JP4743512B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンのドループ量を制御するエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control apparatus that controls an engine droop amount.
建設機械に搭載されたエンジンには冷却ファンが直結され、この冷却ファンによりラジエタおよびオイルクーラなどの冷却装置に必要な通過風量を得るようにした直動式ファンが一般的である(例えば、特許文献1参照)。 A cooling fan is directly connected to an engine mounted on a construction machine, and a direct acting fan that obtains a passing air amount necessary for a cooling device such as a radiator and an oil cooler by this cooling fan is generally used (for example, a patent) Reference 1).
このような直動式ファンであれば、エンジン回転速度(以下、エンジン回転数という)とファン回転速度(以下、ファン回転数という)とが等しいので、騒音とクーリング能力は相反する関係にあることが知られている。 With such a direct-acting fan, the engine speed (hereinafter referred to as engine speed) and fan speed (hereinafter referred to as fan speed) are equal, so noise and cooling capacity are in a contradictory relationship. It has been known.
すなわち、エンクロージャの開口を小さくし、冷却ファンのファン回転数を低くすることで、騒音を低減することができるが、一方、エンクロージャの開口を大きくし、ファン回転数を高くすることで、冷却装置の通過風量が増し、クーリング能力が高くなる。 That is, noise can be reduced by reducing the opening of the enclosure and reducing the fan rotation speed of the cooling fan. On the other hand, the cooling device can be increased by increasing the opening of the enclosure and increasing the fan rotation speed. The passage air volume increases and the cooling capacity increases.
ただし、クーリング能力は、機械の発熱量(エンジン負荷)が高いときに高い能力が必要となり、発熱量が低いときには低い能力で十分である。 However, the cooling capability requires a high capability when the calorific value (engine load) of the machine is high, and a low capability is sufficient when the calorific value is low.
ここで、一般的な建設機械に搭載されているエンジンの特性を、エンジン回転数とエンジンパワーとの関係で表わした図8に実線で示す。 Here, the characteristics of the engine mounted on a general construction machine are shown by a solid line in FIG. 8 showing the relationship between the engine speed and the engine power.
この図8の実線特性図における使用領域に示されるように、エンジンの負荷が高いときほど、すなわちエンジンパワーが必要なときほど、エンジン回転数が低くなる特性が一般的である。 As shown in the use region in the solid line characteristic diagram of FIG. 8, the engine speed is generally lower as the engine load is higher, that is, as the engine power is required.
エンジンに直結された直動式の冷却ファンであれば、エンジン回転数とファン回転数は正比例の関係にある。 In the case of a direct-acting cooling fan directly connected to the engine, the engine speed and the fan speed are in a directly proportional relationship.
これは、つまりエンジン負荷が軽い時にファン回転数が高くなり、冷却ファンのクーリング能力が低くてもよい領域で、不必要な騒音を出していることになる。 This means that the fan speed increases when the engine load is light, and unnecessary noise is generated in a region where the cooling capacity of the cooling fan may be low.
このことより、クーリング能力が必要とならない軽負荷時および無負荷時に、風量を減少させれば、騒音の低減を図ることが可能であることが判る。 From this, it can be seen that noise can be reduced by reducing the air volume at light load and no load when cooling capacity is not required.
一方、冷却ファンをエンジンで直動しない電気モータ駆動式ファンまたは油圧モータ駆動式ファン(例えば、特許文献2参照)、またはクラッチなどでファン回転数を制御する場合などの、ファン回転数の制御が可能なシステムであれば、状況に応じたファン回転数を得ることは容易である。 On the other hand, control of fan rotation speed is possible when the fan rotation speed is controlled by an electric motor drive fan or a hydraulic motor drive fan (for example, refer to Patent Document 2) in which the cooling fan does not move directly with the engine, or a clutch. If the system is possible, it is easy to obtain the fan speed according to the situation.
しかし、建設機械への搭載となると、スペースおよびコストの面から、どのような建設機械にも、そのような回転数制御可能な冷却ファンを搭載できると言うわけではない。 However, when it is mounted on a construction machine, it cannot be said that such a cooling fan capable of controlling the rotation speed can be mounted on any construction machine in terms of space and cost.
そこで、近年の排ガス規制対応等から、建設機械でも一般的になりつつある電子ガバナにより電子制御されるエンジンの以下の特性に着目する。 Therefore, attention is paid to the following characteristics of an engine that is electronically controlled by an electronic governor, which is becoming common in construction machines, in response to recent exhaust gas regulations.
この電子ガバナで電子制御されるエンジンでは、図8に実線、点線および一点鎖線で示されるように、ドループカーブのパラメータすなわちドループ量を比較的自由に設定することが可能である。 In an engine that is electronically controlled by this electronic governor, it is possible to relatively freely set the droop curve parameter, that is, the droop amount, as shown by the solid line, dotted line, and alternate long and short dash line in FIG.
