JP7275926B2 - ブローバイガスの凍結抑制方法及び制御システム - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係るブローバイガスの凍結抑制方法は、建設機械におけるエンジンのブローバイガスの凍結抑制方法であって、上記ブローバイガスの昇温の要否を判定する工程と、上記昇温要否判定工程で上記ブローバイガスの昇温が必要と判定された場合に上記エンジンに負荷を掛ける工程とを備える。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
<ブローバイガスの凍結抑制方法>
図1のブローバイガスの凍結抑制方法は、建設機械におけるエンジンのブローバイガスの凍結を抑制する。当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、例えばクローラクレーン等のオフロードエンジンを搭載した建設機械に好適に用いられる。当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記ブローバイガスの昇温の要否を判定する工程(昇温要否判定工程)と、上記昇温要否判定工程で上記ブローバイガスの昇温が必要と判定された場合に上記エンジンに負荷を掛ける工程(負荷掛け工程)とを備える。また、当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記負荷掛け工程による上記エンジンへの負荷掛けの継続の要否を判定する工程(継続要否判定工程)と、上記継続要否判定工程で上記エンジンへの負荷掛けの継続が不要と判定された場合に上記エンジンへの負荷掛けを停止する工程(負荷掛け停止工程)とを備える。
上記昇温要否判定工程では、ブローバイガスの凍結のおそれが予見される場合に、ブローバイガスの昇温が必要であると判定する。上記昇温要否判定工程における判定基準としては、上記エンジンの吸気温度を含むことが好ましい。この吸気温度は、上記エンジンがエアクリーナから吸気する空気の温度であり、エアクリーナの吸気口、エアクリーナとターボとを接続する吸気管等に配置される温度センサによって測定でき、CAN通信などによって送信され得る。上記昇温要否判定工程では、上記エンジンの吸気温度が予め設定した閾値以下(又は閾値未満)である場合にブローバイガスの昇温が必要であると判定することが好ましい。上記昇温要否判定工程では、上記エンジンの吸気温度について例えば上記エンジンの始動直後に判定する。一般にブローバイガスは、エンジンを始動した直後に最も凍結しやすい。そのため、上記エンジンの始動直後にこのエンジンの吸気温度を判定することで、外気温度等に起因するブローバイガスの凍結のおそれを予測し、ブローバイガスの凍結を容易かつ確実に抑えることができる。上記吸気温度の閾値は、例えば-30℃以上0℃以下の範囲から設定することが可能であり、例えば-10℃とすることができる。
上記負荷掛け工程では、上記エンジンに負荷を掛け、上記エンジンの燃焼室内の温度を高めることで、ブローバイガスを昇温する。上記負荷掛け工程では、上記エンジンの燃焼室内の温度を高めることで、エンジン冷機時の未燃ガスを減少することができる。
上記継続要否判定工程では、例えば上記作動油の温度を判定基準として、上記エンジンへの負荷掛け継続の要否を判定する。この作動油の温度は、例えば作動油の循環ラインにおいて作動油タンク、ポンプサクション配管、リターン配管等に配置される温度センサによって測定される。上記継続要否判定工程では、上記作動油の温度が予め設定した閾値以上(又は閾値超)となった場合にブローバイガスの昇温が不要と判定することが好ましい。上記判定基準として上記作動油の温度を含むことで、ブローバイガスの凍結を抑えつつ、作動油の異常加熱を防止することができる。上記作動油の温度の閾値は、例えば70℃以上100℃以下の範囲から設定することが可能であり、例えば80℃とすることができる。なお、当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記継続要否判定工程で上記作動油の温度が予め設定した閾値未満(又は閾値以下)となった場合、上述の昇温要否判定工程に戻り、ブローバイガスの昇温の要否を再度判定することが好ましい。
上記負荷掛け停止工程では、上記負荷掛け工程で実施した負荷掛けを停止する。例えば上記負荷掛け工程で上記負荷掛けバルブの油路を閉じ又は絞った場合、上記負荷掛け停止工程では、上記負荷掛けバルブの油路を負荷掛け前の状態に開く。なお、当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記負荷掛け停止工程で負荷掛けを停止した場合、所定時間をおいて上記昇温要否判定工程を再度行うことが好ましい。
当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記昇温要否判定工程でブローバイガスの昇温の要否を判定し、この昇温要否判定工程でブローバイガスの昇温が必要と判定された場合に、上記負荷掛け工程で上記エンジンに負荷を掛けることでブローバイガスの凍結を容易に抑えることができる。当該ブローバイガスの凍結抑制方法は、上記エンジンへの負荷掛けによってブローバイガスの凍結を抑制できるので、建設機械全体のレイアウトの自由度の低下を抑えることができる。
