JP2004332629A

JP2004332629A - Construction machine equipped with engine controller

Info

Publication number: JP2004332629A
Application number: JP2003130163A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Honma; 義朗本間
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction machine equipped with an engine controller, improving reliability in engine vibration and ambient temperature at low cost. <P>SOLUTION: In the construction machine equipped with the engine controller 10, the engine controller 10 is mounted to an outer package frame 6. Preferably, the engine controller 10 may be mounted upstream of cooling air compared with a radiator 12 cooling the engine 11, and it may be mounted near a cover 9 for maintenance disposed to an outer package panel 7. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンコントローラ及びそれを装着した建設機械に関し、特に耐振動性や耐温度に対する信頼性を向上したエンジンコントローラ及びそれを装着した建設機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建設機械においては、操作性向上のために、運転操作モードに対応して所定の操作に即してエンジン回転数を制御したり、また、燃費の低減を図るために作業負荷に応じてエンジン回転数を制御したりする必要性が高くなっている。このため、制御器から指令された燃料噴射量信号に基づいてエンジンの燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御するエンジンコントローラを備えている。エンジンコントローラの装着位置としては、例えば特許文献１に記載されているように、エンジン自体に装着されている。図５は、同文献１に記載された、適用機械である油圧ショベルの要部部分断面上面図であり、図５において、エンジン３０のクランク軸方向略中央部の表面部位にエンジンコントローラ３２が装着されている。このエンジンコントローラ３２は、エンジン３０自体の発熱による温度上昇を抑制するために、エンジン３０の前部に設けた冷却ファン３１による冷却風で冷却されるようにしている。
【０００３】
また、同文献１には記載が無いが、エンジンコントローラは、ケース内にコントロール基板を備えており、このケースまたはコントロール基板はエンジンの振動の影響を低減するために所定の緩衝装置を介してエンジン本体に装着されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８８８１８号公報（第３−４頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエンジン３０に装着されたエンジンコントローラ３２は、エンジン３０のクランク軸方向略中央部に配置されているため、エンジン３０の前部を冷却して外気よりも所定温度上昇した冷却風で冷却されることになり、該コントローラ３２の冷却効率が低く、エンジンコントローラ３２の動作許容温度範囲に対する周囲温度の余裕度が小さいので、温度に対する信頼性を十分に確保するのが困難であるという問題がある。そして、この余裕度を確保するために、例えばエンジンコントローラ専用の冷却ファン及び冷却風ダクト等の冷却装置を設けるとすると、部品点数が増えて製作コストが高価になる。
【０００６】
また、エンジン３０の継続的で大きな振動によってエンジンコントローラ３２のコントロール基板が破損しないようにするために、振動低減効果の高い、高性能の緩衝装置が必要であり、よってエンジンコントローラの取付コストが高くなる。さらに、コントロール基板の材質や厚さが高い剛性を満たすものを使用し、電子部品のはんだ付けの強度を高め、またシリコンゴム充填等により該基板上に電子部品を固定するなどの振動対策を講じる必要があり、これらによってエンジンコントローラの製作コストが高くなると言う問題もある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、安いコストでエンジンの振動および周囲温度に対する信頼性を向上できるエンジンコントローラを装着した建設機械を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するため、第１発明は、エンジンコントローラを装着した建設機械において、エンジンコントローラを車体側の外装フレームに装着したことを特徴としている。
【０００９】
第１発明によれば、エンジンコントローラを車体側の外装フレームに装着したため、該エンジンコントローラはエンジンの振動を直接受けることなく、エンジンマウント用緩衝装置と車体側フレームを介して受けるので、エンジン振動によりエンジンコントローラにかかる振動加速度は小さくなる。これにより、エンジンコントローラに講じる耐振動のための対策手段は、その許容振動加速度レベル（耐振動性能）が従来のエンジンにエンジンコントローラを装着する場合よりも低いもので良く、従ってエンジンコントローラ及びこれを装着する建設機械の製作コストを低減できる。
【００１０】
第２発明は、第１発明に基づいて、前記エンジンコントローラを、エンジンを冷却するラジエータよりも冷却風上流側に装着したことを特徴としている。
【００１１】
