JPH074285A - 自動暖機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン水温及び油圧作動油温の上昇並びに
運転室の暖房を自動化して最適な暖機条件を得るととも
に、暖機時におけるオペレータの未熟練によるエンジン
や油圧ポンプの故障を防止する。 【構成】 油圧ポンプ１を駆動する水冷型エンジン２
と、エンジン冷却水によって作動する暖房用ヒータ１６
を運転室に設置した暖機システムにおいて、ラジエータ
９の前方に配設しモータ１３によって開閉させるラジエ
ータシャッタ１２と、エンジン噴射ポンプ５を作動させ
るガバナモータ４と、油圧ポンプ１の作動油の温度を検
知する温度センサ２１と、これらの角機構を指定したプ
ログラムに従って自動的に制御するコントローラ３，１
９を敷設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械などのエンジ
ン、油圧作動油及び運転室内の暖機システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンによって油圧ポンプを駆動する
建設機械等において、通常の暖機システムでは、オペレ
ータが手動でエンジンのスロットルを操作して、経験に
基づく暖機回転数に保持するとともに、手動操作によっ
て油圧ポンプをリリーフさせ、エンジン水温及び作動油
温を運転に適した常温まで加熱している。また、エンジ
ンの冷却水を利用した運転室内の暖房も、一般に、ヒー
タに付設したスイッチをオペレータが操作することによ
って、ＯＮ，ＯＦＦを行っている。

【０００３】なお、自動暖機システムの先行技術の例と
して、実用新案（実告昭59-33875）では、エンジン発電
機において、エンジンに温度センサを付加し、暖機運転
時のエンジン回転数を自動制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような手動操作
式の暖機システムでは、暖機時におけるエンジンの回転
数設定や、負荷の増大をオペレータの経験に依存してい
るため、操作の未熟によってエンジンや油圧ポンプの焼
き付きなどの故障が発生する場合があるとともに、最適
な暖機状態が得られるとは限らない。また、エンジンの
回転数に応じてラジエータには一定量の冷却風が通過す
るため、暖機時間が増加する。さらに運転室内の暖房も
手動操作であるため、必ずしも最適な条件が得られると
は限らない。なお、従来の自動暖機システムでは、エン
ジン水温の上昇だけを主眼としているため、システム全
体としての最適化は望めない。本発明では、上記課題を
解決することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、可変吐出量型の油圧ポンプを駆動する
水冷型エンジンの冷却水の通路である水管回路中に設置
したサーモスタットの作用によって水温を調整するとと
もに、エンジン冷却水によって作用する暖房用のヒータ
を運転室内に設置した暖機システムにおいて、ラジエー
タの前方に配設し、モータによって開閉するラジエータ
シャッタと、エンジンの燃料噴射ポンプを駆動するガバ
ナモータと、油圧ポンプの作動油の温度を検知する温度
センサと、これらの各機構を制御するコントローラを付
設し、スロットルによるローアイド回転数とは異なる暖
機回転数の設定、ラジエータシャッタの開閉、油圧ポン
プの斜板角の変更及び運転室内の暖房用のヒータの作動
並びに暖機運転終了時における前記の諸機能の待機状態
への復帰を、指定したプログラムにしたがって自動的に
制御可能としている。

【０００６】

【作用】上記構造によれば、エンジンの始動開始から運
転に適したエンジン水温及び作動油温への移行並びに運
転室内暖房用ヒータの制御を、あらかじめ設定したプロ
グラムにしたがって自動制御することができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明に係る自動暖機システムを、
図に示す実施例について説明する。図１は、本発明の自
動暖機システムの系統図である。可変吐出量型の油圧ポ
ンプ１を駆動するエンジン２は、コントローラ３からの
駆動信号によってガバナモータ４が回転し、モータとリ
ンク結合された噴射ポンプ５のラック位置の変位によっ
てエンジンの回転数が変化する。なお、ガバナモータ４
の回転は、ポテンショ６を通じてコントローラ３にフィ
ードバックされる。また、噴射ポンプ５を手動操作する
スロットル７の変位量に対応するエンジン回転数も、コ
ントーラ３に入力される。

