作業機械のエンジン回転数制御装置
【課題】余分な燃料の消費を抑えることができ、また作業モードの変更を容易に行うことができる作業機械のエンジン回転数制御装置の提供。
【解決手段】エコノミーモード、及びエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替スイッチ１２と、この作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する作業モード制御部１３とを備え、エンジン回転数演算部１０は、選択された作業モードの回転数を目標回転数として出力するものであり、作業モード制御部１３は、油圧ショベル１の始動時に作業モード切替スイッチ１２でどの作業モードが選択されていてもエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する始動時処理を行う始動時処理手段１３ａを含んでいる。
【解決手段】エコノミーモード、及びエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替スイッチ１２と、この作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する作業モード制御部１３とを備え、エンジン回転数演算部１０は、選択された作業モードの回転数を目標回転数として出力するものであり、作業モード制御部１３は、油圧ショベル１の始動時に作業モード切替スイッチ１２でどの作業モードが選択されていてもエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する始動時処理を行う始動時処理手段１３ａを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に備えられ、エンジンの回転数を制御する作業機械のエンジン回転数制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の作業機械は、搭載されたエンジンの回転数を制御するために作業機械のエンジン回転数制御装置を備えている。この種のエンジン回転数制御装置は、エンジンの目標回転数を演算するエンジンコントローラ（エンジン回転数演算部）と、複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、これら作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替スイッチ（作業モード切替手段）と、選択された作業モードをエンジンコントローラに出力する作業モード制御部とを備えている。
【０００３】
また、作業モードには軽負荷作業時のモードであるエコノミーモードと、このエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとがあり、例えば、作業内容が、軽掘削等の作業である場合にエコノミーモードを使用し、通常掘削や根起こし又は深部掘削その他の重掘削の作業である場合に高負荷モードを使用している。
【０００４】
この種の作業機械を操作するオペレータが作業モード切替スイッチで作業モードをエコノミーモードあるいは高負荷モードを選択すると、作業モード制御部は選択された作業モードをエンジンコントローラに出力する。この出力を受信したエンジンコントローラは、作業モード制御部から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する。
【０００５】
このように、オペレータが作業モード切替スイッチで作業内容に適した作業モードを自由に選択することで、エンジンの回転数を制御し、余分に消費する燃料を節約することができる。しかし、実際の作業現場において作業モードの選択をオペレータに一任すると、たとえ作業内容が軽負荷作業であっても、オペレータがエコノミーモードよりも作業性の高い高負荷モードに作業モードを自由に変更して使用する虞がある。
【０００６】
そこで、作業機械の作業中に度重なる作業モードの変更を制限するために、作業モード切替スイッチで選択された作業モードの変更を制限あるいは許可する変更管理手段を備えた作業機械のエンジン回転数制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２２６２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示された作業機械のエンジン回転数制御装置では、一度作業モードの変更が制限されると、作業機械を使用するときに前回使用した作業モードが継続される。そのため、前回の作業モードが高負荷モードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、作業機械の開始時に高負荷モードにおけるエンジンの回転数にエンジンが制御されるので、余分な燃料を消費し、経済性が低いという問題があった。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、高負荷モードを使用する度に作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得、変更管理手段が作業モードの変更を制限しないように変更管理手段を設定する必要がある。そのため、作業機械の管理者等が不在のときに作業モードを変更できない虞があると共に、変更管理手段の設定が煩雑となって利便性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、余分な燃料の消費を抑えることができ、また作業モードの変更を容易に行うことができる作業機械のエンジン回転数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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械のエンジン回転数制御装置は、エンジンを有する作業機械に設けられ、前記エンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部と、軽負荷作業時のモードであるエコノミーモード、及びこのエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとを含む複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、前記複数の作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段と、この作業モード切替手段で選択された作業モードを前記エンジン回転数演算部に出力する作業モード制御部とを備え、前記エンジン回転数演算部は、前記作業モード制御部から出力された作業モードに応じた前記エンジンの回転数を前記作業モード記憶部から読み出し、その読み出した前記エンジンの回転数を前記目標回転数として出力する作業機械のエンジン回転数制御装置において、前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段でどのような前記作業モードが選択されていても前記エコノミーモードを前記エンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含むことを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明では、前回の作業モードが高負荷モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、自動的に作業内容に適したエコノミーモードになるので余分な燃料を消費することがない。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、作業機械の始動後に作業モード切替スイッチでエコノミーモードに保たれている状態から高負荷モードに容易に作業モードを変更することができるので、作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もない。
【００１２】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業機械は、現在の作業モードを表示可能なモニタ表示装置を備え、作業モード制御部は、作業機械の始動時に作業モード切替手段によってエコノミーモード以外の作業モードが選択されている場合、エンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置に表示させる処理を行う表示処理手段を含むことを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明では、オペレータが作業モード切替手段でエコノミーモード以外の作業モードを選択していても、モニタ表示装置によって現在の作業モードを知ることができるので、オペレータが違和感を感じたり、あるいは作業機械の故障を懸念することを防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業モード制御部に接続され、始動時処理手段による始動時処理を有効あるいは無効とする信号を出力する外部メンテナンス装置を設けたことを特徴としている。このように構成すると、オペレータが予め作業内容が高負荷作業で開始することが分かっている場合に、外部メンテナンス装置によって無効とする信号を出力させておくことにより、作業機械の始動時から高負荷モードを使用することができるので、利便性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業モード制御部は、高負荷モードによる作業が実施されている状態から作業機械が停止し、その停止したときから一定時間が経過する前に作業機械が始動したとき、始動時処理手段による始動時処理を無効にして、作業モードとして高負荷モードをエンジン回転数演算部に出力する処理を行う無効処理手段を含み、外部メンテナンス装置は、前記一定時間を可変に設定可能な設定手段を含むことを特徴としている。このように構成すると、オペレータが高負荷モードで作業中に一度作業を中断しても一定時間内に作業機械を始動すれば、再び高負荷モードで作業することができるので、作業の継続性を確保できる。また、外部メンテナンス装置により作業に適した一定時間を容易に設定できる。
