JP2004360617A

JP2004360617A - オーバヒート防止用ガバナ回転制御装置

Info

Publication number: JP2004360617A
Application number: JP2003161604A
Authority: JP
Inventors: Senji Miyamoto; 宣治宮本; Toshihiro Kobayashi; 俊寛小林
Original assignee: Nissan Kohki Co Ltd
Current assignee: Nissan Kohki Co Ltd
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】荷役車両におけるオーバヒートに至る前に、エンジン回転数を抑制して、オーバヒートによるエンジンの損傷を自動的に防止することができるオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置であって、エンジン冷却水の水温を温度センサ８で検出して、水温が所定温度以上であるか否かを判定し、水温が所定温度以上であって、その状態が所定時間経過した場合、エンジン回転数を所定の回転数まで低下させるように、電子制御スロットル２０のスロットル開度を調整し、水温の異常が回避されると、電子制御スロットル２０のスロットル開度の規制を解除して、通常の電子制御式燃焼噴射制御に切り換えるようにした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷役車両（フォークリフト）におけるオーバヒートによって、エンジンが損傷するのを自動的に防止することができるオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、荷役車両におけるオーバヒートが発生した場合、運転台パネルに設けられたランプを点灯させて警告するようにしていた。また、荷役車両のエンジン冷却水の温度が作動に適正な温度範囲以上に上昇した際、スロットルバルブの開度を調整して、エンジンがアイドル回転状態になるようにするフォークリフト用荷役制御装置がある。このアイドル回転状態では、スロットルバルブが閉じられ、エンジン側の開口する小孔から少量の燃料が供給されるようにして、エンジンが低速回転状態に維持されている（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２３１６２８号公報（明細書全文，図面全図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、オーバヒートをランプの点灯で警告するものもあっては、運転者がランプの点灯に気付かずに放置した場合、エンジンがオーバヒートによる損傷を受けるおそれがあって、運転者は常時注意をしなければならなかった。また、後者の従来例では、エンジンをアイドル回転状態とするため、略空気流入量が遮断され、燃料がカットされた状態となるために、オーバヒートによるエンジンの損傷を防止することができるが、急激にエンジンが停止して、オーバヒートが解消されるまでに時間が掛かり、時間的制約を受ける荷役作業に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであって、荷役車両におけるオーバヒートに至る前に、エンジン回転数を抑制して、オーバヒートによるエンジンの損傷を自動的に防止することができるオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成したものであって、請求項１の発明は、電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置において、
エンジン冷却水の水温を検出して、該水温が所定温度以上であるか否かを判定し、該水温が所定温度以上であって、その状態が所定時間経過した場合、エンジン回転数を所定の回転数まで低下させるように、電子制御スロットルのスロットル開度を調整し、前記水温の異常が回避されると、前記電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、前記電子制御式燃焼噴射制御に切り換えるようにしたことを特徴とするオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置である。
【０００７】
請求項１の発明では、電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置であって、エンジン冷却水の水温を常時検出するようにしており、水温が所定温度以上であるか否かを判定するようにして、水温が所定温度以上であって、その状態が所定時間経過した場合には、エンジン回転数を所定の回転数まで低下させるように、電子制御スロットルのスロットル開度を調整し、水温の異常が回避されると、電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、電子制御式燃焼噴射制御に切り換えるようにしたオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置であり、電子制御スロットルのスロットルバルブは、所定のエンジン回転数に到達するまで、段階的に閉じられて、エンジン回転数を低下させている。また、エンジンの冷却水温は常時検出されて監視されているが、この監視温度は、オーバヒート時の温度ではなく、オーバヒートに到るおそれのある水温であって、この水温に維持されているならば、オーバヒートになることはなく、エンジンに損傷を与えることがないし、通常と同じように走行、及び荷役作業が可能である作用を有する。
