JP2005188433A - Engine protecting device for construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンを備えた油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、エンジンの排気温度に応じてエンジン負荷の制御を行う建設機械のエンジン保護装置に関する。 The present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator provided with an engine, and more particularly to an engine protection device for a construction machine that controls engine load in accordance with an exhaust temperature of the engine.
油圧ショベル等の建設機械は、一般に、ブーム、アーム、及びバケット等からなるフロント作業機や旋回体を、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータにより動作させており、これら油圧アクチュエータは、エンジンによって駆動する油圧ポンプからの吐出圧油が供給されて作動する。エンジンは、燃焼室(気筒)内に燃料を噴霧する燃料噴射装置と、この燃料噴射装置を制御するガバナ機構とを備えており、燃料噴射量及び噴射時期等が制御されてエンジン出力を制御するようになっている。 Construction machines such as hydraulic excavators generally operate front working machines and swiveling bodies, such as booms, arms, and buckets, by hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors. These hydraulic actuators are driven by an engine. The pump operates by being supplied with the discharge pressure oil from the hydraulic pump. The engine includes a fuel injection device that sprays fuel into a combustion chamber (cylinder) and a governor mechanism that controls the fuel injection device, and controls the engine output by controlling the fuel injection amount and the injection timing. It is like that.
ところで、建設機械の作業環境(外気温度、標高、日射)が変化したり作業負荷が大きくなると、あるいはエンジンに何らかの異常が発生すると、エンジンの排気温度が上昇することがある。このとき、排気温度が許容温度を越えてしまうと、エンジン部品(詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等)が損傷する可能性がある。 By the way, when the working environment (outside air temperature, altitude, solar radiation) of the construction machine is changed or the work load is increased, or when an abnormality occurs in the engine, the exhaust temperature of the engine may increase. At this time, if the exhaust temperature exceeds the allowable temperature, engine components (specifically, engine cylinders, exhaust manifolds, etc.) may be damaged.
そこで従来、例えば、排気マニホールド等に設けた温度センサにより排気温度を検出し、この排気温度が排気マニホールドで熱疲労を引き起こす第1の設定温度を越えた回数と、第1の設定温度より高く、排気マニホールドで酸化による破壊を起こす第2の設定温度を越えた時間とを集計し、第1の設定温度を越えた回数が所定の回数値を越えたとき、あるいは第2の設定温度を越えた時間が所定の設定時間を越えたときに、警報を出力したり、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行う方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この従来技術では、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行うことにより、排気温度の上昇を抑えるようになっている。 Therefore, conventionally, for example, the exhaust temperature is detected by a temperature sensor provided in the exhaust manifold or the like, and the number of times that the exhaust temperature exceeds the first set temperature that causes thermal fatigue in the exhaust manifold is higher than the first set temperature. The time exceeding the second set temperature that causes destruction due to oxidation in the exhaust manifold is counted, and when the number of times exceeding the first set temperature exceeds a predetermined number of times or exceeds the second set temperature A method is disclosed in which, when the time exceeds a predetermined set time, either an alarm is output or the fuel injection amount is reduced or the injection timing is changed (for example, see Patent Document 1). . In this prior art, an increase in the exhaust gas temperature is suppressed by either reducing the fuel injection amount or changing the injection timing.
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術では、エンジンの排気温度が上記設定温度を越えると、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行い、エンジン出力を低下させることで、排気温度の上昇を抑えるようになっている。ところが、そのままでは、エンジン出力が下がりすぎてエンジン負荷(言い換えれば、油圧ポンプの吸収トルク)より小さくなる可能性がないとはいえず、その場合にはエンジンが過負荷となってエンストが発生する。
However, there are the following problems in the above-described prior art.
That is, in the above prior art, when the engine exhaust temperature exceeds the set temperature, either the fuel injection amount is reduced or the injection timing is changed, and the engine output is lowered to increase the exhaust temperature. Is supposed to suppress. However, as it is, it cannot be said that there is no possibility that the engine output decreases too much and becomes smaller than the engine load (in other words, the absorption torque of the hydraulic pump). In this case, the engine is overloaded and engine stall occurs. .
