JPH0528361Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、建設機械に搭載されたエンジンの暖
機を自動的に行なうための装置に関する。

［従来の技術］ エンジンの温度が低い場合、該エンジンの始動
直後に大きな負荷を作用させることは望ましくな
い。そこで従来、上記始動直後にエンジンをウオ
ームアツプ運転して、いわゆる暖機を行ない、こ
れによつてエンジンの調子を整えるようにしてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、寒冷地においては上記暖機に相
当な時間を要する。とくに大型である建設機械用
エンジンにおいては、上記暖機に多大な時間を要
し、そのため作業開始が大幅に遅れる等の不都合
を生じている。

本考案の目的は、かかる状況に鑑み、大型であ
る建設機械用エンジンを、簡易かつ低コストな構
成によつて円滑、迅速に暖機することができる暖
機装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、エンジンで駆動される油圧ポンプ
と、 操作弁を介して上記油圧ポンプに接続された油
圧アクチユエータと、電気信号に基づいてリリー
フ圧を変化させるように構成され、上記操作弁が
中立状態にある場合に、上記リリーフ圧を零の状
態にして上記ポンプの吐出油をタンクにバイパス
させるアンロード弁とを備えた建設機械に適用さ
れ、上記エンジンの温度を検出する温度検出手段
と、上記エンジンの温度が予設定された暖機完了
温度T₂に到達するまでの間、上記エンジンをロ
ーアイドル回転数N₁よりも高い所定の回転数N₂
で回転させ、上記エンジンの温度が上記暖機完了
温度T₂に到達した時点で上記エンジンを上記ロ
ーアイドル回転数N₁で回転させる回転数制御手
段と、上記エンジンの温度が予設定温度T₁（＜
T₂）以上でかつ上記温度T₂よりも低い範囲にあ
る場合に、上記アンロード弁のリリーフ圧が所定
の大きさとなるように該アンロード弁を制御し
て、上記ポンプに所定の負荷を作用させる弁制御
手段とを備えた構成を特徴としている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

第１図は、パワーシヨベル等の建設機械のエン
ジンに適用した本考案の実施例を示している。

同図において、エンジン１によつて駆動される
油圧ポンプ２には、アンロード弁３が接続され、
かつ、操作弁４を介して油圧アクチユエータたる
油圧シリンダ５が接続されている。

上記アンロード弁３は、リリーフ圧としての構
成を有した主弁３０と、電磁式のパイロツト弁３
２とを備えている。

主弁３０は、ポンプポートがポンプ２と、一次
側パイロツトポートと、パイロツト弁３２のパイ
ロツトポートにそれぞれ接続されている。また、
主弁３０の二次側パイロツトポートは、オリフイ
ス３１を介して上記ポンプポートに接続されると
ともに、パイロツト弁３２の流入ポートに接続さ
れている。

いま、パイロツト弁３２のソレノイド３２ａが
励磁されていないとすると、この場合、図示する
ように、主弁３０の二次側パイロツトポートが該
弁３２を介してタンク６と連通する。

そこで、操作弁４の中立状態下で油圧ポンプ２
が駆動されると、上記主弁３０の一次側パイロツ
トポートに作用する僅かな油圧によつて該主弁３
０が全開状態になり、その結果、ポンプが無負荷
運転されることになる。つまり、ポンプ２から吐
出された圧油が主弁３０を通つてそのままタンク
に排出されて、該ポンプ２がアンロード状態にお
かれる。

ここで、コントローラ１１から出力される信号
電流によつて上記パイロツト弁３２のソレノイド
３２ａが励磁されると、該ソレノイド３２ａの付
勢力によつてパイロツト弁３２が閉じ方向に作動
する。この結果、上記主弁３０の二次側パイロツ
トポートの油圧が零の状態から増大し、これに伴
つて、該主弁３０が閉じ方向に作動してそのポン
プポートに圧力（ポンプ２の吐出圧）が立つ状態
となる。