【０００８】
また、請求項２の発明は、電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置において、
エンジン冷却水の水温を検出する水温検出手段と、
該水温検出手段による該水温を所定温度以上であり、かつこの状態が所定時間継続したか否かを判定するエンジン回転数抑制開始条件判定手段と、
該エンジン回転数抑制開始条件判定手段によるエンジン回転数抑制開始条件が成立した場合、実エンジン回転数がオーバヒート防止エンジン回転数に到達するように、電子制御スロットルのスロットル開度を調節するスロットル開度制御手段と、
該スロットル開度制御手段に基づいて、該スロットル開度を調節して、空気流入量を抑制してエンジン回転数を低下させて、前記実エンジン回転数がオーバヒート防止エンジン回転数に達して、前記水温の異常が回避されると、前記スロットル開度制御手段による前記電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、前記電子制御式燃焼噴射制御に切り換える切換制御手段と、
を備えることを特徴とするオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置である。
【０００９】
請求項２の発明では、ガバナ回転制御による燃焼制御が行われる荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置が、水温検出手段と、エンジン回転数抑制開始条件判定手段と、スロットル開度制御手段と、切換制御手段とを備えたものであり、水温検出手段がエンジン冷却水の水温を常時検出しており、エンジン回転数抑制開始条件判定手段が、水温検出手段による水温を所定温度以上であり、かつこの状態が所定時間継続したか否かを判定し、エンジン回転数抑制開始条件が成立した場合、スロットル開度制御手段によって、スロットル開度を調節して、空気流入量を抑制してエンジン回転数を低下させ、実エンジン回転数がオーバヒート防止エンジン回転数に達して、水温の異常が回避されると、切換制御手段によって、スロットル開度制御手段による電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、電子制御式燃焼噴射制御に切り換えるようにしており、電子制御スロットルのスロットルバルブは段階的に絞られて空気量が抑制され、エンジン回転数を低下させて、オーバヒート防止エンジン回転数に維持するように制御して、エンジン冷却水の水温の異常を回避するようにし、エンジン冷却水の水温異常が回避されると、切換制御手段によって、電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除するようにしたオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置である。エンジン冷却水の水温が監視され、自動的にオーバヒートしないように制御されており、オーバヒートによるエンジンの損傷を与えることがないし、通常と同じように走行、及び荷役作業が可能である作用を有する。
【００１０】
また、請求項３の発明は、前記スロットル開度制御手段は、前記オーバヒート防止規制回転数を目標回転数とし、前記実エンジン回転数がエンジン回転数検出手段により検出され、該実エンジン回転数が前記目標回転数に設定されるように、前記電子制御スロットルのスロットル開度を調節する手段であることを特徴とする請求項２に記載のオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置である。
【００１１】
請求項３の発明では、スロットル開度制御手段において、エンジンの回転数が、オーバヒート防止のために設定されたオーバヒート防止規制回転数を目標回転数とし、クランク角センサ等により検出されたエンジン回転数が目標回転数に達するように、電子制御スロットルのスロットルバルブのスロットル開度を段階的に絞るように調整している。オーバヒート防止規制回転数は、通常と同じように走行、及び荷役作業が可能なエンジン回転数であり、オーバヒートが自動的に回避できる作用を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態の概略を示すブロック図であり、図２は本実施形態の詳細な系統図であり、図３は本実施形態の動作を説明するためのタイミングチャート図であり、図４は制御装置の要部ブロック図であり、図５はオーバヒート防止用ガバナ回転制御における電子制御スロットルのスロットル開度範囲を示す図である。
【００１３】
本発明は、荷役車両におけるオーバヒートを防止するためのガバナ回転制御装置に関し、本実施形態の荷役車両は、電子制御式燃料噴射装置が装着されている。図１において、エンジン１０は、電子制御スロットル（以下、電制スロットルと称する）２０のスロットルバルブのスロットル開度が調整され、空気流量に合わせて燃料噴射量が制御されており、空気流量は、アクセルペダル４０のアクセルペダル角度情報に基づいて、制御されている。電子制御スロットル２０のスロットル開度情報は制御装置（ＥＣＭ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）３０に入力される。エンジン１０の回転数はクランク角センサ９からのクランク角信号が制御装置３０に入力されてエンジン回転数情報が得られる。また、制御装置３０には、エンジン冷却水の水温を検出する温度センサ８からの信号が入力され、エンジン冷却水温情報が得られている。制御装置３０には、オーバヒート防止のための機能が設けられている。
【００１４】