本発明は、上記の事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる建設機械のエンジン保護装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object thereof is to provide an engine protection device for a construction machine that can prevent engine parts from being damaged due to high temperatures while preventing engine stall. is there.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動され、レギュレータを備える可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記エンジンの排気温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出結果に応じて、前記油圧ポンプの前記レギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する制御手段とを備える。 (1) To achieve the above object, the present invention provides an engine, a variable displacement hydraulic pump that is driven by the engine and includes a regulator, and a hydraulic actuator that is driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump. And a temperature detecting means for detecting an exhaust temperature of the engine, and a control means for outputting a command for controlling the absorption torque to the regulator of the hydraulic pump according to a detection result of the temperature detecting means.
本発明においては、温度検出手段でエンジンの排気温度を検出し、この検出結果に応じて制御手段が油圧ポンプのレギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する。すなわち、例えば、排気温度が高くなると油圧ポンプの吸収トルクを小さくするように制御し、排気温度が低くなると油圧ポンプの吸収トルクを大きくするように制御する。これにより、例えば排気温度が高くなってエンジン部品の許容温度近くになる場合、エンジン出力ではなく、油圧ポンプの吸収トルクを小さくしエンジン負荷を下げて、排気温度を抑えることができる。したがって、いかなる場合においても、エンジン負荷がエンジン出力より大きくならないので、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。 In the present invention, the temperature detecting means detects the exhaust temperature of the engine, and the control means outputs a command for controlling the absorption torque to the regulator of the hydraulic pump according to the detection result. That is, for example, the control is performed so that the absorption torque of the hydraulic pump is decreased when the exhaust temperature is high, and the absorption torque of the hydraulic pump is increased when the exhaust temperature is low. Thereby, for example, when the exhaust temperature becomes high and becomes close to the allowable temperature of the engine component, the exhaust temperature can be suppressed by reducing the absorption torque of the hydraulic pump, not the engine output, and reducing the engine load. Therefore, in any case, since the engine load does not become larger than the engine output, it is possible to prevent engine parts from being damaged due to high temperatures while preventing engine stall.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に応じて、複数の段階に分けて前記油圧ポンプの前記吸収トルクを所定トルクだけ増減する指令を、前記レギュレータに出力する。 (2) In the above (1), preferably, the control means is configured to issue a command to increase or decrease the absorption torque of the hydraulic pump by a predetermined torque in a plurality of stages according to the detection result of the temperature detection means. Output to the regulator.
これにより、油圧ポンプの吸収トルクを比例制御する場合に比べ、例えばエンジンの排気温度が高くなってエンジン部品の許容温度近くになる場合、吸収トルクを比較的大幅に所定トルクだけ低減することが可能となり、安全性を高めることができる。したがって、エンジン部品の高温による破損をさらに確実に防止することができる。 This makes it possible to reduce the absorption torque by a relatively large amount by a predetermined amount, for example, when the exhaust temperature of the engine becomes high and near the allowable temperature of the engine parts, compared with the case where the absorption torque of the hydraulic pump is proportionally controlled. Thus, safety can be improved. Therefore, it is possible to more reliably prevent engine parts from being damaged due to high temperatures.
(3)上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記制御手段が前記温度検出手段の検出結果に応じて前記油圧ポンプの吸収トルクを制御するときの表示を行う表示手段をさらに備える。 (3) In the above (1) or (2), preferably, the control means further includes display means for performing display when the absorption torque of the hydraulic pump is controlled according to the detection result of the temperature detection means.
本発明によれば、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent engine parts from being damaged due to high temperatures while preventing engine stall.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の適用対象となる建設機械の一例として大型油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing the entire structure of a large hydraulic excavator as an example of a construction machine to which the present invention is applied.
