JP2008267340A - Fuel managing device of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は建設機械の燃料管理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してエンジン及び該エンジンの周辺機器の劣化や故障を防止するとともに発生する不良排気ガスを減少させるための燃料管理装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a construction machine fuel management apparatus, and in particular, in a construction machine equipped with a diesel engine, prevents the use of fuel other than light oil to prevent deterioration and failure of the engine and peripheral equipment of the engine. The present invention relates to a fuel management device for reducing defective exhaust gas.
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。 Conventionally, construction machines such as hydraulic excavators, bulldozers, and road paving vehicles are equipped with diesel engines, and only diesel oil is allowed as the fuel. However, since kerosene or heavy oil can also be operated, kerosene or heavy oil with low fuel prices may be used in practice. Due to the use of these non-permitted fuels, problems such as engine failure and generation of defective exhaust gas are occurring.
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。 Recently, an engine that complies with the tertiary emission regulations has been developed, and it is required to clean the exhaust gas, and there is a growing need to prevent the use of unauthorized fuel in order to eliminate defective exhaust gas. Yes.
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)。 As a device for identifying the type of fuel, there are a light projecting means for projecting a light signal of a predetermined light quantity on the fuel, and at least a part of the light signal after the light signal propagates through a predetermined light path in the fuel. A light receiving means for receiving, an electric circuit means for determining whether the light quantity is higher than a predetermined reference level in response to an optical signal received by the light receiving means, and a response to an output from the electric circuit means There is known a fuel discriminating device including display means for displaying the discrimination result in the electric circuit means (see, for example, Patent Document 1).
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。 The fuel discriminating apparatus discriminates the type of fuel based on the degree of attenuation of the amount of light while the optical signal projected to the fuel propagates through a predetermined optical path, that is, the difference in light transmittance. For example, there is a large difference in light transmittance between a fuel colored red such as gasoline and a fuel to be colored such as light oil, so that gasoline and other fuels can be reliably distinguished.
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)。 There is also known a fuel discriminating device provided with a detecting means for detecting a chemical quantity or a physical quantity in a fuel tank and a discriminating means for discriminating the type of fuel based on the detection result of the detecting means (for example, Patent Document 2). reference).
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。
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。
The invention described in
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。
The invention described in
また、特許文献1及び2ともに燃料の種類を判別し、燃料の種類の誤りによる事故を未然に防止するものであるが、エンジン及びエンジンの周辺機器、殊に排気ガス浄化装置の劣化や故障の防止及び発生する不良排気ガスの減少に関しては、特に記載されていない。
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して不許可燃料によるエンジン及び該エンジンの周辺機器の劣化や故障を未然に防止するとともに発生する不良排気ガスを減少させ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。 Therefore, it is possible to easily identify the fuel used in construction machinery, prevent the use of non-permitted fuel, prevent deterioration and failure of the engine and its peripheral equipment due to the non-permitted fuel, and reduce generated exhaust gas Therefore, a technical problem to be solved arises, and the present invention aims to solve this problem.
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管理装置において、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、該密度センサにより検出された被識別燃料の密度が所定の範囲内か否かを判定する制御手段と、エンジンの排出ガスを浄化する排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置を制御するエンジンコントローラとを備え、所定のタイミングにて検出された燃料密度が所定の範囲内か否かを前記制御手段により判定し、該判定信号を前記エンジンコントローラに導出するとともに該判定結果に基づいて前記排気ガス浄化装置におけるエンジンの排出ガスの通過または遮断を制御可能にした建設機械の燃料管理装置を提供する。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to
この構成によれば、使用されている燃料について、所定のタイミングにて検出された燃料密度が、予め測定されている正規燃料密度に対して規定範囲外にあったときは、コントローラが使用不可の判定信号を発し、エンジンコントローラがこの判定信号を受けたときは、切換バルブを切り換えて排出ガスが排出ガス浄化装置を通過しないように制御する。 According to this configuration, when the fuel density detected at a predetermined timing is outside the specified range with respect to the normal fuel density measured in advance, the controller cannot be used. When a determination signal is issued and the engine controller receives this determination signal, the switching valve is switched so that the exhaust gas does not pass through the exhaust gas purification device.
請求項2記載の発明は、請求項1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、所定のタイミングにて検出された燃料密度と燃料温度が所定の範囲内か否かを制御手段により判定し、該判定結果に基づいて排気ガス浄化装置におけるエンジンの排出ガスの通過または遮断を制御可能にした建設機械の燃料管理装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the detection means includes a temperature sensor that detects the temperature of the identified fuel when the density sensor detects the fuel density, and the fuel detected at a predetermined timing. A fuel management device for a construction machine, wherein the control means determines whether the density and the fuel temperature are within a predetermined range, and based on the determination result, the passage or shut-off of engine exhaust gas in the exhaust gas purification device can be controlled. provide.