このドループ量を小さく設定することで、無負荷時のエンジン回転数を低くすることが可能であり、例えば図8に示されるように、ドループ量を、タイプ1からタイプ2へ、さらにはタイプ3へと小さく変更することで、軽負荷時および無負荷時のエンジン回転数を下げることが可能であり、これにより、ファン回転数を抑えることができる。 By setting the droop amount to a small value, it is possible to reduce the engine speed when there is no load. For example, as shown in FIG. 8, the droop amount is changed from type 1 to type 2 and further to type 3 By making the change to a small value, it is possible to reduce the engine speed at light load and at no load, thereby suppressing the fan speed.
そして、軽負荷時および無負荷時のファン回転数の抑制により、ファン音の発生を低下させ、作業機械の機体周囲騒音の低減が期待できる。
一方、ドループ量を小さく設定することで、次のようなデメリットも生じる。 On the other hand, by setting the droop amount to be small, the following disadvantages also occur.
A:実作業では、負荷は絶えず変動する状況にあるので、トータルで考えると、総負荷に対する総風量は低くなり、クーリング能力が低下することとなる。 A: In actual work, the load is constantly fluctuating. Therefore, when considered in total, the total air volume with respect to the total load is lowered, and the cooling capacity is lowered.
B:急負荷投入がある場合には、無負荷時のエンジン回転数と定格回転数とが近いことから、エンジン回転数が急落するエンジンドロップが発生しやすい状況になる。 B: When there is a sudden load application, the engine speed at the time of no load is close to the rated speed, so that an engine drop in which the engine speed drops rapidly is likely to occur.
このように、直動式ファンは、クーリング能力が低くてもよい領域で不必要な騒音を出しており、また、ファン回転数制御可能なモータ駆動式ファンは、設置スペースやコストの制限を受ける問題があり、さらに、電子ガバナで制御されるエンジンのドループ量を単に小さく設定すると、クーリング能力の低下やエンジンドロップの問題がある。 As described above, the direct-acting fan generates unnecessary noise in an area where the cooling capacity may be low, and the motor-driven fan capable of controlling the fan rotation speed is limited in installation space and cost. In addition, there is a problem, and if the droop amount of the engine controlled by the electronic governor is simply set small, there is a problem that the cooling ability is lowered and the engine is dropped.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、特別なクーリングシステムの追加や改良を行なうことなく、安価な直動式の冷却ファンを持つエンジンで、ファン回転数の低減を図ることで、冷却ファンから発生する騒音の低減を図れるエンジン制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is intended to reduce the number of fan revolutions in an engine having an inexpensive direct acting cooling fan without adding or improving a special cooling system. An object of the present invention is to provide an engine control device capable of reducing noise generated from a cooling fan.
請求項1記載の発明は、電子ガバナを有しこの電子ガバナによりエンジン特性の定格回転数とこの定格回転数より高い無負荷時のエンジン回転数との間の領域でドループ量を制御可能な電子制御式のエンジンと、このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、この被冷却流体の温度を検出する温度センサと、この温度センサにより検出された被冷却流体の温度上昇に応じてエンジンのドループ量を大きくする方向へ制御するドループ量制御器とを具備したエンジン制御装置である。 The invention according to claim 1 has an electronic governor, and the electronic governor allows the droop amount to be controlled in a region between the rated engine speed of the engine characteristics and the engine speed at no load higher than the rated engine speed. Controlled engine, direct acting cooling fan directly connected to the engine, a cooling unit for cooling the cooled fluid by the cooling fan, a temperature sensor for detecting the temperature of the cooled fluid, and the temperature sensor The engine control device includes a droop amount controller that controls the droop amount of the engine to be increased in accordance with the temperature rise of the fluid to be cooled detected by the above.
請求項2記載の発明は、電子ガバナを有しこの電子ガバナによりエンジン特性の定格回転数とこの定格回転数より高い無負荷時のエンジン回転数との間の領域でドループ量を制御可能な電子制御式のエンジンと、このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、エンジンのドループ量を可変制御するドループ量制御器とを具備し、ドループ量制御器は、過去の作業状況から作業パターンを判定し、急負荷の投入が有る可能性の高い作業パターンではエンジンのドループ量を大きく設定し、急負荷の投入が無い可能性の高い作業パターンではエンジンのドループ量を小さく設定するエンジン制御装置である。 The invention according to claim 2 has an electronic governor, and the electronic governor is an electronic device capable of controlling the droop amount in a region between the rated engine speed of the engine characteristics and the engine speed at no load higher than the rated engine speed. A control engine, a direct-acting cooling fan directly connected to the engine, a cooling unit that cools a fluid to be cooled by the cooling fan, and a droop amount controller that variably controls the engine droop amount. The droop amount controller determines the work pattern from the past work situation, and in the work pattern where there is a high possibility of sudden load application, the engine droop amount is set large, and there is a high possibility that there is no sudden load application. In the work pattern, the engine control device sets the engine droop amount small.
