JP7148328B2 - construction machinery - Google Patents

Description

本発明は、エンジンから排出された排気ガスの流れを利用してコンプレッサを駆動してエンジンへの吸気を加圧する過給機を備えた建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine equipped with a supercharger that utilizes the flow of exhaust gas discharged from an engine to drive a compressor to pressurize intake air into the engine.

近年、排ガス規制に対応するべく、油圧ショベル等の建設機械においてもクローズドシステムエンジンが搭載されている。この「クローズドシステムエンジン」とは、クランクケース内に存在する燃焼ガスや未燃焼の混合ガス等を含んだブローバイガスをエンジンの吸気側に還元して利用する方式のエンジンである。例えば、油圧ショベルが稼働する作業現場は傾斜地や路面の凹凸が大きい場所が多く、大きな揺れや転倒により車体が大きく傾く可能性がある。このとき、クローズドシステムエンジンが搭載された油圧ショベルでは、エンジンが大きく傾くことにより、大量のエンジンオイルがブローバイガス流路を通ってエンジンの吸気路から燃焼室内に流入する場合がある。 In recent years, construction machines such as hydraulic excavators are equipped with closed system engines in order to comply with exhaust gas regulations. The term "closed system engine" refers to an engine that utilizes blow-by gas containing combustion gas, unburned mixed gas, etc., present in the crankcase by returning it to the intake side of the engine. For example, there are many places where hydraulic excavators operate on sloping grounds and road surfaces with large unevenness, and there is a possibility that the vehicle body will tilt greatly due to large shaking or overturning. At this time, in a hydraulic excavator equipped with a closed system engine, a large amount of engine oil may flow into the combustion chamber from the intake passage of the engine through the blow-by gas flow path due to the large tilt of the engine.

このように、エンジンで駆動する車両では、エンジンオイル等がエンジンの燃焼室内に流入することがあり、流入したエンジンオイルが燃焼することによって異常燃焼が発生する可能性がある。この場合、エンジンが過回転を起こし、エンジンが制御不能となったり、エンジンが破損したりするおそれがある。 Thus, in a vehicle driven by an engine, engine oil or the like may flow into the combustion chamber of the engine, and abnormal combustion may occur due to combustion of the inflowing engine oil. In this case, the engine may overspeed, resulting in loss of engine control or damage to the engine.

そこで、例えば、特許文献１には、エンジンの燃焼室内にオイルや燃料が異常流入して異常燃焼が生じたとき、電動過給器のモータをブレーキ制御してタービン回転を停止することによりエンジンを停止させるエンジン異常燃焼時の停止制御方法が開示されている。このエンジンの停止制御方法では、燃料室内への燃料噴射を停止すると共に、吸気弁、ＶＧＴベーン、及びＥＧＲバルブの開度をそれぞれ閉じることにより新規吸入空気量を下げることで異常燃焼の発生を抑制している。 Therefore, for example, in Patent Document 1, when oil or fuel abnormally flows into the combustion chamber of the engine and abnormal combustion occurs, the motor of the electric supercharger is brake-controlled to stop the turbine rotation, thereby restarting the engine. A stop control method at the time of engine abnormal combustion to stop is disclosed. In this engine stop control method, fuel injection into the fuel chamber is stopped, and the openings of the intake valve, VGT vane, and EGR valve are each closed to reduce the amount of new intake air, thereby suppressing the occurrence of abnormal combustion. is doing.

特開２０１２－９２７８８号公報JP 2012-92788 A

しかしながら、特許文献１に記載のエンジン異常燃焼時の停止制御方法では、例えば、吸気弁、ＶＧＴベーン、及びＥＧＲバルブそれぞれの閉弁時に異物等が挟まってわずかな隙間が生じて新規吸入空気の流入を完全に遮断することができない場合や、異常燃焼の影響によってエンジンに付属する部品が故障してしまう場合があり、エンジンの過回転を抑制することが困難となる。 However, in the stop control method at the time of engine abnormal combustion described in Patent Document 1, for example, when the intake valve, the VGT vane, and the EGR valve are closed, foreign matter is caught and a small gap is generated, and new intake air flows in. can not be completely shut off, or parts attached to the engine may fail due to the influence of abnormal combustion, making it difficult to suppress overspeeding of the engine.

そこで、本発明の目的は、エンジンにおいて異常燃焼が発生した場合に、エンジン側の制御によらないでエンジンを停止させることが可能な建設機械を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a construction machine capable of stopping the engine without relying on control on the engine side when abnormal combustion occurs in the engine.

上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンへ吸入される空気を圧縮する過給機と、前記エンジンの燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、前記過給機のコンプレッサと前記燃焼室とを接続する吸気路を開閉する吸気弁と、前記燃焼室と前記過給機のタービンとを接続する排気路を開閉する排気弁と、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、前記エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する温度センサと、前記エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の流れを制御する方向制御弁と、前記方向制御弁と前記作動油タンクとの間に設けられて前記作動油タンクへの戻り油量を制御する流量制御弁と、前記エンジンにおいて異常燃焼が発生した場合に前記エンジンを停止させるための制御を行うコントローラと、を備えた建設機械において、前記コントローラは、前記回転数センサで検出されたエンジン回転数と予め設定された目標エンジン回転数との回転数偏差を演算すると共に、前記温度センサで検出された排気温度と予め設定された前記エンジンの正常稼働時における排気温度との差を演算し、演算された回転数偏差が所定の回転数偏差閾値よりも大きく、かつ演算された排気温度の差が所定の温度差閾値よりも大きくなる異常燃焼発生条件を満たすか否かを判定し、前記異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、前記流量制御弁の閉弁を指令すると共に、前記油圧ポンプに掛かる負荷が前記エンジンの出力トルク以上となるように前記油圧ポンプの吐出流量の増加を指令する指令信号を生成することを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides an engine, a supercharger for compressing air taken into the engine, an injector for injecting fuel into a combustion chamber of the engine, and a compressor for the supercharger. an intake valve for opening and closing an intake passage connecting the combustion chamber and the combustion chamber; an exhaust valve for opening and closing an exhaust passage connecting the combustion chamber and the turbine of the supercharger; and a rotation speed for detecting the rotation speed of the engine a sensor, a temperature sensor for detecting the temperature of exhaust gas discharged from the engine, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, a hydraulic oil tank for storing hydraulic oil, and a hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. a hydraulic actuator driven by hydraulic fluid, a directional control valve for controlling the flow of hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator, and provided between the directional control valve and the hydraulic fluid tank. A construction machine comprising: a flow control valve that controls the amount of oil returned to the hydraulic oil tank; and a controller that performs control to stop the engine when abnormal combustion occurs in the engine, wherein the controller comprises: , calculating the rotational speed deviation between the engine rotational speed detected by the rotational speed sensor and a preset target engine rotational speed, and calculating the exhaust temperature detected by the temperature sensor and the preset normal operation of the engine; Abnormal combustion occurrence condition in which the calculated engine speed deviation is greater than a predetermined engine speed deviation threshold value and the calculated exhaust temperature difference is greater than a predetermined temperature difference threshold value. When it is determined that the abnormal combustion occurrence condition is satisfied, the flow control valve is commanded to close, and the load applied to the hydraulic pump becomes equal to or greater than the output torque of the engine and generating a command signal for commanding an increase in the discharge flow rate of the hydraulic pump.