上記ポンプポートにおける油圧、つまり、主弁
３０のリリーフ圧は、ソレノイド３２ａの付勢力
に対応し、したがつて、該ソレノイド３２ａの励
磁電流を制御することによつて上記リリーフ圧を
任意の大きさに設定することができる。

ポンプ２の吐出圧が立つことは、該ポンプ２の
吸収トルクが増大すること、つまり、エンジンの
負荷トルクが増大することを意味し、第３図には
上記リリーフ圧がある大きさに設定された場合の
エンジン１の負荷トルクが符号t₃で示されてい
る。

なお、上記操作弁４が操作される場合には、該
操作弁の操作に連係して上記ソレノイド３２ａに
信号電流が供給され、これによつて主弁３０のリ
リーフ圧が設定される。したがつて、ポンプ２の
吐出圧が上記リリーフ圧以上になることが防止さ
れる。

上記したアンロード弁３の構成および作用は周
知であるので、その詳細な構成の説明は省略す
る。

第１図に示すレバー位置検出器７は、スロツト
ルレバー８の操作量に対応した信号を発生してコ
ントローラ１１に加える。

コントローラ１１は、レバー位置検出器７の出
力信号に基づくスロツトル信号を比例ソレノイド
１３に加え、これにより、エンジン１に設けられ
ているガバナ１４のコントロールレバー１５がス
ロツトルレバー８の操作量に対応した量だけ回動
されて、エンジン１の回転数が設定される。

第４図には、エンジン１の定格トルク特性が太
線で示されている。

このトルク特性は、スロツトルレバー８がフル
操作されたとき、つまり、エンジン１の目標回転
数がN_rnのときにガバナ１４によつて設定され、
同図にはこの特性のレギユレーシヨンライン（最
高速レギユレーシヨンライン）が符号l_nで示され
ている。

上記トルク特性におけるレギユレーシヨンライ
ンは、上記レバー８の操作量に応じて移動され、
該レバー８がローアイドル位置にセツトされた場
合には、つまり、目標エンジン回転数N_rとして
ローアイドル目標回転数N_r1が指示された場合に
は、上記最高速レギユレーシヨンラインl_nに代え
てレギユレーシヨンラインl₁がガバナ１４によつ
て設定される。

なお、水温センサ９およびエンジン回転センサ
１０は、エンジン１の冷却水温および実回転数を
それぞれ検出するものであり、それらの検出信号
はコントローラ１１に入力される。

第２図は、コントローラ１１の処理手順を例示
しており、以下、同図を参照しながらこの実施例
の作用を説明する。

なお、この手順の実行開始時には、操作弁４が
中立位置にあり、かつスロツトルレバー８がロー
アイドル位置にセツトされているものとする。

図示していないキースイツチがオンされて、エ
ンジン１が回転されると、アンロード弁３の主弁
３０が直ちに全開するので、ポンプ２は無負荷運
転されることになる。

コントローラ１１では、まず、エンジン回転セ
ンサ１０の出力信号に基づいてエンジン１が始動
したか否か、つまり、エンジン１の回転数が第４
図に示す回転数N₁になつたか否かが判断される
（ステツプ100）。

第４図に示すL₁がポンプ２の無負荷時の吸収
トルク特性であるとすると、ステツプ100で始動
が判断された時点ではエンジン１の出力トルクと
ポンプ２の吸収トルク（負荷トルク）が同図の
P₁点でマツチングし、このときのエンジン１の
実回転数はN₁である。

第３図には、上記P₁点での負荷トルクがt₁で示
されている。

ステツプ100でエンジン１の始動が判断される
と、フラグＦが“１”にセツトされ（ステツプ
101）、ついで水温センサ９の出力に基づいて、エ
ンジン１の冷却水の温度Ｔが第３図に示した予設
定温度T₁よりも低いか否かが判断される（ステ
ツプ102）。