【００１６】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、前記作業機械は、前記エンジンで駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前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、この方向制御弁を切替操作する操作装置とを有し、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、この吐出圧検出手段で実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを前記作業モード制御部に出力する作業負荷演算部とを備え、前記作業モード制御部は、前記作業負荷演算部から前記高負荷モードが出力されたとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を停止させ、前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する停止処理を行う停止処理手段を含むことを特徴としている。このように構成すると、作業モード切替スイッチで選択した作業モードに関わらず、停止処理手段による停止処理によって自動的に作業負荷に適した作業モードに変更されるので、操作性を高めることができると共に、消費燃料を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の作業機械のエンジン回転数制御装置は、作業モード制御部は、作業機械の始動時に作業モード切替手段でどのような作業モードが選択されていてもエコノミーモードをエンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含んでいるので、前回の作業モードが高負荷モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、自動的に作業内容に適したエコノミーモードになるので余分な燃料を消費することがない。これにより、従来に比べて経済性を高めることができる。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、作業機械の始動後に作業モード切替スイッチでエコノミーモードから高負荷モードに容易に作業モードを変更することができるので、作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もない。これにより、従来に比べて利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の一実施形態が備えられる作業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】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回転数制御装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に備えられる作業モード制御部における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、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の一実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は図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回転数制御装置の構成を示す図である。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、作業機械、例えば油圧ショベル１に適用される。この油圧ショベル１は、図１に示すように、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機４とから構成されている。また、旋回体３は、前方にキャブ７を備え、後方にカウンタウェイト６を備え、また、これらキャブ７及びカウンタウェイト６の間にエンジンルーム５を備えている。
【００２２】
図２に示すように、この一実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、エンジンルーム５に備えられた図示しないエンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部１０と、複数の作業モード、例えば３つの作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部１１と、これら３つの作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段、例えば作業モード切替スイッチ１２と、選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する作業モード制御部１３と、キャブ７に設けられ、作業モード制御部１３からの出力によって現在動作中の作業モードを視認できるモニタ表示装置１６とを備えている。
【００２３】
上記の作業モードには軽掘削作業、ならし作業等の軽負荷作業時のモードであるエコノミーモードと、このエコノミーモードより高回転数の高負荷モードとがあり、高負荷モードには通常掘削等の作業に用いる通常モードと、この通常モードよりも高回転数であって根起こしや深部掘削等の重掘削の作業に用いる重掘削モードとがある。また、エンジン回転数演算部１０にはこれら３つの各作業モードにおいてエンジンの回転数を調整できるエンジン回転数調整ダイヤル１４が接続されている。
【００２４】
一方、油圧ショベル１は、同図２に示すように、エンジンで駆動される油圧ポンプ２０と、この油圧ポンプ２０から吐出される圧油によって作動するブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ、走行モータ等の図示しない油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２０から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２１と、この方向制御弁２１を切替操作する操作装置２２とを備えている。そして、油圧ポンプ２０の吐出圧を検出する吐出圧検出手段１８と、操作装置２２の操作量を検出する操作量検出手段１９とを備えている。この操作量検出手段１９は、操作装置２２の操作に伴ってパイロットポンプ２５から出されるパイロット一次圧が減圧弁２２ａで減圧されて生成され、方向制御弁２１を切り替える圧力として導かれるパイロット２次圧を検出するものである。すなわち、操作量検出手段１９によって検出された操作装置２２の操作量に応じたパイロット二次圧の値、つまり操作量が後述の作業負荷演算部１７に出力されるようになっている。
【００２５】
さらに、本実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、これらの吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧と操作量検出手段１９で検出された操作量とに基づいて実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを作業モード制御部１３に出力する作業負荷演算部１７とを備えている。この作業負荷演算部１７は操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧より大きいときに高負荷作業と判断する。
【００２６】
ここで、作業モード制御部１３は、始動時処理手段１３ａ、表示処理手段１３ｂ、無効処理手段１３ｃ、及び停止処理手段１３ｄの４つの処理手段を備えている。以下、順にこれら４つの処理手段について説明する。
【００２７】
始動時処理手段１３ａは、油圧ショベル１に電源を入れて始動させると、このとき作業モード切替スイッチ１２で３つのモードのうちどの作業モードが選択されていても、作業モード制御部１３がエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する始動時処理を行う処理手段である。
【００２８】