この図1において、1は大型の油圧ショベルであり、2は走行手段である無限軌道履帯(クローラ)、3は履帯2を左・右両側に備えた走行体、4は走行体3上に旋回可能に設けられた旋回体、5は旋回体4の前部左側に設けられた運転室、6は旋回体4の前部中央に俯仰動可能に設けられた多関節型のフロント作業機(掘削作業装置)である。そして、左・右の履帯2は左・右の走行用油圧モータ(図示せず)、旋回体4は旋回用油圧モータ(図示せず)の回転駆動により動作するようになっている。
In FIG. 1, 1 is a large hydraulic excavator, 2 is an endless track crawler (crawler) which is a traveling means, 3 is a traveling body having the
7は旋回体4に上下方向に回動可能に設けられたブーム、8はブーム7の先端に回動可能に設けられたアーム、9はアーム8の先端に回動可能に設けられたバケットであり、前記フロント作業機6は、これらブーム7、アーム8、及びバケット9で構成されている。そして、ブーム7、アーム8、及びバケット9は、それぞれブーム用油圧シリンダ10、アーム用油圧シリンダ11、及びバケット用油圧シリンダ12により動作するようになっている。
以上説明した構成において、履帯2、旋回体4、ブーム7、アーム8、及びバケット9は、この油圧ショベル1に備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。
In the configuration described above, the
図2は、本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を建設機械の油圧駆動装置及びコントローラネットワークとともに表す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the engine protection device for a construction machine according to the present invention together with a hydraulic drive device and a controller network for the construction machine.
この図2において、13は例えば16気筒のディーゼルエンジン(原動機)、14はエンジン13により駆動される可変容量型の油圧ポンプ、15は油圧ポンプ14からの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータ(図2では代表して1つの油圧シリンダのみ図示、詳細には、上記左・右の走行用油圧モータ、上記旋回用油圧モータ、上記ブーム用油圧シリンダ10、上記アーム用油圧シリンダ11、及び上記バケット用油圧シリンダ12等)、16は油圧アクチュエータ15に供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブである。
In FIG. 2, for example, 13 is a 16-cylinder diesel engine (prime mover), 14 is a variable displacement hydraulic pump driven by the
17はエンジン13の回転数を検出する回転数センサ、18はいわゆる電子ガバナタイプの燃料噴射装置、19は回転数センサ17等からの検出信号が入力され、燃料噴射装置18を制御してエンジン回転数を制御するエンジン制御装置である。
20はシリアル通信21を介しエンジン制御装置19に接続されるとともに、エンジン13に係わる状態量を検出する各種センサからの検出信号が入力されるエンジンモニタ装置である。22はエンジン13の排気マニホールド(図示せず)に設けた排気温度センサ、23はエンジン気筒(図示せず)の排気側にそれぞれ設けた例えば16個の気筒温度センサ(図2では便宜上6個のみ図示)であり、これら排気温度センサ22及び気筒温度センサ23からの検出信号がエンジンモニタ装置20に入力されるようになっている。
24は油圧アクチュエータ15を操作指示するため操作レバー24aを備え、この操作レバー24aの操作(変位方向及び変位量)に応じた操作指令信号を生成する操作レバー装置(図2では代表して1つのみ図示)、25は操作レバー装置24からの操作指令信号を入力し、この操作指令信号に対し所定の演算処理を行って生成した駆動指令信号(制御信号)を電磁比例減圧弁(図示せず)に出力する電気レバー制御装置である。そして、詳細は図示しないが、電磁比例減圧弁は、駆動指令信号に応じて油圧源からの1次パイロット圧を減圧して操作パイロット圧を生成し、この操作パイロット圧をコントロールバルブ16に出力して、コントロールバルブ16を切り換えるようになっている。
24 is provided with an
26は油圧ポンプ14の吸収トルク制御(馬力制御、詳細は後述)等を行うための油圧制御装置である。
A
27は第1ネットワーク28Aを介しエンジンモニタ装置20に接続され、第2ネットワーク28Bを介し電気レバー制御装置25及び油圧制御装置26に接続されたデータ記録装置である。このデータ記録装置27は、エンジンモニタ装置20、電気レバー制御装置25、及び油圧制御装置26から、油圧ショベル1のエンジン系、操作系、油圧系等に係わる状態量が入力され、その状態量データを記憶するようになっている。また、図示しないが、データ記録装置27は、前記状態量データを衛星通信端末を介して送信したり、携帯端末にダウンロードするようになっている。
A
ここで、本実施形態の大きな特徴として、上記油圧制御装置26は、例えば信号線29を介し上記エンジンモニタ装置20から排気温度センサ22の検出信号を入力し、検出したエンジン13の排気温度tが例えばエンジン部品(詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等)の許容温度より低く設定された所定の閾値t1,t2(但しt1<t2)や許容温度と略同等に設定された所定の閾値t3(但しt2<t3)より大きいかどうかを判定し、その3段階(t1<t≦t2、t2<t≦t3、t3<t)で、油圧ポンプ14の吸収トルクを制御する指令信号を出力するようになっている。このような制御に係わる油圧制御装置26の機能の詳細を図3により説明する。
