６２、１６４と、を有してなる。

この油圧ショベル１００を始め通常油圧ショベルにおいては、リモコン弁１６２、１６４の操作レバー１６２Ａ、１６４Ａの操作の有無にかかわらず（油圧アクチュエータ１５８、１６０が実際に動作しているかどうかにかかわらず）、エンジン１５０はスロットルボリューム１１２で選択された回転速度で回り続け、燃料を消費している。つまり、ダンプ待ち等で油圧アクチュエータ１５８、１６０が動作していないときでも、エンジン１５０はスロットルボリューム１１２で選択された回転速度で回り続け、燃料を消費している。

これに対し、特許文献１には、予め遅延時間を定めておき、操作レバー１６２Ａ、１６４Ａが全て中立になった時点（油圧アクチュエータ１５８、１６０が非操作状態になった時点）から遅延時間ｔ（ｓｅｃ）を経過するまでは、エンジン回転速度をスロットルボリューム１１２で定められる設定回転速度Ｎ−０に保持し、遅延時間を経過した後に、設定回転速度Ｎ−０から低速回転速度Ｎ−ｉｄｌｅに急速に減少させる技術（エンジン回転速度の省エネ制御技術）が開示されている。

この技術では、常にエンジン回転速度をスロットルボリューム１１２で定める設定回転速度Ｎ−０に保持している場合に比べて燃料消費量を低減させることができるとともに、操作レバー１６２Ａ、１６４Ａが中立になった時点で即座にエンジン回転速度を低速回転速度Ｎ−ｉｄｌｅに減少させる場合に比べて操作性を向上させることができる。

また、特許文献２には、油圧アクチュエータ１５８、１６０の非操作状態から操作状態への移行および操作状態から非操作状態への移行を、油圧アクチュエータ１５８、１６０の作動に使われない圧油の量（余剰流量）により検出して、エンジン回転速度を省エネ制御する（非操作状態から操作状態への移行時にはアクセル指令を出し、操作状態から非操作状態への移行時にはデセル指令を出す）技術が開示されている。

特公昭６０−３８５６１号公報 特開平８−２８４７０６号公報

しかしながら、特許文献１で開示された技術では、作業機械の非操作状態を検出・判定するために操作レバー１６２Ａ、１６４Ａの操作量を検出するためのセンサが必要となり、特許文献２で開示された技術では、作業機械の非操作状態を検出・判定するためにアクチュエータの作動に使われない圧油の量（余剰流量）を検出するためのセンサが必要となる。即ち、どちらの技術においても、非操作状態を検出・判定するために別途のセンサが必要である。また、別途のセンサが必要であるということは、センサを設置するための部品やハーネス等も必要となる。

したがって、特許文献１および２で開示された技術では、センサ関連のことでコストがかかり、また、万一センサの破損やハーネスの断線・ショート等が生じると、エンジン回転速度の省エネ制御が不可能になったり、作業中に突然エンジンが停止したりする現象が生じるおそれもある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで且つ簡易に作業機械の非操作状態を検出・判定することのできる非操作状態判定装置および該技術思想を利用したエンジン回転制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る作業機械の非操作状態判定装置は、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油によって油圧アクチュエータが作動する作業機械の非操作状態を判定する非操作状態判定装置であって、エンジン負荷を設定するエンジン負荷設定手段と、設定されたエンジン負荷に応じて前記エンジンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、前記エンジンの実際の回転速度を算出するエンジン回転速度算出手段と、前記エンジンに供給する燃料流量の目標値を決定する燃料流量コントロール信号を、前記目標回転速度および前記実際の回転速度に基づいて設定する燃料流量コントロール信号設定手段と、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であるか否かを判断する判断手段と、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断されたときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定する判定手段と、を備えたことにより、上記課題を解決したものである。