請求項3記載の発明は、電子ガバナを有しこの電子ガバナによりエンジン特性の定格回転数とこの定格回転数より高い無負荷時のエンジン回転数との間の領域でドループ量を制御可能な電子制御式のエンジンと、このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、エンジンのドループ量を複数のモードから選択されたモードに応じて可変制御するドループ量制御器と、このドループ量制御器に対してモードを選択指示するモード選択手段とを具備したエンジン制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electronic governor which has an electronic governor and is capable of controlling a droop amount in a region between a rated rotational speed of engine characteristics and an engine rotational speed when no load is higher than the rated rotational speed. A control engine, a direct-acting cooling fan directly connected to the engine, a cooling unit that cools a fluid to be cooled by the cooling fan, and a droop amount of the engine according to a mode selected from a plurality of modes An engine control device includes a droop amount controller that performs variable control, and mode selection means that instructs the droop amount controller to select a mode.
請求項1記載の発明によれば、温度センサにより検出された被冷却流体の温度上昇に応じて、ドループ量制御器により、電子制御式のエンジンのドループ量を大きくする方向へ制御することで、軽負荷時または無負荷時でも、エンジン回転数すなわちファン回転数の低下を防止できるので、クーリングユニットの冷却に必要な風量を確保して、クーリング能力の低下を防止できるとともに、被冷却流体の温度が上昇する前は、ドループ量を小さく制御することで、軽負荷時または無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファンから発生する騒音を低減できる。 According to the first aspect of the present invention, the droop amount controller controls the droop amount of the electronically controlled engine in accordance with the temperature rise of the cooled fluid detected by the temperature sensor, Even when the load is light or no load, it is possible to prevent a decrease in the engine speed, that is, the fan speed, so that the air volume necessary for cooling the cooling unit can be secured to prevent a decrease in the cooling capacity and the temperature of the fluid to be cooled. Before the engine speed rises, by controlling the droop amount to be small, the engine speed at the time of light load or no load, that is, the fan speed can be suppressed low, so that the noise generated from the cooling fan can be reduced.
請求項2記載の発明によれば、急負荷投入が有る可能性の高い作業パターンでは、電子制御式のエンジンのドループ量を大きく設定することで、実際に急負荷が投入された際のエンジンドロップを回避できるとともに、急負荷投入が無い可能性の高い作業パターンでは、ドループ量を小さく設定することで、軽負荷時または無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファンから発生する騒音を低減できる。 According to the second aspect of the present invention, in a work pattern in which there is a high possibility that a sudden load is applied, an engine drop when the sudden load is actually applied by setting a large droop amount of the electronically controlled engine. In a work pattern where there is a high possibility that there will be no sudden load input, setting the droop amount to a small value can reduce the engine speed at the time of light load or no load, that is, the fan speed. Noise generated from the can be reduced.
請求項3記載の発明によれば、例えば酷暑の状況下でのモードを選択して、ドループ量を大きく設定することで、軽負荷時または無負荷時でも、エンジン回転数すなわちファン回転数の低下を防止できるので、クーリングユニットの冷却に必要なファン風量を確保して、クーリング能力の低下を防止できるとともに、例えば低騒音を要求される状況下でのモードを選択して、ドループ量を小さく設定することで、軽負荷時および無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファンから発生する騒音を低減できる。 According to the third aspect of the invention, for example, by selecting a mode under extreme heat conditions and setting a large droop amount, the engine speed, that is, the fan speed is reduced even at light load or no load. Therefore, it is possible to secure the fan air volume necessary for cooling the cooling unit to prevent the cooling capacity from being lowered.For example, select the mode under the condition where low noise is required, and set the droop amount small. By doing so, the engine speed at the time of light load and no load, that is, the fan speed can be suppressed low, so that the noise generated from the cooling fan can be reduced.
以下、本発明を、図1乃至図4に示された第1実施の形態、図5に示された第2実施の形態、図6に示された第3実施の形態、図7に示された第4実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、図1乃至図3は、図4乃至図7に示された各実施の形態に共通のブロック図および特性図とする。 Hereinafter, the present invention is shown in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the second embodiment shown in FIG. 5, the third embodiment shown in FIG. 6, and the FIG. This will be described in detail with reference to the fourth embodiment. 1 to 3 are a block diagram and a characteristic diagram that are common to the embodiments shown in FIGS.
先ず、図1乃至図4に示された第1実施の形態を説明する。 First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described.
図1は、油圧ショベルなどの作業機械に搭載されたエンジン制御装置の概要を示し、電子ガバナ11を有しこの電子ガバナ11により電子制御可能なエンジン12に、直動式の冷却ファン13が直結され、この冷却ファン13により被冷却流体を冷却するクーリングユニット14が近傍に配置されている。 FIG. 1 shows an outline of an engine control device mounted on a work machine such as a hydraulic excavator. A direct-acting cooling fan 13 is directly connected to an engine 12 having an electronic governor 11 and electronically controllable by the electronic governor 11. A cooling unit 14 that cools the fluid to be cooled by the cooling fan 13 is disposed in the vicinity.