なお、上記設定温度T₁は、エンジン１の潤滑
等が完了したことを判断するため、つまり、なら
し運転の完了を判断するための基準温度である。

いま、上記ならし運転が未完了でエンジン水温
がT₁よりも低い状態にあるとすると、エンジン
１の目標回転数N_rを現時点での目標回転数N_r1か
ら該回転数N_r1よりも若干高い暖機用目標回転数
N_r2に変更する処理が実行される（ステツプ
103）。すなわち、比例ソレノイド１３に加えられ
る目標回転数指令信号を回転数N_r2に対応した指
令信号に変更する処理が実行される。

目標回転数がN_r1からN_r2に変更されると、第
４図に示したレギユレーシヨンラインl₂が設定さ
れることから、エンジン１の出力トルクとポンプ
２の吸収トルクとがP₂点でマツチングすること
になる。

この結果、エンジン１はP₂点におけるトルク
が負荷された状態で運転され、これによつて冷却
水温の上昇速度が増大されると共に、エンジン１
の各部の潤滑がより促進される。

なお、第３図にはP₂点での負荷トルクがt₂で示
され、また、目標エンジン回転数の変更に伴つて
上昇したエンジン１の実回転数がN₂で示されて
いる。

つぎのステツプ104では、冷却水温Ｔが第３図
に示す予設定温度T₁，T₂（＞T₁）に対しT₁≦Ｔ
＜T₂なる範囲にあるか否かが判断される。そし
て、水温Ｔが上記範囲内に到達しない間は、上記
トルクt₂がエンジン１に継続的に負荷される。

なお、上記予設定温度T₂は、エンジン１の暖
機完了を判断するための基準温度である。

冷却水温Ｔが上昇して、ステツプ104の判断結
果がYESになると、つまり、エンジン１の慣ら
し運転完了が判断されると、前記アンロード弁３
におけるパイロツト弁３２のソレノイド３２ａに
信号電流が出力されて該ソレノイド３２ａが励磁
される（ステツプ105）。

ソレノイド３２ａが励磁されると、パイロツト
弁３２が閉じ方向に作動するので、これまで全開
状態（リリーフ圧がはぼ零の状態）にあつた前記
主弁３０が閉じ方向に作動し、その結果、ソレノ
イド３２ａの付勢力に対応したリリーフ圧が該主
弁３０に設定される。

これに伴い、ポンプ２の吸収トルク特性で例え
ば第４図に符号L₂で示すように変化されて、エ
ンジン１の出力トルクとポンプ２の吸収トルクと
がP₃点でマツチングする。

この結果、エンジン１の負荷トルクが図３に示
すt₃まで上昇され、これにより、エンジンの発熱
量が増大して、冷却水温がより速やかに上昇され
ることになる。

なお、上記負荷トルクt₃になつたときには、図
４から明らかなように、エンジン１の回転数が
N₂から若干低下することになるが、第３図には
この低下の状況を示していない。

次のステツプ106では、冷却水温Ｔが上記暖機
完了温度T₂以上になつたか否かが判断され、そ
の判断の結果がNOである間は上記ソレノイド３
２ａの励磁が継続される。

そして、ステツプ106の判断の結果がYESにな
ると、エンジン１の目標回転数がN_r2からレバー
８によつて指示されているローアイドル回転数
N_r1に変更され、かつ上記ソレノイド３２ａが消
磁される（ステツプ107）。

目標エンジン回転数がN_r1に変更されると、第
４図に示すレギユレーシヨンラインl₁が再び設定
され、また、ソレノイド３２ａが消磁されると、
ポンプ２がアンロードされて、該ポンプ２の吸収
トルクがL₁に変更される。