前記非操作状態判定装置では、エンジンに供給する燃料流量の目標値が所定の閾値以下のときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定する。したがって、通常の流量制御に関するセンサ以外に新たにセンサを付加することなく、当該作業機械が非操作状態にあるかどうかを判定することができる。このため、当該作業機械が非操作状態にあるかどうかを判定するために新たにセンサを付加することが必要な従来技術よりもコスト的に有利である。また、新たにセンサを付加する必要がないことから、当然に、付加したセンサおよびそのセンサ関連部品の故障のおそれもなく、非操作状態かどうかの判定をより安定的に行うことができ、作業中に突然エンジンが停止したりする現象も従来技術より起こりにくい。

前記所定の閾値は、前記エンジン負荷、目標回転速度、及び実際の回転速度のうち、少なくとも１つに依存して変更するようにすることができる。

また、前記非操作状態判定装置の技術思想を用い、エンジンに供給する燃料流量の目標値が所定の閾値以下のときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定して、エンジン回転を制御する制御装置を構成することもできる。このようなエンジン回転制御装置は、例えば、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油によって油圧アクチュエータが作動する作業機械のエンジン回転制御装置であって、エンジン負荷を設定するエンジン負荷設定手段と、設定されたエンジン負荷に応じて前記エンジンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、前記エンジンの実際の回転速度を算出するエンジン回転速度算出手段と、前記エンジンに供給する燃料流量の目標値を決定する燃料流量コントロール信号を、前記目標回転速度および前記実際の回転速度に基づいて設定する燃料流量コントロール信号設定手段と、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であるか否かを判断する判断手段と、を備え、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断されたときに、非操作状態であると判定して前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置である。

なお、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下の状態が所定時間継続した場合に、前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させるように前記燃料流量コントロール信号を再設定するようにした場合、前記エンジンの実際の回転速度は頻繁に低下しないので前記油圧アクチュエータの操作性が向上する。

また、前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させる際に、該実際の回転速度をアイドル回転速度にまで低下させるようにすると、無駄な燃料消費をより低減させることができる。また、前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させる際に、該実際の回転速度をゼロにまで低下させるようにすると、無駄な燃料消費をよりさらに低減させることができる。

本発明によれば、エンジンに供給する燃料流量の目標値が所定の閾値以下のときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定するので、通常の流量制御に関するセンサ以外に新たにセンサを付加することなく、当該作業機械が非操作状態にあるかどうかを判定することができる。

本発明の実施形態に係るエンジン回転制御装置が組み込まれた作業機械を示すブロック構成図 本実施形態において、スロットルボリューム１２からの電圧信号と目標回転速度Ｎｔ０との関係の一例を示すグラフ図 本実施形態におけるエンジン５０の出力トルクの変化の様子を模式的に示すグラフ図 本実施形態においてエンジン５０に加わる負荷を変化させたときの実回転速度Ｎｒと目標燃料流量Ｑｔとの関係の変化の様子を模式的に示すグラフ図 本実施形態の省エネ制御を行った場合について、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔの変化の状況の一例を模式的に示すグラフ図 一般的に用いられている油圧ショベルの一例についてのブロック構成図

以下図面に基づいて、本発明に係る作業機械のエンジン回転制御装置の好適な実施形態の例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジン回転制御装置が組み込まれた作業機械を示すブロック構成図である。この作業機械１は通常の油圧ショベルと同様に例えば複数の油圧アクチュエータを有しているが、図１では、この作業機械１の油圧アクチュエータとして旋回アクチュエータ５８、ブームアクチュエータ６０の２つのみを代表して描いている。また、コントロールバルブについても、対応する旋回コントロールバルブ５４、ブームコントロールバルブ５６の２つのみを代表して描いている。

本実施形態に係るエンジン回転制御装置１０は、スロットルボリューム（エンジン負荷設定手段）１２と、回転センサ１６と、コントローラ１８と、エンジンコントロールアクチュエータ２０と、を備える。

スロットルボリューム（エンジン負荷設定手段）１２は、オペレータによって操作され、旋回アクチュエータ５８、ブームアクチュエータ６０を含む各アクチュエータを用いて作業を行う際のエンジン５０の目標回転速度Ｎｔ０を設定するための指標となるエンジン負荷を設定する手段であり、可変抵抗器を有した構成となっている。具体的には、スロットルボリューム１２で設定された値（エンジン負荷）に応じた電圧信号がコントローラ１８内の目標回転速度設定部（目標回転速度設定手段）１８Ａに入力されるようになっている（後述）。