このクーリングユニット14は、被冷却流体としてのエンジン冷却水を冷却するラジエタ、作業機械の作業装置などを作動する油圧シリンダおよび油圧モータなどの油圧回路15に供給された被冷却流体としての作動油を冷却するオイルクーラなどの熱交換器コアが集合されている。
The cooling unit 14 supplies hydraulic fluid as a cooled fluid supplied to a
電子ガバナ11は、電子式燃料噴射装置(インジェクタ)16をエンジンコントローラ17により制御することでエンジン回転数を制御するもので、エンジンコントローラ17は、油圧回路15などを含む機体の全体を制御する機体コントローラ18に接続されている。
The electronic governor 11 controls the engine speed by controlling an electronic fuel injection device (injector) 16 with an engine controller 17, and the engine controller 17 controls the entire body including the
機体コントローラ18およびエンジンコントローラ17には、エンジン回転数を検出する回転数センサ19A,19Bがそれぞれ接続され、エンジンコントローラ17には、エンジン冷却水の冷却水温を検出する温度センサとしての冷却水温センサ20が接続されている。
The
油圧回路15の作動油を収容した作動油タンク21などには、作動油の温度を検出する温度センサとしての作動油温センサ22が設けられ、この作動油温センサ22は、作業機械のオペレータが操作可能かつ監視可能な位置に設置されたモード選択手段としてのモニタ23を経て、機体コントローラ18およびエンジンコントローラ17に接続されている。
A hydraulic oil temperature sensor 22 as a temperature sensor for detecting the temperature of the hydraulic oil is provided in the
電子ガバナ11により電子制御されるエンジン12は、エンジン特性の定格回転数とこの定格回転数より高い無負荷時のエンジン回転数との間の領域でドループカーブを、ドループカーブパラメータ(または「ドループ量」という)により制御可能であり、機体コントローラ18およびエンジンコントローラ17は、エンジン12のドループ量を可変制御するドループ量制御器24である。
The engine 12 electronically controlled by the electronic governor 11 has a droop curve in a region between a rated engine speed of engine characteristics and an engine speed at no load higher than the rated engine speed, and a droop curve parameter (or “droop amount”). The
このドループ量制御器24は、冷却水温センサ20および作動油温センサ22により検出された冷却水温および作動油温の温度上昇に応じてエンジン12のドループ量を大きくする方向へ制御する機能を有する。
The droop amount controller 24 has a function of controlling the droop amount of the engine 12 to increase in accordance with the temperature rise of the coolant temperature and the hydraulic oil temperature detected by the
また、ドループ量制御器24は、回転数センサ19A,19Bで検出されたエンジン回転数データに基づき、過去の一定時間の作業状況から作業パターンを判定し、急負荷の投入が有る可能性の高い作業パターンではエンジン12のドループ量を大きく設定し、急負荷の投入が無い可能性の高い作業パターンではエンジン12のドループ量を小さく設定する機能も有する。
In addition, the droop amount controller 24 determines a work pattern from a work situation for a certain past time based on the engine speed data detected by the
さらに、モニタ23は、このドループ量制御器24に対してモードを選択指示するモード選択手段として機能し、ドループ量制御器24は、モニタ23により複数のモードから選択されたモードに応じて、エンジン12のドループ量を可変制御する機能を有する。 Further, the monitor 23 functions as a mode selection means for instructing the droop amount controller 24 to select a mode. The droop amount controller 24 is operated according to the mode selected from a plurality of modes by the monitor 23 It has a function to variably control 12 droop amounts.
図2に示されるように、電子ガバナ11で電子制御されるエンジン12は、実線、点線および一点鎖線で示されるように、ドループカーブの勾配などを変化させることで、ドループ量を比較的自由に設定することが可能である。なお、ドループカーブの直線で例示されている部分は、曲線または折れ線などにしてもよい。 As shown in FIG. 2, the engine 12 that is electronically controlled by the electronic governor 11 allows the droop amount to be controlled relatively freely by changing the slope of the droop curve as indicated by the solid line, the dotted line, and the alternate long and short dash line. It is possible to set. Note that the portion exemplified by the straight line of the droop curve may be a curved line or a broken line.