【０００８】エンジン２の冷却水は、水管８を通ってラ
ジエータ９に流入し、ファン１０の作用によって冷却さ
れるが、水温が低い状態では、サーモスタット１１の作
用によって冷却水はラジエータ９を通らずにバイパスさ
れる。なお、ファン１０の作動は、水温を検知してＯ
Ｎ，ＯＦＦする構造にすることも可能である。ラジエー
タ９の前面には、モータ作動式のラジエータシャッタ１
２が配置され、コントローラ３から出力された駆動信号
によってシャッタ開閉用のモータ１３が回転すると、モ
ータ１３にリンク結合されたラジエータシャッタ１２が
開閉する。なお、水管回路に付設された水温センサ１４
によって検知された水温信号は、モニタパネル１５に伝
達されてランプ等を作動させるとともに、コントローラ
３に入力される。ここで、駆動信号を変化させることに
よって、ラジエータシャッタ１２の開度を変化させるこ
とも可能である。

【０００９】前述の水管８の回路には、運転室内に配置
したヒータ１６が挿設されており、水温が設定温度に達
すると、コントローラ３から出力されたヒータ作動信号
によってヒータが作動し暖房が行われる。なお、このヒ
ータ１６は、運転室内に設置したスイッチ１７をオペレ
ータが手動でＯＮ，ＯＦＦさせることによって、作動又
は停止させることも可能である。

【００１０】次に、エンジン２で駆動される油圧ポンプ
１は、制御弁１８を操作することによって斜板角が変化
し、吐出量が増減する。エンジン２が暖機回転数になる
と、その信号がコントローラ３からコントローラ１９を
経由して制御弁１８に入力され、斜板角の増大に伴うポ
ンプ吐出量の増加によって、作動油温の上昇が加速され
る。なお、作動油タンク２０の内部には、油温を検知す
る温度センサ２１が付設されており、作動油温が運転に
適した常温に達すると、その温度信号がコントローラ１
９を経由してコントローラ３に入力される。その結果、
コントローラ３からは、エンジン２をローアイドル回転
にする駆動信号と、油圧ポンプ１の斜板角を最小にする
斜板信号が出力される。また、この際にコントローラ３
から出力されたランプ信号が運転室内に設置したランプ
２２に作用し、ランプを点灯させることによって、オペ
レータに運転準備の完了を知らせる。なお、このランプ
２２は、オペレータがスロットル操作を行うか、図示し
ない作業機レバー又は走行レバーを操作するか、あるい
は暖機解除の設定時間を超えるかのいずれかによって消
灯する。

【００１１】このような暖機システムの制御ルーチンを
図２に示す。まず、エンジンの始動スイッチ２３をＯＮ
にすると（ステップ１００）、始動スイッチ２３が作動
して電源２４が入り、システムが作動を開始する（同１
０１）。このとき、機械の初期状態は、スロットル７が
ローアイドル回転状態、油圧ポンプ１の斜板角が最小の
状態とする。始動時のエンジン冷却水温を水温センサ１
４で検知し、エンジン２の運転に適した常温以下である
か、また、エンジン回転数は設定された暖機回転数以下
であるかをコントローラ３で判定する（ステップ１０
２）。

【００１２】ステップ１０２の判定でＹＥＳの場合、す
なわちエンジン水温が常温以下で、かつ、エンジン回転
数が暖機回転数以下の場合には、コントローラ３内の暖
機スイッチがＯＮになり（ステップ１０３）、エンジン
回転数の指定信号がガバナモータ４に出力され、リンク
結合されている噴射ポンプ５のラック位置が変位するこ
とによって、エンジン２は指定された暖機目標回転数N₁
で回転し、水温の上昇が加速する（同１０４）。

【００１３】続いてラジエータ９の前面に配置されたラ
ジエータシャッタ１２を作動させるモータ１３に、シャ
ッタ「閉」の信号がコントローラ３から出力され、ラジ
エータシャッタ１２を「閉」状態にすることによって水
温の上昇を一層加速する（ステップ１０５）。

【００１４】水温がサーモスタット１１の開弁温度に達
すると（ステップ１０６）、コントローラ３から駆動信
号がモータ１３に出力され、ラジエータシャッタ１２は
「開」状態になる（同１０７）。なお、水温の変化によ
って、シャッタの開度を中間状態にすることも可能であ
る。また、ステップ１０６で、水温がサーモスタット１
１の開弁温度に達するまでは、ステップ１０４〜ステッ
プ１０６の過程で水温上昇を加速する。

【００１５】次に、この状態からヒータ作動信号がコン
トローラ３から出力され、ヒータ１６が作動して運転室
内が暖房される（ステップ１０８）。なお、運転室内に
設置したスイッチ１７を操作することによって、ヒータ
１６を手動で作動又は停止させることも可能である。

【００１６】この状態で、エンジン２の冷却水が全水管
系統を循環することによって、一時的に常温以下になっ
た場合には、ステップ１０４に戻り、再び水温上昇を加
速する（同１０９）。

