JP4620076B2 - 建設機械の燃料監視装置 - Google Patents

Description

本発明は建設機械の燃料監視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監視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。かかる特許文献１においては、燃料識別装置１の投光装置５を構成する光ファイバ４及び投光装置５から投光された光信号を受光する光ファイバ７は夫々給油パイプ２０内に突出して取り付けられており、該光ファイバ４及び７の着脱については、特に記載されていない。また、燃料の種類を判別する判別回路１１の取付位置についても特許文献１に特に記載されていない。

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り、かかる特許文献２においては、電極２２ａ、２２ｂやセンサ３２、４２及び５２の取付位置は燃料タンクの内面側部または上部であるが、これらセンサの着脱については、特に記載されていない。また、エンジン制御用ＥＣＵ８についても取付位置や着脱については、特に記載されていない。

そこで、建設機械の使用燃料を監視し、不許可燃料の使用を防止する燃料監視装置において、センサ等の検出手段及び使用燃料を監視若しくは使用可否を監視する制御手段の取付及び着脱を容易に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監視する建設機械の燃料監視装置であって、
燃料タンク下部に着脱可能に取り付けられている清掃用の蓋体に、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を検出する密度センサを具備する検出手段を装着した建設機械の燃料監視装置において、
上記清掃用の蓋体に、上記密度センサに近接して燃料の温度を検出する温度センサを具備する上記検出手段を設け、且つ、該蓋体に、上記検出手段の検出信号に基づいて燃料の使用可否を監視する制御手段を装着し、
更に、前記密度センサと温度センサの計測部は、上記燃料タンクの燃料を噴射ポンプへ供給するサクションパイプの吸入口よりも上方位置に配置されて成る建設機械の燃料監視装置を提供する。

この構成によれば、燃料の密度を検出する密度センサを具備する検出手段を燃料タンクの下部に取り付けられている清掃用の蓋体に装着したことにより、燃料監視装置を構成する検出手段の取り付け及び取り外しが容易になり、また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンクには蓋体のみを取り付ければよい。

この構成によれば、燃料の温度を検出する温度センサを具備する検出手段を燃料タンクの下部に取り付けられている清掃用の蓋体に装着したことにより、燃料監視装置を構成する検出手段の取り付け及び取り外しが容易になり、また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンクには蓋体のみを取り付ければよい。

この構成によれば、燃料の種類を識別若しくは燃料の使用可否を監視する制御手段を燃料タンクの下部に取り付けられている清掃用の蓋体に装着したことにより、燃料監視装置を構成する制御手段の取り付け及び取り外しが容易になり、また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンクには蓋体のみを取り付ければよい。

請求項１記載の発明は、密度センサを具備する検出手段を燃料タンクの蓋体に装着したので、燃料タンク下のスペースを利用して密度センサを具備した検出手段の取り付けが可能になるとともに検出手段の取り付け、取り外しが容易になる。また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンクには蓋体のみを取り付ければよく、部品の共有化によるコストダウンを図ることが可能である。又、この発明は、密度センサと温度センサを近傍に備える事で、密度の温度補正が的確に実施できることで、燃料の識別が正確にできる。

この発明は、温度センサを具備する検出手段を燃料タンクの蓋体に装着したので、燃料タンク下のスペースを利用して温度センサを具備した検出手段の取り付けが可能になるとともに検出手段の取り付け、取り外しが容易になる。また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンクには蓋体のみを取り付ければよく、部品の共有化によるコストダウンを図ることが可能である。

この発明は、制御手段を燃料タンクの蓋体に装着したので、燃料タンク下のスペースを利用して制御手段の取り付けが可能になるとともに制御手段の取り付け、取り外しが容易となる。また、密度センサと温度センサの計測部は、上記燃料タンクの燃料を噴射ポンプへ供給するサクションパイプの吸入口よりも上方位置に配置されて成るので、たとえ、燃料タンクの下部にゴミなどの不純物が堆積したとしても、前記計測部にゴミなどの不純物が堆積することはなく、
ゴミの堆積に起因するセンサの検出不良を防止することができる。

建設機械の使用燃料を判別し、不許可燃料の使用を防止する燃料判別装置において、センサ等の検出手段及び使用燃料を判別若しくは使用可否を判定する制御手段の取付及び着脱を容易に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、燃料タンク下部に着脱可能に取り付けられている清掃用の蓋体に、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を検出する密度センサ、温度センサを具備する検出手段及び燃料の種類を判別若しくは燃料の使用可否を判定する制御手段を装着したことにより実現した。