このドループ量を一点鎖線で示されるように小さく設定することで、実線で示されるように大きく設定する場合よりも、エンジンパワーが0近傍の軽負荷時または無負荷時のエンジン回転数を低くすることが可能であり、例えば図2に示されるように、ドループ量を、タイプ1からタイプ2へ、さらにはタイプ3へと小さく変更することで、軽負荷時および無負荷時のエンジン回転数を下げることが可能である。これにより、エンジン12に直結された冷却ファン13のファン回転数を抑えることができる。 By setting this droop amount as small as shown by the alternate long and short dash line, the engine speed at the time of light load or near no load when the engine power is near 0 is made lower than when setting it as large as shown by the solid line. For example, as shown in FIG. 2, by changing the droop amount from type 1 to type 2 and further to type 3, the engine speed at light load and no load can be reduced. It is possible to lower. Thereby, the fan rotation speed of the cooling fan 13 directly connected to the engine 12 can be suppressed.
ドループ量制御器24は、このドループ量を、図3に点線で示されるように冷却水温、作動油温または作業パターンに応じて段階的に変化させることもできるが、図3に実線で示されるように冷却水温または作動油温に応じて無段階で変化させることもできる。 The droop amount controller 24 can change the droop amount stepwise in accordance with the cooling water temperature, the hydraulic oil temperature or the work pattern as shown by a dotted line in FIG. 3, but is shown by a solid line in FIG. Thus, it can be changed steplessly according to the cooling water temperature or the hydraulic oil temperature.
次に、ドループ量制御器24は、クーリング能力の低下や、急負荷の投入によるエンジンドロップの発生を克服するために、ドループ量を下記のように制御する。 Next, the droop amount controller 24 controls the droop amount as follows in order to overcome the decrease in the cooling capacity and the occurrence of engine drop due to the sudden load application.
先ず、図4に基づいてドループ量制御器24による制御の第1実施の形態であるクーリング状況判定機能を説明する。 First, the cooling state determination function which is the first embodiment of the control by the droop amount controller 24 will be described with reference to FIG.
(ステップS1)
ドループカーブパラメータ(ドループ量)が更新されている場合は、その更新値をドループ量制御器24に取り込む。
(Step S1)
If the droop curve parameter (droop amount) has been updated, the updated value is taken into the droop amount controller 24.
(ステップS2)
冷却水温センサ20および作動油温センサ22により冷却水温および作動油温を検出し、ドループ量制御器24に取り込む。
(Step S2)
The coolant temperature and the hydraulic oil temperature are detected by the
(ステップS3)
ドループ量制御器24は、検出した冷却水温および作動油温に応じて、温度上昇に伴いドループ量を大きくするように演算し、図2または図3に示されるように、ドループ量制御器24内に予め設定された複数のドループカーブパラメータの中から1つを決定する。冷却水温および作動油温が変化するに応じて、ドループカーブパラメータの更新および決定を繰返す。
(Step S3)
The droop amount controller 24 calculates so as to increase the droop amount as the temperature rises in accordance with the detected coolant temperature and hydraulic oil temperature. As shown in FIG. 2 or FIG. One of the plurality of droop curve parameters set in advance is determined. As the cooling water temperature and hydraulic oil temperature change, the droop curve parameters are updated and determined repeatedly.
(ステップS4)
ステップS3で決定されたドループ量により、エンジンコントローラ17は電子ガバナ11の設定を変更し、ドループカーブを変更する。例えば、油圧回路15の作動油温、エンジン12の冷却水温の上昇に応じて、図3に示されるように段階的にまたは無段階にドループ量を変化させ、図2に実線で示されるようにドループ量が大きくなる方向に(図2のタイプ3からタイプ1へ)変化させる。
(Step S4)
Based on the droop amount determined in step S3, the engine controller 17 changes the setting of the electronic governor 11 and changes the droop curve. For example, the droop amount is changed stepwise or steplessly as shown in FIG. 3 according to the increase in the hydraulic oil temperature of the
このクーリング状況判定機能によれば、冷却水温センサ20および作動油温センサ22により検出された冷却水温および作動油温が上昇した状況では、ドループ量制御器24により、電子制御式のエンジン12のドループ量を大きくする方向へ制御することで、軽負荷時または無負荷時でも、エンジン回転数すなわちファン回転数の低下を防止できるので、クーリングユニット14の冷却に必要な風量を確保して、クーリング能力の低下を防止できるとともに、冷却水温および作動油温が上昇する前は、ドループ量を小さく制御することで、軽負荷時または無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファン13から発生する騒音を低減できる。
According to this cooling status determination function, in the situation where the coolant temperature and the hydraulic fluid temperature detected by the
次に、図5に基づいてドループ量制御器24による制御の第2実施の形態である作業パターン判定機能を説明する。なお、図1に示されたエンジン制御装置の概要、図2に示されたエンジン特性、および図3に示されたドループ量の変更特性は、この第2実施の形態の前提となるが、説明は省略する。 Next, a work pattern determination function which is a second embodiment of the control by the droop amount controller 24 will be described with reference to FIG. The outline of the engine control apparatus shown in FIG. 1, the engine characteristics shown in FIG. 2, and the droop amount change characteristics shown in FIG. 3 are the premise of the second embodiment. Is omitted.