したがつて、第３図に示したように、エンジン
回転数がN₁まで低下され、かつ、ポンプ２の吸
収トルクがt₁まで低下される。

ステツプ108では、前記フラグが“０”に設定
され、この時点で暖機処理が終了する。なお、フ
ラグが“０”に設定された後は、通常のエンジン
制御が行われる。

つぎに、前記ステツプ102において冷却水温Ｔ
がＴ＜T₁でないと判断された場合について説明
する。

この場合には、ステツプ109で冷却水温ＴがT₁
≦Ｔ＜T₂という関係にあるか否かが判断される。
そして、その判断結果がYESの場合には、ステ
ツプ110でエンジンの目標回転数がN_r2に設定さ
れた後、手順がステツプ105に移行される。

また、ステツプ109の判断結果がNOの場合に
は、暖機を必要としないことから、手順がステツ
プ108に移行される。なお、ステツプ110に示す処
理は省略することも可能である。

上述したように、上記実施例によれば、 Ａ エンジン１の冷却水温がならし運転完了温度
T₁なるまでの間、該エンジン１を暖機運転回
転数N₂で回転させる。

Ｂ エンジン１の温度がT₁≦Ｔ＜T₂になると、
エンジン１を上記暖機運転操回転数N₂で回転
させながら該エンジン１に所定の負荷を作用さ
せる。

という２段階の暖気処置が行なわれる。

処置Ａ，Ｂによれば、エンジン１の温度が温度
T₁まで上昇した時点で、つまり、エンジン１が
十分に潤滑されてその回転数が安定した時点でエ
ンジンに所定の負荷が作用されることになる。

したがつて、大型である建設機械のエンジン１
を、回転数の低下やエンスト等を生じることな
く、速やかに暖機することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、以下のような作用効果が得ら
れる。

ａ エンジンに作用される暖機促進のための負荷
が、建設機械に設けられているアンロード弁を
利用して発生されるので、特別な負荷発生手段
を設ける必要がなく、したがつて、低コスト化
と構成の簡素化を図ることができる。

ｂ エンジンがローアイドル回転数N₁よりも高
い回転数N₂で無負荷運転され、エンジンの温
度が所定の温度T₁に到達した以後、上記暖機
促進のための負荷がエンジンに作用される。し
たがつて、上記温度T₁をエンジンの潤滑等が
完了する適宜な値に設定しておくことにより、
大型である建設機械用エンジンを回転数低下、
回動部の焼き付き、エンスト等の現象を伴うこ
と無く可及的速やかに暖機することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る暖機装置の一実施例を示
したブロツク図、第２図は第１図に示すコントロ
ーラで実行される処理手順を例示したフローチヤ
ート、第３図および第４図はそれぞれ本実施例の
作用を示したグラフである。 １……エンジン、２……ポンプ、３……アンロ
ード弁、７……レバー位置検出器、８……スロツ
トルレバー、９……水温センサ、１０……エンジ
ン回転センサ、１１……コントーラ、１３……比
例ソレノイド、１４……ガバナ、１６……燃料噴
射ポンプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンで駆動される油圧ポンプと、 操作弁を介して上記油圧ポンプに接続された油
   圧アクチユエータと、 電気信号に基づいてリリーフ圧を変化させるよ
   うに構成され、上記操作弁が中立状態にある場合
   に、上記リリーフ圧を零の状態にして上記ポンプ
   の吐出油をタンクにバイパスさせるアンロード弁
   と、 を備えた建設機械に適用され、 上記エンジンの温度を検出する温度検出手段
   と、 上記エンジンの温度が予設定された暖機完了温
   度T₂に到達するまでの間、上記エンジンをロー
   アイドル回転数N₁よりも高い所定の回転数N₂で
   回転させ、上記エンジンの温度が上記暖機完了温
   度T₂に到達した時点で上記エンジンを上記ロー
   アイドル回転数N₁で回転させる回転数制御手段
   と、 上記エンジンの温度が予設定温度T₁（＜T₂）以
   上でかつ上記温度T₂よりも低い範囲にある場合
   に、上記アンロード弁のリリーフ圧が所定の大き
   さとなるように該アンロード弁を制御して、上記
   ポンプに所定の負荷を作用させる弁制御手段と を備えることを特徴とする暖機装置。