JP2008261260A - 建設機械の燃料判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械の使用燃料を簡単に判別し、不許可燃料の使用を防止する。
【解決手段】建設機械に搭載され、該建設機械のエンジンに使用される燃料の使用可否を判別する建設機械の燃料判別装置において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ１８と、前記建設機械の燃料タンクまたは燃料系に導入された燃料の密度に応じた信号を出力する密度センサ１２を有する検出手段６と、該密度センサ１２の出力信号から燃料の密度を検出して被識別燃料の種類を識別する第１制御手段１４と、該第１制御手段１４からの信号に基づいて前記被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部５ａを有する第２制御手段５を具備し、前記エンジン８が規定回転数のときに前記密度センサ１２により燃料密度を検出し、検出された燃料密度が所定の密度範囲か否かにより前記被識別燃料の使用可否を判定可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は建設機械の燃料判別装置に関するものであり、特に、ディーゼルエンジンを搭載した建設機械において軽油以外の燃料使用を防止するための燃料判別装置に関するものである。

従来、油圧ショベルやブルドーザ、道路舗設車両などの建設機械にはディーゼルエンジンが搭載されており、使用燃料は軽油のみが認められている。しかし、灯油や重油でも稼動することができるため、実状としては、燃料価格の安い灯油や重油などが使用される可能性がある。これら不許可燃料の使用が原因で、エンジンの故障や不良排気ガスの発生などの問題が起こっている。

近時、排出ガス３次規制に対応したエンジンが開発され、排出ガスをクリーンにすることが要求されており、不良排気ガスをなくすために、不許可燃料の使用を防止する必要性が高まっている。

燃料の種類を識別する装置としては、燃料に所定の光量の光信号を投光する投光手段と、この光信号が燃料中の所定の光通路を伝播した後にその光信号の少なくとも一部を受け取るための受光手段と、この受光手段によって受光した光信号に応答してその光量が所定の基準レベルより高いか否かを判別する電気的回路手段と、この電気的回路手段からの出力に応答し電気的回路手段における判別結果を表示する表示手段とを備えた燃料判別装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記燃料判別装置は、燃料に投光された光信号が、所定の光通路を伝播する間に光量が減衰する度合い、すなわち光透過度の違いによって燃料の種類を判別するものである。例えばガソリンのような赤色着色された燃料と、軽油のように被着色燃料では光透過度に大きな差があるので、ガソリンと他の燃料を確実に識別できる。

また、燃料タンク内に化学量または物理量を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて燃料の種類を判別する判別手段を備えた燃料判別装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

上記燃料判別装置は、燃料タンクへの収容が考えられる液体燃料の化学量や物理量、たとえば光スペクトルや電気抵抗などの計測結果を予め記憶しておき、検出手段の実測値を前記計測結果と照合することにより、液体燃料の種類を判別するものである。
実開平２−７１２５４号公報 特開２００５−２０１０６８号公報

特許文献１記載の発明は、燃料に投光された光信号の光透過度の違いによって燃料の種類を判別するものであり、ガソリンと軽油のように明らかに光透過度に大きな差がある燃料については確実に識別できるが、軽油と灯油のように光透過度に大きな差がないものや、軽油に灯油を混合した場合などでは正確な識別が困難である。

特許文献２記載の発明は、予め記憶してある燃料固有の化学量や物理量と、検出手段の実測値を比較照合するものであるが、光スペクトルの計測装置などが高価であるためコストアップの要因となる。

そこで、建設機械の使用燃料を簡単に判別し、不許可燃料の使用を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、建設機械に搭載され、該建設機械のエンジンに使用される燃料の使用可否を判別する建設機械の燃料判別装置において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、前記建設機械の燃料タンクまたは燃料系に導入された燃料の密度に応じた信号を出力する密度センサを有する検出手段と、該密度センサの出力信号から燃料の密度を検出して被識別燃料の種類を識別する第１制御手段と、該第１制御手段からの信号に基づいて前記被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部を有する第２制御手段を具備し、前記エンジンが規定回転数のときに前記密度センサにより燃料密度を検出し、検出された燃料密度が所定の密度範囲か否かにより前記被識別燃料の使用可否を判定可能にした建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、使用可能な燃料について予め燃料密度を測定し、これを正規燃料密度として記憶しておく。そして、エンジンが規定回転数のときの燃料密度を検出する。このときに検出した燃料密度と正規燃料密度との差が規定範囲外にあった場合は、使用が許可されていない不許可燃料であると判定し、制御手段は使用不可の判定信号を発する。