(ステップS5)
ドループカーブパラメータ(ドループ量)が更新されている場合は、その更新値をドループ量制御器24に取り込む。
(Step S5)
If the droop curve parameter (droop amount) has been updated, the updated value is taken into the droop amount controller 24.
(ステップS6)
各回転数センサ19A,19Bにより検出したエンジン回転数をドループ量制御器24に取込む。
(Step S6)
The engine speed detected by each
(ステップS7)
ドループ量制御器24は、更新されたドループカーブパラメータと、検出したエンジン回転数とからエンジン負荷を予測する。
(Step S7)
The droop amount controller 24 predicts the engine load from the updated droop curve parameter and the detected engine speed.
(ステップS8)
ドループ量制御器24は、急負荷時のエンジンドロップを回避するために、過去の一定時間の作業状況から、作業パターンを判定する。作業パターンの判定は、エンジン回転数に基づくエンジン負荷の時系列データを処理することにより可能であり、例えば、過去の一定時間の最低回転数と平均回転数から作業パターンパラメータとして算出する。
(Step S8)
The droop amount controller 24 determines the work pattern from the work situation of a past fixed time in order to avoid engine drop at the time of sudden load. The work pattern can be determined by processing engine load time-series data based on the engine speed. For example, the work pattern is calculated as a work pattern parameter from the minimum speed and the average speed for a predetermined past time.
(ステップS9)
ドループ量制御器24は、決定された作業パターンパラメータに応じて、ドループカーブパラメータ(ドループ量)を段階的または無段階に変化させて決定する。例えば、急負荷の投入が有る可能性の高い作業パターンではドループ量を大きく決定し(図2のタイプ1)、急負荷の投入が無い可能性の高い作業パターンではドループ量を小さく決定する(図2のタイプ3)。
(Step S9)
The droop amount controller 24 changes the droop curve parameter (droop amount) stepwise or steplessly according to the determined work pattern parameter. For example, a droop amount is determined to be large for a work pattern that is likely to have a sudden load input (type 1 in FIG. 2), and a droop amount is determined to be small for a work pattern that is likely not to have a sudden load input (FIG. 2). 2 type 3).
(ステップS10)
決定したドループ量によりエンジンコントローラ17は電子ガバナ11の設定を変更して、ドループカーブを段階的または無段階に変更する。
(Step S10)
The engine controller 17 changes the setting of the electronic governor 11 according to the determined droop amount, and changes the droop curve stepwise or steplessly.
この作業パターン判定機能によれば、急負荷投入が有る可能性の高い作業パターンでは、電子制御式のエンジン12のドループ量を大きく設定することで、実際に急負荷が投入された際のエンジンドロップを回避できるとともに、急負荷投入が無い可能性の高い作業パターンでは、ドループ量を小さく設定することで、軽負荷時または無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファン13から発生する騒音を低減できる。 According to this work pattern determination function, for work patterns that are likely to have a sudden load application, the engine drop when the sudden load is actually applied can be set by setting the droop amount of the electronically controlled engine 12 large. In a work pattern where there is a high possibility that there will be no sudden load input, setting the droop amount to a small value can reduce the engine speed at the time of light load or no load, that is, the fan speed. Noise generated from 13 can be reduced.
次に、図6に基づいてドループ量制御器24による制御の第3実施の形態である手動モード選択機能を説明する。なお、図1に示されたエンジン制御装置の概要、図2に示されたエンジン特性、および図3に示されたドループ量の変更特性は、この第3実施の形態の前提となるが、説明は省略する。 Next, a manual mode selection function which is a third embodiment of the control by the droop amount controller 24 will be described based on FIG. The outline of the engine control device shown in FIG. 1, the engine characteristics shown in FIG. 2, and the droop amount change characteristics shown in FIG. 3 are the premise of the third embodiment. Is omitted.
(ステップS11)
作業機械に設けられたモニタ23は、複数のモードを表示する機能、表示された複数のモードの中から希望するモードを選択可能なスイッチを備えているので、このモニタ23のスイッチを操作することで強制的に選択されたモードをドループ量制御器24に入力する。
(Step S11)
The monitor 23 provided on the work machine has a function for displaying a plurality of modes and a switch capable of selecting a desired mode from the plurality of displayed modes. The mode forcibly selected in is input to the droop amount controller 24.
(ステップS12)
ドループ量制御器24は、モニタ23により選択されたモードに応じたドループカーブパラメータ(ドループ量)を決定する。例えば、低騒音モードを選択すると、ドループ量が最小値(例えば図2においてタイプ3)に設定され、酷暑モードを選択すると、ドループ量が最大値(例えば図2においてタイプ1)に設定され、標準モードを選択すると、ドループ量が標準値(例えば図2においてタイプ2)に設定される。
(Step S12)
The droop amount controller 24 determines a droop curve parameter (droop amount) corresponding to the mode selected by the monitor 23. For example, when the low noise mode is selected, the droop amount is set to the minimum value (for example, type 3 in FIG. 2), and when the intense heat mode is selected, the droop amount is set to the maximum value (for example, type 1 in FIG. 2). When the mode is selected, the droop amount is set to a standard value (for example, type 2 in FIG. 2).
