JP2012057495A

JP2012057495A - 道路舗装機械のエンジン制御システム

Info

Publication number: JP2012057495A
Application number: JP2010199140A
Authority: JP
Inventors: Hisayasu Mino; 寿保美濃
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2012-03-22

Abstract

【課題】省エネモードの選択中にエンジン負荷が急激に大きくなってエンジンの回転が大きく低下、または停止することにより、走行速度が大きく変化し道路舗装の仕上げ面に悪影響を与えるのを防止できる道路舗装機械のエンジン制御システムを提供する。
【解決手段】スイッチ操作にてエンジン回転数を高回転域のノーマルモードと低回転域の省エネモードに切り換え可能な道路舗装機械のエンジン制御システムにおいて、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段(車速センサ１５，回転センサ１６等)と、エンジン回転数を制御するＥＣＭ１２と、エンジン回転数を制御する指令信号をＥＣＭ１２に送るとともに、省エネモード時にエンジン負荷検出手段の検出値に基づいてエンジン負荷率を算出し、該エンジン負荷率が設定負荷率よりも上昇した時、エンジン回転数をノーマルモード域のエンジン回転数に切り換える指令信号を出力する車載コントローラ１３と、を備えるようにした道路舗装機械のエンジン制御システム。
【選択図】図１

Description

本発明は道路装舗装機械のエンジン制御システムに関するものであり、特に、スイッチ操作でエンジン回転数を高回転域のノーマルモードと低回転域の省エネモードとに切り換え可能に制御するアスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械のエンジン制御システムに関するものである。

従来、油圧ショベル等の建設機械の分野では、スイッチ操作でノーマルモードと省エネモードとを切り換えることにより、エンジン回転数を高低何れかに選択可能に形成するとともに、オートモードを設定し、該オートモード選択時に予め設定したネガコン信号を検出するセンサからの信号を車載コントローラで監視し、該センサの検出信号により最適モードがノーマルモードか省エネモードかを自動的に選択できるようにしたエンジン制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−７６６４９号公報。

特許文献１記載の発明は、作業負荷によりネガコン回路の圧力が高くなった時に、エンジン回転数を高回転域のノーマルモードと、低回転域の省エネモードとを自動的に切り換えるものである。この種の建設機械では、ブーム下げ動作等のブリードオフ時であっても省エネを図ることができる。

しかし、アスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械では、コンベアやスクリュースプレッダ等が断続的に駆動される。したがって、その圧力変化に基づいてエンジン回転制御を行うと、省エネモード時に予想に反してエンジン負荷が急激に大きくなった場合に、エンジン出力が足りなくなり、走行モータの回転が低速側に大きく変化することがある。このように、走行モータの回転数が急激に変化し、車速が低下すると道路舗装面の仕上げに悪影響を与えることになるという問題点があった。また、最悪では、エンジンがストップする事態も考えられる。

そこで、省エネモードの選択中にエンジン負荷が急激に大きくなってエンジンの回転が大きく低下、または停止することにより、走行速度が大きく変化し、道路舗装の仕上げ面に悪影響を与えるの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、スイッチ操作にてエンジン回転数を高回転域のノーマルモードと低回転域の省エネモードに切り換え可能な道路舗装機械のエンジン制御システムにおいて、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を制御するエンジン電子制御手段と、エンジン回転数を制御する指令信号を前記エンジン電子制御手段に送るとともに、前記省エネモード時に前記エンジン負荷検出手段の検出値に基づいてエンジン負荷率を算出し、該エンジン負荷率が設定負荷率よりも上昇した時、前記ノーマルモード域のエンジン回転数に切り換える指令信号を出力する車載コントローラと、を備える道路舗装機械のエンジン制御シ
ステムを提供する。

