JP2005188433A

JP2005188433A - 建設機械のエンジン保護装置

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Publication number: JP2005188433A
Application number: JP2003432595A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Ikari; 孝信井刈; Yoshinori Owada; 義宜大和田; Yoshinori Furuno; 義紀古野; Shinji Akino; 真司秋野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる建設機械のエンジン保護装置を提供する。
【解決手段】エンジン１３と、このエンジン１３により駆動され、レギュレータ３９を備える可変容量型の油圧ポンプ１４と、この油圧ポンプ１４からの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータ１５と、エンジン１３の排気温度ｔを検出する排気温度センサ２２と、この排気温度センサ２２の検出信号に応じて、電磁切換弁３４が生成する操作パイロット圧を制御する油圧制御装置２６と、油圧ポンプ１４のレギュレータ３９にその吸収トルクを制御する操作パイロット圧を出力する電磁切換弁３４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを備えた油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、エンジンの排気温度に応じてエンジン負荷の制御を行う建設機械のエンジン保護装置に関する。

油圧ショベル等の建設機械は、一般に、ブーム、アーム、及びバケット等からなるフロント作業機や旋回体を、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータにより動作させており、これら油圧アクチュエータは、エンジンによって駆動する油圧ポンプからの吐出圧油が供給されて作動する。エンジンは、燃焼室（気筒）内に燃料を噴霧する燃料噴射装置と、この燃料噴射装置を制御するガバナ機構とを備えており、燃料噴射量及び噴射時期等が制御されてエンジン出力を制御するようになっている。

ところで、建設機械の作業環境（外気温度、標高、日射）が変化したり作業負荷が大きくなると、あるいはエンジンに何らかの異常が発生すると、エンジンの排気温度が上昇することがある。このとき、排気温度が許容温度を越えてしまうと、エンジン部品（詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等）が損傷する可能性がある。

そこで従来、例えば、排気マニホールド等に設けた温度センサにより排気温度を検出し、この排気温度が排気マニホールドで熱疲労を引き起こす第１の設定温度を越えた回数と、第１の設定温度より高く、排気マニホールドで酸化による破壊を起こす第２の設定温度を越えた時間とを集計し、第１の設定温度を越えた回数が所定の回数値を越えたとき、あるいは第２の設定温度を越えた時間が所定の設定時間を越えたときに、警報を出力したり、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行うことにより、排気温度の上昇を抑えるようになっている。

特開平８−３１９８７４号公報

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術では、エンジンの排気温度が上記設定温度を越えると、燃料噴射量を低減するか噴射時期を変更するかのいずれかを行い、エンジン出力を低下させることで、排気温度の上昇を抑えるようになっている。ところが、そのままでは、エンジン出力が下がりすぎてエンジン負荷（言い換えれば、油圧ポンプの吸収トルク）より小さくなる可能性がないとはいえず、その場合にはエンジンが過負荷となってエンストが発生する。

本発明は、上記の事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる建設機械のエンジン保護装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動され、レギュレータを備える可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記エンジンの排気温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出結果に応じて、前記油圧ポンプの前記レギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する制御手段とを備える。

本発明においては、温度検出手段でエンジンの排気温度を検出し、この検出結果に応じて制御手段が油圧ポンプのレギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する。すなわち、例えば、排気温度が高くなると油圧ポンプの吸収トルクを小さくするように制御し、排気温度が低くなると油圧ポンプの吸収トルクを大きくするように制御する。これにより、例えば排気温度が高くなってエンジン部品の許容温度近くになる場合、エンジン出力ではなく、油圧ポンプの吸収トルクを小さくしエンジン負荷を下げて、排気温度を抑えることができる。したがって、いかなる場合においても、エンジン負荷がエンジン出力より大きくならないので、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に応じて、複数の段階に分けて前記油圧ポンプの前記吸収トルクを所定トルクだけ増減する指令を、前記レギュレータに出力する。

これにより、油圧ポンプの吸収トルクを比例制御する場合に比べ、例えばエンジンの排気温度が高くなってエンジン部品の許容温度近くになる場合、吸収トルクを比較的大幅に所定トルクだけ低減することが可能となり、安全性を高めることができる。したがって、エンジン部品の高温による破損をさらに確実に防止することができる。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記制御手段が前記温度検出手段の検出結果に応じて前記油圧ポンプの吸収トルクを制御するときの表示を行う表示手段をさらに備える。

本発明によれば、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用対象となる建設機械の一例として大型油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。