第２発明によれば、エンジンコントローラをラジエータの冷却風上流側に装着するので、外気で直接エンジンコントローラが冷却され、冷却効率を上げることができる。これにより、エンジンコントローラの作動許容温度範囲に対する周囲温度の余裕度を十分に確保でき、作動の信頼性を格段に上昇させることができる。また、エンジンコントローラ専用の冷却装置等は不要なので、部品点数が減り、製作コストを低減できる。
【００１２】
第３発明は、第１発明に基づいて、前記エンジンコントローラを、外装パネルに設けた点検・整備用カバーの近傍に装着したことを特徴としている。
【００１３】
第３発明によれば、エンジンコントローラを点検・整備用カバーの近傍に装着したため、エンジンコントローラのメンテナンス（故障修理、整備点検等）作業が非常に容易である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の適用機例として油圧ショベルを挙げて説明する。
【００１５】
図１は、エンジンコントローラの取付部の説明図である。図１において、下部走行体（図示せず）上に旋回自在に搭載された上部旋回体の旋回フレーム２の後部に、エンジン１１がそのクランク軸を車両左右方向に向けてゴムマウント等の緩衝装置を介して設置されており、旋回フレーム２の後端部（エンジン１１の後方）にはカウンタウエイト３が取り付けられている。エンジン１１のクランク軸方向一端部には図示しないファンが回転自在に配設されており、該ファンの前方にはラジエータ１２、作動油を冷却するオイルクーラ１３、エアコン用圧縮冷媒ガスを冷却するエアコンコンデンサ１４、及びアフタクーラ１５がそれぞれ順に層状に重なるように配設されている。また、アフタクーラ１５よりも外側には、作動油のリザーブタンク１６が配設されている。これらのラジエータ１２、オイルクーラ１３、エアコンコンデンサ１４、及びアフタクーラ１５は、旋回フレーム２上に車両左右方向に沿って取り付けられた前後１対の第１の外装フレーム４，４又は旋回フレーム２にそれぞれ取り付けられている。この前後１対の外装フレーム４，４の左右側端部の上部間には、前後方向に第２の外装フレーム５が取り付けられている。
【００１６】
前後１対の第１の外装フレーム４，４のいずれか一方の左右側端部で、アフタクーラ１５よりも車両左右方向外側の位置には、外装フレーム４と旋回フレーム２との間に第３の外装フレーム６が取り付けられており、この外装フレーム６にエンジンコントローラ１０が取り付けられている。エンジンコントローラ１０は、通気孔部１７ａが形成されたケース１７と、該ケース１７内に収納された図示しないコントロール基板とを備えている。
【００１７】
また、アフタクーラ１５の近傍の側面外装パネル７には開口部８が形成されており、この開口部８には、ルーバを有する吸気孔９ａが形成され、かつ開閉自在に取り付けられた点検・整備用カバー９が設けられている。また、前記外装パネル７には、外気導入用の、ルーバを有する吸気孔７ａが形成されている。
【００１８】
なお、本例では、点検・整備用カバー９は図示しない蝶番を介して開閉自在に取り付けられているが、ボルト等によって着脱自在に取り付けるようにしてもよい。また、点検・整備用カバー９は車両左右側面に設けた例で示したが、車両上面部に設けてもよい。さらに、吸気孔７ａ，９ａはルーバを有するものに限定されず、パンチングメタル等の単なる貫通孔であっても構わない。
【００１９】
また、ラジエータ１２の冷却風の方向は、エンジン１１側への吸い込み方式の例で説明したが、吐き出し方式であってもよい。この場合でも、エンジンコントローラはラジエータよりも冷却風通路の上流側の車体フレームに装着することが好ましい。
【００２０】
上記構成によると、エンジン１１のファン回転で吸気孔７ａ，９ａから吸入された外気は、図１に示めす矢印方向に流入し、まずエンジンコントローラ１０の周囲を通過し、アフタクーラ１５、エアコンコンデンサ１４、オイルクーラ１３、ラジエータ１２、及びエンジン１１を順に通過して、反対側の車両側面部から排気される。
【００２１】
また、オペレータやサービス員が、エンジン１１近傍で、かつ車両右側面近くに配設された上記各冷却装置（アフタクーラ１５、エアコンコンデンサ１４等）、リザーブタンク１６及びエンジンコントローラ１０等を点検、整備するときには、点検・整備用カバー９を開いて開口部８からアクセスする。
【００２２】
次に、上記構成による本発明の効果を説明する。
エンジンコントローラ１０を車体側の外装フレーム６に装着したので、エンジン１１の継続的な大きい振動は、エンジン取付用の緩衝装置を介してエンジンコントローラ１０に伝達されるため、エンジンコントローラ１０に作用する振動加速度が低減される。従って、エンジンコントローラ１０取付用の緩衝装置が不要となり、またエンジンコントローラ１０のコントロール基板の許容振動加速度レベルを従来よりも低く抑えることができるので、耐振動のための処理にかかる費用を低減できる。これにより、エンジンコントローラ１０及びこれを装着する建設機械の製作コストを低減できる。
【００２３】
また、エンジンコントローラ１０をエンジン冷却風の通路上における最上流側に位置する外装フレーム６に装着しているため、該エンジンコントローラ１０は外気で直接冷却されるので、エンジンコントローラ１０の冷却効率を向上できる。従って、エンジンコントローラ１０の作動時の最大周囲温度を下げることにより、作動許容温度範囲に対する余裕度を十分に確保でき、エンジンコントローラ１０の温度に対する信頼性を格段に上昇させることができる。また、エンジンコントローラ専用の冷却装置、冷却構造は不要なので、製作コストを低減できる。
【００２４】
また、エンジンコントローラ１０は開閉自在な点検・整備用カバー９の近傍に装着されているため、エンジンコントローラ１０のメンテナンス（故障修理、整備点検等）作業が非常に容易にできる。
【００２５】
さらに、エンジンコントローラ１０は、エンジン１１から近距離の位置に設けた外装フレーム６に装着されているので、エンジン１１への指令信号に作用する電気的ノイズの影響を受け難く、またエンジン１１との間のワイヤハーネスの配線作業が容易に行える。
【００２６】
なお、実施形態においては油圧ショベルに適用した例で説明したが、本発明は他の建設機械にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンコントローラの取付部の説明図である。
【図２】従来技術に係るエンジンコントローラの取付部の説明図である。
【符号の説明】
