(57)【要約】【課題】建設機械のエンジン始動時において、リリーフバルブの無駄な開放を無くし、コストが嵩まず、且つ、安定したエンジン性能が得られるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン制御装置１は、燃料フィードポンプ２１と、コモンレール２２と、インジェクタと、エンジンコントローラ４と、エンジンスタータ２５とを備えている。エンジンコントローラ４には、エンジンコントローラ４の作動状態を検出する作動状態検出手段５ａが接続されている。作動状態検出手段５ａは、エンジンスタータ２５にその作動を停止させるセーフティリレー２７を介して接続されていて、エンジン始動時にエンジンコントローラ４の停止状態を検出すると、セーフティリレー２７を作動させてエンジンスタータ２５の作動を停止させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料フィードポンプ、該燃料フィードポンプによって汲み上げられて加圧された加圧燃料を蓄えるコモンレール及び該コモンレールに蓄えられた加圧燃料をエンジンの各気筒内に噴射するインジェクタを有する燃料系統と、
上記燃料系統を制御して上記エンジンへの燃料噴射を制御するエンジンコントローラと、
車両動作を制御する車両コントローラと、
エンジン始動用のエンジンスタータと、
上記エンジンコントローラ、車両コントローラ及びエンジンスタータに電力を供給するバッテリとを備えた建設機械のエンジン制御装置において、
上記エンジンコントローラには、該エンジンコントローラの作動状態を検出する作動状態検出手段が接続され、
該作動状態検出手段は、上記エンジンスタータにその作動を停止させるスタータ停止手段を介して接続され、エンジン始動時に上記エンジンコントローラの停止状態を検出すると上記スタータ停止手段を作動させてエンジンスタータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
上記作動状態検出手段は、上記車両コントローラに設けられ、
上記スタータ停止手段は、上記車両コントローラの停止に連動して作動し、エンジン始動時に車両コントローラが停止状態にあると上記エンジンスタータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械における動力源として用いられるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のディーゼルエンジンの制御装置には、例えば特許文献１に開示されているように、エンジンへの燃料噴射を制御するコントローラと、エンジンのクランク軸に連動して回転し燃料を汲み上げる燃料フィードポンプと、該燃料フィードポンプで汲み上げられて加圧された加圧燃料を蓄えるコモンレールと、燃料をエンジンの各気筒内に噴射するインジェクタとが備えられていて、上記コントローラがコモンレール内の加圧燃料を用いてインジェクタからタイミング良くエンジンの各気筒内へ加圧燃料を噴射するように制御することでＮＯｘ排出及び騒音発生の低減が達成されるようになっている。上記コモンレールには、内部に蓄えられた加圧燃料を燃料タンクに戻すリリーフバルブが付設されていて、コモンレール内の燃料圧が所定の設定値を超えると、リリーフバルブを開放して燃料タンクに加圧燃料を戻してコモンレール内の燃料圧を下げ、これにより、コモンレールの故障を防ぐようにしている。このようなコモンレールを用いたエンジンの制御装置は、建設機械にも採用されていて、建設機械の場合、上記リリーフバルブは、エンジン性能に支障をきたさないように、開放の許容回数が予め定められていて、使用者がその許容回数に至る前に交換して対応するようにしていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４１８７公報（段落００１２、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した建設機械のエンジン制御装置では、厳しく設定された排気ガス規制に対応するために、車両の動きを制御する車両コントローラとは別に、エンジン周辺のみを制御するエンジンコントローラを設けて上記コモンレールを用いた燃料噴射制御を行うようにしている。そして、エンジンを始動させるためのエンジンスタータは、上記エンジンコントローラに直接制御されておらず、使用者がエンジンを始動させるためにキースイッチを入れると、エンジンコントローラの状態にかかわらず、エンジンが回転するようになっている。したがって、エンジンの制御装置に用いられるバッテリの蓄電量が少ない場合においてエンジンスタータを作動させると、バッテリの電圧降下が大きくなってエンジンコントローラへ供給される電力が不足してしまい、エンジンスタータによってエンジンが回転しているのにもかかわらず、エンジンコントローラが停止する事態が発生する。この場合、燃料フィードポンプの吐出部からコモンレールに送られる燃料の吐出量は、エンジンコントローラで制御されていて、該エンジンコントローラが停止すると吐出部は全開となる構成なので、燃料フィードポンプからコモンレールに燃料を送り続けることとなる一方、エンジンコントローラが停止するとインジェクタから燃料が噴射されなくなるので、コモンレール内は直ちに異常圧となってリリーフバルブが開放されてしまう。したがって、リリーフバルブを開放させる回数を無駄に多くしてしまい、ひいては、リリーフバルブの交換頻度が高まってコストが嵩むことになってしまう。