請求項２記載の発明は、請求項１において、第２制御手段に設けられた被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部を該識別燃料の種類を識別する第１制御手段に設けた建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、燃料判別装置を構成する燃料判定部を同じく燃料判別装置を構成する一方の制御手段にまとめて設けたので、燃料判別装置をコンパクトにすることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２において、検出手段は密度センサが燃料の密度を検出したときにおける被識別燃料の温度を検出する温度センサを有しているとともに、前記密度センサの出力信号と前記温度センサで検出された温度を基に、前記密度センサの出力信号を所定の温度時における出力信号に換算して、前記被識別燃料の密度を検出する温度−密度換算手段を備えた建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、密度センサで検出された被識別燃料の密度を、所定の温度時の密度に換算して識別するので、測定環境に影響されることなく、どのような場所でも正確に識別ができる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３において、検出された燃料密度と比較される所定の密度は、前回のエンジンの規定回転数時の燃料密度である建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、常にエンジンの規定回転数時の燃料密度を測定し、最新の燃料密度である前回のエンジン規定回転数の燃料密度と比較して使用の可否を判定するので、許可できない燃料が使用されているときには、建設機械の運転ができないように制御することが可能になる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４において、制御手段は通信回線を介して管理センターに使用燃料の情報を送るための信号を出力する建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、制御手段で判定された判定結果の情報を、衛星通信等の通信回線を介して遠隔地にある管理センターに送ることができるので、建設機械を遠隔地にある管理センターで管理することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５において、判定信号を受けたときに機械の操作を不能または抑制する機械操作牽制手段を設けた建設機械の燃料判別装置を提供する。

この構成によれば、使用不可の判定信号を機械操作牽制手段が受けたときは、例えばエンジン停止やエンジン回転数強制低下など、機械の操作が行えないように制御する。

請求項１記載の発明は、エンジンが規定回転数のときに燃料密度を検出し、このとき検出した燃料密度と正規燃料密度とを比較して燃料の使用可否を判定するので、エンジンの正常な運転状態を基準として燃料判別を行うことができ、使用が許可されていない燃料であるか否かをより正確に判定することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、燃料判別装置のうち密度センサや温度センサ等の検出手段は、その取付位置が燃料タンク等に限定されるが、燃料判定部を有する制御手段は僅かなスペースがあれば何処にでも取り付けられる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、導入されている使用燃料の識別を、温度環境に影響されることなく、同一の条件の下で正確に識別することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の発明の効果に加えて、前回のエンジン規定回転数時の判定結果で適正な許可燃料と認定された燃料密度と比較することにより、容易かつ正確に判定を行うことができる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４記載の発明の効果に加えて、制御手段で判定された判定結果の情報を、衛星通信等の通信回線を介して受けることにより、建設機械を遠隔地にある管理センターで管理することができるという効果が期待できる。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５記載の発明の効果に加えて、使用不可の判定信号を受けたときに機械操作牽制手段が機械の操作を不能にするため、不許可燃料の使用を確実に防止することができる。

建設機械の使用燃料を簡単に判別し、不許可燃料の使用を防止するという目的を達成するために、本発明は建設機械に搭載され、該建設機械のエンジンに使用される燃料の使用可否を判別する建設機械の燃料判別装置において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、前記建設機械の燃料タンクまたは燃料系に導入された燃料の密度に応じた信号を出力する密度センサを有する検出手段と、該密度センサの出力信号から燃料の密度を検出して被識別燃料の種類を識別する第１制御手段と、該第１制御手段からの信号に基づいて前記被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部を有する第２制御手段を具備し、前記エンジンが規定回転数のときに前記密度センサにより燃料密度を検出し、検出された燃料密度が所定の密度範囲か否かにより前記被識別燃料の使用可否を判定可能にしたことにより実現した。