(ステップS13)
決定したドループ量により、エンジンコントローラ17は電子ガバナ11の設定を変更して、ドループカーブを段階的または無段階に変更する。例えば、酷暑モードではドループ量を図2のタイプ1に変更し、低騒音モードではドループ量を図2のタイプ3に変更する。
(Step S13)
Depending on the determined droop amount, the engine controller 17 changes the setting of the electronic governor 11 to change the droop curve stepwise or steplessly. For example, the droop amount is changed to type 1 in FIG. 2 in the severe heat mode, and the droop amount is changed to type 3 in FIG. 2 in the low noise mode.
この手動モード選択機能によれば、例えば酷暑の状況下でのモードを選択して、ドループ量を大きく設定することで、軽負荷時または無負荷時でも、エンジン回転数すなわちファン回転数の低下を防止できるので、クーリングユニット14の冷却に必要なファン風量を確保して、クーリング能力の低下を防止できるとともに、例えば低騒音を要求される状況下でのモードを選択して、ドループ量を小さく設定することで、軽負荷時および無負荷時のエンジン回転数すなわちファン回転数を低く抑制できるので、冷却ファン13から発生する騒音を低減できる。 According to this manual mode selection function, for example, by selecting a mode under extreme heat conditions and setting a large droop amount, the engine speed, that is, the fan speed can be reduced even at light load or no load. As a result, it is possible to secure the fan air volume necessary for cooling the cooling unit 14 to prevent the cooling capacity from being lowered.For example, select a mode in a situation where low noise is required, and set the droop amount to be small. By doing so, the engine speed at the time of light load and no load, that is, the fan speed can be suppressed low, so that the noise generated from the cooling fan 13 can be reduced.
次に、図7に基づいてドループ量制御器24による制御の第4実施の形態である機体システムとして組合わせた一例を説明する。 Next, an example of a combination as an airframe system which is a fourth embodiment of control by the droop amount controller 24 will be described based on FIG.
機体システムとしては、第1実施の形態に示された被冷却流体の温度に応じてドループ量を設定するクーリング状況判定機能(ステップS1〜S3)と、第2実施の形態に示された作業パターンに応じてドループ量を設定する作業パターン判定機能(ステップS5〜S9)と、第3実施の形態に示された選択されたモードに応じてドループ量を設定する手動モード選択機能(ステップS11〜S13)とを組み合わせて作動することも、それぞれ独立して作動させることも可能なようにする。 The airframe system includes a cooling state determination function (steps S1 to S3) for setting the droop amount according to the temperature of the fluid to be cooled shown in the first embodiment, and the work pattern shown in the second embodiment. A work pattern determination function (steps S5 to S9) for setting the droop amount according to the mode and a manual mode selection function (steps S11 to S13) for setting the droop amount according to the selected mode shown in the third embodiment. ) Can be operated in combination with each other or independently.
(ステップS14)
機体コントローラ18は、モニタ23からの手動モード選択機能が採用された否かを判断する。
(Step S14)
The
(ステップS15)
ステップS14で手動モード選択機能が採用された場合は、モニタ23から手動で選択されたドループ量により、電子ガバナ11のエンジンコントローラ17の設定が変更され、ドループカーブが変更される。
(Step S15)
When the manual mode selection function is employed in step S14, the setting of the engine controller 17 of the electronic governor 11 is changed according to the droop amount manually selected from the monitor 23, and the droop curve is changed.
(ステップS16)
ステップS14でモニタ23からの手動モード選択機能が採用されない場合は、クーリング状況判定機能(ステップS1〜S3)と、作業パターン判定機能(ステップS5〜S9)とが作動し、それぞれの状況に応じたドループカーブパラメータ(ドループ量)が決定される。なお、クーリング状況判定機能と作業パターン判定機能については、それぞれの機能をモニタ23にてオン/オフできるようにする。
(Step S16)
If the manual mode selection function from the monitor 23 is not adopted in step S14, the cooling status determination function (steps S1 to S3) and the work pattern determination function (steps S5 to S9) are activated and correspond to each situation. A droop curve parameter (droop amount) is determined. The cooling state determination function and the work pattern determination function can be turned on / off on the monitor 23.