２…旋回フレーム、３…カウンタウエイト、４，５，６…外装フレーム、７…外装パネル、７ａ…吸気孔、８…開口部、９…点検・整備用カバー、９ａ…吸気孔、１０…エンジンコントローラ、１１…エンジン、１２…ラジエータ、１３…オイルクーラ、１４…エアコンコンデンサ、１５…アフタクーラ、１６…リザーブタンク、１７…ケース、１７ａ…通気孔部、３０…エンジン、３１…冷却ファン、３２…エンジンコントローラ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine controller and a construction machine equipped with the same, and more particularly to an engine controller with improved reliability against vibration and temperature, and a construction machine equipped with the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in construction machines, in order to improve operability, the engine speed is controlled in accordance with a predetermined operation corresponding to a driving operation mode, and according to a workload in order to reduce fuel consumption. There is an increasing need to control engine speed. For this purpose, an engine controller is provided for controlling the fuel injection amount of the engine and the injection timing based on the fuel injection amount signal instructed by the controller. The mounting position of the engine controller is mounted on the engine itself, as described in Patent Document 1, for example. FIG. 5 is a partial cross-sectional top view of a main part of a hydraulic shovel, which is an applied machine, described in Patent Document 1. In FIG. 5, an engine controller 32 is mounted on a surface portion of a substantially central portion of an engine 30 in a crankshaft direction. Have been. The engine controller 32 is cooled by cooling air from a cooling fan 31 provided at a front portion of the engine 30 in order to suppress a rise in temperature due to heat generated by the engine 30 itself.
[0003]
Although not described in Patent Document 1, the engine controller includes a control board in a case, and the case or the control board is connected to the engine via a predetermined shock absorber in order to reduce the influence of engine vibration. It is attached to the main body.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-88818 (pages 3-4, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the engine controller 32 mounted on the conventional engine 30 is disposed substantially at the center of the engine 30 in the crankshaft direction, the cooling air that cools the front part of the engine 30 and has a predetermined temperature higher than the outside air is provided. , The cooling efficiency of the controller 32 is low, and the margin of the ambient temperature with respect to the operation allowable temperature range of the engine controller 32 is small. Therefore, it is difficult to sufficiently secure the reliability with respect to the temperature. There's a problem. If a cooling device such as a cooling fan and a cooling air duct dedicated to the engine controller is provided to secure this margin, for example, the number of parts increases and the manufacturing cost increases.