【０００５】
また、リリーフバルブが頻繁に開放されると、リリーフバルブ内部の劣化が早まって燃料漏れが多くなり、エンジン性能に支障をきたす可能性が高くなる。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、建設機械のエンジン始動時において、リリーフバルブの無駄な開放を無くし、コストが嵩まず、且つ、安定したエンジン性能が得られるエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジン始動時にエンジンコントローラの停止状態を検出できるようにし、停止状態である時には、エンジンスタータを作動させないように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
具体的には、燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料フィードポンプ、該燃料フィードポンプによって汲み上げられて加圧された加圧燃料を蓄えるコモンレール及び該コモンレールに蓄えられた加圧燃料を上記エンジンの各気筒内に噴射するインジェクタを有する燃料系統と、上記燃料系統を制御して上記エンジンへの燃料噴射を制御するエンジンコントローラと、車両動作を制御する車両コントローラと、エンジン始動用のエンジンスタータと、上記エンジンコントローラ、車両コントローラ及びエンジンスタータに電力を供給するバッテリとを備えた建設機械のエンジン制御装置において、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明では、上記エンジンコントローラには、該エンジンコントローラの作動状態を検出する作動状態検出手段が接続され、該作動状態検出手段は、上記エンジンスタータにその作動を停止させるスタータ停止手段を介して接続され、エンジン始動時に上記エンジンコントローラの停止状態を検出すると上記スタータ停止手段を作動させてエンジンスタータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において、上記作動状態検出手段は、上記車両コントローラに設けられ、上記スタータ停止手段は、上記車両コントローラの停止に連動して作動し、エンジン始動時に車両コントローラが停止状態にあると上記エンジンスタータの作動を停止させるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明では、バッテリの蓄電量が少ない状態でエンジンを始動しようとした際に、電圧降下が発生してエンジンコントローラが停止状態となっても、作動状態検出手段によりスタータ停止手段が作動してエンジンスタータが停止するので、エンジンが回転しなくなる。したがって、エンジンと連動駆動する燃料フィードポンプからコモンレールに燃料が送り続けられてコモンレール内の燃料圧が上がってしまうといった事態を回避させてリリーフバルブの無駄な開放を無くし、リリーフバルブの交換頻度を減らすことができるとともに、リリーフバルブの劣化の進行を遅くすることで安定したエンジン性能を得ることができる。
【００１２】
第２の発明では、建設機械に既存の車両動作を制御する車両コントローラに作動状態検出手段を設けることで、新たな制御機器を設けずに作動状態検出手段をエンジンコントローラに接続できるので、安価な制御装置となる。そして、このような車両コントローラに作動状態検出手段を設けたエンジン制御装置において、バッテリの蓄電量が少ない状態でエンジンを始動しようとした際に、エンジンコントローラだけでなく車両コントローラまでもが停止してしまい、作動状態検出手段によってエンジンコントローラの停止を検出できなくなっても、スタータ停止手段が作動してエンジンスタータが停止するようになる。