(ステップS17)
これらのクーリング状況判定機能のステップS3と、作業パターン判定機能のステップS9とで決定されたドループ量は、電子ガバナ11には送らず、機体コントローラ18内で更新されたそれぞれのドループ量を更新の都度比較し、より大きなドループ量を決定値とする。
(Step S17)
The droop amounts determined in step S3 of the cooling status determination function and step S9 of the work pattern determination function are not sent to the electronic governor 11, and the respective droop amounts updated in the
(ステップS18)
ステップS17で決定されたドループ量により、エンジンコントローラ17は電子ガバナ11の設定を変更し、ドループカーブを変更する。
(Step S18)
Based on the droop amount determined in step S17, the engine controller 17 changes the setting of the electronic governor 11 and changes the droop curve.
この機体システムによれば、手動モード選択機能、クーリング状況判定機能および作業パターン判定機能の各機能を組み合わせることによって、より状況に応じたファン回転数が得られる。 According to this airframe system, a combination of the functions of the manual mode selection function, the cooling state determination function, and the work pattern determination function makes it possible to obtain a fan speed that is more suitable for the situation.
このようにして、作動油温、冷却水温または作業パターンなどによりエンジン12のドループカーブを変更するエンジン制御を行なうことで、特別なクーリングシステムの追加や改良を行なわずに、安価な直動型の冷却ファン13を持つエンジン12で、エンジン回転数を低減させることができ、冷却ファン13から発生する騒音を低減できる。 In this way, by performing engine control to change the droop curve of the engine 12 according to the hydraulic oil temperature, cooling water temperature or work pattern, etc., an inexpensive direct acting type can be achieved without adding or improving a special cooling system. With the engine 12 having the cooling fan 13, the engine speed can be reduced, and noise generated from the cooling fan 13 can be reduced.
本発明のエンジン制御装置は、油圧ショベルだけでなく、エンジン直結型の冷却ファンにより冷却されるクーリングユニットを有する他の作業機械にも利用可能である。 The engine control device of the present invention can be used not only for a hydraulic excavator but also for other work machines having a cooling unit cooled by a cooling fan directly connected to the engine.
11 電子ガバナ
12 エンジン
13 冷却ファン
14 クーリングユニット
20 温度センサとしての冷却水温センサ
22 温度センサとしての作動油温センサ
23 モード選択手段としてのモニタ
24 ドループ量制御器
11 Electronic governor
12 engine
13 Cooling fan
14 Cooling unit
20 Cooling water temperature sensor as temperature sensor
22 Hydraulic oil temperature sensor as temperature sensor
23 Monitor as mode selection means
24 Droop amount controller
Claims (3)
このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、
この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、
この被冷却流体の温度を検出する温度センサと、
この温度センサにより検出された被冷却流体の温度上昇に応じてエンジンのドループ量を大きくする方向へ制御するドループ量制御器と
を具備したことを特徴とするエンジン制御装置。 An electronically controlled engine that has an electronic governor and can control the droop amount in a region between the rated speed of the engine characteristics and the engine speed at the time of no load higher than the rated speed by the electronic governor;
A direct-acting cooling fan directly connected to this engine,
A cooling unit that cools the fluid to be cooled by the cooling fan;
A temperature sensor for detecting the temperature of the fluid to be cooled;
An engine control device comprising: a droop amount controller that controls the droop amount of the engine to increase in accordance with a temperature rise of the fluid to be cooled detected by the temperature sensor.
このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、
この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、
エンジンのドループ量を可変制御するドループ量制御器とを具備し、
ドループ量制御器は、
過去の作業状況から作業パターンを判定し、
急負荷の投入が有る可能性の高い作業パターンではエンジンのドループ量を大きく設定し、
急負荷の投入が無い可能性の高い作業パターンではエンジンのドループ量を小さく設定する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 An electronically controlled engine that has an electronic governor and can control the droop amount in a region between the rated speed of the engine characteristics and the engine speed at the time of no load higher than the rated speed by the electronic governor;
A direct-acting cooling fan directly connected to this engine,
A cooling unit that cools the fluid to be cooled by the cooling fan;
A droop amount controller for variably controlling the engine droop amount;
The droop amount controller
Determine work patterns from past work situations,
For work patterns where there is a high possibility of sudden load input, set the engine droop amount large,
An engine control device characterized in that the engine droop amount is set to be small for work patterns that are likely not to be subjected to sudden loads.
このエンジンに直結された直動式の冷却ファンと、
この冷却ファンにより被冷却流体を冷却するクーリングユニットと、
エンジンのドループ量を複数のモードから選択されたモードに応じて可変制御するドループ量制御器と、
このドループ量制御器に対してモードを選択指示するモード選択手段と
を具備したことを特徴とするエンジン制御装置。 An electronically controlled engine that has an electronic governor and can control the droop amount in a region between the rated speed of the engine characteristics and the engine speed at the time of no load higher than the rated speed by the electronic governor;
A direct-acting cooling fan directly connected to this engine,
A cooling unit that cools the fluid to be cooled by the cooling fan;
A droop amount controller that variably controls the engine droop amount according to a mode selected from a plurality of modes;
An engine control device comprising: mode selection means for selecting and instructing a mode to the droop amount controller.
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