本発明によれば、エンジンにおいて異常燃焼が発生した場合に、エンジン側の制御によらないでエンジンを停止させることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, when abnormal combustion occurs in the engine, the engine can be stopped without relying on control on the engine side. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの一構成例を示す外観側面図である。1 is an external side view showing a configuration example of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention; FIG. 油圧ショベルに搭載された油圧回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hydraulic circuit mounted in the hydraulic excavator. 油圧ショベルに搭載されたエンジン及びその周辺機器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the engine and its peripheral equipment mounted in the hydraulic excavator. エンジンがまっすぐなときの状態について説明する図である。It is a figure explaining a state when an engine is straight. エンジンが傾いたときの状態について説明する図である。It is a figure explaining the state when an engine inclines. コントローラが有する機能構成を示す機能ブロック図である。3 is a functional block diagram showing a functional configuration of a controller; FIG. コントローラ内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of processing executed within the controller; エンジンの性能曲線図である。It is a performance curve diagram of the engine.

以下、本発明の実施形態に係る建設機械の一態様として、ホイール式の油圧ショベルについて説明する。 A wheel-type hydraulic excavator will be described below as one aspect of the construction machine according to the embodiment of the present invention.

（油圧ショベル１の概略構成）
まず、油圧ショベル１の概略構成について、図１を参照して説明する。 (Schematic configuration of hydraulic excavator 1)
First, a schematic configuration of the hydraulic excavator 1 will be described with reference to FIG.

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベル１の一構成例を示す外観側面図である。 FIG. 1 is an external side view showing a configuration example of a hydraulic excavator 1 according to an embodiment of the present invention.

油圧ショベル１は、路面を走行するための下部走行体１０１と、下部走行体１０１の上方に旋回装置１００を介して旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２の前部において俯仰動可能に連結されて掘削等の作業を行うフロント作業機１０３と、を備えている。 The hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 101 for traveling on a road surface, an upper revolving body 102 mounted above the lower traveling body 101 so as to be able to turn via a revolving device 100, and a front portion of the upper revolving body 102. and a front work machine 103 that is connected so as to be able to move vertically and performs work such as excavation.

下部走行体１０１は、左右一対の前輪１１及び後輪１２と、油圧駆動式の走行モータ１３と、を有している。油圧ショベル１は、公道を走行することが可能なホイール式の油圧ショベルであり、走行モータ１３の駆動力がプロペラシャフト及びアクスル（不図示）を介して左右一対の前輪１１及び後輪１２にそれぞれ伝達されて回転することにより走行する。なお、図１では、左右一対の前輪１１及び後輪１２のうち、一方側（左側）のみを示している。 The lower traveling body 101 has a pair of left and right front wheels 11 and rear wheels 12 and a hydraulically driven traveling motor 13 . The hydraulic excavator 1 is a wheeled hydraulic excavator capable of traveling on public roads, and the driving force of a traveling motor 13 is applied to a pair of left and right front wheels 11 and rear wheels 12 via a propeller shaft and an axle (not shown). It runs by being transmitted and rotating. Note that FIG. 1 shows only one side (left side) of the pair of left and right front wheels 11 and rear wheels 12 .

上部旋回体１０２は、オペレータが搭乗する運転室２１と、フロント作業機１０３とのバランスを保つためのカウンタウェイト２２と、エンジンや油圧ポンプ等の各機器が内部に収容された機械室２３と、を有している。上部旋回体１０２において、運転室２１は前部に、カウンタウェイト２２は後部に、機械室２３は運転室２１とカウンタウェイト２２との間に、それぞれ配置されている。上部旋回体１０２は、旋回装置１００内に設けられた旋回モータ（不図示）の駆動力によって下部走行体１０１に対して旋回する。 The upper revolving structure 102 includes a cab 21 in which an operator rides, a counterweight 22 for maintaining balance with the front work machine 103, a machine room 23 in which devices such as an engine and a hydraulic pump are accommodated, have. In the upper swing body 102, the operator's cab 21 is arranged in the front part, the counterweight 22 is arranged in the rear part, and the machine room 23 is arranged between the operator's cab 21 and the counterweight 22, respectively. The upper revolving body 102 revolves with respect to the lower traveling body 101 by driving force of a revolving motor (not shown) provided in the revolving device 100 .

フロント作業機１０３は、基端部が上部旋回体１０２に回動可能に取り付けられて、上部旋回体１０２に対して上下方向に回動（俯仰）するブーム３１と、ブーム３１の先端部に回動可能に取り付けられてブーム３１に対して前後方向に回動するアーム３２と、アーム３２の先端部に回動可能に取り付けられてアーム３２に対して前後方向に回動するバケット３３と、を備えている。 The front working machine 103 includes a boom 31 whose base end is rotatably attached to the upper revolving body 102 , which rotates (elevates) in the vertical direction with respect to the upper revolving body 102 , and which rotates at the tip of the boom 31 . An arm 32 that is movably attached and rotates in the front-rear direction with respect to the boom 31, and a bucket 33 that is rotatably attached to the tip of the arm 32 and rotates in the front-rear direction with respect to the arm 32. I have.

バケット３３は、例えば土砂等を掘削したり、均したり、あるいは地面を締め固めたりするものである。このバケット３３は、例えば、木材や岩石、廃棄物等を掴むグラップルや、岩盤を掘削するブレーカ等のアタッチメントに変更することが可能である。これにより、油圧ショベル１は、作業内容に適したアタッチメントを用いて、掘削や破砕等を含む様々な作業を行うことができる。 The bucket 33 is for excavating, leveling, or compacting the ground, for example. This bucket 33 can be changed to an attachment such as a grapple for gripping wood, rocks, waste, etc., or a breaker for excavating rock. As a result, the hydraulic excavator 1 can perform various types of work including excavation, crushing, and the like using attachments suitable for the type of work.

また、フロント作業機１０３は、上部旋回体１０２とブーム３１とを連結するブームシリンダ３１０と、ブーム３１とアーム３２とを連結するアームシリンダ３２０と、アーム３２とバケット３３とを連結するバケットシリンダ３３０と、これらの各油圧シリンダ３１０，３２０，３３０へ作動油を導くための複数の配管３００と、を有している。 The front working machine 103 also includes a boom cylinder 310 that connects the upper rotating body 102 and the boom 31 , an arm cylinder 320 that connects the boom 31 and the arm 32 , and a bucket cylinder 330 that connects the arm 32 and the bucket 33 . , and a plurality of pipes 300 for guiding hydraulic fluid to each of these hydraulic cylinders 310 , 320 , 330 .