Here, as a major feature of the present embodiment, the
図3は、油圧制御装置26の上記制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing detailed functions related to the above control of the
この図3において、油圧制御装置26は、信号線29を介し入力した排気温度センサ22及び回転数センサ17の検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D回路30と、後述する制御処理プログラム等を記憶するROM(リードオンリーメモリー)31と、このROM31に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うCPU(中央演算処理装置)32と、CPU32で生成した油圧系に係わる状態量データを第2ネットワーク28Bに出力するネットワーク通信回路33と、CPU32で生成した駆動指令信号をパルス幅変調出力信号に増幅し電磁切換弁34のソレノイド駆動部34aに出力するPWM出力回路35と、CPU32で生成した駆動指令信号を表示灯36に出力するデジタル出力回路37とを備えている。
In FIG. 3, the
図2に戻り、38は略一定圧力の油圧源としての固定容量型のパイロットポンプ、39は油圧ポンプ14の吸収トルクの最大値を制限するように油圧ポンプ14の吐出流量を制御するレギュレータである。そして、電磁切換弁34は、油圧制御装置26からの駆動指令信号に応じて駆動し、パイロットポンプ38から導入された吐出圧に基づいて操作パイロット圧を生成する。この操作パイロット圧がレギュレータ39に印加されて、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルクの制限値(最大値)が操作されるようになっている。
Returning to FIG. 2, 38 is a fixed displacement pilot pump as a hydraulic source having a substantially constant pressure, and 39 is a regulator for controlling the discharge flow rate of the
次に、上記油圧制御装置26の制御手順について説明する。図4は上記油圧制御装置の制御処理内容を表すフローチャートである。
Next, the control procedure of the
この図4において、まず、ステップ100でエンジン13が駆動しているかどうかを、例えば回転数センサ17で検出したエンジン回転数により判断する。エンジン13が駆動していないと判断された場合は、ステップ100の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、エンジン13が駆動していると判断された場合は、ステップ100の判定が満たされ、ステップ110に移る。ステップ110では、例えば回転数センサ17の検出信号に基づいてエンジン13の駆動時間を算出し、この駆動時間が所定時間(詳細には、駆動開始したエンジン13が安定するまでの時間、例えば1時間程度)より長いかどうかを判定する。エンジン13の駆動時間が所定時間より短い場合は、ステップ110の判定が満たされず、ステップ100に戻って上記同様の手順を繰り返す。一方、エンジン13の駆動時間が所定時間より長い場合は、ステップ110の判定が満たされ、ステップ120に移る。
In FIG. 4, first, at
ステップ120では、排気温度センサ22で検出した排気温度tを入力し、ステップ130に進んで、この排気温度tが第1(最小)の閾値t1より大きいかどうかを判定する。排気温度tが第1の閾値t1以下である場合は、ステップ130の判定が満たされず、ステップ100に戻って上記同様の手順を繰り返す。
In
一方、排気温度tが第1の閾値t1より大きい場合は、ステップ130の判定が満たされ、ステップ140に移る。ステップ140では、排気温度tが第2(中間)の閾値t2より大きいかどうかを判定する。排気温度tが第2の閾値t2以下である(すなわちt1<t≦t2)場合は、ステップ140の判定が満たされず、ステップ150に移る。ステップ150では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁34を駆動させる第1の駆動指令信号V1を生成し、電磁切換弁34のソレノイド駆動部34aに出力する。この第1の駆動指令信号V1について図5により説明する。
On the other hand, the exhaust gas temperature t may first greater than the threshold t 1, the determination of step 130 is satisfied and the operation goes to step 140. In
図5は、油圧制御装置26で生成する駆動指令信号、及びこれに対応して電磁切換弁34で生成する操作パイロット圧を表す特性図である。横軸には時間を、縦軸にはそれぞれ駆動電圧、操作パイロット圧をとって表している。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a drive command signal generated by the
この図5において、第1の駆動指令信号V1は、一定周期で電磁切換弁34をON/OFF状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間(弁開口時間)の割合(いわゆるデューティー比)は、後述する駆動指令信号V2,V3より比較的小さくしている。電磁切換弁34は、この第1の駆動指令信号V1に応じて駆動し、パイロットポンプ38からの吐出圧に基づき操作パイロット圧P1を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧P1がレギュレータ39に印加され、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値が所定トルクΔT1だけ低減するようになっている。