この構成によれば、被識別燃料の密度と温度の両方が所定の範囲内か否か判定して排気ガス浄化装置における排出ガスの通過または遮断の制御が行われる。 According to this configuration, it is determined whether both the density and temperature of the fuel to be identified are within a predetermined range, and the control of the exhaust gas passage or shut-off in the exhaust gas purification device is performed.
請求項3記載の発明は、請求項1または2において、エンジンコントローラは、排気ガス浄化装置におけるエンジンの排出ガスの通過または遮断を制御する代わりに判定結果に基づいてエンジンへの燃料噴射量を制御するようにした建設機械の燃料管理装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the engine controller controls the fuel injection amount to the engine based on the determination result instead of controlling the passage or blocking of the exhaust gas of the engine in the exhaust gas purification device. Provided is a fuel management device for a construction machine.
この構成によれば、検出された燃料密度に基づいて使用燃料可否の判定がなされ、エンジンコントローラは判定結果に基づいて切換バルブを切り換え、排気ガス浄化装置への連通または遮断の何れかが選択されるが、排気ガス浄化装置を通過しないように制御するとCO2やNOX等の物質が大気中に放出されるので、燃料噴射量を制限することにより、大気中に放出されるCO2やNOX等の物質を減少させることができる。 According to this configuration, it is determined whether or not the fuel can be used based on the detected fuel density, and the engine controller switches the switching valve based on the determination result to select either communication with or blocking from the exhaust gas purification device. However, if the exhaust gas purification device is controlled so that it does not pass through, substances such as CO2 and NOX are released into the atmosphere. Therefore, by limiting the amount of fuel injection, substances such as CO2 and NOX released into the atmosphere Can be reduced.
請求項1記載の発明は、検出された燃料密度に基づいて使用不可の判定信号が発せられると、エンジンコントローラが切換バルブを制御して排出ガスが排気ガス浄化装置を通過しないように制御するので、不正燃料の使用による排出ガスで、排気ガス浄化装置構成部品の劣化や故障を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, when an unusable determination signal is issued based on the detected fuel density, the engine controller controls the switching valve so that the exhaust gas does not pass through the exhaust gas purification device. The exhaust gas from the use of illegal fuel can prevent deterioration and failure of the exhaust gas purification device components.
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、燃料密度と燃料温度の両方を検出して該燃料密度と燃料温度が所定の範囲内か否かを判定するため、より正確な制御が可能になる。
In addition to the effect of the invention of
請求項3記載の発明は、燃料噴射量を制限することにより大気中に放出されるCO2やNOX等の物質を減少させることができるので、大気汚染及び地球温暖化を防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, substances such as CO2 and NOX released into the atmosphere can be reduced by limiting the fuel injection amount, so that air pollution and global warming can be prevented.
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して不許可燃料によるエンジン及び該エンジンの周辺機器の劣化や故障を未然に防止するとともに発生する不良排気ガスを減少させ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管理装置において、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、該密度センサにより検出された被識別燃料の密度が所定の範囲内か否かを判定する制御手段と、エンジンの排出ガスを浄化する排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置を制御するエンジンコントローラとを備え、所定のタイミングにて検出された燃料密度が所定の範囲内か否かを前記制御手段により判定し、該判定信号を前記エンジンコントローラに導出するとともに該判定結果に基づいて前記排気ガス浄化装置におけるエンジンの排出ガスの通過または遮断を制御可能にしたことにより実現した。 Easily identify the fuel used in construction machinery, prevent the use of unauthorized fuel, prevent deterioration and failure of the engine and its peripheral equipment due to the unauthorized fuel, and reduce the generated exhaust gas In order to achieve the object, the present invention provides a fuel management device for a construction machine that is mounted on a construction machine and determines whether or not the fuel used for the engine of the construction machine can be used. Detection means having a density sensor that outputs a signal corresponding to the density of the introduced fuel, control means for determining whether the density of the identified fuel detected by the density sensor is within a predetermined range, An exhaust gas purification device that purifies exhaust gas and an engine controller that controls the exhaust gas purification device, and a fuel density detected at a predetermined timing is predetermined. Whether or not it is within the range is determined by the control means, and the determination signal is derived to the engine controller, and on the basis of the determination result, passage or blocking of the exhaust gas of the engine in the exhaust gas purification device can be controlled. Realized by.
以下、本発明の建設機械の燃料管理装置について、好適な実施例をあげて説明する。 Hereinafter, the fuel management device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to preferred embodiments.