この図１において、１は大型の油圧ショベルであり、２は走行手段である無限軌道履帯（クローラ）、３は履帯２を左・右両側に備えた走行体、４は走行体３上に旋回可能に設けられた旋回体、５は旋回体４の前部左側に設けられた運転室、６は旋回体４の前部中央に俯仰動可能に設けられた多関節型のフロント作業機（掘削作業装置）である。そして、左・右の履帯２は左・右の走行用油圧モータ（図示せず）、旋回体４は旋回用油圧モータ（図示せず）の回転駆動により動作するようになっている。

７は旋回体４に上下方向に回動可能に設けられたブーム、８はブーム７の先端に回動可能に設けられたアーム、９はアーム８の先端に回動可能に設けられたバケットであり、前記フロント作業機６は、これらブーム７、アーム８、及びバケット９で構成されている。そして、ブーム７、アーム８、及びバケット９は、それぞれブーム用油圧シリンダ１０、アーム用油圧シリンダ１１、及びバケット用油圧シリンダ１２により動作するようになっている。

以上説明した構成において、履帯２、旋回体４、ブーム７、アーム８、及びバケット９は、この油圧ショベル１に備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。

図２は、本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を建設機械の油圧駆動装置及びコントローラネットワークとともに表す回路図である。

この図２において、１３は例えば１６気筒のディーゼルエンジン（原動機）、１４はエンジン１３により駆動される可変容量型の油圧ポンプ、１５は油圧ポンプ１４からの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータ（図２では代表して１つの油圧シリンダのみ図示、詳細には、上記左・右の走行用油圧モータ、上記旋回用油圧モータ、上記ブーム用油圧シリンダ１０、上記アーム用油圧シリンダ１１、及び上記バケット用油圧シリンダ１２等）、１６は油圧アクチュエータ１５に供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブである。

１７はエンジン１３の回転数を検出する回転数センサ、１８はいわゆる電子ガバナタイプの燃料噴射装置、１９は回転数センサ１７等からの検出信号が入力され、燃料噴射装置１８を制御してエンジン回転数を制御するエンジン制御装置である。

２０はシリアル通信２１を介しエンジン制御装置１９に接続されるとともに、エンジン１３に係わる状態量を検出する各種センサからの検出信号が入力されるエンジンモニタ装置である。２２はエンジン１３の排気マニホールド（図示せず）に設けた排気温度センサ、２３はエンジン気筒（図示せず）の排気側にそれぞれ設けた例えば１６個の気筒温度センサ（図２では便宜上６個のみ図示）であり、これら排気温度センサ２２及び気筒温度センサ２３からの検出信号がエンジンモニタ装置２０に入力されるようになっている。

２４は油圧アクチュエータ１５を操作指示するため操作レバー２４ａを備え、この操作レバー２４ａの操作（変位方向及び変位量）に応じた操作指令信号を生成する操作レバー装置（図２では代表して１つのみ図示）、２５は操作レバー装置２４からの操作指令信号を入力し、この操作指令信号に対し所定の演算処理を行って生成した駆動指令信号（制御信号）を電磁比例減圧弁（図示せず）に出力する電気レバー制御装置である。そして、詳細は図示しないが、電磁比例減圧弁は、駆動指令信号に応じて油圧源からの１次パイロット圧を減圧して操作パイロット圧を生成し、この操作パイロット圧をコントロールバルブ１６に出力して、コントロールバルブ１６を切り換えるようになっている。

２６は油圧ポンプ１４の吸収トルク制御（馬力制御、詳細は後述）等を行うための油圧制御装置である。

２７は第１ネットワーク２８Ａを介しエンジンモニタ装置２０に接続され、第２ネットワーク２８Ｂを介し電気レバー制御装置２５及び油圧制御装置２６に接続されたデータ記録装置である。このデータ記録装置２７は、エンジンモニタ装置２０、電気レバー制御装置２５、及び油圧制御装置２６から、油圧ショベル１のエンジン系、操作系、油圧系等に係わる状態量が入力され、その状態量データを記憶するようになっている。また、図示しないが、データ記録装置２７は、前記状態量データを衛星通信端末を介して送信したり、携帯端末にダウンロードするようになっている。