In FIG. 5, a first drive command signal V 1 is a command signal for switching the
前述の図4に戻り、その後、ステップ160に進んで、表示灯36を点灯させる駆動指令信号を生成し、表示灯36に出力する。ステップ160が終了すると、ステップ100に戻って上記同様の手順を繰り返す。
Returning to FIG. 4, the process proceeds to step 160 where a drive command signal for lighting the
ステップ140で、排気温度tが第2の閾値t2より大きい場合は、その判定が満たされ、ステップ170に移る。ステップ170では、排気温度tが第3(最大)の閾値t3より大きいかどうかを判定する。排気温度tが第3の閾値t3以下である(すなわちt2<t≦t3)場合は、ステップ170の判定が満たされず、ステップ180に移る。ステップ180では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁34を駆動させる第2の駆動指令信号V2を生成し、電磁切換弁34のソレノイド駆動部34aに出力する。
In
この第2の駆動指令信号V2は、前述の図5に示すように、第1の駆動指令信号V1同様、一定周期で電磁切換弁34をON/OFF状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間の割合は、第1の駆動指令信号V1より比較的大きくしている。電磁切換弁34は、この第2の駆動指令信号V2に応じて駆動し、パイロットポンプ38からの吐出圧に基づき操作パイロット圧P2(但しP2>P1)を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧P2がレギュレータ39に印加され、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値が所定トルクΔT2(但しΔT2>ΔT1)だけ低減するようになっている。
Drive instruction signal V 2 of the second, as shown in FIG. 5 described above, the first driving command signal V 1 Similarly, be a command signal for switching driving the
その後、ステップ160に進んで、表示灯36を点灯させる駆動指令信号を生成し、表示灯36に出力する。ステップ160が終了すると、ステップ100に戻って上記同様の手順を繰り返す。
Thereafter, the process proceeds to step 160 where a drive command signal for turning on the
ステップ170で、排気温度tが第3の閾値t3より大きい(すなわちt3<t)場合は、その判定が満たされ、ステップ190に移る。ステップ190では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁34を駆動させる第3の駆動指令信号V3を生成し、電磁切換弁34のソレノイド駆動部34aに出力する。
If it is determined in
この第3の駆動指令信号V3は、前述の図5に示すように、第1及び第2の駆動指令信号V1,V2同様、一定周期で電磁切換弁34をON/OFF状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間の割合は、第2の駆動指令信号V2より比較的大きくしている。電磁切換弁34は、この第3の駆動指令信号V3に応じて駆動し、パイロットポンプ38からの吐出圧に基づき操作パイロット圧P3(但しP3>P2)を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧P3がレギュレータ39に印加され、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値が所定トルクΔT3(但しΔT3>ΔT2)だけ低減するようになっている。
As shown in FIG. 5, the third drive command signal V 3 switches the
その後、ステップ160に進んで、表示灯36を点灯させる駆動指令信号を生成し、表示灯36に出力する。ステップ160が終了すると、ステップ100に戻って上記同様の手順を繰り返す。
Thereafter, the process proceeds to step 160 where a drive command signal for turning on the
なお、上記において、排気温度センサ22は特許請求の範囲記載のエンジンの排気温度を検出する温度検出手段を構成する。また、油圧制御装置26及び電磁切換弁34は、温度検出手段の検出結果に応じて、油圧ポンプのレギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する制御手段を構成する。また、表示灯36は、制御手段が温度検出手段の検出結果に応じて油圧ポンプの吸収トルクを制御するときの表示を行う表示手段を構成する。
In the above description, the
次に、本実施形態の動作及び作用効果を以下に説明する。
例えば掘削作業等を行うために油圧ショベル1の油圧アクチュエータ15(詳細には、上記左・右の走行用油圧モータ、上記旋回用油圧モータ、上記ブーム用油圧シリンダ10、上記アーム用油圧シリンダ11、及び上記バケット用油圧シリンダ12等)を動作させるとき、オペレータが操作レバー24aを操作すると、操作レバー装置24からの操作信号に基づき電気レバー制御装置25で駆動指令信号を生成し、この駆動指令信号を電磁比例減圧弁に出力し、これに応じてコントロールバルブ16が切り換えられ、油圧アクチュエータ15が駆動する。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described below.