ブームシリンダ３１０は、ロッド３１０Ａが伸縮することによってブーム３１を上部旋回体１０２に対して回動させる。アームシリンダ３２０は、ロッド３２０Ａが伸縮することによってアーム３２をブーム３１に対して回動させる。バケットシリンダ３３０は、ロッド３３０Ａが伸縮することによってバケット３３をアーム３２に対して回動させる。 The boom cylinder 310 rotates the boom 31 with respect to the upper swing body 102 by extending and contracting the rod 310A. The arm cylinder 320 rotates the arm 32 with respect to the boom 31 by extending and contracting the rod 320A. The bucket cylinder 330 rotates the bucket 33 with respect to the arm 32 by extending and contracting the rod 330A.

ブームシリンダ３１０、アームシリンダ３２０、及びバケットシリンダ３３０、ならびに走行モータ１３及び旋回モータはそれぞれ、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータの一態様である。 The boom cylinder 310, the arm cylinder 320, the bucket cylinder 330, the travel motor 13, and the swing motor are each one aspect of hydraulic actuators driven by hydraulic fluid discharged from hydraulic pumps.

（油圧回路４の構成）
次に、油圧ショベル１における油圧回路４の構成について、図２を参照して説明する。 (Configuration of hydraulic circuit 4)
Next, the configuration of the hydraulic circuit 4 in the hydraulic excavator 1 will be described with reference to FIG.

図２は、油圧ショベル１に搭載された油圧回路４の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the hydraulic circuit 4 mounted on the hydraulic excavator 1. As shown in FIG.

以下では、油圧アクチュエータとしてブームシリンダ３１０を例に挙げて説明する。したがって、図２では、ブームシリンダ３１０に係る回路構成のみを図示しており、その他の油圧アクチュエータや方向制御弁、操作装置等の図示を省略している。 Below, the boom cylinder 310 is mentioned as an example and demonstrated as a hydraulic actuator. Therefore, in FIG. 2, only the circuit configuration related to the boom cylinder 310 is illustrated, and other hydraulic actuators, directional control valves, operating devices, etc. are omitted.

油圧回路４は、メインポンプ４１及びパイロットポンプ４２と、作動油を貯蔵する作動油タンク４３と、ブームシリンダ３１０と、メインポンプ４１からブームシリンダ３１０へ供給される作動油の流れ（流量及び方向）を制御する方向制御弁４４と、方向制御弁４４を操作するためのパイロット圧を生成するパイロット弁４５と、方向制御弁４４と作動油タンク４３との間に設けられて作動油タンク４３への戻り油量を制御する流量制御弁４６と、メインポンプ４１の吐出圧の上限を規定するリリーフ弁４７と、を含んで構成されている。 The hydraulic circuit 4 includes a main pump 41 and a pilot pump 42, a hydraulic oil tank 43 that stores hydraulic oil, a boom cylinder 310, and a flow (flow rate and direction) of hydraulic oil supplied from the main pump 41 to the boom cylinder 310. , a pilot valve 45 for generating a pilot pressure for operating the directional control valve 44, and a valve provided between the directional control valve 44 and the hydraulic fluid tank 43 to supply the hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank 43. It includes a flow control valve 46 that controls the amount of return oil, and a relief valve 47 that defines the upper limit of the discharge pressure of the main pump 41 .

メインポンプ４１は、エンジン５１によって駆動され、傾転角に応じて押し退け容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。傾転角は、コントローラ６に接続されたポンプ用電磁弁４８からのパイロット圧にしたがってレギュレータ４１Ａにより調整される。このメインポンプ４１は、作動油タンク４３から作動油を吸入し、方向制御弁４４を介してブームシリンダ３１０に作動油を供給する。 The main pump 41 is a swash plate type or oblique shaft type variable displacement hydraulic pump that is driven by the engine 51 and whose displacement volume is controlled according to the tilt angle. The tilting angle is adjusted by the regulator 41A according to the pilot pressure from the pump solenoid valve 48 connected to the controller 6 . The main pump 41 sucks hydraulic oil from the hydraulic oil tank 43 and supplies the hydraulic oil to the boom cylinder 310 via the direction control valve 44 .

パイロットポンプ４２は、エンジン５１によって駆動される固定容量型の油圧ポンプである。このパイロットポンプ４２は、作動油タンク４３から作動油を吸入し、パイロット弁４５を介して方向制御弁４４の一対の受圧室４４Ａ，４４Ｂにそれぞれ供給する。 The pilot pump 42 is a fixed displacement hydraulic pump driven by the engine 51 . The pilot pump 42 sucks working oil from the working oil tank 43 and supplies it to the pair of pressure receiving chambers 44A and 44B of the directional control valve 44 via the pilot valve 45, respectively.

方向制御弁４４は、センターバイパス型の方向制御弁であり、ブームシリンダ３１０のロッド３１０Ａを伸長させる第１切換位置４４Ｌと、メインポンプ４１と作動油タンク４３とを連通させて作動油を作動油タンク４３へ直接戻す中立位置４４Ｎと、ブームシリンダ３１０のロッド３１０Ａを縮ませる第２切換位置４４Ｒと、を有している。 The directional control valve 44 is a center bypass type directional control valve, and communicates between a first switching position 44L for extending the rod 310A of the boom cylinder 310 and the main pump 41 and the hydraulic oil tank 43 to switch the hydraulic oil. It has a neutral position 44N that returns directly to the tank 43, and a second switching position 44R that retracts the rod 310A of the boom cylinder 310.

方向制御弁４４は、一対の受圧室４４Ａ，４４Ｂにそれぞれ作用するパイロット圧に応じて内部のスプールがストロークすることにより、第１切換位置４４Ｌ、中立位置４４Ｎ、及び第２切換位置４４Ｒのいずれかに切り換わる構成になっている。これにより、メインポンプ４１からブームシリンダ３１０へ供給される作動油の流れが制御される。 The directional control valve 44 is switched between a first switching position 44L, a neutral position 44N, and a second switching position 44R by strokes of the internal spool in accordance with the pilot pressure acting on the pair of pressure receiving chambers 44A and 44B. It is configured to switch to This controls the flow of hydraulic oil supplied from the main pump 41 to the boom cylinder 310 .

第１切換位置４４Ｌは、ブームシリンダ３１０のボトム室３１０Ｂとメインポンプ４１とを連通させ、かつブームシリンダ３１０のロッド室３１０Ｃと作動油タンク４３とを連通させる。これにより、作動油は、メインポンプ４１からブームシリンダ３１０のボトム室３１０Ｂに供給されると共に、ブームシリンダ３１０のロッド室３１０Ｃから作動油タンク４３へ流出する。 At the first switching position 44L, the bottom chamber 310B of the boom cylinder 310 and the main pump 41 are communicated, and the rod chamber 310C of the boom cylinder 310 and the hydraulic oil tank 43 are communicated. As a result, hydraulic fluid is supplied from the main pump 41 to the bottom chamber 310B of the boom cylinder 310 and flows out from the rod chamber 310C of the boom cylinder 310 to the hydraulic fluid tank 43 .