[0006]
Further, in order to prevent the control board of the engine controller 32 from being damaged by the continuous large vibration of the engine 30, a high-performance shock absorber having a high vibration reduction effect is required, and thus the mounting cost of the engine controller is high. Become. In addition, use a material whose control board material and thickness satisfy the high rigidity, increase the soldering strength of the electronic components, and take measures against vibration such as fixing the electronic components on the substrate by filling it with silicon rubber. There is also a problem that these necessitate high production costs for the engine controller.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a construction machine equipped with an engine controller capable of improving reliability of engine vibration and ambient temperature at low cost.
[0008]
Means for Solving the Problems, Functions and Effects
In order to achieve the above object, a first invention is characterized in that, in a construction machine equipped with an engine controller, the engine controller is mounted on an exterior frame on a vehicle body side.
[0009]
According to the first invention, since the engine controller is mounted on the exterior frame on the vehicle body side, the engine controller receives the engine vibration via the engine mount shock absorber and the vehicle body side frame without directly receiving the engine vibration. The vibration acceleration applied to the engine controller is reduced. As a result, the countermeasures against vibration applied to the engine controller need only have an allowable vibration acceleration level (vibration resistance performance) lower than when an engine controller is mounted on a conventional engine. The manufacturing cost of the construction machine to be mounted can be reduced.
[0010]
According to a second aspect, based on the first aspect, the engine controller is mounted on a cooling air upstream side of a radiator for cooling an engine.
[0011]
According to the second aspect, since the engine controller is mounted on the upstream side of the cooling air of the radiator, the engine controller is directly cooled by the outside air, and the cooling efficiency can be increased. As a result, a sufficient margin of the ambient temperature with respect to the operation allowable temperature range of the engine controller can be sufficiently ensured, and the reliability of operation can be significantly increased. Further, since a cooling device or the like dedicated to the engine controller is not required, the number of parts is reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0012]
A third invention is based on the first invention, wherein the engine controller is mounted near an inspection / maintenance cover provided on an exterior panel.
[0013]
According to the third invention, since the engine controller is mounted near the inspection / maintenance cover, the maintenance work (repair, repair, etc.) of the engine controller is very easy.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A hydraulic excavator will be described as an example of an application machine of the present invention.
[0015]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a mounting portion of the engine controller. In FIG. 1, an engine 11 has a shock absorber, such as a rubber mount, with its crankshaft directed in the left-right direction of the vehicle, at the rear of a revolving frame 2 of an upper revolving structure that is rotatably mounted on a lower traveling structure (not shown). The counterweight 3 is attached to the rear end of the revolving frame 2 (behind the engine 11). A fan (not shown) is rotatably disposed at one end of the engine 11 in the direction of the crankshaft. A radiator 12, an oil cooler 13 for cooling hydraulic oil, and an air conditioner for cooling a compressed refrigerant gas for an air conditioner are provided in front of the fan. The capacitor 14 and the aftercooler 15 are arranged so as to sequentially overlap each other in layers. Further, a reserve tank 16 for hydraulic oil is provided outside the aftercooler 15. The radiator 12, the oil cooler 13, the air conditioner condenser 14, and the aftercooler 15 are respectively mounted on a pair of front and rear first outer frames 4, 4 or the turning frame 2 mounted on the turning frame 2 along the vehicle left-right direction. Installed. A second exterior frame 5 is attached in the front-rear direction between upper portions of left and right ends of the pair of exterior frames 4 and 4.
[0016]
At one of the left and right ends of the pair of first exterior frames 4, 4, at a position outside the aftercooler 15 in the left-right direction of the vehicle, a third space is provided between the exterior frame 4 and the turning frame 2. An exterior frame 6 is attached, and an engine controller 10 is attached to the exterior frame 6. The engine controller 10 includes a case 17 in which a vent 17a is formed, and a control board (not shown) housed in the case 17.
[0017]
An opening 8 is formed in the side exterior panel 7 in the vicinity of the aftercooler 15, and an opening 9a having a louver is formed in this opening 8, and the opening and closing is provided for inspection and maintenance. A cover 9 is provided. Further, the exterior panel 7 is formed with an intake hole 7a having a louver for introducing outside air.
[0018]
In this example, the inspection / maintenance cover 9 is openably and closably attached via a hinge (not shown), but may be detachably attached with a bolt or the like. Further, although the inspection and maintenance cover 9 is shown as an example provided on the left and right side surfaces of the vehicle, it may be provided on the upper surface of the vehicle. Furthermore, the intake holes 7a and 9a are not limited to those having louvers, but may be simple through holes such as punched metal.