したがって、第１の発明と同様に、リリーフバルブの無駄な開放を無くし、リリーフバルブの交換頻度を減らすことができるとともに、リリーフバルブの劣化の進行を遅くすることで安定したエンジン性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るエンジン制御装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係るエンジン制御装置のエンジン始動時における制御動作を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態２に係るエンジン制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係るエンジン制御装置１を示す。該エンジン制御装置１は、油圧ショベル等の建設機械に備えられたエンジン２を制御するものであり、燃料を貯蔵する燃料タンク３と、上記エンジン２と連動駆動して燃料タンク３から燃料を汲み上げる燃料フィードポンプ２１と、該燃料フィードポンプ２１によって汲み上げられて加圧された加圧燃料を蓄えるコモンレール２２と、該コモンレール２２に蓄えられた加圧燃料を上記エンジン２の各気筒内に噴射するインジェクタ２３とを備えている。さらにエンジン制御装置１は、上記燃料フィードポンプ２１、コモンレール２２及びインジェクタ２３からなる燃料系統を制御して上記エンジン２への燃料噴射を制御するエンジンコントローラ４と、主に建設機械の車両動作を制御する車両コントローラ５と、エンジン始動用のエンジンスタータ２５とを備え、上記エンジンコントローラ４、車両コントローラ５及びエンジンスタータ２５には、当該部分にバッテリリレー６ａを介して電力を供給するバッテリ６が接続されている。
【００１５】
上記コモンレール２２には、当該コモンレール２２内に蓄えられた加圧燃料を燃料タンク３へと戻すことが可能なリリーフバルブ２２ａが付設されている。上記コモンレール２２内の燃料圧が所定の設定値を超えると、リリーフバルブ２２ａが開放されてコモンレール２２内の加圧燃料を燃料タンク３に戻すようになっていて、これにより、コモンレール２２内の燃料圧が下がってコモンレール２２の故障を防ぐようになっている。上記リリーフバルブ２２ａは、開放の許容回数が予め定められていて、エンジン２の性能に支障をきたすことがないように、使用者が許容回数に至る前に交換して対応するようになっている。
【００１６】
上記バッテリ６と上記エンジンスタータ２５との間には、建設機械の操作ボックス（図示せず）に配設されるとともに上記車両コントローラ５に接続されたキースイッチ２６と、上記車両コントローラ５に接続されたセーフティリレー（スタータ停止手段）２７と、スタータリレー２５ａとが順に設けられている。
【００１７】
上記キースイッチ２６は、使用者が手動操作により「セル」位置にすることによって上記エンジンスタータ２５を作動させるようになっている。
【００１８】
上記セーフティリレー２７は、上記車両コントローラ５とエンジンスタータ２５との間に設けられていて、該車両コントローラ５からの指令によりバッテリ６とエンジンスタータ２５との間の回路を遮断してエンジンスタータ２５の作動を停止させるような構成となっている。また、セーフティリレー２７は、上記車両コントローラ５が停止して該車両コントローラ５からの指令が途絶えた場合においてもバッテリ６とエンジンスタータ２５との間の回路を遮断してエンジンスタータ２５の作動を停止させるような構成となっている。
【００１９】
上記エンジンコントローラ４は、車両コントローラ５、燃料フィードポンプ２１及びインジェクタ２３に接続されていて、使用者がキースイッチ２６を「ＯＮ」位置にするとバッテリ６の電力によって電源が入るようになっている。上記エンジンコントローラ４は、車両コントローラ５との間で常に通信を行っているのではなく、所定のタイミングで相互の状態を確認し合うようになっている。また、エンジンコントローラ４は、燃料フィードポンプ２１の吐出部（図示せず）の開閉度合を制御して、燃料フィードポンプ２１からコモンレール２２に向かう燃料の吐出量を制御できるようになっていて、電源が入っていない状態においては、吐出部を全開とするような制御となっている。さらに、エンジンコントローラ４は、インジェクタ２３を制御してコモンレール２２内の加圧燃料のエンジン２各気筒内への噴射時期や噴射量を調節できるようになっていて、電源が入っていない状態においては、インジェクタ２３からエンジン２の各気筒内へ燃料を噴射しない制御となっている。したがって、エンジンコントローラ４が停止している状態でエンジン２が回転すると、燃料フィードポンプ２１の吐出部は全開になるので燃料フィードポンプ２１からコモンレール２２へと燃料を送り続けることとなり、さらに、インジェクタ２３からエンジン２の各気筒内へと燃料が送られない状態であることから、コモンレール２２内の燃料圧が上昇し、直ちにリリーフバルブ２２ａが開放してコモンレール２２内の加圧燃料を燃料タンク３へ戻すようになっている。
【００２０】