第２切換位置４４Ｒは、ブームシリンダ３１０のロッド室３１０Ｃとメインポンプ４１とを連通させ、かつブームシリンダ３１０のボトム室３１０Ｂと作動油タンク４３とを連通させる。これにより、作動油は、メインポンプ４１からブームシリンダ３１０のロッド室３１０Ｃに供給されると共に、ブームシリンダ３１０のボトム室３１０Ｂから作動油タンク４３へ流出する。 In the second switching position 44R, the rod chamber 310C of the boom cylinder 310 and the main pump 41 are communicated, and the bottom chamber 310B of the boom cylinder 310 and the hydraulic oil tank 43 are communicated. As a result, hydraulic fluid is supplied from the main pump 41 to the rod chamber 310</b>C of the boom cylinder 310 and flows out from the bottom chamber 310</b>B of the boom cylinder 310 to the hydraulic fluid tank 43 .

パイロット弁４５は、運転室２１（図１参照）に設けられた操作レバー２１Ａを一方側、例えば図２における右側へ操作した場合に、パイロット圧Ｘを生成する。生成されたパイロット圧Ｘは、方向制御弁４４の一方の受圧室４４Ａ（図２における左側の受圧室）に作用し、方向制御弁４４は第１切換位置４４Ｌに切り換わる。これにより、ブームシリンダ３１０のロッド３１０Ａは伸長する（図２における矢印Ｙの方向に動作する）。 The pilot valve 45 generates a pilot pressure X when the operation lever 21A provided in the operator's cab 21 (see FIG. 1) is operated to one side, for example, to the right side in FIG. The generated pilot pressure X acts on one pressure receiving chamber 44A (left pressure receiving chamber in FIG. 2) of the direction control valve 44, and the direction control valve 44 is switched to the first switching position 44L. As a result, the rod 310A of the boom cylinder 310 extends (moves in the direction of arrow Y in FIG. 2).

流量制御弁４６は、コントローラ６に接続された制御弁用電磁弁４９からのパイロット圧にしたがって開弁位置４６Ｌ又は閉弁位置４６Ｒに切り換わる。図２において、方向制御弁４４が中立位置４４Ｎであって、かつ流量制御弁４６が開弁位置４６Ｌである場合、メインポンプ４１から吐出した作動油は作動油タンク４３に戻る。一方、方向制御弁４４が中立位置４４Ｎであって、かつ流量制御弁４６が閉弁位置４６Ｒである場合、メインポンプ４１から吐出した作動油は作動油タンク４３に流出することができず、メインポンプ４１の吐出圧はリリーフ弁４７の設定圧力まで上昇し、エンジン５１に掛かる負荷が増大する。 The flow control valve 46 is switched to a valve open position 46L or a valve closed position 46R according to the pilot pressure from the control valve solenoid valve 49 connected to the controller 6 . In FIG. 2, when the directional control valve 44 is at the neutral position 44N and the flow control valve 46 is at the open position 46L, hydraulic fluid discharged from the main pump 41 returns to the hydraulic fluid tank 43. On the other hand, when the directional control valve 44 is in the neutral position 44N and the flow control valve 46 is in the closed position 46R, the hydraulic fluid discharged from the main pump 41 cannot flow out to the hydraulic fluid tank 43, The discharge pressure of the pump 41 rises to the set pressure of the relief valve 47, and the load applied to the engine 51 increases.

実際には、流量制御弁４６は、各油圧アクチュエータに係る方向制御弁がいずれも中立位置である場合、すなわち各油圧アクチュエータが動作しない状態において、開弁位置４６Ｌと閉弁位置４６Ｒとを切り換えることによって作動油タンク４３への戻り油量を制御している。これにより、メインポンプ４１の吐出圧が調整されて、エンジン５１に掛かる負荷を制御することができる。メインポンプ４１の吐出圧は、圧力センサ４１０によって検出されてコントローラ６に入力される。 Actually, the flow control valve 46 switches between the valve open position 46L and the valve close position 46R when all of the directional control valves associated with the hydraulic actuators are in the neutral position, that is, when the hydraulic actuators do not operate. controls the amount of oil returned to the hydraulic oil tank 43 by . Thereby, the discharge pressure of the main pump 41 is adjusted, and the load applied to the engine 51 can be controlled. The discharge pressure of the main pump 41 is detected by a pressure sensor 410 and input to the controller 6 .

（エンジン５１及びその周辺機器の構成）
次に、エンジン５１及びその周辺機器の構成について、図３ならびに図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。 (Configuration of engine 51 and its peripherals)
Next, the configuration of the engine 51 and its peripherals will be described with reference to FIGS. 3 and 4A and 4B.

図３は、油圧ショベルに搭載されたエンジン５１及びその周辺機器の構成を示す図である。図４Ａは、エンジン５１がまっすぐなときの状態について説明する図である。図４Ｂは、エンジン５１が傾いたときの状態について説明する図である。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the engine 51 mounted on the hydraulic excavator and its peripheral equipment. FIG. 4A is a diagram illustrating a state when engine 51 is straight. FIG. 4B is a diagram illustrating a state when the engine 51 is tilted.

エンジン５１は、燃焼室５１１と、燃焼室５１１に燃料を噴射するインジェクタ５１２と、を有している。また、エンジン５１には、前述した油圧回路４と、エンジン５１へ吸入される空気を圧縮する過給機５２と、が併設されている。 The engine 51 has a combustion chamber 511 and an injector 512 that injects fuel into the combustion chamber 511 . In addition, the engine 51 is provided with the hydraulic circuit 4 described above and a supercharger 52 that compresses the air taken into the engine 51 .

過給機５２は、エンジン５１の排気路５０１上に設けられてエンジン５１からの排気エネルギーにより回転するタービン５２１と、エンジン５１の吸気路５０２上に設けられてタービン５２１の回転力を利用して吸気を圧縮するコンプレッサ５２２と、を有している。 The turbocharger 52 includes a turbine 521 that is provided on an exhaust path 501 of the engine 51 and is rotated by exhaust energy from the engine 51, and a turbine 521 that is provided on an intake path 502 of the engine 51 and utilizes the rotational force of the turbine 521. and a compressor 522 for compressing intake air.

排気路５０１のうち、燃焼室５１１とタービン５２１とを接続する上流側排気路５０１Ａには排気弁５３が、タービン５２１の下流側となる下流側排気路５０１Ｂにはエンジン５１から排出される排気ガスの温度を検出する温度センサ５４が、それぞれ設けられている。排気弁５３は、上流側排気路５０１Ａを開閉することにより排気ガスの流量を調整する。 In the exhaust passage 501, an exhaust valve 53 is provided in an upstream exhaust passage 501A connecting a combustion chamber 511 and a turbine 521, and an exhaust gas discharged from the engine 51 is provided in a downstream exhaust passage 501B downstream of the turbine 521. A temperature sensor 54 for detecting the temperature of each is provided. The exhaust valve 53 adjusts the flow rate of the exhaust gas by opening and closing the upstream exhaust passage 501A.