図2の制御システムは、建設機械におけるエンジン1のブローバイガスの凍結を抑制可能であり、図1のブローバイガスの凍結抑制方法を実施可能である。上記建設機械は、建設作業を行う機械であり、例えばクローラクレーンである。上記建設機械は、エンジン1と、エンジン1に駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプ2と、油圧ポンプ2から供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータ3と、油圧ポンプ2から油圧アクチュエータ3に至る油路に設けられ、油圧アクチュエータ3の駆動を制御するコントロールバルブ4と、エンジン1の排気中のスス等の粒子状物質を捕捉可能な浄化装置5と、浄化装置5に捕捉された粒子状物質の堆積量を検出可能な堆積量検出部6とを備える。また、上記建設機械は、エンジン1に負荷掛け可能な負荷掛け部7と、負荷掛け部7の負荷掛け動作を制御可能な制御部8とを備える。エンジン1、油圧ポンプ2、浄化装置5及び堆積量検出部6は建設機械のエンジンルームに配置される。負荷掛け部7及び制御部8は、当該制御システムの一部を構成する。
負荷掛け部7は、油圧ポンプ2から油圧アクチュエータ3に至る油路に設けられている。負荷掛け部7は、油圧ポンプ2の吐出圧を上げることで油圧ポンプ2に負荷掛けを行う負荷掛けバルブである。負荷掛け部7は、油圧ポンプ2の吐出圧を上げることで作動油を昇圧する。負荷掛け部7は、油圧ポンプ2への負荷掛けによって、間接的にエンジン1に負荷掛けを行う。負荷掛け部7は、エンジン1の排気温度を上げ、浄化装置5の酸化触媒の温度を活性温度まで高めるために設けられた電磁弁である。つまり、負荷掛け部7は、建設機械に標準的に装備される油圧システムの一部材である。負荷掛け部7は、例えば弁体を有するバルブ本体と、バルブ本体に取り付けられるコイル(ソレノイド)と、バルブ本体とコイルとを固定するキャップと、コイルの励磁により動くことで弁体を開閉させる鉄心とを有する。
制御部8は、例えばCPU、ROM、RAM、大容量記憶装置等を有するコンピュータである。
当該制御システムは、制御部8による制御に従って負荷掛け部7がエンジン1に負荷を掛けることでブローバイガスの凍結を容易に抑えることができる。当該制御システムは、エンジン1への負荷掛けによってブローバイガスの凍結を抑制できるので、建設機械全体のレイアウトの自由度を低下を抑えることができる。特に、当該制御システムは、負荷掛け部7として上述の負荷掛けバルブを用いることで、既存の油圧システムを用いることができ、ブローバイガスの凍結抑制に特化した負荷掛け部を別途設けることを要しないので、建設機械全体のレイアウトの自由度の低下を容易かつ確実に抑えることができる。
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
2 油圧ポンプ
3 油圧アクチュエータ
4 コントロールバルブ
5 浄化装置
6 堆積量検出部
7 負荷掛け部
8 制御部
9 温度センサ
X 循環ライン
Claims (5)
- 建設機械におけるエンジンのブローバイガスの凍結抑制方法であって、
コンピュータが、
上記ブローバイガスの昇温の要否を判定する工程と、
上記昇温要否判定工程で上記ブローバイガスの昇温が必要と判定された場合に上記エンジンに負荷を掛ける工程と
を備え、
上記昇温要否判定工程における判定基準として、上記エンジンの吸気温度と、上記エンジンの燃料噴射量、回転数、及び同一燃料噴射量かつ同一回転数での連続運転時間の少なくとも1つとを含むブローバイガスの凍結抑制方法。 - 上記負荷掛け工程で、上記エンジンの駆動によって流れる作動油を昇圧する請求項1に記載のブローバイガスの凍結抑制方法。
- コンピュータが、
上記負荷掛け工程による上記エンジンへの負荷掛けの継続の要否を判定する工程と、
上記継続要否判定工程で上記エンジンへの負荷掛けの継続が不要と判定された場合に上記エンジンへの負荷掛けを停止する工程と
をさらに備える請求項2に記載のブローバイガスの凍結抑制方法。 - 上記継続要否判定工程における判定基準として、上記作動油の温度を含む請求項3に記載のブローバイガスの凍結抑制方法。
- 建設機械におけるエンジンのブローバイガスの凍結を抑制可能な制御システムであって、
上記エンジンに負荷掛け可能な負荷掛け部と、
上記負荷掛け部の負荷掛け動作を制御可能な制御部と
を備え、
上記制御部が、
ブローバイガスの昇温の要否を判定する昇温要否判定部と、
上記昇温要否判定部でブローバイガスの昇温が必要と判断された場合に上記エンジンに負荷掛けするように上記負荷掛け部を制御する負荷掛け制御部と
を有し、
上記昇温要否判定部における判定基準として、上記エンジンの吸気温度と、上記エンジンの燃料噴射量、回転数、及び同一燃料噴射量かつ同一回転数での連続運転時間の少なくとも1つとを含む制御システム。
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