上記車両コントローラ５は、エンジンコントローラ４、セーフティリレー２７及びキースイッチ２６に接続されていて、使用者がキースイッチ２６を「ＯＮ」位置にするとバッテリ６の電力によって電源が入るようになっている。上記車両コントローラ５は、電源が入ると上記セーフティリレー２７にエンジン２の始動開始ＯＫの指令を出すようになっている。
【００２１】
また、車両コントローラ５には、エンジン２の回転数を測定する回転センサ２４が接続されていて、該回転センサ２４は、上記車両コントローラ５に測定値を出力するようになっている。
【００２２】
さらに、上記車両コントローラ５には、上記エンジンコントローラ４が作動状態かどうかを検出する作動状態検出手段５ａが設けられていて、該作動状態検出手段５ａは、上記回転センサ２４から送られてくるエンジン２の回転数の測定値とエンジンコントローラ４との通信で得られるエンジン２の回転数の設定値情報とにより、エンジンコントローラ４が停止しているかどうかを判定するように構成されている。上記作動状態検出手段５ａは、回転センサ２４よりエンジン２が回転しているという測定値を得ているにもかかわらず、エンジンコントローラ４との通信が不通である場合には、エンジンコントローラ４が停止状態であると判定し、上記セーフティリレー２７に対して当該セーフティリレー２７の作動停止指令を出すようになっている。そして、上記セーフティリレー２７は、当該指令を受けて、バッテリ６とエンジンスタータ２５との間の回路を遮断し、エンジンスタータ２５の作動を緊急停止させるようになっている。
【００２３】
次に、エンジン始動時のエンジン制御装置１の具体的な制御動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２４】
まずステップＳ１では、使用者が車両コントローラ５に電源を入れるためにキースイッチ２６を手動操作にて「ＯＮ」位置にする。
【００２５】
ステップＳ２では、ステップＳ１でキースイッチ２６が「ＯＮ」位置となることによってバッテリ６からエンジンコントローラ４、車両コントローラ５及びエンジンスタータ２５に電力が供給されて電源が入る。上記車両コントローラ５に電源が入ると、当該車両コントローラ５がセーフティリレー２７にエンジン２の始動開始ＯＫという指令を出す。
【００２６】
そして、次のステップＳ３にて、エンジン２を始動させるために、使用者がキースイッチ２６を手動操作にて「セル」位置にする。
【００２７】
ステップＳ４では、上記セーフティリレー２７が、車両コントローラ５からエンジン２の始動開始ＯＫという指令が送られてきているかどうかを判定する。このステップＳ４の判定がＮＯであるとき、すなわち、車両コントローラ５からの指令が途絶えているときは車両コントローラ５が停止していると判定してステップＳ７に進み、セーフティリレー２７が、バッテリ６とエンジンスタータ２５との間の回路を遮断し、ステップ８に進んでエンジンスタータ２５が作動不可となる。
【００２８】
一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５に進んで、エンジンスタータ２５が始動可能状態となり、しかる後にステップＳ６に進む。
【００２９】
ステップＳ６では、作動状態検出手段５ａが、回転センサ２４から受け取る測定値とエンジンコントローラ４との通信で得られるエンジン２の回転数の設定値情報とにより、エンジン２が回転しているにもかかわらずエンジンコントローラ４が停止しているかどうかを判定する。このステップＳ６の判定がＮＯであるとき、すなわち、エンジン２が回転しているのにもかかわらずエンジンコントローラ４が停止していると判断したときには、ステップＳ７に進み、セーフティリレー２７が作動してバッテリ６とエンジンスタータ２５との間の回路が遮断され、ステップ８に示すようにエンジンスタータ２５が作動不可となる。
【００３０】
一方、ステップＳ６の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、エンジン２が回転していて、エンジンコントローラ４も停止していないと判断したときには、ステップＳ５に戻り、エンジンスタータ２５の始動可能状態を維持する。
【００３１】
以上より、本実施形態１のエンジン制御装置１によれば、バッテリ６の蓄電量が少ない状態でエンジン２を始動しようとした際に、電圧降下が発生してエンジンコントローラ４が停止状態となっても、作動状態検出手段５ａによりセーフティリレー２７が作動してエンジンスタータ２５が停止するので、エンジン２が回転しなくなる。したがって、エンジン２と連動駆動する燃料フィードポンプ２１からコモンレール２２への燃料が送り続けられてコモンレール内の内燃圧が上がってしまうといった事態を回避させることができ、リリーフバルブ２２ａの無駄な開放を無くし、リリーフバルブ２２ａの交換頻度を減らすことができるとともに、リリーフバルブ２２ａの劣化の進行を遅くすることで安定したエンジン性能を得ることができる。