吸気路５０２のうち、コンプレッサ５２２の上流側となる上流側吸気路５０２Ａには吸気量を検出する吸気量センサ５５が、コンプレッサ５２２と燃焼室５１１とを接続する下流側吸気路５０２Ｂにはインタークーラ５６及び吸気弁５７が、それぞれ設けられている。インタークーラ５６は、コンプレッサ５２２により圧縮されて高温となった吸気を冷却する。吸気弁５７は、下流側吸気路５０２Ｂを開閉することにより吸気量を調整する。 In the intake passage 502, an intake air amount sensor 55 for detecting the amount of intake air is installed in an upstream intake passage 502A upstream of the compressor 522, and an intercooler is installed in a downstream intake passage 502B connecting the compressor 522 and the combustion chamber 511. 56 and an intake valve 57 are provided respectively. The intercooler 56 cools the intake air that has been compressed by the compressor 522 and heated to a high temperature. The intake valve 57 adjusts the amount of intake air by opening and closing the downstream intake passage 502B.

上流側排気路５０１Ａと下流側吸気路５０２Ｂとは、排気弁５３の上流側かつ吸気弁５７の下流側においてＥＧＲ通路５０３によって連通されており、排気ガスの一部を下流側吸気路５０２Ｂに戻すことにより排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｒａｔｉｏｎ：ＥＧＲ）を行っている。ＥＧＲ通路５０３には、ＥＧＲ通路５０３を開閉するＥＧＲ弁５８が設けられている。 The upstream side exhaust passage 501A and the downstream side intake passage 502B are communicated by the EGR passage 503 on the upstream side of the exhaust valve 53 and the downstream side of the intake valve 57, and part of the exhaust gas is returned to the downstream side intake passage 502B. Thus, exhaust gas recirculation (EGR) is performed. The EGR passage 503 is provided with an EGR valve 58 that opens and closes the EGR passage 503 .

本実施形態に係るエンジン５１は、クランクケース内に存在する燃焼ガスや未燃焼の混合ガス等を含んだブローバイガスを吸気側に還元するクローズドシステムエンジンであり、エンジン５１と上流側吸気路５０２Ａとの間には、ブローバイガス用通路５０４が設けられている。 The engine 51 according to the present embodiment is a closed system engine that returns blow-by gas containing combustion gas, unburned mixed gas, and the like existing in the crankcase to the intake side. A blow-by gas passage 504 is provided between them.

油圧ショベル１が平坦な路面上を走行している場合には、図４Ａに示すように、エンジン５１は傾かずにまっすぐな状態であり、ブローバイガスのみがブローバイガス用通路５０４を通って上流側吸気路５０２Ａに流入する。 When the hydraulic excavator 1 is running on a flat road surface, as shown in FIG. 4A, the engine 51 is straight without being tilted, and only the blow-by gas flows through the blow-by gas passage 504 to the upstream side. It flows into the intake passage 502A.

一方、油圧ショベル１が傾斜面や凹凸の大きい路面上を走行している場合には、図４Ｂに示すように、エンジン５１が傾いてしまい、ブローバイガスと共にエンジンオイルがブローバイガス用通路５０４を通って上流側吸気路５０２Ａに流入してしまう。そして、エンジンオイルが燃焼室５１１内に流入すると、エンジンオイル自体が燃焼し、エンジン５１において異常燃焼が発生することがある。この場合、エンジン５１が過回転を起こして制御不能もしくは破損する可能性があることから、コントローラ６によりエンジン５１を停止させる必要がある。エンジン５１の回転数は、回転数センサ５９により検出されてコントローラ６に入力される。 On the other hand, when the hydraulic excavator 1 is traveling on a sloped surface or a highly uneven road surface, as shown in FIG. As a result, it flows into the upstream side intake passage 502A. Then, when the engine oil flows into the combustion chamber 511 , the engine oil itself may burn, causing abnormal combustion in the engine 51 . In this case, the engine 51 must be stopped by the controller 6 because there is a possibility that the engine 51 will over-rotate and become uncontrollable or damaged. The rotation speed of the engine 51 is detected by a rotation speed sensor 59 and input to the controller 6 .

コントローラ６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力Ｉ／Ｆ、及び出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、圧力センサ４１０（図２参照）、温度センサ５４、吸気量センサ５５、及び回転数センサ５９といった検出器等が入力Ｉ／Ｆにそれぞれ接続され、ポンプ用電磁弁４８、制御弁用電磁弁４９、インジェクタ５１２、排気弁５３、吸気弁５７、及びＥＧＲ弁５８等が出力Ｉ／Ｆにそれぞれ接続されている。 The controller 6 is configured by connecting a CPU, RAM, ROM, input I/F, and output I/F to each other via a bus. Detectors such as the pressure sensor 410 (see FIG. 2), the temperature sensor 54, the intake air amount sensor 55, and the rotation speed sensor 59 are connected to the input I/F, respectively, and the pump solenoid valve 48 and the control valve solenoid valve 49, an injector 512, an exhaust valve 53, an intake valve 57, an EGR valve 58, etc. are connected to the output I/F.

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭや光学ディスク等の記録媒体に格納された演算プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された演算プログラムを実行することにより、演算プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ６の機能を実現する。 In such a hardware configuration, the CPU reads out an arithmetic program (software) stored in a recording medium such as a ROM or an optical disk, develops it on the RAM, and executes the expanded arithmetic program to obtain the arithmetic program. The functions of the controller 6 are realized in cooperation with hardware.

なお、本実施形態では、コントローラ６をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、他のコンピュータの構成の一例として、油圧ショベル１の側で実行される演算プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。 In this embodiment, the controller 6 is described as a computer configured by a combination of software and hardware. An integrated circuit that realizes the function of the arithmetic program that is executed may be used.

（コントローラ６の機能）
次に、コントローラ６の機能構成、及びコントローラ６内で実行される処理について、図５～７を参照して説明する。 (Function of controller 6)
Next, the functional configuration of the controller 6 and the processing executed within the controller 6 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

図５は、コントローラ６が有する機能構成を示す機能ブロック図である。図６は、コントローラ６内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図７は、エンジン５１の性能曲線図である。 FIG. 5 is a functional block diagram showing the functional configuration of the controller 6. As shown in FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing executed within the controller 6. As shown in FIG. FIG. 7 is a performance curve diagram of the engine 51. As shown in FIG.

図５に示すように、コントローラ６は、データ取得部６１と、演算部６２と、判定部６３と、継続時間計測部６４と、記憶部６５と、指令部６６と、を含む。 As shown in FIG. 5 , the controller 6 includes a data acquisition section 61 , a calculation section 62 , a determination section 63 , a duration measurement section 64 , a storage section 65 and a command section 66 .

データ取得部６１は、温度センサ５４で検出された排気ガスの温度Ｔ（以下、単に「実排気温度Ｔ」とする）、吸気量センサ５５で検出された吸気量Ｑ（以下、単に「実吸気量Ｑ」とする）、回転数センサ５９で検出されたエンジン回転数Ｎ（以下、単に「実エンジン回転数Ｎ」とする）、及び圧力センサ４１０で検出されたメインポンプ４１の吐出圧Ｐａに関するデータをそれぞれ取得する。 The data acquisition unit 61 acquires the temperature T of the exhaust gas detected by the temperature sensor 54 (hereinafter simply referred to as "actual exhaust temperature T"), the intake air amount Q detected by the intake air amount sensor 55 (hereinafter simply referred to as "actual intake air temperature T"). quantity Q”), the engine speed N detected by the speed sensor 59 (hereinafter simply referred to as “actual engine speed N”), and the discharge pressure Pa of the main pump 41 detected by the pressure sensor 410. Get the data respectively.