表示処理手段１３ｂは、始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効である場合に、油圧ショベル１に電源を入れて始動させると、このとき作業モード切替スイッチ１２によってエコノミーモード以外の通常モードあるいは重掘削モードが選択されていても、作業モード制御部１３が現実に実施されるエコノミーモードの回転数でエンジンの回転数が制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させる処理を行う処理手段である。
【００２９】
無効処理手段１３ｃは、油圧ショベル１のエンジンの回転数が高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードの回転数で作業が実施されている状態から電源を切ることによって油圧ショベル１を停止させ、その油圧ショベル１が停止した時から予め定められた一定時間Ａが経過する前に電源を入れることによって油圧ショベル１を再び始動させたとき、作業モード制御部１３が上述した始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にして、作業モードとして高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する処理を行う処理手段である。
【００３０】
停止処理手段１３ｄは、始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効である場合に、作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されたとき、作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理を停止させ、高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する停止処理を行う処理手段である。
【００３１】
また、作業モード制御部１３には、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効にする信号を出力する外部メンテナンス装置１５が適宜接続される。この外部メンテナンス装置１５はエンジン始動時のエコノミーモードを無効にする前述した一定時間Ａを可変に設定可能な設定手段を含んでいる。
【００３２】
以下、このように構成した本実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の動作について説明する。
【００３３】
図３は本実施形態に備えられる作業モード制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【００３４】
図３に示すように、電源を入れて油圧ショベル１を始動させると、作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効あるいは無効であるかどうか判断する（Ｓ１）。始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効であれば、作業モード制御部１３が作業モード切替スイッチ１２からの作業モードの出力から作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードであるかどうか判断する（Ｓ２）。
【００３５】
作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードであれば、作業モード制御部１３が作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていないかどうか判断する（Ｓ３）。例えば、油圧ショベル１が始動時処理によってすでにエコノミーモードで運転されている場合に、オペレータが作業モード切替スイッチ１２で選択した作業モードと運転状態の相違に違和感を感じるときには、再度作業モード切替スイッチ１２を操作して通常モードあるいは重掘削モードに切り替える等の操作が行われていないかどうかを作業モード制御部１３が判断する。
【００３６】
作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていなければ、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下であるかどうかを判断する。すなわち、作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードの出力がなされているかどうかを判断する（Ｓ４）。
【００３７】
操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下であれば、すなわち作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されていなければ、作業モード制御部１３は始動時処理手段１３ａによる始動時処理を行い、エコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、エンジン回転数演算部１０は、エコノミーモードのエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、この読み出したエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンへ出力する（Ｓ５）。そして、作業モード制御部１３は表示処理手段１３ｂによる表示処理に基づいてエンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させる（Ｓ６）。この状態において、エコノミーモードに対応するエンジンの回転数で例えばフロント作業機４による軽掘削作業等が実施される。
【００３８】
一方、手順Ｓ１において始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効でなければ、作業モード制御部１３は、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００３９】
また、手順Ｓ２において作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードでなければ、すなわち作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモードであれば、作業モード切替スイッチ１２で選択されたエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、エコノミーモードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００４０】
同様に、手順Ｓ３において作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていれば、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００４１】
手順Ｓ４において操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下でなければ、すなわち作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されていれば、作業モード制御部１３は停止処理手段１３ｄによる停止処理に基づいて始動時処理手段１３ａによる始動時処理を停止させ、作業モード切替スイッチ１２で選択された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。以下、手順Ｓ６または手順Ｓ７の処理を終えた後は再び手順Ｓ１から繰り返す。
【００４２】
ここで、手順Ｓ３又は手順Ｓ４から手順Ｓ７へのステップが繰り返されている場合において、油圧ショベル１を運転するオペレータが一度作業を中断するために、油圧ショベル１の例えばフロント作業機４の駆動を停止させると、作業モード制御部１３で計時処理が開始される。この計時処理された時間が前述の一定時間Ａに至る前に再び例えばフロント作業機４が駆動したときには、作業モード制御部１３は、無効処理手段１３ｃによる無効処理を行い、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にし、それまでの作業で活用されていた高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する。
【００４３】
このように構成した本実施形態によれば、前回の作業モードが高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、手順Ｓ１から手順Ｓ６において作業モード制御部１３は始動時処理手段１３ａによる始動時処理を行うことによって、エンジン回転数演算部１０がエコノミーモードのエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンを制御することができる。そのため、油圧ショベル１の始動時に自動的に作業内容に適したエコノミーモードになり、余分な燃料を消費することがないので、経済性を高めることができる。
【００４４】