回転センサ１６は、エンジン５０の回転速度情報を検出する。検出した回転速度情報は電気信号線１６Ａを介してコントローラ１８（エンジン回転速度算出部１８Ｂ）に送られる。

コントローラ１８は、目標回転速度設定部（目標回転速度設定手段）１８Ａと、エンジン回転速度算出部（エンジン回転速度算出手段）１８Ｂと、燃料流量コントロール信号設定部（燃料流量コントロール信号設定手段）１８Ｃと、燃料流量コントロール信号発信部１８Ｄと、を備える。

目標回転速度設定部（目標回転速度設定手段）１８Ａは、スロットルボリューム１２で設定された値に基づきエンジン５０の目標回転速度Ｎｔ０を決定する（以下、スロットルボリューム１２で設定された値に基づいて決定されたエンジン５０の目標回転速度を目標回転速度Ｎｔ０と記す。）。具体的には、例えば図２に示すような、スロットルボリューム１２からの電圧信号と目標回転速度Ｎｔ０との関係を用いて決定することができる。図２に示す関係の場合、スロットルボリューム１２からの電圧信号がＶ１（０．５Ｖ）以下のとき、目標回転速度Ｎｔ０はＮ１（１０００ｒｐｍ）であり、スロットルボリューム１２からの電圧信号がＶ２（４．５Ｖ）以上のとき、目標回転速度Ｎｔ０はＮ２（２０００ｒｐｍ）であり、スロットルボリューム１２からの電圧信号がＶ１（０．５Ｖ）からＶ２（４．５Ｖ）へと大きくなると、目標回転速度Ｎｔ０はＮ１（１０００ｒｐｍ）からＮ２（２０００ｒｐｍ）へと大きくなる。

エンジン回転速度算出部（エンジン回転速度算出手段）１８Ｂは、電気信号線１６Ａを介して受け取った回転センサ１６からの回転速度情報に基づいて、エンジン５０の実際の回転速度（以下、実回転速度Ｎｒと記す）を算出する。

燃料流量コントロール信号設定部（燃料流量コントロール信号設定手段）１８Ｃは、目標回転速度設定部（目標回転速度設定手段）１８Ａが決定したエンジン５０の目標回転速度Ｎｔ０と、エンジン回転速度算出部１８Ｂが算出した実回転速度Ｎｒと、に基づいて、エンジン５０の実回転速度Ｎｒを目標回転速度Ｎｔ０にするため必要な、エンジン５０へ供給する燃料流量の目標値（目標燃料流量Ｑｔ）を決定して、エンジンコントロールアクチュエータ２０に送る燃料流量コントロール信号（制御信号）を設定する。この燃料流量コントロール信号には、エンジン５０へ供給する目標燃料流量Ｑｔについてのデータが含まれている。エンジンコントロールアクチュエータ２０では、エンジン５０へ供給する燃料流量が、送られた燃料流量コントロール信号に基づく目標燃料流量Ｑｔとなるように、エンジン５０へ供給する燃料流量を制御する。

また、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは、目標燃料流量Ｑｔが所定の閾値Ｑｓ以下であるか否かを判断する判断部（判断手段）１８Ｃ１を備えており、また、前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断したときに、作業機械１が非操作状態にあると判定する判定部（判定手段）１８Ｃ２を備えている。これにより、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは、作業機械１の非操作状態を検出・判定する。そして、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは、判断部１８Ｃ１が目標燃料流量Ｑｔが所定の閾値Ｑｓ以下となっていると判断して、判定部１８Ｃ２が作業機械１が非操作状態にあると判定すると（且つその状態が所定時間ｔ（ｓ）の間継続すると）、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔを目標回転速度Ｎｔ０よりも小さく変更して、燃料流量コントロール信号を再設定する。

燃料流量コントロール信号発信部１８Ｄは、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃが設定した燃料流量コントロール信号を、電気信号線２０Ａを介してエンジンコントロールアクチュエータ２０に送る。