演算部６２は、回転数偏差演算部６２Ａと、温度差演算部６２Ｂと、吸気量偏差演算部６２Ｃと、を含む。回転数偏差演算部６２Ａは、データ取得部６１で取得された実エンジン回転数Ｎと、予め設定された目標エンジン回転数Ｎ１との回転数偏差ΔＮを演算する。温度差演算部６２Ｂは、データ取得部６１で取得された実排気温度Ｔと、予め設定されたエンジン５１の正常稼働時における排気温度Ｔ１との差ΔＴを演算する。吸気量偏差演算部６２Ｃは、データ取得部６１で取得された実吸気量Ｑと、予め設定されたエンジン５１の正常稼働時における吸気量Ｑ１との吸気量偏差ΔＱを演算する。 The calculation unit 62 includes a rotational speed deviation calculation unit 62A, a temperature difference calculation unit 62B, and an intake air amount deviation calculation unit 62C. The rotation speed deviation calculation unit 62A calculates a rotation speed deviation ΔN between the actual engine speed N acquired by the data acquisition unit 61 and a preset target engine speed N1. The temperature difference calculation unit 62B calculates a difference ΔT between the actual exhaust gas temperature T acquired by the data acquisition unit 61 and the preset exhaust gas temperature T1 when the engine 51 is operating normally. The intake air amount deviation calculation unit 62C calculates an intake air amount deviation ΔQ between the actual intake air amount Q acquired by the data acquisition unit 61 and the preset intake air amount Q1 when the engine 51 is operating normally.

判定部６３は、異常燃焼発生判定部６３Ａと、エンジン停止判定部６３Ｂと、を含む。異常燃焼発生判定部６３Ａは、回転数偏差演算部６２Ａで演算された回転数偏差ΔＮが所定の回転数偏差閾値ΔＮｔｈよりも大きく（ΔＮ＞ΔＮｔｈ）、かつ温度差演算部６２Ｂで演算された排気温度の差ΔＴが所定の温度差閾値ΔＴｔｈよりも大きくなる（ΔＴ＞ΔＴｔｈ）異常燃焼発生条件を満たすか否かを判定する。 The determination unit 63 includes an abnormal combustion occurrence determination unit 63A and an engine stop determination unit 63B. The abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines that the rotation speed deviation ΔN calculated by the rotation speed deviation calculation unit 62A is larger than a predetermined rotation speed deviation threshold ΔNth (ΔN>ΔNth) and the exhaust gas calculated by the temperature difference calculation unit 62B. A determination is made as to whether or not the condition for occurrence of abnormal combustion that the temperature difference ΔT is greater than a predetermined temperature difference threshold value ΔTth (ΔT>ΔTth) is met.

本実施形態に係る油圧ショベル１のように、公道を走行するホイール式の建設機械では、例えば下り坂を下りるとき等にエンジン５１において異常燃焼が発生していなくても回転数偏差ΔＮが大きくなる場合がある。このような場合に、コントローラ６が、エンジン５１において異常燃焼が発生していると誤って判定しないように、異常燃焼発生条件に排気温度の差ΔＴに係る条件を含めている。 In a wheel-type construction machine that travels on public roads, such as the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment, the rotation speed deviation ΔN increases even if abnormal combustion does not occur in the engine 51 when going downhill, for example. Sometimes. In such a case, in order to prevent the controller 6 from erroneously determining that abnormal combustion is occurring in the engine 51, a condition relating to the difference ΔT in the exhaust gas temperature is included in the abnormal combustion occurrence conditions.

また、本実施形態では、異常燃焼発生条件に、吸気量偏差演算部６２Ｃで演算された吸気量偏差ΔＱが所定の吸気量偏差閾値ΔＱｔｈよりも大きくなる（ΔＱ＞ΔＱｔｈ）条件を含む。 Further, in the present embodiment, the abnormal combustion occurrence condition includes the condition that the intake air amount deviation ΔQ calculated by the intake air amount deviation calculating section 62C is larger than the predetermined intake air amount deviation threshold ΔQth (ΔQ>ΔQth).

エンジン停止判定部６３Ｂは、データ取得部６１で取得されたメインポンプ４１の吐出圧Ｐａが所定の目標吐出圧Ｐｔｈであるか否かを判定すると共に、データ取得部６１で取得された実エンジン回転数Ｎが０であるか否か、すなわちエンジン５１が停止したか否かを判定する。 The engine stop determination unit 63B determines whether or not the discharge pressure Pa of the main pump 41 acquired by the data acquisition unit 61 is equal to a predetermined target discharge pressure Pth. It is determined whether or not the number N is 0, that is, whether or not the engine 51 has stopped.

継続時間計測部６４は、継続して異常燃焼発生条件を満たす時間ｔを計測する。本実施形態では、継続時間計測部６４で計測された継続時間ｔが所定の継続時間ｔ１異常である場合に（ｔ≧ｔ１）、異常燃焼発生判定部６３Ａは前述した異常燃焼発生条件を満たすと判定する。 The duration measurement unit 64 continuously measures the time t that satisfies the abnormal combustion occurrence condition. In the present embodiment, when the duration t measured by the duration measuring unit 64 is abnormal for the predetermined duration t1 (t≧t1), the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines that the abnormal combustion occurrence condition described above is satisfied. judge.

記憶部６５は、所定の目標エンジン回転数Ｎ１、エンジン５１の正常稼働時における所定の排気温度Ｔ１及び所定の吸気量Ｑ１、所定の回転数偏差閾値ΔＮｔｈ、所定の温度差閾値ΔＴｔｈ、所定の吸気量偏差閾値ΔＱｔｈ、ならびに所定の継続時間ｔ１等の各種の目標値や閾値を記憶している。 The storage unit 65 stores a predetermined target engine speed N1, a predetermined exhaust gas temperature T1 and a predetermined intake air amount Q1 during normal operation of the engine 51, a predetermined rotational speed deviation threshold ΔNth, a predetermined temperature difference threshold ΔTth, a predetermined intake air Various target values and thresholds such as a quantity deviation threshold ΔQth and a predetermined duration t1 are stored.

指令部６６は、エンジン制御指令生成部６６Ａと、油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂと、を含む。エンジン制御指令生成部６６Ａは、異常燃焼発生判定部６３Ａにて異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、インジェクタ５１２に対して目標燃料噴射量を０とする指令信号、すなわち燃料の噴射の停止を指令する指令信号、ならびに排気弁５３、吸気弁５７、及びＥＧＲ弁５８のそれぞれに対して全閉とする指令信号を生成する。 Command unit 66 includes an engine control command generation unit 66A and a hydraulic pump load command generation unit 66B. Engine control command generation unit 66A satisfies a command signal for setting the target fuel injection amount to 0 to injector 512, that is, a fuel injection, when abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines that the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied. A command signal to command a stop and a command signal to fully close each of the exhaust valve 53, the intake valve 57, and the EGR valve 58 are generated.