この構成によれば、車載コントローラは、道路舗装機械の車速を検出する車速センサやエンジン回転数を検出するエンジン回転センサ、エンジンに備え付けられた各種センサより、エンジン負荷率を算出するエンジン電子制御手段（ＥＣＭ）等よりなるエンジン負荷検出手段で検出された検出値に基づいてエンジン負荷率を検出する。そして、省エネモード時に、作業負荷の増大により、例えばエンジンの回転数及び車速が、所定領域(設定値)よりも低下し、設定値以上のエンジン負荷率の上昇が発生すると、車載コントローラからエンジン電子制御手段へエンジンの回転数をノーマルモード域に切り換えるべく指令信号が出力される。この指令信号を受けたエンジン電子制御手段は、エンジン回転数をノーマルモード域に規定されている回転数に上昇させる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、上記エンジン回転数がノーマルモードに切り換わった後に、上記エンジン負荷率が設定負荷率よりも下降した時、上記車載コントローラが前記エンジン回転数を上記省エネモードに切り換える指令信号をエンジン電子制御手段に出力する道路舗装機械のエンジン制御システムを提供する。

この構成によれば、上記エンジン回転数がノーマルモード域に切り換わった後に、作業負荷が軽減されてエンジン負荷率が設定値まで降下した時は、再びエンジン回転数を省エネモード域に切り換えるべく、前記車載コントローラから前記エンジン電子制御手段へ指令信号を出力する。エンジン電子制御手段は、この指令信号を受けてエンジン回転数を省エネモード域に規定されている回転数に下降させる。

請求項１記載の発明は、省エネモードの場合に、エンジンの回転数の低下に伴って車速が所定領域よりも低下した時は、車載コントローラが作業負荷の増大と判断してエンジンの回転数を上昇させるので、エンストや車速低下による道路舗装面の仕上げ悪化を防止できる。

請求項２記載の発明は、上記エンジン回転数の上昇後に、車速が上昇して所定領域まで復帰した時は、エンジン電子制御手段がエンジン回転数を省エネモードに切り換えて下降させるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、燃料消費量が低減されて省エネに貢献できる。

これにより、省エネモードでの利便性が高まり、省エネモードの利用機会が増加して、燃料消費量が低減されて省エネに貢献できる。

本発明が適用されたアスファルトフィニッシャのエンジン制御システムの全体構成図。本発明に係るエンジン制御システムにおけるエンジン制御のフローチャート。

以下、本発明に係る道路舗装機械のエンジン制御システムについて、好適な実施例を上げて説明する。省エネモードの選択中にエンジン負荷が急激に大きくなってエンジンの回転が大きく低下、または停止することにより、走行速度が大きく変化し道路舗装の仕上げ面に悪影響を与えるのを防止するのを防止するという目的を達成するために、スイッチ操作にてエンジン回転数を高回転域のノーマルモードと低回転域の省エネモードに切り換え可能な道路舗装機械のエンジン制御システムにおいて、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数を制御するエンジン電子制御手段と、エンジン回転数を制御する指令信号を前駆エンジン電子制御手段に送るとともに、前記省エネモード時に前記エンジン負荷検出手段の検出値に基づいてエンジン負荷率を算出し、該エンジン負荷率が設定負荷率よりも上昇した時、前記ノーマルモード域のエンジン回転数に切り換える指令信号を出力する車載コントローラと、を備える構成として実現した。

図１は道路舗装機械の一例として示すアスファルトフィニッシャにおけるエンジン制御システムの全体構成図である。同図において、エンジン１１はエンジン電子制御手段であるＥＣＭ（またはＥＣＵ）１２からの指令信号により燃料噴射量や噴射タイミングが調整されてエンジン回転数が制御される。また、エンジン１１の回転数信号は、ＥＣＭ１２から車載コントローラ１３に送られる。