【００３２】
また、建設機械に既存の車両動作を制御する車両コントローラ５に作動状態検出手段５ａを設けることで、新たな制御機器を設けずに作動状態検出手段５ａをエンジンコントローラ４に接続できるので、安価なエンジン制御装置１となる。そして、このような車両コントローラ５に作動状態検出手段５ａを設けたエンジン制御装置１において、バッテリ６の蓄電量が少ない状態でエンジン２を始動しようとした際に、エンジンコントローラ４だけでなく車両コントローラ５までもが停止してしまい、作動状態検出手段５ａによってエンジンコントローラ４の停止を検出できなくなっても、セーフティリレー２７が作動してエンジンスタータ２５が停止するようになる。したがって、第１の発明と同様に、リリーフバルブ２２ａの無駄な開放を無くし、リリーフバルブ２２ａの交換頻度を減らすことができるとともに、リリーフバルブ２２ａの劣化の進行を遅くすることで安定したエンジン性能を得ることができる。
《発明の実施形態２》
図３は、本発明の実施形態２に係るエンジン制御装置１を示す。この実施形態２では、作動状態検出手段５ａにおいて、エンジン２が回転しているのにもかかわらずエンジンコントローラ４が停止している状態を判定する機器として、エンジン２と連動駆動して燃料を汲み上げる燃料フィードポンプ２１に着目して、回転センサ２４ではなく流量計２８を用いている点が実施形態１と異なっているだけで、他の部分は同じであるため、以下、異なる部分のみを詳細に説明する。
【００３３】
実施形態２のエンジン制御装置１には、図３に示すように、燃料の流量を測定可能な流量計２８が燃料フィードポンプ２１とコモンレール２２との間に設けられている。上記流量計２８は、車両コントローラ５に接続されていて、該車両コントローラ５に測定値を出力するようになっている。
【００３４】
上記作動状態検出手段５ａは、上記流量計２８から送られてくる測定値と、エンジンコントローラ４との通信とで得られる燃料フィードポンプ２１及びコモンレール２２間の燃料流量の設定値情報とにより、該エンジンコントローラ４が停止しているかどうかを判定するように構成されている。上記作動状態検出手段５ａは、上記流量計２８より燃料が流れているという測定値を得ているにもかかわらず、エンジンコントローラ４との通信が不通である場合には、エンジンコントローラ４が停止状態であると判定するようになっている。
【００３５】
実施形態２におけるエンジン始動時のエンジン制御装置１の具体的な制御動作は、作動状態検出手段５ａが回転センサ２４ではなく流量計２８を用いてエンジンコントローラ４が停止しているかどうかを判定する以外は実施形態１と同じであるため詳細な説明は省略する。
【００３６】
したがって、実施形態２のエンジン制御装置１によれば、作動状態検出手段５ａがエンジンコントローラ４の状態を判定する手段として、回転センサ２４ではなく流量計２８を用いていても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
尚、本実施形態１，２では、車両コントローラ５に作動状態検出手段５ａを設けているが、例えば、作動状態検出手段５ａを他の機器に設けるようにしてもよいし、単独で作動態検出機器を設けるようにしてもよい。
【００３８】
また、本実施形態１，２では、セーフティリレー２７がスタータ停止手段として機能していて、車両コントローラ５から指令を受けると、エンジンスタータ２５とバッテリ６との間の回路を遮断して、エンジンスタータ２５に電流が流れないようにすることでエンジンスタータ２５を停止させるようにしているが、リレーを用いずに、車両コントローラ５から指令を受けると、エンジンスタータ２５に停止指令を出すような制御機器を設けてエンジンスタータ２５を停止させるような構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、建設機械における動力源として用いられるエンジンの制御装置に適している。
【符号の説明】
【００４０】
１      エンジン制御装置
２      エンジン
３      燃料タンク
４      エンジンコントローラ
５      車両コントローラ
５ａ    作動状態検出手段
６      バッテリ
２１      燃料フィードポンプ
２２      コモンレール
２２ａ    リリーフバルブ
２３      インジェクタ
２５      エンジンスタータ
２７      セーフティリレー（スタータ停止手段）
【図１】
2011185124.tif 000003
【図２】
2011185124.tif 000004
【図３】
2011185124.tif 000005