ここで、本実施形態の大きな特徴として、上記油圧制御装置２６は、例えば信号線２９を介し上記エンジンモニタ装置２０から排気温度センサ２２の検出信号を入力し、検出したエンジン１３の排気温度ｔが例えばエンジン部品（詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等）の許容温度より低く設定された所定の閾値ｔ_１，ｔ_２（但しｔ_１＜ｔ_２）や許容温度と略同等に設定された所定の閾値ｔ_３（但しｔ_２＜ｔ_３）より大きいかどうかを判定し、その３段階（ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２、ｔ_２＜ｔ≦ｔ_３、ｔ_３＜ｔ）で、油圧ポンプ１４の吸収トルクを制御する指令信号を出力するようになっている。このような制御に係わる油圧制御装置２６の機能の詳細を図３により説明する。

図３は、油圧制御装置２６の上記制御に係わる詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。

この図３において、油圧制御装置２６は、信号線２９を介し入力した排気温度センサ２２及び回転数センサ１７の検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路３０と、後述する制御処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）３１と、このＲＯＭ３１に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）３２と、ＣＰＵ３２で生成した油圧系に係わる状態量データを第２ネットワーク２８Ｂに出力するネットワーク通信回路３３と、ＣＰＵ３２で生成した駆動指令信号をパルス幅変調出力信号に増幅し電磁切換弁３４のソレノイド駆動部３４ａに出力するＰＷＭ出力回路３５と、ＣＰＵ３２で生成した駆動指令信号を表示灯３６に出力するデジタル出力回路３７とを備えている。

図２に戻り、３８は略一定圧力の油圧源としての固定容量型のパイロットポンプ、３９は油圧ポンプ１４の吸収トルクの最大値を制限するように油圧ポンプ１４の吐出流量を制御するレギュレータである。そして、電磁切換弁３４は、油圧制御装置２６からの駆動指令信号に応じて駆動し、パイロットポンプ３８から導入された吐出圧に基づいて操作パイロット圧を生成する。この操作パイロット圧がレギュレータ３９に印加されて、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルクの制限値（最大値）が操作されるようになっている。

次に、上記油圧制御装置２６の制御手順について説明する。図４は上記油圧制御装置の制御処理内容を表すフローチャートである。

この図４において、まず、ステップ１００でエンジン１３が駆動しているかどうかを、例えば回転数センサ１７で検出したエンジン回転数により判断する。エンジン１３が駆動していないと判断された場合は、ステップ１００の判定が満たされず、この判定が繰り返される。一方、エンジン１３が駆動していると判断された場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、例えば回転数センサ１７の検出信号に基づいてエンジン１３の駆動時間を算出し、この駆動時間が所定時間（詳細には、駆動開始したエンジン１３が安定するまでの時間、例えば１時間程度）より長いかどうかを判定する。エンジン１３の駆動時間が所定時間より短い場合は、ステップ１１０の判定が満たされず、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。一方、エンジン１３の駆動時間が所定時間より長い場合は、ステップ１１０の判定が満たされ、ステップ１２０に移る。

ステップ１２０では、排気温度センサ２２で検出した排気温度ｔを入力し、ステップ１３０に進んで、この排気温度ｔが第１（最小）の閾値ｔ_１より大きいかどうかを判定する。排気温度ｔが第１の閾値ｔ_１以下である場合は、ステップ１３０の判定が満たされず、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。

一方、排気温度ｔが第１の閾値ｔ_１より大きい場合は、ステップ１３０の判定が満たされ、ステップ１４０に移る。ステップ１４０では、排気温度ｔが第２（中間）の閾値ｔ_２より大きいかどうかを判定する。排気温度ｔが第２の閾値ｔ_２以下である（すなわちｔ_１＜ｔ≦ｔ_２）場合は、ステップ１４０の判定が満たされず、ステップ１５０に移る。ステップ１５０では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁３４を駆動させる第１の駆動指令信号Ｖ_１を生成し、電磁切換弁３４のソレノイド駆動部３４ａに出力する。この第１の駆動指令信号Ｖ_１について図５により説明する。

図５は、油圧制御装置２６で生成する駆動指令信号、及びこれに対応して電磁切換弁３４で生成する操作パイロット圧を表す特性図である。横軸には時間を、縦軸にはそれぞれ駆動電圧、操作パイロット圧をとって表している。

この図５において、第１の駆動指令信号Ｖ_１は、一定周期で電磁切換弁３４をＯＮ／ＯＦＦ状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間（弁開口時間）の割合（いわゆるデューティー比）は、後述する駆動指令信号Ｖ_２，Ｖ_３より比較的小さくしている。電磁切換弁３４は、この第１の駆動指令信号Ｖ_１に応じて駆動し、パイロットポンプ３８からの吐出圧に基づき操作パイロット圧Ｐ_１を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧Ｐ_１がレギュレータ３９に印加され、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値が所定トルクΔＴ_１だけ低減するようになっている。