以下、本発明の建設機械の燃料判別装置について、好適な実施例をあげて説明する。

図１は、本発明に係る燃料判別装置を実行する燃料判別システムの概略構成を示す図である。図１において、この燃料判別システムは、燃料判別装置１と、通信衛星２、基地局３及び管理センター４とを備え、前記燃料判別装置１からの情報は、送信装置１９から前記通信衛星２及び基地局３を介して管理センター４へ送信される。

燃料判別装置１は、機械本体コントローラ（第２制御手段）５、検出手段６、燃料コントローラ（第１制御手段）１４、燃料レベルセンサ１５等で構成され、機械本体コントローラ（第２制御手段）５には、前記燃料コントローラ（第１制御手段）１４及び燃料レベルセンサ１５、建設機械２０のエンジン８を始動する始動キー９が装着されるキースイッチユニット１０、エンジン８の駆動を制御するエンジンコントローラ１１、報知装置１６及び送信装置１９が接続され、また、前記エンジンコントローラ１１にはエンジン８の回転数を検出するエンジン回転数センサ１８が接続されている。

前記キースイッチユニット１０は、始動キー９が差し込まれるキー穴(図示せず)を有し、始動キー９の挿脱自在の位置である「LOCK」位置から「ON」位置及び「START」位置に切り換え可能なキースイッチ(図示せず)を備えている。

前記機械本体コントローラ（第２制御手段）５は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、燃料コントローラ（第１制御手段）１４により識別された燃料を使用して良いか否を判定して建設機械２０の運転を管理するための制御信号を出力する制御手段としての燃料判定部５ａ及び該燃料判定部５ａで使用不可の判定がなされたときにエンジン停止等により機械の操作が行えないように牽制制御を行う機械操作牽制手段１７を備えている。

また、機械本体コントローラ（第２制御手段）５は、始動キー９がキー穴に差し込まれ、キースイッチが「ON」位置に回動されたとき、すなわちオン操作されたときに、燃料判定部５ａによる燃料判定動作を実行させ、燃料判定部５ａで燃料の使用が許可されたときにだけ、さらにキースイッチが「ON」位置から「START」位置に回動した際にエンジン始動制御を行う。他方、燃料判定部５ａで不正燃料と判定されたときには、キースイッチを「ON」位置から「START」位置に回動してもエンジンが始動しない様に制御し、かつ、報知装置１６により建設機械２０のオペレータにその旨を文字表示あるいは音声で報知する機能と、送信装置１９及び通信衛星２、基地局３を介して管理センター４にその旨を通報する機能も有している。

検出手段６は、燃料の密度センサ１２と温度センサ１３とで構成されている。密度センサ１２は被識別燃料の密度を検出して燃料コントローラ（第１制御手段）１４に信号を出力し、温度センサ１３は密度センサ１２が密度を検出している被識別燃料の温度を検出して燃料コントローラ（第１制御手段）１４に出力する。燃料コントローラ（第１制御手段）１４は、密度センサ１２からの信号に基づき、使用燃料が軽油であるか、それ以外の燃料であるか等の、燃料の種類を識別して機械本体コントローラ（第２制御手段）５の燃料判定部５ａに出力するようになっている。

なお、温度センサ１３で測定された温度は、燃料コントローラ（第１制御手段）１４に設けられている燃料−密度換算手段１４ａにより、密度センサ１２で測定された結果を１５℃時の温度−密度に換算し、１５℃換算時の燃料密度として燃料の種類を識別するもので、これにより燃料温度(温度環境)に影響されないで燃料の識別が正確にできるようになっている。