以下、本実施形態について、図２を参照して詳細に説明する。エンジン１０には、ガソリン或いはＬＰＧ（液化石油ガス）を燃料とする燃料供給系統と、燃焼に必要な空気を送り込む吸気系統と、燃焼ガスを大気に送り出す排気系とが備えられ、エンジン１０は電子制御式燃料噴射装置により燃料噴射を制御されている。燃料供給系統（ガソリン）は、フューエルタンクからの燃料供給配管がインジェクター１３に接続されて吸気管１８に装着されている。燃料供給系統（ＬＰＧ）は、ガスボンベ１４からベーパライザー１５を経て配管された燃料供給配管がフューエルインジェクター１７に接続されてベンチュリ１６に装着されて、それぞれ構成されている。吸気管１８の一端部はエンジン１０に接続され、他端部が電制スロットル２０の吐出口に接続され、電制スロットル２０の流入口にはベンチュリ１６が接続されている。吸気系統の吸気配管の一端にはエアフィルタが設けられ、その端部がベンチュリ１６の吸入口に接続され、かつ吸気配管の途中にはエアフローメータ１１が設けられている。排気系の配管には、酸素センサ１９が設けられ、燃焼ガスを浄化する触媒やマニフィルタが装着されている。また、エンジン１０には、点火プラグ１２、吸気バルブ等が設けられ、冷却水の温度を検出する温度センサ８が設けられている。
【００１５】
また、荷役車両では、エンジン１０の駆動により駆動輪を駆動するとともに、油圧ポンプ５を作動させて、荷役レバー６を操作することにより、その吐出圧油を荷役シリンダに導いてマスト７のフォークを上下動させて荷役作業を行うようにしている。
【００１６】
電制スロットル２０は、スロットルモータにより駆動するスロットルバルブ２１と、スロットルバルブ２１の回動軸に設けられたスロットルセンサ２２とにより構成されている。スロットルセンサ２２からは、スロットル開度信号が制御装置３０に入力され、アクセルペダル４０のアクセル角度センサ４１によって検出されたアクセル角度信号が制御装置３０に入力されている。制御装置３０からのスロットル開度指令は、電制スロットル２０のスロットルモータに入力されて、スロットルバルブ２１のスロットル開度が制御されている。制御装置３０は、電制スロットル２０のスロットル開度に応じた空気流量がエンジン１０に供給され、燃料の噴射量を制御して、最適な空燃比となるように制御しており、通常、エンジン回転数と燃料噴射量の関係を一定の関係となるように保たれている。
【００１７】
制御装置３０は、通常の燃料噴射制御手段を備えるととに、水温検出手段３０ａと、エンジン回転数抑制開始条件判定手段３０ｂと、スロットル開度制御手段３０ｃと、燃料噴射モードを切り換えるための切換制御手段３０ｄとを備えている。
【００１８】
水温検出手段３０ａは、エンジン１０のエンジン冷却水の水温を検出する温度センサ８の出力信号が制御装置３０に入力されて、エンジン冷却水の水温を検出する手段である。エンジン回転数抑制開始条件判定手段３０ｂは、水温検出手段３０ａによる水温が所定温度以上であり、かつこの状態が所定時間継続したか否かを判定する手段である。スロットル開度制御手段３０ｃは、エンジン回転数抑制開始条件判定手段３０ｂによるエンジン回転数抑制開始条件が成立した場合、電制スロットル２０のスロットルバルブ２１を段階的に絞って空気流量を抑制し、一定のエンジン回転数（オーバヒート防止規制回転数）となるように制御している。切換制御手段３０ｄは、スロットル開度制御手段３０ｃによりスロットルバルブ２１を段階的に絞って空気供給量を抑制してエンジン回転数を低下させて、エンジン冷却水の水温の異常を回避する燃焼モードから、電制スロットル２０のスロットル開度の規制を解除して、通常の燃焼噴射制御へ、又は逆方向に切り換えるたの手段である。
【００１９】
さらに、図３，図４を参照して、オーバヒート防止用ガバナ回転制御装置について説明する。本実施形態のオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置は、制御装置３０による制御手段によって構成される。先ず、図３のタイミングチャートを説明する。図３（ａ）はエンジン１０のエンジン冷却水の水温を示し、オーバヒート防止するための水温レベルが示されている。図３（ｂ）はオーバヒートを防止するためのエンジン回転数を低下させるための制御開始タイミング（エンジン回転数抑制開始条件成立）を示している。図３（ｃ）はエンジン始動タイミングを示している。図３（ｄ）はスタートスイッチの動作を示している。図３（ｅ）は電制スロットル２０のスロットル開度を示している。図３（ｆ）はエンジン回転数を示し、オーバヒート防止するための目標エンジン回転が示されいる。
【００２０】
先ず、スタートスイッチをタイミングｔ_０でオンとすると（図３（ｄ））、エンジン１０が始動を開始し、エンジン回転数がタイミングｔ_０で上昇を開始する（図３（ｆ））。電制スロットル２０は、スロットルバルブ２１が所定のタイミングで開いてスロットル開度が増大する（図３（ｆ））。エンジン１０には空気が流入して、エンジン１０が始動し、所定の空燃比に調整される。エンジン１０のエンジン冷却水の水温は徐々に上昇する。エンジン水温は水温検出手段３０ａに検出され、例えば、タイミングｔ_３にてオーバヒートが発生するおそれのある水温（監視水温）Ａに達したとする（図３（ａ））。エンジン回転数抑制開始条件判定手段３０ｂは、先ずエンジン回転中であることをフラグ（以下、記憶と称する）し、スタートスイッチがオン状態から所定時間Ｔｂ（タイミングｔ_１〜ｔ_２）が経過したことを記憶し、かつ監視水温Ａに達して所定時間Ｔａが経過したとすると、回転数抑制開始条件判定手段３０ｂは、タイミングｔ_４にて、オーバヒート防止回転数制御開始条件が成立したとして、回転数抑制開始信号Ｂを出力する（図３（ｂ））。
【００２１】