前述の図４に戻り、その後、ステップ１６０に進んで、表示灯３６を点灯させる駆動指令信号を生成し、表示灯３６に出力する。ステップ１６０が終了すると、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。

ステップ１４０で、排気温度ｔが第２の閾値ｔ_２より大きい場合は、その判定が満たされ、ステップ１７０に移る。ステップ１７０では、排気温度ｔが第３（最大）の閾値ｔ_３より大きいかどうかを判定する。排気温度ｔが第３の閾値ｔ_３以下である（すなわちｔ_２＜ｔ≦ｔ_３）場合は、ステップ１７０の判定が満たされず、ステップ１８０に移る。ステップ１８０では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁３４を駆動させる第２の駆動指令信号Ｖ_２を生成し、電磁切換弁３４のソレノイド駆動部３４ａに出力する。

この第２の駆動指令信号Ｖ_２は、前述の図５に示すように、第１の駆動指令信号Ｖ_１同様、一定周期で電磁切換弁３４をＯＮ／ＯＦＦ状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間の割合は、第１の駆動指令信号Ｖ_１より比較的大きくしている。電磁切換弁３４は、この第２の駆動指令信号Ｖ_２に応じて駆動し、パイロットポンプ３８からの吐出圧に基づき操作パイロット圧Ｐ_２（但しＰ_２＞Ｐ_１）を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧Ｐ_２がレギュレータ３９に印加され、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値が所定トルクΔＴ_２（但しΔＴ_２＞ΔＴ_１）だけ低減するようになっている。

その後、ステップ１６０に進んで、表示灯３６を点灯させる駆動指令信号を生成し、表示灯３６に出力する。ステップ１６０が終了すると、ステップ１００に戻って上記同様の手順を繰り返す。

ステップ１７０で、排気温度ｔが第３の閾値ｔ_３より大きい（すなわちｔ_３＜ｔ）場合は、その判定が満たされ、ステップ１９０に移る。ステップ１９０では、所定の演算処理が行われ、電磁切換弁３４を駆動させる第３の駆動指令信号Ｖ_３を生成し、電磁切換弁３４のソレノイド駆動部３４ａに出力する。

この第３の駆動指令信号Ｖ_３は、前述の図５に示すように、第１及び第２の駆動指令信号Ｖ_１，Ｖ_２同様、一定周期で電磁切換弁３４をＯＮ／ＯＦＦ状態に切換え駆動させる指令信号であり、その一定周期に対する駆動時間の割合は、第２の駆動指令信号Ｖ_２より比較的大きくしている。電磁切換弁３４は、この第３の駆動指令信号Ｖ_３に応じて駆動し、パイロットポンプ３８からの吐出圧に基づき操作パイロット圧Ｐ_３（但しＰ_３＞Ｐ_２）を生成する。そして、この生成した操作パイロット圧Ｐ_３がレギュレータ３９に印加され、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値が所定トルクΔＴ_３（但しΔＴ_３＞ΔＴ_２）だけ低減するようになっている。

なお、上記において、排気温度センサ２２は特許請求の範囲記載のエンジンの排気温度を検出する温度検出手段を構成する。また、油圧制御装置２６及び電磁切換弁３４は、温度検出手段の検出結果に応じて、油圧ポンプのレギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する制御手段を構成する。また、表示灯３６は、制御手段が温度検出手段の検出結果に応じて油圧ポンプの吸収トルクを制御するときの表示を行う表示手段を構成する。

次に、本実施形態の動作及び作用効果を以下に説明する。
例えば掘削作業等を行うために油圧ショベル１の油圧アクチュエータ１５（詳細には、上記左・右の走行用油圧モータ、上記旋回用油圧モータ、上記ブーム用油圧シリンダ１０、上記アーム用油圧シリンダ１１、及び上記バケット用油圧シリンダ１２等）を動作させるとき、オペレータが操作レバー２４ａを操作すると、操作レバー装置２４からの操作信号に基づき電気レバー制御装置２５で駆動指令信号を生成し、この駆動指令信号を電磁比例減圧弁に出力し、これに応じてコントロールバルブ１６が切り換えられ、油圧アクチュエータ１５が駆動する。