For example, a
このような動作の作業を例えば高地等で行う場合は、標高が高くなるに従って空気密度が低くなりエンジン13に取り込まれる空気量が低下するので、エンジン13の排気温度tが上昇することが知られている。また、外気温度が高くなるとエンジン13の吸気温度も高くなり、排気温度tが上昇することが知られている。このような作業環境の変化や作業負荷の増大あるいはエンジン13に何らかの異常が発生して、エンジン13の排気温度tが許容温度を越えると、エンジン部品(詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等)が損傷する可能性がある。
For example, when the operation of such an operation is performed at a high altitude or the like, the air density decreases and the amount of air taken into the
本実施形態においては、エンジン部品の許容温度より低い所定の閾値t1,t2(但しt1<t2)及び許容温度と略同等の所定の閾値t3(但しt2<t3)を設定する。そして、エンジン13の排気温度tが上昇し、排気温度tが許容温度より低いもののt1<t≦t2の範囲にある場合は、図4のステップ100,110,120,130を経てステップ140の判定が満たされず、ステップ150にて、油圧制御装置26が所定の演算処理を行い第1の駆動指令信号V1を電磁切換弁34に出力する。これにより、電磁切換弁34で生成した操作パイロット圧P1がレギュレータ39に印加されて、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値を所定トルクΔT1だけ低減する。また、ステップ160にて、油圧制御装置26が生成した駆動指令信号を表示灯36に出力し、表示灯36が点灯する。これにより、オペレータは、油圧ポンプ14の吸収トルク制限値が小さくなっていることを確認できる。
In the present embodiment, predetermined threshold values t 1 and t 2 (where t 1 <t 2 ) lower than the allowable temperature of the engine component and a predetermined threshold value t 3 (where t 2 <t 3 ) substantially equal to the allowable temperature are set. Set. If the exhaust temperature t of the
また、エンジン13の排気温度tが許容温度を越えないもののt2<t≦t3の範囲にある場合は、ステップ100,110,120,130,140を経てステップ170の判定が満たされず、ステップ180にて油圧制御装置26が所定の演算処理を行い第2の駆動指令信号V2を電磁切換弁34に出力する。これにより、電磁切換弁34で生成した操作パイロット圧P2がレギュレータ39に印加されて、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値を所定トルクΔT2(但しΔT2>ΔT1)だけ低減する。
If the exhaust temperature t of the
また、エンジン13の排気温度tが許容温度を越えてt3<tとなる場合は、ステップ100,110,120,130,140を経てステップ170の判定が満たされ、ステップ190にて油圧制御装置26が所定の演算処理を行い第3の駆動指令信号V3を電磁切換弁34に出力する。これにより、電磁切換弁34で生成した操作パイロット圧P3がレギュレータ39に印加されて、レギュレータ39による油圧ポンプ14の吸収トルク制限値を所定トルクΔT3(但しΔT3>ΔT2)だけ低減する。
If the exhaust temperature t of the
以上のように本実施形態では、エンジン13の排気温度tが上昇しエンジン部品の許容温度に近づくにつれ、あるいは許容温度を越えたときに、油圧ポンプ14の吸収トルク制限値の低減幅を段階的に大きくしながら(ΔT3>ΔT2>ΔT1)、エンジン13の負荷を下げて、排気温度tを抑えることができる。したがって、いかなる場合においても、エンジン13の負荷がエンジン13の出力より大きくならないので、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the reduction range of the absorption torque limit value of the
特に、大型の油圧ショベル1は、例えば広大な作業現場での土石掘削作業に供されており、その生産性向上のため一般的に運続稼働されている。そのため、上記効果を得ることで、油圧ショベルによる土石掘削作業を中断することなく、生産計画通りに運用を図ることができる。
In particular, the