また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、油圧ショベル１の始動後に手順Ｓ３において作業モード切替スイッチ１２でエコノミーモード以外の作業モードに変更することによって、手順Ｓ７において作業モード制御部１３は作業モード切替スイッチ１２で選択された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力し、エンジン回転数演算部１０は高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードのエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンを制御することができる。そのため、エンジンの回転数がエコノミーモードに制御されている状態から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに容易にエンジンの回転数を変更することができ、油圧ショベル１の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もないので、利便性を向上することができる。
【００４５】
また、手順Ｓ６において作業モード制御部１３は表示処理手段１３ｂによる表示処理によって、エンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させることができるので、手順Ｓ５において作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理によってエンジンの回転数がエコノミーモードに制御されており、作業モード切替スイッチ１２でエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが選択されていても、モニタ表示装置１６によって現在の状態がエコノミーモードであることを知ることができ、オペレータが違和感を感じたり、あるいは油圧ショベル１の故障を懸念することを防止することができる。
【００４６】
また、作業モード制御部１３は無効処理手段１３ｃを備えているので、手順Ｓ３又は手順Ｓ４から手順Ｓ７へのステップが繰り返されている場合において、オペレータが高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業中に一度作業を中断するために、油圧ショベル１の例えばフロント作業機４を停止させても、一定時間Ａに至る前に作業を再開させたときには作業モード制御部１３が無効処理手段１３ｃによる無効処理を行うことによって、引続き高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業を行うことができる。これにより、作業の継続性を確保できる。
【００４７】
また、外部メンテナンス装置１５は作業モード制御部１３の始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効にすることができるので、外部メンテナンス装置１５を作業モード制御部１３に接続し、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にすることによって、手順Ｓ１において作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理が無効であると判断してそのまま手順Ｓ７へ進む。そのため、オペレータが予め作業内容が高負荷作業であることが分かっている場合に、油圧ショベル１の始動時から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードを使用することができ、利便性を高めることができる。
【００４８】
また、操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧より高い、すなわち作業負荷が大きいときには、作業負荷演算部１７から出力される作業モードに応じて、作業モード制御部１３は停止処理手段１３ｄによる停止処理を行い、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードに関わらず、自動的に作業負荷に適した作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力するので、操作性を高めることができると共に、消費燃料を抑えることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、作業モード制御部１３の始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効に変更する場合に、外部メンテナンス装置１５を適宜接続する場合について説明したが、予めこの外部メンテナンス装置１５を油圧ショベルのキャブ７等に設け、暗証番号等を入力することによって始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効に変更するようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプの吐出圧が所定圧より大きいときに高負荷作業と判断する場合について説明したが、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量を見ずに、吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧のみで高負荷作業かどうかを判断しても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１ 油圧ショベル
２ 走行体
３ 旋回体
３ａ 旋回フレーム
４ フロント作業機
５ エンジンルーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
１０ エンジン回転数演算部
１１ 作業モード記憶部
１２ 作業モード切替スイッチ（作業モード切替手段）
１３ 作業モード制御部
１３ａ 始動時処理手段
１３ｂ 表示処理手段
１３ｃ 無効処理手段
１３ｄ 停止処理手段
１４ エンジン回転数調整ダイヤル
１５ 外部メンテナンス装置
１６ モニタ表示装置
１７ 作業負荷演算部
１８ 吐出圧検出手段
１９ 操作量検出手段
２０ 油圧ポンプ
２１ 方向制御弁
２２ 操作装置
２２ａ 減圧弁
２５ パイロットポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に備えられ、エンジンの回転数を制御する作業機械のエンジン回転数制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の作業機械は、搭載されたエンジンの回転数を制御するために作業機械のエンジン回転数制御装置を備えている。この種のエンジン回転数制御装置は、エンジンの目標回転数を演算するエンジンコントローラ（エンジン回転数演算部）と、複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、これら作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替スイッチ（作業モード切替手段）と、選択された作業モードをエンジンコントローラに出力する作業モード制御部とを備えている。
【０００３】
また、作業モードには軽負荷作業時のモードであるエコノミーモードと、このエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとがあり、例えば、作業内容が、軽掘削等の作業である場合にエコノミーモードを使用し、通常掘削や根起こし又は深部掘削その他の重掘削の作業である場合に高負荷モードを使用している。
【０００４】
この種の作業機械を操作するオペレータが作業モード切替スイッチで作業モードをエコノミーモードあるいは高負荷モードを選択すると、作業モード制御部は選択された作業モードをエンジンコントローラに出力する。この出力を受信したエンジンコントローラは、作業モード制御部から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する。
【０００５】
このように、オペレータが作業モード切替スイッチで作業内容に適した作業モードを自由に選択することで、エンジンの回転数を制御し、余分に消費する燃料を節約することができる。しかし、実際の作業現場において作業モードの選択をオペレータに一任すると、たとえ作業内容が軽負荷作業であっても、オペレータがエコノミーモードよりも作業性の高い高負荷モードに作業モードを自由に変更して使用する虞がある。
【０００６】