このような動作の作業を例えば高地等で行う場合は、標高が高くなるに従って空気密度が低くなりエンジン１３に取り込まれる空気量が低下するので、エンジン１３の排気温度ｔが上昇することが知られている。また、外気温度が高くなるとエンジン１３の吸気温度も高くなり、排気温度ｔが上昇することが知られている。このような作業環境の変化や作業負荷の増大あるいはエンジン１３に何らかの異常が発生して、エンジン１３の排気温度ｔが許容温度を越えると、エンジン部品（詳細には、エンジン気筒及び排気マニホールド等）が損傷する可能性がある。

本実施形態においては、エンジン部品の許容温度より低い所定の閾値ｔ_１，ｔ_２（但しｔ_１＜ｔ_２）及び許容温度と略同等の所定の閾値ｔ_３（但しｔ_２＜ｔ_３）を設定する。そして、エンジン１３の排気温度ｔが上昇し、排気温度ｔが許容温度より低いもののｔ_１＜ｔ≦ｔ_２の範囲にある場合は、図４のステップ１００，１１０，１２０，１３０を経てステップ１４０の判定が満たされず、ステップ１５０にて、油圧制御装置２６が所定の演算処理を行い第１の駆動指令信号Ｖ_１を電磁切換弁３４に出力する。これにより、電磁切換弁３４で生成した操作パイロット圧Ｐ_１がレギュレータ３９に印加されて、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値を所定トルクΔＴ_１だけ低減する。また、ステップ１６０にて、油圧制御装置２６が生成した駆動指令信号を表示灯３６に出力し、表示灯３６が点灯する。これにより、オペレータは、油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値が小さくなっていることを確認できる。

また、エンジン１３の排気温度ｔが許容温度を越えないもののｔ₂＜ｔ≦ｔ_３の範囲にある場合は、ステップ１００，１１０，１２０，１３０，１４０を経てステップ１７０の判定が満たされず、ステップ１８０にて油圧制御装置２６が所定の演算処理を行い第２の駆動指令信号Ｖ_２を電磁切換弁３４に出力する。これにより、電磁切換弁３４で生成した操作パイロット圧Ｐ_２がレギュレータ３９に印加されて、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値を所定トルクΔＴ_２（但しΔＴ_２＞ΔＴ_１）だけ低減する。

また、エンジン１３の排気温度ｔが許容温度を越えてｔ_３＜ｔとなる場合は、ステップ１００，１１０，１２０，１３０，１４０を経てステップ１７０の判定が満たされ、ステップ１９０にて油圧制御装置２６が所定の演算処理を行い第３の駆動指令信号Ｖ_３を電磁切換弁３４に出力する。これにより、電磁切換弁３４で生成した操作パイロット圧Ｐ_３がレギュレータ３９に印加されて、レギュレータ３９による油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値を所定トルクΔＴ_３（但しΔＴ_３＞ΔＴ_２）だけ低減する。

以上のように本実施形態では、エンジン１３の排気温度ｔが上昇しエンジン部品の許容温度に近づくにつれ、あるいは許容温度を越えたときに、油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値の低減幅を段階的に大きくしながら（ΔＴ_３＞ΔＴ_２＞ΔＴ_１）、エンジン１３の負荷を下げて、排気温度ｔを抑えることができる。したがって、いかなる場合においても、エンジン１３の負荷がエンジン１３の出力より大きくならないので、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。

特に、大型の油圧ショベル１は、例えば広大な作業現場での土石掘削作業に供されており、その生産性向上のため一般的に運続稼働されている。そのため、上記効果を得ることで、油圧ショベルによる土石掘削作業を中断することなく、生産計画通りに運用を図ることができる。

なお、上記一実施形態においては、エンジン１３の排気温度ｔを検出する温度検出手段として、排気マニホールド等に設けた温度センサ２２を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばエンジン各気筒の排気側に設けた上記気筒温度センサ２３で検出した各気筒の排気温度から平均排気温度ｔ_ａｖを算出してもよい。このような変形例における油圧制御装置２６’の制御処理内容を表すフローチャートを図６に示す。この図６において、上記一実施形態と同等のステップには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図６において、エンジン１３が駆動され、その駆動時間が所定時間より長い場合は、上述したステップ１００及び１１０の判定が満たされ、ステップ２００に移る。

ステップ２００では、気筒温度センサ２３で検出した各気筒の排気温度を入力し、平均排気温度ｔ_ａｖを算出する。そして、ステップ２１０に進み、平均排気温度ｔ_ａｖが第１の閾値ｔ_１より大きいかどうかを判定する。平均排気温度ｔ_ａｖが第１の閾値ｔ_１以下である場合は、ステップ２１０の判定が満たされず、上述のステップ１００に戻って同様の手順を繰り返す。