前記車載コントローラ１３は、走行系の油圧機器１４へ指令信号を送る。該油圧機器１４は、油圧ポンプ１４ａに油圧モータ（走行モータ）１４ｂが接続される等して構成されている。そして、車載コントローラ１３の指令信号により、該走行系の油圧ポンプ１４ａの流量や傾転角が調整されて油圧モータ１４ｂの回転数が制御され、アスファルトフィニッシャの車速が決定する。また、油圧モータ１４ｂには、エンジン１１の負荷を検出する車速信号を出力するためのエンジン負荷検出手段として、車速センサ１５が設けられている。該車速センサ１５の検出信号は、車載コントローラ１３へ送られる。

前記エンジン１１は、燃料噴射をＥＣＭ１２により電子制御にて行い、該ＥＣＭ１２は通信により車載コントローラ１３とデータの送受をしている。該車載コントローラ１３からＥＣＭ１２へエンジン回転数の指令信号を送ると、該ＥＣＭ１２が燃料噴射量や噴射タイミング等を調整してエンジン１１の回転を制御する。そして、エンジン１１には、エンジン負荷検出手段として回転センサ１６が設けられている。該回転センサの検出信号はＥＣＭ１２を介して車載コントローラ１３へ送られ、前記車速センサ１５の車速信号と共にエンジン負荷信号として使用される。

また、車載コントローラ１３には、エンジン回転数を定格回転「Ｈ」もしくはアイドリング回転「Ｌ」に設定するエンジンアクセル切換スイッチ１７、ノーマルモードから省エネモードに設定切り換えを行う省エネモード切り替えスイッチ１８が接続されている。

前記エンジンアクセル切換スイッチ１７は、オペレータの操作により前記車載コントローラ１３を介してＥＣＭ１２に指令信号を送るように構成されている。そして、該エンジンアクセル切換スイッチ１７が定格回転の「Ｈ」位置からアイドリング回転の「Ｌ」位置に操作された時、前記ＥＣＭ１２にエンジン回転数をアイドリング回転数となるように指令信号が送られ、エンジン回転数は小となる。反対に、前記エンジンアクセル切換スイッチ１７がアイドリング回転の「Ｌ」位置から定格回転の「Ｈ」位置に操作された時、前記ＥＣＭ１２にエンジン回転数が定格回転となるように指令信号が送られ、前記エンジン回転数は定格回転数となる。

前記省エネモード切換スイッチ１８は、オペレータの操作により前記車載コントローラ１３を介して前記ＥＣＭ１２に信号を送るように構成されている。そして、前記省エネモード切換スイッチ１８がノーマルモードＮ位置から省エネモードＥＣＯ位置に切り換えられた時、前記ＥＣＭ１２にエンジン回転数が低回転となるように指令信号が送られ、前記エンジン回転数は設定された低回転となる。反対に、前記省エネモード切換スイッチ１８が省エネモードＥＣＯ位置からノーマルモードＮ位置に切り換えられた時、前記ＥＣＭ１２にエンジン回転数が定格回転となるように指令信号が送られ、前記エンジン回転数は設定された定格回転となる。

次に、車速制御について説明する。車速制御は、前記車載コントローラ１３から走行系の油圧機器１４へ指令電流を送り、油圧ポンプ１４ａの吐出量を変化させて油圧モータ１４ｂの回転数を制御することにより、車速が増減する。

また、本実施例では、前記車速センサ１５により油圧モータ１４ｂの回転数を検出し、その検出信号が車速情報、すなわち作業負荷情報として車載コントローラ１３に送られる。車載コントローラ１３では車速センサ１５の検出信号から車速を演算してエンジン負荷、すなわち作業負荷を監視するとともに、走行系の油圧機器１４へ指令電流を増減して車速が一定に保持されるようにフィードバック制御を行う。

次に、エンジン制御について説明する。図２は本発明のエンジン制御システムにおけるエンジン制御の一例を示すフローチャートである。図２のフローチャートを用いて図１に示すエンジン制御システムにおけるエンジン制御を説明すると、通常、省エネモード切り替えスイッチ１８はノーマルモード位置Ｎに設定されていて、エンジン１１はノーマルモードで制御されている(ステップＳ１)。