そこで、作業機械の作業中に度重なる作業モードの変更を制限するために、作業モード切替スイッチで選択された作業モードの変更を制限あるいは許可する変更管理手段を備えた作業機械のエンジン回転数制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２２６２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示された作業機械のエンジン回転数制御装置では、一度作業モードの変更が制限されると、作業機械を使用するときに前回使用した作業モードが継続される。そのため、前回の作業モードが高負荷モードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、作業機械の開始時に高負荷モードにおけるエンジンの回転数にエンジンが制御されるので、余分な燃料を消費し、経済性が低いという問題があった。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、高負荷モードを使用する度に作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得、変更管理手段が作業モードの変更を制限しないように変更管理手段を設定する必要がある。そのため、作業機械の管理者等が不在のときに作業モードを変更できない虞があると共に、変更管理手段の設定が煩雑となって利便性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、余分な燃料の消費を抑えることができ、また作業モードの変更を容易に行うことができる作業機械のエンジン回転数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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械のエンジン回転数制御装置は、エンジンを有する作業機械に設けられ、前記エンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部と、軽負荷作業時のモードであるエコノミーモード、及びこのエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとを含む複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、前記複数の作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段と、この作業モード切替手段で選択された作業モードを前記エンジン回転数演算部に出力する作業モード制御部とを備え、前記エンジン回転数演算部は、前記作業モード制御部から出力された作業モードに応じた前記エンジンの回転数を前記作業モード記憶部から読み出し、その読み出した前記エンジンの回転数を前記目標回転数として出力する作業機械のエンジン回転数制御装置において、前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段でどのような前記作業モードが選択されていても前記エコノミーモードを前記エンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含むことを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明では、前回の作業モードが高負荷モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、自動的に作業内容に適したエコノミーモードになるので余分な燃料を消費することがない。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、作業機械の始動後に作業モード切替スイッチでエコノミーモードに保たれている状態から高負荷モードに容易に作業モードを変更することができるので、作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もない。
【００１２】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業機械は、現在の作業モードを表示可能なモニタ表示装置を備え、作業モード制御部は、作業機械の始動時に作業モード切替手段によってエコノミーモード以外の作業モードが選択されている場合、エンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置に表示させる処理を行う表示処理手段を含むことを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明では、オペレータが作業モード切替手段でエコノミーモード以外の作業モードを選択していても、モニタ表示装置によって現在の作業モードを知ることができるので、オペレータが違和感を感じたり、あるいは作業機械の故障を懸念することを防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業モード制御部に接続され、始動時処理手段による始動時処理を有効あるいは無効とする信号を出力する外部メンテナンス装置を設けたことを特徴としている。このように構成すると、オペレータが予め作業内容が高負荷作業で開始することが分かっている場合に、外部メンテナンス装置によって無効とする信号を出力させておくことにより、作業機械の始動時から高負荷モードを使用することができるので、利便性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、作業モード制御部は、高負荷モードによる作業が実施されている状態から作業機械が停止し、その停止したときから一定時間が経過する前に作業機械が始動したとき、始動時処理手段による始動時処理を無効にして、作業モードとして高負荷モードをエンジン回転数演算部に出力する処理を行う無効処理手段を含み、外部メンテナンス装置は、前記一定時間を可変に設定可能な設定手段を含むことを特徴としている。このように構成すると、オペレータが高負荷モードで作業中に一度作業を中断しても一定時間内に作業機械を始動すれば、再び高負荷モードで作業することができるので、作業の継続性を確保できる。また、外部メンテナンス装置により作業に適した一定時間を容易に設定できる。
【００１６】
また、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置では、前記発明において、前記作業機械は、前記エンジンで駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前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、この方向制御弁を切替操作する操作装置とを有し、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、この吐出圧検出手段で実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを前記作業モード制御部に出力する作業負荷演算部とを備え、前記作業モード制御部は、前記作業負荷演算部から前記高負荷モードが出力されたとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を停止させ、前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する停止処理を行う停止処理手段を含むことを特徴としている。このように構成すると、作業モード切替スイッチで選択した作業モードに関わらず、停止処理手段による停止処理によって自動的に作業負荷に適した作業モードに変更されるので、操作性を高めることができると共に、消費燃料を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の作業機械のエンジン回転数制御装置は、作業モード制御部は、作業機械の始動時に作業モード切替手段でどのような作業モードが選択されていてもエコノミーモードをエンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含んでいるので、前回の作業モードが高負荷モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、自動的に作業内容に適したエコノミーモードになるので余分な燃料を消費することがない。これにより、従来に比べて経済性を高めることができる。また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、作業機械の始動後に作業モード切替スイッチでエコノミーモードから高負荷モードに容易に作業モードを変更することができるので、作業機械の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もない。これにより、従来に比べて利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の一実施形態が備えられる作業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】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回転数制御装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に備えられる作業モード制御部における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、本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の一実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は図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回転数制御装置の構成を示す図である。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、作業機械、例えば油圧ショベル１に適用される。この油圧ショベル１は、図１に示すように、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３に取り付けられて上下方向に回動するフロント作業機４とから構成されている。また、旋回体３は、前方にキャブ７を備え、後方にカウンタウェイト６を備え、また、これらキャブ７及びカウンタウェイト６の間にエンジンルーム５を備えている。