エンジンコントロールアクチュエータ２０は、コントローラ１８（燃料流量コントロール信号発信部１８Ｄ）から受け取った燃料流量コントロール信号（制御信号）に基づき、エンジン５０へ供給する燃料流量が目標燃料流量Ｑｔとなるように制御し、エンジン５０の回転速度が目標回転速度Ｎｔとなるように制御する。

次に、リモコン弁６２、６４の操作レバー６２Ａ、６４Ａの操作状況と必要となるエンジン５０への目標燃料流量Ｑｔとの関係について説明する。

操作レバー６２Ａ、６４Ａが図１において右または左に倒されて、パイロットポンプ６６からパイロット油路５４Ａ、５４Ｂ、パイロット油路５６Ａ、５６Ｂに供給されるパイロット圧力により、コントロールバルブ５４、５６のスプールが図１において右または左に移動しているときは、メインポンプ５２からの作動油が油圧アクチュエータ５８、６０に供給されている状態となり、油圧アクチュエータ５８、６０は操作状態となる。油圧アクチュエータ５８、６０を操作状態とするときは、スロットルボリューム１２でエンジン負荷を大きく設定して目標回転速度Ｎｔ０を大きく設定することが必要であり、必要となるエンジン５０への目標燃料流量Ｑｔは多くなる。

一方、操作レバー６２Ａ、６４Ａが中立位置にあるときは、パイロット油路５４Ａ、５４Ｂ、５６Ａ、５６Ｂのパイロット圧力はいずれも零となり、コントロールバルブ５４、５６のスプールは中立位置となり、油圧アクチュエータ５８、６０には作動油が供給されず、非操作状態となる。油圧アクチュエータ５８、６０を非操作状態とするときは、スロットルボリューム１２でエンジン負荷を小さく設定して目標回転速度Ｎｔ０を小さく設定することが省エネの点で好ましく、必要となるエンジン５０への目標燃料流量Ｑｔは少なくなる。

次に、本実施形態における核心部分である、コントローラ１８による制御動作について図３〜図５を用いて詳細に説明する。

図３は、目標回転速度Ｎｔ０がＮ１（１０００ｒｐｍ）およびＮ２（２０００ｒｐｍ）のときに、エンジン５０を始動させた後の本実施形態におけるエンジン５０の出力トルクの変化の様子を模式的に示すグラフ図である。

図３において、目標回転速度Ｎｔ０がＮ１（１０００ｒｐｍ）のときは、エンジン５０の始動後ａ１点に到達するまでは、エンジン５０の実回転速度Ｎｒが大きくなるにつれて、出力トルクは大きくなっていく。そして、ａ１点でエンジン５０の出力トルクが最大になった後、実回転速度Ｎｒは目標回転速度Ｎｔ０であるＮ１（１０００ｒｐｍ）に至る（ｂ１点）。同様に目標回転速度Ｎｔ０がＮ２（２０００ｒｐｍ）のときは、エンジン５０の始動後ａ２点に到達するまでは、エンジン５０の実回転速度Ｎｒが大きくなるにつれて、出力トルクは大きくなっていき、ａ２点でエンジン５０の出力トルクが最大になった後、実回転速度Ｎｒは目標回転速度Ｎｔ０であるＮ２（２０００ｒｐｍ）に至る（ｂ２点）。

エンジン５０の実回転速度Ｎｒが目標回転速度Ｎｔ０に到達した後は、実回転速度Ｎｒを目標回転速度Ｎｔ０に保つように、エンジン５０に加わる負荷の増減（操作レバー６２Ａ、６４Ａの操作程度）に応じて、コントローラ１８による制御（燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃによる目標燃料流量Ｑｔを適切な値にする制御）により、エンジン５０に供給される燃料流量が増減される。この結果、目標回転速度Ｎｔ０がＮ１（１０００ｒｐｍ）の場合、出力トルクは無負荷時のｃ１点とｂ１点との間、目標回転速度Ｎｔ０がＮ２（２０００ｒｐｍ）の場合、出力トルクは無負荷時のｃ２点と（ｂ１点よりも出力トルクが大きな）ｂ２点との間でそれぞれ変化させることができる。