【００１７】続いてステップ１１０でエンジン回転数を
第二の目標回転数N₂に上昇させる駆動信号をコントロー
ラ３からガバナモータ４に出力し、さらにステップ１１
１で油圧ポンプ１の斜板角を最小から最大に増大する斜
板信号をコントローラ３からコントローラ１９を経由し
て制御弁１８に出力する。これによって、作動油の温度
をアクチュエータの作動に適した常温に上昇させる。な
お、暖機運転中にステップ１１５の操作を手動で行う
と、暖機機能は解除され、機械は初期の設定状態へ戻
る。

【００１８】ステップ１１２において、作動油タンク２
０の内部に付設した温度センサ２１からの油温信号によ
って油温が常温以上になったかどうかをコントローラ３
で判定する。その結果、指定値以上であればエンジン水
温及び作動油温が常温以上であると判定してエンジン２
をローアイドル回転にするガバナモータ４への駆動信号
と、ラジエータシャッタ１２を「開」にする信号をコン
トローラ３から出力し、また、油圧ポンプ１の斜板角を
最小にする斜板信号をコントローラ１９から出力する
（ステップ１１３）。

【００１９】以上で、機械としての始動準備が完了した
と判断して、コントローラ３から運転室内に設置したラ
ンプ２２へランプ信号が出力され、ランプ２２が点灯し
てオペレータに運転準備が完了したことを知らせる（ス
テップ１１４）。ここで、オペレータがスロットル操作
を行うか、あるいは暖機解除の設定時間（約１０分間）
を超過すると、ランプ２２は消灯する（ステップ１１
５）。

【００２０】なお、ステップ１１２で作動油温が常温以
上になるまで、ステップ１１０〜ステップ１１２の過程
が繰り返される。

【００２１】また、ステップ１０２の判定で、水温がエ
ンジン２の運転に適した常温以上であればステップ２０
０へ移行し、さらにエンジン２が暖機回転数以上であれ
ばステップ２０１へ移行する。ここでオートデセル機能
がＯＮ、すなわち「入り」の状態であれば、エンジン回
転数はオートデセル回転数に設定される（ステップ２０
２）。一方、オートデセル信号がＯＦＦ、すなわちオー
トデセル機能がキャンセル状態であれば、エンジン回転
数は暖機目標回転数以上のスロットル設定回転数に、ま
た、ステップ２００でエンジン回転数が暖機回転数以下
であれば、スロットル回転数は暖機目標回転数以下のス
ロットル設定回転数になる（ステップ３００）。

【００２２】

【発明の効果】かかる構造の自動暖機システムでは、寒
冷時始動におけるエンジン及び油圧ポンプの暖機をオペ
レータの経験に依存することなく、総合的に自動制御す
ることができるため、操作の未熟による故障の発生がな
く、暖機時間も短縮される。また、運転室内の暖房も自
動的に適温にすることができるため、オペレータの居住
性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動暖機システムの系統図であ
る。

【図２】本発明に係る自動暖機システムの制御ルーチン
である。

【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ２ エンジン ３，１９ コントローラ ４ カバナモータ ５ 噴射ポンプ ６ ポテンショ ７ スロットル ８ 水管 ９ ラジエータ １０ ファン １１ サーモスタット １２ ラジエータシャッタ １３ モータ １４ 水温センサ １５ モニタパネル １６ ヒータ １７ スイッチ １８ 制御弁 ２０ 作動油タンク ２１ 温度センサ ２２ ランプ ２３ 始動スイッチ ２４ 電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変吐出量型の油圧ポンプを駆動する水冷
   型エンジンの冷却水の通路である水管回路中に設置した
   サーモスタットの作用によって水温を調整するととも
   に、エンジン冷却水によって作用する暖房用のヒータを
   運転室内に設置した暖機システムにおいて、ラジエータ
   の前方に配設しモータによって開閉するラジエータシャ
   ッタと、エンジンの燃料噴射ポンプを駆動するガバナモ
   ータと、油圧ポンプの作動油の温度を検知する温度セン
   サと、これらの各機構を制御するコントローラを付設
   し、スロットルによるローアイドル回転数とは異なる暖
   機回転数の設定、ラジエータシャッタの開閉、油圧ポン
   プの斜板角の変更及び運転室内の暖房用ヒータの作動並
   びに暖機運転終了時における前記の諸機能の待機状態へ
   の復帰を、指定したプログラムにしたがって自動的に制
   御可能としたことを特徴とする自動暖機システム。