【００２２】
図２に示すように、この一実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、エンジンルーム５に備えられた図示しないエンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部１０と、複数の作業モード、例えば３つの作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部１１と、これら３つの作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段、例えば作業モード切替スイッチ１２と、選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する作業モード制御部１３と、キャブ７に設けられ、作業モード制御部１３からの出力によって現在動作中の作業モードを視認できるモニタ表示装置１６とを備えている。
【００２３】
上記の作業モードには軽掘削作業、ならし作業等の軽負荷作業時のモードであるエコノミーモードと、このエコノミーモードより高回転数の高負荷モードとがあり、高負荷モードには通常掘削等の作業に用いる通常モードと、この通常モードよりも高回転数であって根起こしや深部掘削等の重掘削の作業に用いる重掘削モードとがある。また、エンジン回転数演算部１０にはこれら３つの各作業モードにおいてエンジンの回転数を調整できるエンジン回転数調整ダイヤル１４が接続されている。
【００２４】
一方、油圧ショベル１は、同図２に示すように、エンジンで駆動される油圧ポンプ２０と、この油圧ポンプ２０から吐出される圧油によって作動するブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ、走行モータ等の図示しない油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２０から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２１と、この方向制御弁２１を切替操作する操作装置２２とを備えている。そして、油圧ポンプ２０の吐出圧を検出する吐出圧検出手段１８と、操作装置２２の操作量を検出する操作量検出手段１９とを備えている。この操作量検出手段１９は、操作装置２２の操作に伴ってパイロットポンプ２５から出されるパイロット一次圧が減圧弁２２ａで減圧されて生成され、方向制御弁２１を切り替える圧力として導かれるパイロット２次圧を検出するものである。すなわち、操作量検出手段１９によって検出された操作装置２２の操作量に応じたパイロット二次圧の値、つまり操作量が後述の作業負荷演算部１７に出力されるようになっている。
【００２５】
さらに、本実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置は、これらの吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧と操作量検出手段１９で検出された操作量とに基づいて実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを作業モード制御部１３に出力する作業負荷演算部１７とを備えている。この作業負荷演算部１７は操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧より大きいときに高負荷作業と判断する。
【００２６】
ここで、作業モード制御部１３は、始動時処理手段１３ａ、表示処理手段１３ｂ、無効処理手段１３ｃ、及び停止処理手段１３ｄの４つの処理手段を備えている。以下、順にこれら４つの処理手段について説明する。
【００２７】
始動時処理手段１３ａは、油圧ショベル１に電源を入れて始動させると、このとき作業モード切替スイッチ１２で３つのモードのうちどの作業モードが選択されていても、作業モード制御部１３がエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する始動時処理を行う処理手段である。
【００２８】
表示処理手段１３ｂは、始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効である場合に、油圧ショベル１に電源を入れて始動させると、このとき作業モード切替スイッチ１２によってエコノミーモード以外の通常モードあるいは重掘削モードが選択されていても、作業モード制御部１３が現実に実施されるエコノミーモードの回転数でエンジンの回転数が制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させる処理を行う処理手段である。
【００２９】
無効処理手段１３ｃは、油圧ショベル１のエンジンの回転数が高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードの回転数で作業が実施されている状態から電源を切ることによって油圧ショベル１を停止させ、その油圧ショベル１が停止した時から予め定められた一定時間Ａが経過する前に電源を入れることによって油圧ショベル１を再び始動させたとき、作業モード制御部１３が上述した始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にして、作業モードとして高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する処理を行う処理手段である。
【００３０】
停止処理手段１３ｄは、始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効である場合に、作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されたとき、作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理を停止させ、高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する停止処理を行う処理手段である。
【００３１】
また、作業モード制御部１３には、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効にする信号を出力する外部メンテナンス装置１５が適宜接続される。この外部メンテナンス装置１５はエンジン始動時のエコノミーモードを無効にする前述した一定時間Ａを可変に設定可能な設定手段を含んでいる。
【００３２】
以下、このように構成した本実施形態に係る作業機械のエンジン回転数制御装置の動作について説明する。
【００３３】
図３は本実施形態に備えられる作業モード制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【００３４】
図３に示すように、電源を入れて油圧ショベル１を始動させると、作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効あるいは無効であるかどうか判断する（Ｓ１）。始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効であれば、作業モード制御部１３が作業モード切替スイッチ１２からの作業モードの出力から作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードであるかどうか判断する（Ｓ２）。
【００３５】
作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードであれば、作業モード制御部１３が作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていないかどうか判断する（Ｓ３）。例えば、油圧ショベル１が始動時処理によってすでにエコノミーモードで運転されている場合に、オペレータが作業モード切替スイッチ１２で選択した作業モードと運転状態の相違に違和感を感じるときには、再度作業モード切替スイッチ１２を操作して通常モードあるいは重掘削モードに切り替える等の操作が行われていないかどうかを作業モード制御部１３が判断する。
【００３６】
作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていなければ、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下であるかどうかを判断する。すなわち、作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードの出力がなされているかどうかを判断する（Ｓ４）。
【００３７】