吸気弁５７を閉弁とすることにより燃料の燃焼に必要な吸気の流入が減り、排気弁５３を閉弁とすることにより排圧が上昇する。このとき、ＥＧＲ弁５８も閉弁とすることによって、排圧が上昇しやすくなる。このように、エンジン制御指令生成部６６Ａは、エンジン５１、及びエンジン５１に付属する各機器の駆動を制御するための指令信号を生成する。 By closing the intake valve 57, the inflow of intake air necessary for fuel combustion is reduced, and by closing the exhaust valve 53, the exhaust pressure is increased. At this time, by closing the EGR valve 58 as well, the exhaust pressure is likely to increase. In this manner, the engine control command generator 66A generates command signals for controlling the driving of the engine 51 and the devices attached to the engine 51 .

なお、エンジン制御指令生成部６６Ａは、異常燃焼発生判定部６３Ａにて異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、インジェクタ５１２に対して燃料の噴射の停止を指令する指令信号、排気弁５３に対して閉弁を指令する指令信号、及び吸気弁５７に対して閉弁を指令する指令信号のうち、少なくともいずれかの指令信号を生成すればよい。 It should be noted that the engine control command generation unit 66A generates a command signal for instructing the injector 512 to stop fuel injection and the exhaust valve 53 when the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines that the abnormal combustion occurrence condition is satisfied. At least one of a command signal for commanding the intake valve 57 to close and a command signal for commanding the intake valve 57 to close may be generated.

油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂは、異常燃焼発生判定部６３Ａにて異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、メインポンプ４１に掛かる負荷がエンジン５１の出力トルク以上となるように（メインポンプ負荷≧エンジン出力トルク）、メインポンプ４１の吐出流量の増加を指令すると共に、流量制御弁４６の閉弁（閉弁位置４６Ｒへの切り換え）を指令する指令信号を生成する。なお、このとき、方向制御弁４４は中立位置４４Ｎとなっている。 The hydraulic pump load command generation unit 66B controls the load applied to the main pump 41 to be equal to or greater than the output torque of the engine 51 (main pump load≧engine output torque), and generates a command signal to command an increase in the discharge flow rate of the main pump 41 and to command the closing of the flow control valve 46 (switching to the closed position 46R). At this time, the direction control valve 44 is at the neutral position 44N.

ここで、図７は、エンジン５１の回転数Ｎと出力Ｆとの関係を示しており、エンジン５１は、負荷領域Ｂでは稼働し続け、負荷領域Ａでは停止する。例えば、実エンジン回転数ＮがＮ２のとき、エンジン５１の出力が最大エンジン出力Ｆ１を超える出力Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）となるとエンジン５１は停止する。そこで、エンジン５１の出力ＦがＦ２になるように、油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂは、ポンプ用電磁弁４８及び制御弁用電磁弁４９に対して駆動指令信号を生成する。これにより、流量制御弁４６が閉弁の状態でメインポンプ４１の吐出流量が増加し、メインポンプ４１の吐出圧Ｐａが所定の目標吐出圧Ｐｔｈとなったときにエンジン５１は停止する。 Here, FIG. 7 shows the relationship between the rotation speed N and the output F of the engine 51. The engine 51 continues to operate in the load region B and stops in the load region A. As shown in FIG. For example, when the actual engine speed N is N2, the engine 51 stops when the output of the engine 51 becomes the output F2 (F2>F1) exceeding the maximum engine output F1. Therefore, the hydraulic pump load command generator 66B generates a drive command signal for the pump solenoid valve 48 and the control valve solenoid valve 49 so that the output F of the engine 51 becomes F2. As a result, the discharge flow rate of the main pump 41 increases with the flow control valve 46 closed, and the engine 51 stops when the discharge pressure Pa of the main pump 41 reaches a predetermined target discharge pressure Pth.

なお、図７において、実エンジン回転数Ｎが上限回転数Ｎａを超えた場合、エンジン５１の出力が定格点出力Ｆａになるように、油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂは、ポンプ用電磁弁４８及び制御弁用電磁弁４９に対して駆動指令信号を生成する。 In FIG. 7, when the actual engine speed N exceeds the upper limit speed Na, the hydraulic pump load command generator 66B controls the pump solenoid valve 48 and A drive command signal is generated for the control valve solenoid valve 49 .

図６に示すように、コントローラ６では、まず、データ取得部６１が、温度センサ５４からの実排気温度Ｔ、吸気量センサ５５からの実吸気量Ｑ、及び回転数センサ５９からの実エンジン回転数Ｎをそれぞれ取得する（ステップＳ６０１）。 As shown in FIG. 6 , in the controller 6, first, the data acquisition unit 61 acquires the actual exhaust temperature T from the temperature sensor 54, the actual intake air amount Q from the intake air amount sensor 55, and the actual engine rotation speed from the rotation speed sensor 59. A number N is obtained (step S601).

次に、回転数偏差演算部６２Ａが、ステップＳ６０１で取得した実エンジン回転数Ｎと所定の目標エンジン回転数Ｎ１との回転数偏差ΔＮを演算し、温度差演算部６２Ｂが、ステップＳ６０１で取得した実排気温度Ｔとエンジン５１の正常稼働時における所定の排気温度Ｔ１との差ΔＴを演算し、吸気量偏差演算部６２Ｃが、ステップＳ６０１で取得した実吸気量Ｑとエンジン５１の正常稼働時における所定の吸気量Ｑ１との吸気量偏差ΔＱを演算する（ステップＳ６０２）。 Next, the rotation speed deviation calculation unit 62A calculates the rotation speed deviation ΔN between the actual engine speed N obtained in step S601 and the predetermined target engine speed N1, and the temperature difference calculation unit 62B obtains in step S601 The difference ΔT between the actual exhaust gas temperature T and a predetermined exhaust gas temperature T1 when the engine 51 is operating normally is calculated, and the intake air amount deviation calculation unit 62C calculates the difference ΔT between the actual intake air amount Q obtained in step S601 and when the engine 51 is operating normally. An intake air amount deviation ΔQ from a predetermined intake air amount Q1 at is calculated (step S602).

次に、異常燃焼発生判定部６３Ａは、ステップＳ６０２で演算された回転数偏差ΔＮが記憶部６５に記憶された所定の回転数偏差閾値ΔＮｔｈよりも大きいか否か判定する（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３において回転数偏差ΔＮが所定の回転数偏差閾値ΔＮｔｈよりも大きい（ΔＮ＞ΔＮｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０３／ＹＥＳ）、異常燃焼発生判定部６３Ａは、ステップＳ６０２で演算された排気温度の差ΔＴが記憶部６５に記憶された所定の温度差閾値ΔＴｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０４）。 Next, the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines whether or not the rotation speed deviation ΔN calculated in step S602 is greater than a predetermined rotation speed deviation threshold ΔNth stored in the storage unit 65 (step S603). If it is determined in step S603 that the rotational speed deviation ΔN is greater than the predetermined rotational speed deviation threshold value ΔNth (ΔN>ΔNth) (step S603/YES), the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines the exhaust gas calculated in step S602. It is determined whether or not the temperature difference ΔT is greater than a predetermined temperature difference threshold ΔTth stored in the storage unit 65 (step S604).