次に、図４を用いて、本実施形態において、エンジン５０の実回転速度Ｎｒと必要となるエンジン５０への目標燃料流量Ｑｔとの関係が、エンジン５０に加わる負荷を変化させたときにどのように変化するかについて説明する。

図４において、直線Ｌ１は、無負荷時において必要となる目標燃料流量Ｑｔｎとエンジン５０の実回転速度Ｎｒとの関係を示し、直線Ｌ２は、最大負荷時において必要となる目標燃料流量Ｑｔｆとエンジン５０の実回転速度Ｎｒとの関係を示す。

油圧アクチュエータ５８、６０を操作しての実際の作業において必要となる目標燃料流量Ｑｔとエンジン５０の実回転速度Ｎｒとの関係を示す直線Ｌ３は、直線Ｌ１およびＬ２と概ね平行であって直線Ｌ１およびＬ２の間に位置する。直線Ｌ３は、エンジン５０に加わる負荷が小さいほど直線Ｌ１に近づき、必要となる目標燃料流量Ｑｔは少なくなり、また、エンジン５０に加わる負荷が大きいほど直線Ｌ２に近づき、必要となる目標燃料流量Ｑｔは多くなる。

したがって、必要となるエンジン５０への目標燃料流量Ｑｔに基づき、エンジン５０に加わる負荷、即ち油圧アクチュエータ５８、６０の操作状況を判断（判定）することができ、例えば、直線Ｌ１およびＬ２と概ね平行であって直線Ｌ１およびＬ２の間に位置するように閾値直線Ｌｓを定め、エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔが閾値燃料流量Ｑｓ（閾値直線Ｌｓにおいてエンジン５０の実回転速度Ｎｒに対応した閾値燃料流量）以下となったとき、油圧アクチュエータ５８、６０が非操作状態であると判断することができる。閾値直線Ｌｓは油圧アクチュエータ５８、６０が行う作業内容に応じて適宜定めることができる。ここで、エンジン５０へ供給する必要がある目標燃料流量Ｑｔは、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃが燃料流量コントロール信号を設定する際に、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔ０および実回転速度Ｎｒに基づいて燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃが把握するので、新たにセンサを設けて測定する必要はない。

なお、図４では横軸に実回転速度Ｎｒをとっているが、油圧アクチュエータ５８、６０が行う作業内容に応じて横軸を適宜替える（例えば、実回転速度Ｎｒに替えて、エンジン負荷や目標回転速度Ｎｔ０に替える）とともに閾値直線Ｌｓもそれに応じて適宜替えて、閾値燃料流量Ｑｓを設定してもよい。

本実施形態に係るエンジン回転制御装置１０では、必要となる目標燃料流量Ｑｔが閾値直線Ｌｓに対応する閾値燃料流量Ｑｓ以下となったとコントローラ１８（燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃの判断部１８Ｃ１）が判断したとき、コントローラ１８（燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃの判定部１８Ｃ２）は油圧アクチュエータ５８、６０が非操作状態であると判定する。そして、目標燃料流量Ｑｔが閾値直線Ｌｓに対応する閾値燃料流量Ｑｓ以下となっている状態が所定時間ｔ（ｓ）の間継続した場合には、エンジン５０の実回転速度Ｎｒがアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくなるように、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔをアイドリング時の回転速度Ｎｉに変更する。この変更に伴い、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは燃料流量コントロール信号を再設定し、目標燃料流量Ｑｔをアイドリング時の回転速度Ｎｉに対応した値にまで小さくし、エンジン５０に供給する燃料流量Ｑを減少させる（省エネ制御）。

なお、本実施形態では、目標燃料流量Ｑｔが閾値燃料流量Ｑｓ以下となっている状態が所定時間ｔ（ｓ）の間継続した場合に、エンジン５０の実回転速度Ｎｒをアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくするので、目標燃料流量Ｑｔが閾値燃料流量Ｑｓ以下となった場合に即座にエンジン５０の実回転速度Ｎｒをアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくするよりも、油圧アクチュエータ５８、６０の操作性が良好である。

以上説明した本実施形態の省エネ制御を行った場合について、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔの変化の状況の一例を図５に模式的に示す。

エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔが閾値燃料流量Ｑｓを上回っていると判断部１８Ｃ１が判断したとき、判定部１８Ｃ２は作業機械１（油圧アクチュエータ５８、６０）が操作状態にあると判定し、コントローラ１８（燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃ）は、エンジン５０の実回転速度Ｎｒが目標回転速度Ｎｔ０となるように、エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔを制御する。

エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔが閾値燃料流量Ｑｓ以下となったと判断部１８Ｃ１が判断したとき、判定部１８Ｃ２は作業機械１（油圧アクチュエータ５８、６０）が非操作状態にあると判定し、この非操作状態（Ｑｔ≦Ｑｓ）が所定時間ｔ（ｓ）継続した場合には、コントローラ１８（燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃ）は、目標回転速度Ｎｔを目標回転速度Ｎｔ０からアイドリング時の回転速度Ｎｉに変更する。これに伴って、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃは、エンジン５０の実回転速度Ｎｒがアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくなるように（目標燃料流量Ｑｔがアイドリング時の燃料流量Ｑｉにまで小さくなるように）燃料流量コントロール信号を再設定し、エンジン５０に供給する燃料流量Ｑを減少させる（省エネ制御）。前記所定時間ｔ（ｓ）は、油圧アクチュエータ５８、６０が行う作業内容に応じて適宜定めることができる。

このように本実施形態では、エンジン５０の回転速度の省エネ制御を行う際に必要となるパラメータ（作業機械１が非操作状態にあるか否かを判定する際に必要となるパラメータ）が、エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔであり、目標燃料流量Ｑｔの値は前述のように、燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃが燃料流量コントロール信号を設定する際に、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔ０および実回転速度Ｎｒに基づいて燃料流量コントロール信号設定部１８Ｃが把握するので、通常の流量制御に用いるセンサ以外に新たにセンサを付加して測定する必要はない。したがって、本実施形態では、エンジン回転速度を制御するためのパラメータ（作業機械１が非操作状態にあるか否かを判定する際に必要となるパラメータ）の値を検出するためのセンサを新たに設けることなく、作業機械１が非操作状態にあるか否かを検出・判定することができ、エンジン回転速度の省エネ制御を行うことができる。

したがって、本実施形態は、当該作業機械が非操作状態にあるか否かを検出・判定するために新たにセンサを付加することが必要な従来技術よりもコスト的に有利である。また、新たにセンサを付加する必要がないことから、当然に、付加したセンサおよびそのセンサ関連部品の故障のおそれもなく、省エネ制御をより安定的に行うことができ、作業中に突然エンジンが停止したりする現象も従来技術より起こりにくい。

なお、以上説明した実施形態では、非操作状態（目標燃料流量Ｑｔ≦閾値燃料流量Ｑｓ）が所定時間ｔ（ｓ）の間継続した場合に、エンジン５０の目標回転速度Ｎｔをアイドリング時の回転速度Ｎｉに変更するようにしたが、油圧アクチュエータ５８、６０の作業内容によっては、目標燃料流量Ｑｔが閾値直線Ｌｓに対応する閾値燃料流量Ｑｓ以下となった場合に、即座にエンジン５０の目標回転速度Ｎｔをアイドリング時の回転速度Ｎｉに変更するようにしてもよい（変形例１）。これにより、無駄な燃料消費をより低減させることができる。

また、油圧アクチュエータ５８、６０の作業内容によっては、エンジン５０の実回転速度Ｎｒをアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくしなくてもよい（変形例２）。例えば、エンジン５０の実回転速度Ｎｒをアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくしない方が作業全体としての効率性の点から省エネとなることも考えられ、このような場合には、エンジン５０の実回転速度Ｎｒをアイドリング時の回転速度Ｎｉにまで小さくしない方がよい。

また、油圧アクチュエータ５８、６０の作業内容によっては、エンジン５０の実回転速度Ｎｒをゼロ（目標回転速度Ｎｔをゼロ）にして、エンジン５０を停止させてもよい（変形例３）。