回転数抑制開始信号Ｂは、スロットル開度制御手段３０ｃを入力され、スロットル開度制御手段３０ｃによって、エンジン回転数を目標エンジン回転数（オーバヒート防止規制回転数）に設定している。スロットル開度制御手段３０ｃは、図４に示したように、オーバヒート防止のためのエンジン回転数演算手段３１と、実スロットル開度を求めるスロットル開度演算手段３２と、比較手段３３とを含み、エンジン回転数演算手段３１では、オーバヒートを防止する目標回転数が演算処理で算出され、スロットル開度演算手段３２では、クランク角センサ９からの出力が演算処理されて、現在のエンジン回転数が算出される。エンジン１０の実エンジン回転数と目標エンジン回転数とが比較手段３３で比較され、実エンジン回転数が徐々に低下するように電制スロットル２０のスロットルバルブのスロットル開度が段階的に絞られる。例えば、１００ｍｓの間隔でエンジン回転数が低下するように、変化量に制限を加えて目標エンジン回転数を制御している。
【００２２】
本実施形態において、オーバヒート防止制御期間では、燃料噴射モードは通常の燃料噴射モードとは異なり、図５に示したように、アクセルペダル４０を操作してアクセルペダル角を最大としたとしても実際の電制スロットル２０のスロットル開度は、最大スロットル開度値が規制されており、エンジン１０への空気流量が規制されている。従って、エンジン冷却水の水温は徐々に低下して、エンジン１０がオーバヒートすることがない。また、オーバヒート防止制御期間は、アイドル回転状態とは異なり、スロットルバルブが完全に閉じれた状態ではないので、荷役車両は、走行・荷役作業が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、エンジン冷却水を常時監視し、任意に設定した監視水温を検出して、所定の条件が成立した場合、エンジン回転数を徐々に低下させるように電制スロットルのスロットル開度を調整しており、エンジンがオーバヒートすることがないし、運転者は、エンジンのオーバヒートを意識することなく、走行或いは荷役作業ができる利点がある。
【００２４】
また、本発明によれば、エンジンがオーバヒートする前に、エンジン回転数を低下させるように、電制スロットルのスロットル開度を段階的に絞って、エンジン回転数を制御しており、オーバヒート自体が解消されるので、エンジンに損傷を与えることがなく、オーバヒートによる荷役作業停止という事態を回避できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の概略を説明を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の詳細な系統図である。
【図３】本実施形態の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図４】本実施形態の制御装置の要部ブロック図である。
【図５】本実施形態におけるオーバヒート防止用ガバナ回転制御における電子制御スロットルのスロットル開度範囲を示す図である。
【符号の説明】
８温度センサ
９クランク角センサ
１０エンジン
１１エアフローメータ
１６ベンチュリ
１７フューエルインジェクタ
２０電子制御スロットル
２１スロットルバルブ
２２スロットルセンサ
３０制御装置
３０ａ水温検出手段
３０ｂエンジン回転数抑制開始条件判定手段
３０ｃスロットル開度制御手段
３０ｄ切換制御手段
４０アクセルペダル
４１アクセルペダル角センサ

Claims

電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置において、
エンジン冷却水の水温を検出して、該水温が所定温度以上であるか否かを判定し、該水温が所定温度以上であって、その状態が所定時間経過した場合、エンジン回転数を所定の回転数まで低下させるように、電子制御スロットルのスロットル開度を調整し、前記水温の異常が回避されると、前記電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、前記電子制御式燃焼噴射制御に切り換えるようにしたことを特徴とするオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置。
電子制御式燃焼噴射制御による荷役車両におけるオーバヒート防止ガバナ回転制御装置において、
エンジン冷却水の水温を検出する水温検出手段と、
該水温検出手段による該水温を所定温度以上であり、かつこの状態が所定時間継続したか否かを判定するエンジン回転数抑制開始条件判定手段と、
該エンジン回転数抑制開始条件判定手段によるエンジン回転数抑制開始条件が成立した場合、実エンジン回転数がオーバヒート防止エンジン回転数に到達するように、電子制御スロットルのスロットル開度を調節するスロットル開度制御手段と、
該スロットル開度制御手段に基づいて、該スロットル開度を調節して、空気流入量を抑制してエンジン回転数を低下させて、前記実エンジン回転数がオーバヒート防止エンジン回転数に達して、前記水温の異常が回避されると、前記スロットル開度制御手段による前記電子制御スロットルのスロットル開度の規制を解除して、前記電子制御式燃焼噴射制御に切り換える切換制御手段と、
を備えることを特徴とするオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置。
前記スロットル開度制御手段は、前記オーバヒート防止規制回転数を目標回転数とし、前記実エンジン回転数がエンジン回転数検出手段により検出され、該実エンジン回転数が前記目標回転数に設定されるように、前記電子制御スロットルのスロットル開度を調節する手段であることを特徴とする請求項２に記載のオーバヒート防止用ガバナ回転制御装置。