[0019]
Further, the direction of the cooling air of the radiator 12 has been described in the example of the suction system to the engine 11 side, but may be the discharge system. Even in this case, it is preferable that the engine controller be mounted on the vehicle body frame on the upstream side of the cooling air passage from the radiator.
[0020]
According to the above configuration, the outside air sucked from the intake holes 7a and 9a by the rotation of the fan of the engine 11 flows in the direction of the arrow shown in FIG. 1 and first passes around the engine controller 10, and aftercooler 15, air conditioner condenser 14 , The radiator 12 and the engine 11 in that order, and are exhausted from the opposite side of the vehicle.
[0021]
Further, an operator or a service person inspects and maintains the cooling devices (the aftercooler 15, the air conditioner condenser 14, etc.), the reserve tank 16, the engine controller 10, etc., which are arranged near the engine 11 and near the right side of the vehicle. At times, the inspection / maintenance cover 9 is opened and accessed through the opening 8.
[0022]
Next, the effects of the present invention with the above configuration will be described.
Since the engine controller 10 is mounted on the exterior frame 6 on the vehicle body side, continuous large vibration of the engine 11 is transmitted to the engine controller 10 via the shock absorber for mounting the engine. The acceleration is reduced. Accordingly, a shock absorber for mounting the engine controller 10 is not required, and the allowable vibration acceleration level of the control board of the engine controller 10 can be suppressed lower than before, so that the cost required for processing for vibration resistance can be reduced. Thereby, the manufacturing cost of the engine controller 10 and the construction machine to which the engine controller 10 is attached can be reduced.
[0023]
Further, since the engine controller 10 is mounted on the outermost frame 6 located on the most upstream side on the passage of the engine cooling air, the engine controller 10 is directly cooled by the outside air, so that the cooling efficiency of the engine controller 10 is improved. it can. Therefore, by lowering the maximum ambient temperature during operation of the engine controller 10, a sufficient margin for the allowable operating temperature range can be secured, and the reliability of the engine controller 10 with respect to the temperature can be significantly increased. Further, since a cooling device and a cooling structure dedicated to the engine controller are not required, manufacturing costs can be reduced.
[0024]
In addition, since the engine controller 10 is mounted near the inspection / maintenance cover 9 that can be freely opened and closed, maintenance (failure repair, maintenance / inspection, etc.) of the engine controller 10 can be performed very easily.
[0025]
Further, since the engine controller 10 is mounted on the exterior frame 6 provided at a short distance from the engine 11, the engine controller 10 is hardly affected by electric noise acting on a command signal to the engine 11. The wiring work of the wiring harness between them can be easily performed.
[0026]
In the embodiment, an example in which the present invention is applied to a hydraulic excavator has been described, but it goes without saying that the present invention can be applied to other construction machines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a mounting portion of an engine controller according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of a mounting portion of an engine controller according to the related art.
[Explanation of symbols]
2 ... Revolving frame, 3 ... Counter weight, 4, 5, 6 ... Exterior frame, 7 ... Exterior panel, 7a ... Inlet, 8 ... Opening, 9 ... Cover for inspection and maintenance, 9a ... Inlet, 10 ... Engine Controller, 11 engine, 12 radiator, 13 oil cooler, 14 air conditioner condenser, 15 aftercooler, 16 reserve tank, 17 case, 17a vent hole, 30 engine, 31 cooling fan, 32 Engine controller.

Claims

エンジンコントローラ（１０）を装着した建設機械において、
エンジンコントローラ（１０）を車体側の外装フレーム（６）に装着したことを特徴とする建設機械。In a construction machine equipped with an engine controller (10),
A construction machine wherein an engine controller (10) is mounted on an exterior frame (6) on a vehicle body side.

前記エンジンコントローラ（１０）を、エンジン（１１）を冷却するラジエータ（１２）よりも冷却風上流側に装着したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。The construction machine according to claim 1, wherein the engine controller (10) is mounted on a cooling air upstream side of a radiator (12) for cooling the engine (11).

前記エンジンコントローラ（１０）を、外装パネル（７）に設けた点検・整備用カバー（９）の近傍に装着したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。The construction machine according to claim 1, wherein the engine controller (10) is mounted near an inspection / maintenance cover (9) provided on an exterior panel (7).