また、エンジン５０の実回転速度Ｎｒを低下させるために変更するエンジン５０の目標回転速度Ｎｔを、エンジン５０への目標燃料流量Ｑｔの閾値直線Ｌｓからの低下量が大きい場合ほど小さくするようにしてもよい（変形例４）。

また、本実施形態では、閾値直線Ｌｓを１つだけにしたが、閾値直線Ｌｓは複数設けてもよく、この場合、エンジン５０への燃料流量Ｑが下回る閾値直線Ｌｓの閾値燃料流量Ｑｓが小さいときほど、再設定するエンジン５０の目標回転速度Ｎｔを小さくするようにしてもよい（変形例５）。

変形例２〜５はあくまで例であるが、油圧アクチュエータ５８、６０の操作に支障のない範囲内で、再設定する目標回転速度Ｎｔをより適切に定めることができ、無駄な燃料消費をより低減させることができる。

なお、非操作状態を判定したことによって行う制御は、エンジン回転速度を低下させる制御に限定されない。例えば、油圧制御装置でのポンプの流量制御や吐出圧制御等に利用することもできる。

建設機械等の作業機械（例えば油圧ショベル）に好適に用いることができる。

１…作業機械
１０…エンジン回転制御装置
１２…スロットルボリューム（エンジン負荷設定手段）
１６…回転センサ
１８…コントローラ
１８Ａ…目標回転速度設定部（目標回転速度設定手段）
１８Ｂ…エンジン回転速度算出部（エンジン回転速度算出手段）
１８Ｃ…燃料流量コントロール信号設定部（燃料流量コントロール信号設定手段）
１８Ｃ１…判断部（判断手段）
１８Ｃ２…判定部（判定手段）
１８Ｄ…燃料流量コントロール信号発信部
２０…エンジンコントロールアクチュエータ
５０…エンジン
５２…メインポンプ
５４、５６…コントロールバルブ
５８、６０…油圧アクチュエータ
６２、６４…リモコン弁
６２Ａ、６４Ａ…操作レバー
６６…パイロットポンプ

Claims (6)

1. エンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油によって油圧アクチュエータが作動する作業機械の非操作状態を判定する非操作状態判定装置であって、
   エンジン負荷を設定するエンジン負荷設定手段と、
   設定されたエンジン負荷に応じて前記エンジンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
   前記エンジンの実際の回転速度を算出するエンジン回転速度算出手段と、
   前記エンジンに供給する燃料流量の目標値を決定する燃料流量コントロール信号を、前記目標回転速度および前記実際の回転速度に基づいて設定する燃料流量コントロール信号設定手段と、
   前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であるか否かを判断する判断手段と、
   前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断されたときに、当該作業機械が非操作状態にあると判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする作業機械の非操作状態判定装置。
2. 請求項１において、
   前記所定の閾値が、前記エンジン負荷、目標回転速度、及び実際の回転速度のうち、少なくとも１つに依存して変更されることを特徴とする作業機械の非操作状態判定装置。
3. エンジンによって駆動される油圧ポンプからの作動油によって油圧アクチュエータが作動する作業機械のエンジン回転制御装置であって、
   エンジン負荷を設定するエンジン負荷設定手段と、
   設定されたエンジン負荷に応じて前記エンジンの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
   前記エンジンの実際の回転速度を算出するエンジン回転速度算出手段と、
   前記エンジンに供給する燃料流量の目標値を決定する燃料流量コントロール信号を、前記目標回転速度および前記実際の回転速度に基づいて設定する燃料流量コントロール信号設定手段と、
   前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であるか否かを判断する判断手段と、
   を備え、
   前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下であると判断されたときに、非操作状態であると判定して前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させる
   ことを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
4. 請求項３において、
   前記燃料流量の目標値が所定の閾値以下の状態が所定時間継続した場合に、前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
5. 請求項３または４において、
   前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させる際に、該実際の回転速度をアイドル回転速度にまで低下させることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。
6. 請求項３または４において、
   前記エンジンの実際の回転速度を前記目標回転速度よりも低下させる際に、該実際の回転速度をゼロにまで低下させることを特徴とする作業機械のエンジン回転制御装置。

Images