なお、上記一実施形態においては、エンジン13の排気温度tを検出する温度検出手段として、排気マニホールド等に設けた温度センサ22を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばエンジン各気筒の排気側に設けた上記気筒温度センサ23で検出した各気筒の排気温度から平均排気温度tavを算出してもよい。このような変形例における油圧制御装置26’の制御処理内容を表すフローチャートを図6に示す。この図6において、上記一実施形態と同等のステップには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
In the above embodiment, the
図6において、エンジン13が駆動され、その駆動時間が所定時間より長い場合は、上述したステップ100及び110の判定が満たされ、ステップ200に移る。
In FIG. 6, when the
ステップ200では、気筒温度センサ23で検出した各気筒の排気温度を入力し、平均排気温度tavを算出する。そして、ステップ210に進み、平均排気温度tavが第1の閾値t1より大きいかどうかを判定する。平均排気温度tavが第1の閾値t1以下である場合は、ステップ210の判定が満たされず、上述のステップ100に戻って同様の手順を繰り返す。
In
一方、平均排気温度tavが第1の閾値t1より大きい場合は、ステップ210の判定が満たされ、ステップ220に移る。ステップ220では、平均排気温度tavが第2の閾値t2より大きいかどうかを判定する。平均排気温度tavが第2の閾値t2以下である(すなわちt1<tav≦t2)場合は、ステップ220の判定が満たされず、上述したステップ150,160に移る。
On the other hand, if the average exhaust temperature t av is greater than the first threshold t 1 , the determination at
ステップ220で、平均排気温度tavが第2の閾値t2より大きい場合は、その判定が満たされ、ステップ230に移る。ステップ230では、平均排気温度tavが第3の閾値t3より大きいかどうかを判定する。平均排気温度tavが第3の閾値t3以下である(すなわちt2<tav≦t3)場合は、ステップ230の判定が満たされず、上述したステップ180,160に移る。
If the average exhaust temperature t av is greater than the second threshold t 2 at
また、ステップ230で、平均排気温度tavが第3の閾値t3より大きい(すなわちt3<tav)場合は、その判定が満たされ、上述したステップ190,160に移る。
If the average exhaust temperature t av is greater than the third threshold value t 3 (ie, t 3 <t av ) in
以上のような本変形例においても、上記一実施形態同様、エンジン13の平均排気温度tavがエンジン部品の許容温度に近づくにつれ、あるいは許容温度を越えたときに、油圧ポンプ14の吸収トルク制限値の低減幅を段階的に大きくしながら(ΔT3>ΔT2>ΔT1)、エンジン13の負荷を下げて、排気温度tを抑えることができる。したがって、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。
Also in the present modification as described above, the absorption torque limit of the
なお、以上においては、油圧制御装置26は、エンジン13の排気温度t又は平均排気温度tavに応じて、3段階に分けて、油圧ポンプ14の吸収トルクを所定トルクだけ増減する指令信号を出力する構成を例にとって説明したが、これに限られず、例えば2段階、または4段階、5段階等の多段階としてもよく、あるいは比例制御を行ってもよい。この場合も同様の効果を得る。
In the above, the
また、上記操作レバー装置24は、電気レバー方式を例にとって説明したが、これに限られず、例えば油圧パイロット方式としてもよい。また、建設機械の例として油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、他の建設機械、例えばクローラクレーン、ホイールローダ等に対しても適用でき、これらの場合も同様の効果を得る。
The
13 エンジン
14 油圧ポンプ
15 油圧アクチュエータ
22 排気温度センサ(温度検出手段)
23 気筒温度センサ(温度検出手段)
26 油圧制御装置(制御手段)
34 電磁切換弁(制御手段)
36 表示灯(表示手段)
39 レギュレータ
13
23 Cylinder temperature sensor (temperature detection means)
26 Hydraulic control device (control means)
34 Electromagnetic switching valve (control means)
36 Indicator light (display means)
39 Regulator
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- 2003-12-26 JP JP2003432595A patent/JP2005188433A/en active Pending
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