一方、平均排気温度ｔ_ａｖが第１の閾値ｔ_１より大きい場合は、ステップ２１０の判定が満たされ、ステップ２２０に移る。ステップ２２０では、平均排気温度ｔ_ａｖが第２の閾値ｔ_２より大きいかどうかを判定する。平均排気温度ｔ_ａｖが第２の閾値ｔ_２以下である（すなわちｔ_１＜ｔ_ａｖ≦ｔ_２）場合は、ステップ２２０の判定が満たされず、上述したステップ１５０，１６０に移る。

ステップ２２０で、平均排気温度ｔ_ａｖが第２の閾値ｔ_２より大きい場合は、その判定が満たされ、ステップ２３０に移る。ステップ２３０では、平均排気温度ｔ_ａｖが第３の閾値ｔ_３より大きいかどうかを判定する。平均排気温度ｔ_ａｖが第３の閾値ｔ_３以下である（すなわちｔ_２＜ｔ_ａｖ≦ｔ_３）場合は、ステップ２３０の判定が満たされず、上述したステップ１８０，１６０に移る。

また、ステップ２３０で、平均排気温度ｔ_ａｖが第３の閾値ｔ_３より大きい（すなわちｔ_３＜ｔ_ａｖ）場合は、その判定が満たされ、上述したステップ１９０，１６０に移る。

以上のような本変形例においても、上記一実施形態同様、エンジン１３の平均排気温度ｔ_ａｖがエンジン部品の許容温度に近づくにつれ、あるいは許容温度を越えたときに、油圧ポンプ１４の吸収トルク制限値の低減幅を段階的に大きくしながら（ΔＴ_３＞ΔＴ_２＞ΔＴ_１）、エンジン１３の負荷を下げて、排気温度ｔを抑えることができる。したがって、エンストの防止を図りつつ、エンジン部品の高温による破損を防止することができる。

なお、以上においては、油圧制御装置２６は、エンジン１３の排気温度ｔ又は平均排気温度ｔ_ａｖに応じて、３段階に分けて、油圧ポンプ１４の吸収トルクを所定トルクだけ増減する指令信号を出力する構成を例にとって説明したが、これに限られず、例えば２段階、または４段階、５段階等の多段階としてもよく、あるいは比例制御を行ってもよい。この場合も同様の効果を得る。

また、上記操作レバー装置２４は、電気レバー方式を例にとって説明したが、これに限られず、例えば油圧パイロット方式としてもよい。また、建設機械の例として油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、他の建設機械、例えばクローラクレーン、ホイールローダ等に対しても適用でき、これらの場合も同様の効果を得る。

本発明の建設機械のエンジン保護装置の適用対象となる建設機械の一例として大型油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を建設機械の油圧駆動装置及びコントローラネットワークとともに表す回路図である。本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を構成する油圧制御装置の詳細機能を周辺機器と併せて表すブロック図である。本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を構成する油圧制御装置の制御処理内容を表すフローチャートである。本発明の建設機械のエンジン保護装置の一実施形態を構成する油圧制御装置で生成する駆動指令信号、及びこれに対応して電磁切換弁で生成する操作パイロット圧を表す特性図である。本発明の建設機械のエンジン保護装置の一変形例を構成する油圧制御装置の制御処理内容を表すフローチャートである。

符号の説明

１３エンジン
１４油圧ポンプ
１５油圧アクチュエータ
２２排気温度センサ（温度検出手段）
２３気筒温度センサ（温度検出手段）
２６油圧制御装置（制御手段）
３４電磁切換弁（制御手段）
３６表示灯（表示手段）
３９レギュレータ

Claims

エンジンと、このエンジンにより駆動され、レギュレータを備える可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記エンジンの排気温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出結果に応じて、前記油圧ポンプの前記レギュレータにその吸収トルクを制御する指令を出力する制御手段とを備えたことを特徴する建設機械のエンジン保護装置。
請求項１記載の建設機械のエンジン保護装置において、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に応じて、複数の段階に分けて前記油圧ポンプの前記吸収トルクを所定トルクだけ増減する指令を、前記レギュレータに出力することを特徴する建設機械のエンジン保護装置。
請求項１又は２記載の建設機械のエンジン保護装置において、前記制御手段が前記温度検出手段の検出結果に応じて前記油圧ポンプの吸収トルクを制御するときの表示を行う表示手段をさらに備えることを特徴する建設機械のエンジン保護装置。