また、施工作業が開始され、その施工状況をオペレータが推察し、例えば舗装作業中は低速走行であるのでエンジン負荷が大きくならないだろうと判断した時、オペレータの意志により省エネモード切り替えスイッチ１８をノーマルモードＮ位置から省エネモードＥＣＯ位置に切り換える(ステップＳ２)。これにより低回転域の省エネモードによるフィードバック制御が行われる。この省エネモードでのエンジン１１の回転数は、ノーマルモード時におけるエンジンの回転数から数百回転低くした回転数に設定され、燃料消費量が低減される(ステップＳ３)。

また、この省エネモード時において、車載コントローラ１３には、エンジン負荷検出手段である車速センサ１５及び回転センサ１６及びエンジンに備え付けられた各種センサ
からそれぞれＥＣＭ１２を介して作業負荷情報が逐次送り続けられる。そして、車載コントローラ１３では、前記作業負荷情報から作業負荷率を算出し、その作業負荷率が予め決められた設定負荷率以上である時、車載コントローラ１３からエンジン電子制御手段１２にエンジン１１の回転数をノーマルモードに切り換えるべく指令信号が出力される(ステップＳ４，ステップＳ５)。また、その指令信号を受けたエンジン電子制御手段１２は、エンジン回転数をノーマルモードに規定されている回転数に上昇させる(ステップＳ６)。

その後、作業負荷が軽減され、エンジン回転数が所定領域まで上昇した時、車載コントローラ１３がエンジン電子制御手段１２に対して再び省エネモードに切り換える指令信号を出力して、省エネモードに自動復帰する(ステップＳ７)。以下、ステップＳ３からステップＳ６の動作を繰り返す。

したがって、本実施例の道路舗装機械のエンジン制御システムによれば、省エネモードの場合に、エンジン１１の回転数の低下に伴って車速が低下し、設定負荷率以上となった時、車載コントローラ１３は作業負荷の増大と判断してエンジン１１の回転数を上昇させるので、エンストや車速低下による道路舗装面の仕上げ悪化を防止できることになる。

また、エンジン回転数の上昇後に、車速が上昇して所定領域まで復帰した時は、エンジン電子制御手段１２が車載コントローラ１３からの指令信号によりエンジン回転数を下降させて省エネモードに自動復帰させるので、燃料消費量が低減されて省エネに貢献できることになる。

なお、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。

以上説明したように、本発明は道路舗装機械のエンジン制御システムに限ることなく建設機械のエンジン制御システムにも応用できる。

１１エンジン
１２ＥＣＭ(エンジン電子制御手段)
１３車載コントローラ
１４油圧機器
１４ａ油圧ポンプ
１４ｂ油圧モータ
１５車速センサ(エンジン負荷検出手段)
１６回転センサ(エンジン負荷検出手段)
１７エンジンアクセル切換スイッチ
１８省エネモード切り換えスイッチ

Claims

スイッチ操作にてエンジン回転数を高回転域のノーマルモードと低回転域の省エネモードに切り換え可能な道路舗装機械のエンジン制御システムにおいて、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
エンジン回転数を制御するエンジン電子制御手段と、
エンジン回転数を制御する指令信号を前記エンジン電子制御手段に送るとともに、前記省エネモード時に前記エンジン負荷検出手段の検出値に基づいてエンジン負荷率を算出し、該エンジン負荷率が設定負荷率よりも上昇した時、前記ノーマルモード域のエンジン回転数に切り換える指令信号を出力する車載コントローラと、
を備えることを特徴とする道路舗装機械のエンジン制御システム。
上記エンジン回転数がノーマルモードに切り換わった後に、上記エンジン負荷率が設定負荷率よりも下降した時、上記車載コントローラが前記エンジン電子制御手段に前記エンジン回転数を上記省エネモードに切り換える指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の道路舗装機械のエンジン制御システム。