図２は、燃料タンク２１の説明図であり、該燃料タンク２１には、導入されている燃料の密度を検出する密度センサ１２と、導入されている燃料の温度を検出する温度センサ１３と、燃料の充填量を検出する燃料レベルセンサ１５が設けられ、前記密度センサ１２の検出信号及び温度センサ１３の検出信号に基づいて燃料コントローラ（第１制御手段）１４の燃料−密度換算手段１４ａにおいて燃料の種類が識別され、該識別情報が前記機械本体コントローラ（第２制御手段）５の燃料判定部５ａに出力される。なお、符号２２は燃料タンク２１内の燃料を噴射ポンプ（図示せず）へ供給するためのサクションパイプである。

図３は、燃料判別制御手順のフローチャートであり、先ず、各設定値を燃料コントローラ（第１制御手段）１４の記憶部に読み込む（ステップ１）。例えば、使用可能な燃料について予め所定温度時における燃料密度を測定し、これを正規燃料密度として記憶しておく。また、後述の燃料温度比較の際の所定値や、正規燃料密度との規定範囲などの各設定値も記憶しておく。

キースイッチ９のオンによりエンジン８が始動し、エンジン８が規定回転数のときに（ステップ２）、密度センサ１２によって燃料タンク２１の燃料密度を検出する（ステップ３）。このときに検出した燃料密度と、予め記憶されている正規燃料密度とを比較して（ステップ４）、正規燃料密度との差が規定範囲外にあった場合は、使用が許可されていない不許可燃料であると判定し、機械本体コントローラ（第２制御手段）５の燃料判定部５ａは使用不可の判定信号を出力する（ステップ５）。

上記使用不可の判定信号を機械本体コントローラ（第２制御手段）５の機械操作牽制手段１７が受けたときは、例えばエンジン停止やエンジン回転数強制低下など、機械の操作が行えないように牽制制御する（ステップ６）。したがって、不許可燃料でのエンジン駆動が継続できなくなり、エンジン８の故障や不良排気ガスの発生など問題を解消することができる。

このように、エンジンが規定回転数のときに燃料密度を検出し、このとき検出した燃料密度と正規燃料密度とを比較して燃料の使用可否を判定するので、エンジンの正常な運転状態を基準として燃料判別を行うことができ、使用が許可されていない燃料であるか否かをより正確に判定することができる。なお、エンジン回転数に基づいて燃料密度の検出を行うのではなく、クランキング等のエンジン始動信号があったときに燃料密度の検出を行うように制御してもよい。

図４は、燃料判別制御手順の他の一例を示すフローチャートであり、先ず、各設定値を燃料コントローラ（第１制御手段）１４の記憶部に読み込む（ステップ１）。例えば、後述の前回の規定エンジン回転数時の燃料密度や、燃料密度比較の際の所定値などの各設定値も記憶しておく。

キースイッチ９のオンによりエンジン８が始動し、エンジン８が規定回転数のときに（ステップ２）、密度センサ１２によって燃料タンク２１の燃料密度を検出する（ステップ３）。前回の規定エンジン回転数時の燃料密度が記憶されている場合は（ステップ４）、記憶されている前回の規定回転数時の燃料密度と、今回の規定回転数時の燃料密度とを比較する（ステップ５）。

双方の燃料温度を比較して、所定以上の差があるときは（ステップ６）、使用が許可されていない不許可燃料であると判定し、機械本体コントローラ（第２制御手段）５の燃料判定部５ａは使用不可の判定信号を出力する（ステップ７）。

上記使用不可の判定信号を機械本体コントローラ（第２制御手段）５の機械操作牽制手段１７が受けたときは、例えばエンジン停止やエンジン回転数強制低下など、機械の操作が行えないように牽制制御する（ステップ８）。したがって、不許可燃料でのエンジン駆動が継続できなくなり、エンジンの故障や不良排気ガスの発生など問題を解消することができる。

このように、エンジンが規定回転数のときに燃料密度を検出し、前回の規定エンジン回転数のときの燃料密度と比較して所定以上の差の有無により燃料の使用可否を判定するので、使用可能な正規燃料について予め燃料密度を測定しておく必要がなく、エンジンの正常な運転状態を基準として燃料判別を行うことができ、不許可燃料を簡単に判定することができる。なお、エンジン回転数に基づいて燃料密度の検出を行うのではなく、クランキング等のエンジン始動信号があったときに燃料密度の検出を行うように制御してもよい。