図1は、本発明に係る燃料管理装置を実行する燃料管理システムの概略構成を示す図である。図1において、この燃料管理システムは、建設機械20に搭載された燃料判別装置1、エンジン8及び該エンジン8の周辺機器と、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。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel management system for executing a fuel management apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the fuel management system includes a fuel
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及び燃料レベルセンサ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と、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と、エンジン8の駆動を制御するエンジンコントローラ11と、報知装置16及び送信装置19が接続され、前記エンジン8にはエンジン回転数センサ18と燃料噴射装置22とEGRバルブ23が装着されており、該エンジン回転数センサ18、燃料噴射装置22、EGRバルブ23及び排出ガスの流路を切り換える切換バルブ24が前記エンジンコントローラ11に接続されている。また、前記切換バルブ24には排気ガス浄化装置25が接続されている。
The
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。
The
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。
The machine main body controller (second control means) 5 is composed mainly of a microcomputer, and determines whether or not the fuel identified by the fuel controller (first control means) 14 can be used. The
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。
Further, the machine main body controller (second control means) 5 is configured such that when the start key 9 is inserted into the key hole and the key switch is turned to the “ON” position, that is, when it is turned on, the
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。
The detection means 6 includes a
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。
The temperature measured by the
ここで、エンジン8の排気系に装着されているEGRは、一度排出されたガスの一部を再び吸入空気に混合させてエンジン8に戻すことにより、燃焼温度を低下させてNOXを低減させるものである。排出ガスのエンジン8への戻し量は、前記エンジンコントローラ11の制御によりEGRバルブ23あるいはソレノイドにて調整する。
Here, EGR that is mounted in the exhaust system of the
EGR23でエンジン8に戻されない排出ガスは、DPF(Diesel Particulate Filter)やNOX触媒などの排気ガス浄化装置25を通過して外部へ排出されるが、エンジンコントローラ11の制御により切換バルブ24が切り換えられると、前記排気ガス浄化装置25を通らずに外部へ排出されるように形成してある。
Exhaust gas which is not returned to the
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26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。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the
そして、密度センサ12にて燃料密度を検出し、必要に応じて、温度センサ13が検出する燃料温度を考慮しつつ、検出した燃料密度が予め測定されている正規燃料密度に対して規定範囲外にあったときは、機械本体コントローラ(第2制御手段)5が使用不可の判定信号を発する。
Then, the fuel density is detected by the
エンジンコントローラ11がこの判定信号を受けたときは、切換バルブ24を切り換えて排出ガスが排気ガス浄化装置25を通過しないように制御する。したがって、不正燃料の使用による排出ガスで、排気ガス浄化装置構成部品の劣化や故障を防止することができる。
When the engine controller 11 receives this determination signal, the switching
また、エンジンコントローラ11が燃料噴射装置22を制御して、エンジン8への燃料噴射量を制限することにより、不正燃料の使用によるエンジン構成部品の劣化や故障を防止することができる。
In addition, the engine controller 11 controls the
そして、上記制御を行うとともに、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してもよい。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。
When the above-mentioned control is performed and the machine operation restraining means 17 of the machine main body controller (second control means) 5 receives the unusable determination signal, for example, the engine is stopped or the engine speed is forcibly reduced. Control may be performed so that the operation cannot be performed. Therefore, engine driving with non-permitted fuel cannot be continued, and problems such as failure of the
図3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。
FIG. 3 shows a fuel controller (first control means) 14 provided with a fuel judgment unit 14b for judging whether or not fuel can be used. In this case, the
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。
Based on the unusable determination signal output from the machine main body controller (second control means) 5 or the fuel controller (first control means) 14, data is transmitted to the base station 3 via the
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。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
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 燃料噴射装置
23 EGRバルブ
24 切換バルブ
25 排気ガス浄化装置
26 サクションパイプ
DESCRIPTION OF
5a
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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、該密度センサにより検出された被識別燃料の密度が所定の範囲内か否かを判定する制御手段と、エンジンの排出ガスを浄化する排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置を制御するエンジンコントローラとを備え、所定のタイミングにて検出された燃料密度が所定の範囲内か否かを前記制御手段により判定し、該判定信号を前記エンジンコントローラに導出するとともに該判定結果に基づいて前記排気ガス浄化装置におけるエンジンの排出ガスの通過または遮断を制御可能にしたことを特徴とする建設機械の燃料管理装置。 In a construction machine fuel management device that determines whether or not a fuel used for an engine of the construction machine is mounted on the construction machine,
Detection means having a density sensor that outputs a signal corresponding to the density of fuel introduced into the fuel tank or fuel system of the construction machine, and whether the density of the identified fuel detected by the density sensor is within a predetermined range Control means for determining whether or not, an exhaust gas purification device for purifying the exhaust gas of the engine, and an engine controller for controlling the exhaust gas purification device, the fuel density detected at a predetermined timing is within a predetermined range The control means determines whether or not, and the determination signal is derived to the engine controller, and on the basis of the determination result, passage or blocking of engine exhaust gas in the exhaust gas purifying device can be controlled. A fuel management device for construction machinery.
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