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

図１は、本発明に係る燃料監視装置を実施する燃料監視システムの概略構成を示す図である。図１において、この燃料監視システムは、燃料監視装置１と、通信衛星２、基地局３及び管理センター４とを備え、前記燃料監視装置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。

燃料監視装置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、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かを監視して建設機械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監視部５ａ及び該燃料監視部５ａで使用不可の監視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、燃料監視部５ａによる燃料監視動作を実行させ、燃料監視部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なう。
他方、燃料監視部５ａで不正燃料と監視されたときには、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の燃料監視部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、燃料の使用可否を判定する燃料監視部１４ｂを燃料コントローラ（第１制御部）１４に設けたもので、この場合の燃料監視装置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。該燃料監視部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監視部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の燃料監視部１４ｂで使用可否の監視を行い、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。

図３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の燃料監視部５ａに出力される。なお、符号２４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。

ここで、前記密度センサ１２と温度センサ１３の計測部２２は、同図にて符号Ｈで示すように、サクションパイプ２４の吸入口２４ａよりも上方位置に配置されている。したがって、たとえ燃料タンク２１の下部にゴミなどの不純物が堆積したとしても、前記計測部２２にゴミが堆積することはなく、ゴミの堆積に起因するセンサの検出不良を防止できる。

本実施例では、密度センサ１２と温度センサ１３が一体に形成されているが、密度センサ１２と温度センサ１３を別体にして、それぞれのセンサを別々の位置に配置する場合では、少なくとも密度センサ１２の計測部は、サクションパイプ２４の吸入口２４ａよりも上方位置に配置する。これは、密度センサ１２は光の光量や屈折率などを計測して燃料密度を検出する構成があり、ゴミの堆積によって燃料密度を検出不能または誤検出するおそれがあるためである。

また、前記密度センサ１２と温度センサ１３はサクションパイプ２４の近傍位置に配置してある。これは、サクションパイプ２４に吸い込まれる燃料の流れによって、密度センサ１２の周囲にゴミの付着による検出不良が生じるおそれがない。

燃料タンク２１の下部には、清掃用の蓋体２３がボルト締め等で着脱可能に取り付けられている。前記密度センサ１２と温度センサ１３、およびサクションパイプ２４は、蓋体２３を貫通して装着されており、さらに、前記燃料コントローラ（第１制御手段）１４も蓋体２３の下面に装着されている。

このように、密度センサ１２は、温度センサ１３を具備する検出手段６及び燃料コントローラ（第１制御手段）１４など燃料監視装置１を構成する各部材を、燃料タンク２１の蓋体２３にまとめて装着してあるので、検出手段６、燃料コントローラ（第１制御手段）１４等の取り付け、取り外しが容易になり、また、燃料監視装置の装着が不要である場合は、前記燃料タンク２１には蓋体２３のみを取り付ければよく、部品の共用化によるコストダウンを図ることができる。

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または燃料コントローラ（第１制御手段）１４が使用不可の監視信号を発する。

上記使用不可の監視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。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の問題を解消することができる。

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監視信号に基づいて、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。

本発明に係る燃料監視装置の概略構成を示す説明図。 本発明に係る他の燃料監視装置の概略構成を示す説明図。 燃料タンクの説明図。

符号の説明

１ 燃料監視装置
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 燃料監視部
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 燃料監視部
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 計測部
２３ 蓋体
２４ サクションパイプ

Claims (1)

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監視する建設機械の燃料監視装置であって、
   燃料タンク下部に着脱可能に取り付けられている清掃用の蓋体に、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を検出する密度センサを具備する検出手段を装着した建設機械の燃料監視装置において、
   上記清掃用の蓋体に、上記密度センサに近接して燃料の温度を検出する温度センサを具備する上記検出手段を設け、且つ、該蓋体に、上記検出手段の検出信号に基づいて燃料の使用可否を監視する制御手段を装着し、
   更に、前記密度センサと温度センサの計測部は、上記燃料タンクの燃料を噴射ポンプへ供給するサクションパイプの吸入口よりも上方位置に配置されて成ることを特徴とする建設機械の燃料監視装置。

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