操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下であれば、すなわち作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されていなければ、作業モード制御部１３は始動時処理手段１３ａによる始動時処理を行い、エコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、エンジン回転数演算部１０は、エコノミーモードのエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、この読み出したエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンへ出力する（Ｓ５）。そして、作業モード制御部１３は表示処理手段１３ｂによる表示処理に基づいてエンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させる（Ｓ６）。この状態において、エコノミーモードに対応するエンジンの回転数で例えばフロント作業機４による軽掘削作業等が実施される。
【００３８】
一方、手順Ｓ１において始動時処理手段１３ａによる始動時処理が有効でなければ、作業モード制御部１３は、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００３９】
また、手順Ｓ２において作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードでなければ、すなわち作業モード切替スイッチ１２がエコノミーモードであれば、作業モード切替スイッチ１２で選択されたエコノミーモードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、エコノミーモードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００４０】
同様に、手順Ｓ３において作業モード切替スイッチ１２が他のモードに切り替えられていれば、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された作業モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。
【００４１】
手順Ｓ４において操作装置２２の操作量が所定量以下で、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧以下でなければ、すなわち作業モード制御部１３が作業負荷演算部１７から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが出力されていれば、作業モード制御部１３は停止処理手段１３ｄによる停止処理に基づいて始動時処理手段１３ａによる始動時処理を停止させ、作業モード切替スイッチ１２で選択された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する（Ｓ７）。以下、手順Ｓ６または手順Ｓ７の処理を終えた後は再び手順Ｓ１から繰り返す。
【００４２】
ここで、手順Ｓ３又は手順Ｓ４から手順Ｓ７へのステップが繰り返されている場合において、油圧ショベル１を運転するオペレータが一度作業を中断するために、油圧ショベル１の例えばフロント作業機４の駆動を停止させると、作業モード制御部１３で計時処理が開始される。この計時処理された時間が前述の一定時間Ａに至る前に再び例えばフロント作業機４が駆動したときには、作業モード制御部１３は、無効処理手段１３ｃによる無効処理を行い、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にし、それまでの作業で活用されていた高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力する。そして、この出力を受信したエンジン回転数演算部１０は、作業モード制御部１３から出力された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに応じたエンジンの回転数を作業モード記憶部１１から読み出し、その読み出したエンジンの回転数を目標回転数として出力することによって、エンジンの回転数を制御する。
【００４３】
このように構成した本実施形態によれば、前回の作業モードが高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業が終了し、今回の作業内容が軽負荷作業である場合に、手順Ｓ１から手順Ｓ６において作業モード制御部１３は始動時処理手段１３ａによる始動時処理を行うことによって、エンジン回転数演算部１０がエコノミーモードのエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンを制御することができる。そのため、油圧ショベル１の始動時に自動的に作業内容に適したエコノミーモードになり、余分な燃料を消費することがないので、経済性を高めることができる。
【００４４】
また、前回の作業モードがエコノミーモードで制限されたまま作業が終了し、今回の作業内容が高負荷作業である場合に、油圧ショベル１の始動後に手順Ｓ３において作業モード切替スイッチ１２でエコノミーモード以外の作業モードに変更することによって、手順Ｓ７において作業モード制御部１３は作業モード切替スイッチ１２で選択された高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードをエンジン回転数演算部１０に出力し、エンジン回転数演算部１０は高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードのエンジンの回転数を目標回転数としてエンジンを制御することができる。そのため、エンジンの回転数がエコノミーモードに制御されている状態から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードに容易にエンジンの回転数を変更することができ、油圧ショベル１の管理者等に作業モードの変更の許可を得る必要も煩雑な設定をする必要もないので、利便性を向上することができる。
【００４５】
また、手順Ｓ６において作業モード制御部１３は表示処理手段１３ｂによる表示処理によって、エンジンの回転数がエコノミーモードの回転数で制御されている旨をモニタ表示装置１６に表示させることができるので、手順Ｓ５において作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理によってエンジンの回転数がエコノミーモードに制御されており、作業モード切替スイッチ１２でエコノミーモード以外の高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードが選択されていても、モニタ表示装置１６によって現在の状態がエコノミーモードであることを知ることができ、オペレータが違和感を感じたり、あるいは油圧ショベル１の故障を懸念することを防止することができる。
【００４６】
また、作業モード制御部１３は無効処理手段１３ｃを備えているので、手順Ｓ３又は手順Ｓ４から手順Ｓ７へのステップが繰り返されている場合において、オペレータが高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業中に一度作業を中断するために、油圧ショベル１の例えばフロント作業機４を停止させても、一定時間Ａに至る前に作業を再開させたときには作業モード制御部１３が無効処理手段１３ｃによる無効処理を行うことによって、引続き高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードで作業を行うことができる。これにより、作業の継続性を確保できる。
【００４７】
また、外部メンテナンス装置１５は作業モード制御部１３の始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効にすることができるので、外部メンテナンス装置１５を作業モード制御部１３に接続し、始動時処理手段１３ａによる始動時処理を無効にすることによって、手順Ｓ１において作業モード制御部１３が始動時処理手段１３ａによる始動時処理が無効であると判断してそのまま手順Ｓ７へ進む。そのため、オペレータが予め作業内容が高負荷作業であることが分かっている場合に、油圧ショベル１の始動時から高負荷モードの通常モードあるいは重掘削モードを使用することができ、利便性を高めることができる。
【００４８】
また、操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ油圧ポンプ２０の吐出圧が所定圧より高い、すなわち作業負荷が大きいときには、作業負荷演算部１７から出力される作業モードに応じて、作業モード制御部１３は停止処理手段１３ｄによる停止処理を行い、作業モード切替スイッチ１２で選択された作業モードに関わらず、自動的に作業負荷に適した作業モードをエンジン回転数演算部１０に出力するので、操作性を高めることができると共に、消費燃料を抑えることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、作業モード制御部１３の始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効に変更する場合に、外部メンテナンス装置１５を適宜接続する場合について説明したが、予めこの外部メンテナンス装置１５を油圧ショベルのキャブ７等に設け、暗証番号等を入力することによって始動時処理手段１３ａによる始動時処理を有効あるいは無効に変更するようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量が所定量より大きく、かつ吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプの吐出圧が所定圧より大きいときに高負荷作業と判断する場合について説明したが、作業負荷演算部１７が操作装置２２の操作量を見ずに、吐出圧検出手段１８で検出された油圧ポンプ２０の吐出圧のみで高負荷作業かどうかを判断しても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１ 油圧ショベル