図５は、燃料の使用可否を判定する燃料判定部１４ｂを燃料コントローラ（第１制御手段）１４に設けたもので、この場合の燃料判別装置１は、検出手段６と燃料コントローラ（第１制御手段）１４及び燃料レベルセンサ１５により構成される。該燃料判定部１４ｂは前記機械本体コントローラ（第２制御手段）５に備えられている燃料判定部５ａと同じ機能を有し、前記検出手段６の密度センサ１２及び温度センサ１３で検出された被識別燃料の密度及び温度に基づいて燃料の種類に関する情報が前記燃料コントローラ（第１制御手段）１４に入力されたときは、該燃料コントローラ（第１制御手段）１４の燃料判定部１４ｂで使用可否の判定を行い、該判定信号を機械本体コントローラ（第２制御手段）５に出力する。

なお、機械本体コントローラ（第２制御手段）５または燃料コントローラ（第１制御手段）１４から出力する使用不可の判定信号に基づいて、通信衛星２を介して基地局３へデータを送信したり、あるいは、エンジン停止やエンジン回転数低下、機械操作不能などの遠隔操作を行うように構成することもできる。

そして、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明に係る燃料判別装置の概略構成を示す説明図。 燃料タンクの説明図。 制御の一例を示すフローチャート。 制御の他の一例を示すフローチャート。 本発明に係る他の燃料判別装置の概略構成を示す説明図。

符号の説明

１ 燃料判別装置
２ 通信衛星
３ 基地局
４ 管理センター
５ 機械本体コントローラ（第２制御手段）
５ａ 燃料判定部
６ 検出手段
８ エンジン
９ キースイッチ
１０ キースイッチユニット
１１ エンジンコントローラ
１２ 密度センサ
１３ 温度センサ
１４ 燃料コントローラ（第１制御手段）
１４ａ 燃料−密度換算手段
１４ｂ 燃料判定部
１５ 燃料レベルセンサ
１６ 報知装置
１７ 機械操作牽制手段
１８ エンジン回転数センサ
１９ 送信装置
２０ 建設機械
２１ 燃料タンク
２２ サクションパイプ

Claims (6)

1. 建設機械に搭載され、該建設機械のエンジンに使用される燃料の使用可否を判別する建設機械の燃料判別装置において、
   前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、前記建設機械の燃料タンクまたは燃料系に導入された燃料の密度に応じた信号を出力する密度センサを有する検出手段と、該密度センサの出力信号から燃料の密度を検出して被識別燃料の種類を識別する第１制御手段と、該第１制御手段からの信号に基づいて前記被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部を有する第２制御手段を具備し、前記エンジンが規定回転数のときに前記密度センサにより燃料密度を検出し、検出された燃料密度が所定の密度範囲か否かにより前記被識別燃料の使用可否を判定可能にしたことを特徴とする建設機械の燃料判別装置。
2. 上記第２制御手段に設けられた被識別燃料の使用可否を判定する燃料判定部を該識別燃料の種類を識別する上記第１制御手段に設けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の燃料判別装置。
3. 上記検出手段は、上記密度センサが燃料の密度を検出したときにおける上記被識別燃料の温度を検出する温度センサを有しているとともに、前記密度センサの出力信号と前記温度センサで検出された温度を基に、前記密度センサの出力信号を所定の温度時における出力信号に換算して、前記被識別燃料の密度を検出する温度−密度換算手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の燃料判別装置。
4. 上記検出された燃料密度と比較される所定の密度は、前回のエンジンの規定回転数時の燃料密度であることを特徴とする請求項１、２または３記載の建設機械の燃料判別装置。
5. 上記制御手段は、通信回線を介して管理センターに使用燃料の情報を送るための信号を出力することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の建設機械の燃料判別装置。
6. 上記判定信号を受けたときに機械の操作を不能または抑制する機械操作牽制手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の建設機械の燃料判別装置。

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