２ 走行体
３ 旋回体
３ａ 旋回フレーム
４ フロント作業機
５ エンジンルーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
１０ エンジン回転数演算部
１１ 作業モード記憶部
１２ 作業モード切替スイッチ（作業モード切替手段）
１３ 作業モード制御部
１３ａ 始動時処理手段
１３ｂ 表示処理手段
１３ｃ 無効処理手段
１３ｄ 停止処理手段
１４ エンジン回転数調整ダイヤル
１５ 外部メンテナンス装置
１６ モニタ表示装置
１７ 作業負荷演算部
１８ 吐出圧検出手段
１９ 操作量検出手段
２０ 油圧ポンプ
２１ 方向制御弁
２２ 操作装置
２２ａ 減圧弁
２５ パイロットポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを有する作業機械に設けられ、
前記エンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部と、軽負荷作業時のモードであるエコノミーモード、及びこのエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとを含む複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、前記複数の作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段と、この作業モード切替手段で選択された作業モードを前記エンジン回転数演算部に出力する作業モード制御部とを備え、前記エンジン回転数演算部は、前記作業モード制御部から出力された作業モードに応じた前記エンジンの回転数を前記作業モード記憶部から読み出し、その読み出した前記エンジンの回転数を前記目標回転数として出力する作業機械のエンジン回転数制御装置において、
前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段でどのような前記作業モードが選択されていても前記エコノミーモードを前記エンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記作業機械は、現在の作業モードを表示可能なモニタ表示装置を備え、前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段によって前記エコノミーモード以外の作業モードが選択されている場合、前記エンジンの回転数が前記エコノミーモードの回転数で制御されている旨を前記モニタ表示装置に表示させる処理を行う表示処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記作業モード制御部に接続され、前記始動時処理手段による前記始動時処理を有効あるいは無効とする信号を出力する外部メンテナンス装置を設けたことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記作業モード制御部は、前記高負荷モードによる作業が実施されている状態から前記作業機械が停止し、その停止したときから一定時間が経過する前に前記作業機械が始動したとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を無効にして、作業モードとして前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する処理を行う無効処理手段を含み、
前記外部メンテナンス装置は、前記一定時間を可変に設定可能な設定手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
請求項１の記載において、前記作業機械は、前記エンジンで駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前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、この方向制御弁を切替操作する操作装置とを有し、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、この吐出圧検出手段で実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを前記作業モード制御部に出力する作業負荷演算部とを備え、
前記作業モード制御部は、前記作業負荷演算部から前記高負荷モードが出力されたとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を停止させ、前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する停止処理を行う停止処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項１】
エンジンを有する作業機械に設けられ、
前記エンジンの目標回転数を演算するエンジン回転数演算部と、軽負荷作業時のモードであるエコノミーモード、及びこのエコノミーモードの回転数より高回転数の高負荷モードとを含む複数の作業モードのそれぞれに応じた回転数を記憶する作業モード記憶部と、前記複数の作業モードのうちいずれか１つを選択する作業モード切替手段と、この作業モード切替手段で選択された作業モードを前記エンジン回転数演算部に出力する作業モード制御部とを備え、前記エンジン回転数演算部は、前記作業モード制御部から出力された作業モードに応じた前記エンジンの回転数を前記作業モード記憶部から読み出し、その読み出した前記エンジンの回転数を前記目標回転数として出力する作業機械のエンジン回転数制御装置において、
前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段でどのような前記作業モードが選択されていても前記エコノミーモードを前記エンジン回転数演算部に出力する始動時処理を行う始動時処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記作業機械は、現在の作業モードを表示可能なモニタ表示装置を備え、前記作業モード制御部は、前記作業機械の始動時に前記作業モード切替手段によって前記エコノミーモード以外の作業モードが選択されている場合、前記エンジンの回転数が前記エコノミーモードの回転数で制御されている旨を前記モニタ表示装置に表示させる処理を行う表示処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記作業モード制御部に接続され、前記始動時処理手段による前記始動時処理を有効あるいは無効とする信号を出力する外部メンテナンス装置を設けたことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記作業モード制御部は、前記高負荷モードによる作業が実施されている状態から前記作業機械が停止し、その停止したときから一定時間が経過する前に前記作業機械が始動したとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を無効にして、作業モードとして前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する処理を行う無効処理手段を含み、
前記外部メンテナンス装置は、前記一定時間を可変に設定可能な設定手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
請求項１の記載において、前記作業機械は、前記エンジンで駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前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、この方向制御弁を切替操作する操作装置とを有し、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、この吐出圧検出手段で実際に実施されている作業内容が上記いずれの作業モードに対応するものであるかを判断し、その判断された作業モードを前記作業モード制御部に出力する作業負荷演算部とを備え、
前記作業モード制御部は、前記作業負荷演算部から前記高負荷モードが出力されたとき、前記始動時処理手段による前記始動時処理を停止させ、前記高負荷モードを前記エンジン回転数演算部に出力する停止処理を行う停止処理手段を含むことを特徴とする作業機械のエンジン回転数制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１６３９９５（Ｐ２０１０−１６３９９５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５１３（Ｐ２００９−７５１３）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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