ステップＳ６０４において排気温度の差ΔＴが所定の温度差閾値ΔＴｔｈよりも大きい（ΔＴ＞ΔＴｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０４／ＹＥＳ）、異常燃焼発生判定部６３Ａは、ステップＳ６０２で演算された吸気量偏差ΔＱが記憶部６５に記憶された所定の吸気量偏差閾値ΔＱｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０５）。 If it is determined in step S604 that the difference ΔT in exhaust gas temperature is greater than the predetermined temperature difference threshold value ΔTth (ΔT>ΔTth) (step S604/YES), the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines the intake air temperature calculated in step S602. It is determined whether or not the amount deviation ΔQ is greater than a predetermined intake air amount deviation threshold ΔQth stored in the storage unit 65 (step S605).

ステップＳ６０５において吸気量偏差ΔＱが所定の吸気量偏差閾値ΔＱｔｈよりも大きい（ΔＱ＞ΔＱｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０５／ＹＥＳ）、異常燃焼発生判定部６３Ａは、継続時間計測部６４で計測された継続時間ｔが記憶部６５に記憶された所定の継続時間ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０６）。 If it is determined in step S605 that the intake air amount deviation ΔQ is greater than the predetermined intake air amount deviation threshold ΔQth (ΔQ>ΔQth) (step S605/YES), the abnormal combustion occurrence determining unit 63A causes the duration measuring unit 64 to measure It is determined whether or not the duration t thus obtained is equal to or greater than the predetermined duration t1 stored in the storage unit 65 (step S606).

ステップＳ６０６において継続時間計測部６４で計測された継続時間ｔが所定の継続時間ｔ１以上である（ｔ≧ｔ１）と判定された場合（ステップＳ６０６／ＹＥＳ）、エンジン制御指令生成部６６Ａは、インジェクタ５１２に対して目標燃料噴射量を０とし、排気弁５３、吸気弁５７、及びＥＧＲ弁５８に対してそれぞれ全閉とする指令信号を生成する（ステップＳ６０７）。続いて、油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂは、ポンプ用電磁弁４８及び制御弁用電磁弁４９に対してそれぞれ駆動指令信号を生成する（ステップＳ６０８）。 If it is determined in step S606 that the duration t measured by the duration measurement unit 64 is equal to or greater than the predetermined duration t1 (t≧t1) (step S606/YES), the engine control command generation unit 66A determines that the injector 512, the target fuel injection amount is set to 0, and a command signal is generated to fully close the exhaust valve 53, the intake valve 57, and the EGR valve 58 (step S607). Subsequently, the hydraulic pump load command generator 66B generates drive command signals for the pump solenoid valve 48 and the control valve solenoid valve 49 (step S608).

すなわち、コントローラ６では、ステップＳ６０６においてＹＥＳとなった場合、エンジン５１側を制御する処理であるステップＳ６０７、及びメインポンプ４１に負荷を掛ける処理であるステップＳ６０８の両ステップが順に実行される。 That is, in the controller 6, when YES in step S606, step S607 for controlling the engine 51 side and step S608 for applying load to the main pump 41 are executed in order.

メインポンプ４１に負荷を掛ける処理（ステップＳ６０８）の後、データ取得部６１は、圧力センサ４１０からのメインポンプ４１の吐出圧Ｐａを取得する（ステップＳ６０９）。そして、エンジン停止判定部６３Ｂが、ステップＳ６０９で取得したメインポンプ４１の吐出圧Ｐａが所定の目標吐出圧Ｐｔｈとなったか否かを判定する（ステップＳ６１０）。 After the process of applying a load to the main pump 41 (step S608), the data acquisition unit 61 acquires the discharge pressure Pa of the main pump 41 from the pressure sensor 410 (step S609). Then, the engine stop determination unit 63B determines whether or not the discharge pressure Pa of the main pump 41 obtained in step S609 has reached a predetermined target discharge pressure Pth (step S610).

ステップＳ６１０においてメインポンプ４１の吐出圧Ｐａが所定の目標吐出圧Ｐｔｈとなった（Ｐａ＝Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６１０／ＹＥＳ）、データ取得部６１は、再度、回転数センサ５９から実エンジン回転数Ｎを取得する（ステップＳ６１１）。一方、ステップＳ６１０においてメインポンプ４１の吐出圧Ｐａが所定の目標吐出圧Ｐｔｈでない（Ｐａ≠Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６１０／ＮＯ）、ステップＳ６０８に戻る。 When it is determined in step S610 that the discharge pressure Pa of the main pump 41 has reached the predetermined target discharge pressure Pth (Pa=Pth) (step S610/YES), the data acquisition unit 61 detects the The actual engine speed N is obtained (step S611). On the other hand, if it is determined in step S610 that the discharge pressure Pa of the main pump 41 is not the predetermined target discharge pressure Pth (Pa≠Pth) (step S610/NO), the process returns to step S608.

そして、エンジン停止判定部６３Ｂは、ステップＳ６１１で再取得した実エンジン回転数Ｎが０であるか否かを判定する（ステップＳ６１２）。ステップＳ６１２において実エンジン回転数Ｎが０である（Ｎ＝０）と判定された場合（ステップＳ６１２／ＹＥＳ）、エンジン５１は停止状態であり、コントローラ６での処理が終了する。一方、ステップＳ６１２において実エンジン回転数Ｎが０でない（Ｎ≠０）と判定された場合（ステップＳ６１２／ＮＯ）、ステップＳ６０７に戻る。 Then, the engine stop determination unit 63B determines whether or not the actual engine speed N reacquired in step S611 is 0 (step S612). When it is determined in step S612 that the actual engine speed N is 0 (N=0) (step S612/YES), the engine 51 is in a stopped state, and the processing by the controller 6 ends. On the other hand, if it is determined in step S612 that the actual engine speed N is not 0 (N≠0) (step S612/NO), the process returns to step S607.

本実施形態では、コントローラ６は、エンジン５１側を制御する処理（ステップＳ６０７）と、メインポンプ４１に負荷を掛ける処理（ステップＳ６０８）とを、両方実行しているが、これに限らず、少なくともメインポンプ４１に負荷を掛ける処理（ステップＳ６０８）を実行すればよい。すなわち、指令部６６は、少なくとも油圧ポンプ負荷指令生成部６６Ｂを含んでいればよい。 In this embodiment, the controller 6 executes both the process of controlling the engine 51 (step S607) and the process of applying a load to the main pump 41 (step S608). A process of applying a load to the main pump 41 (step S608) may be executed. That is, the command unit 66 should include at least the hydraulic pump load command generation unit 66B.

また、ステップＳ６０３において回転数偏差ΔＮが所定の回転数偏差閾値ΔＮｔｈ以下（ΔＮ≦ΔＮｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０３／ＮＯ）、ステップＳ６０４において排気温度の差ΔＴが所定の温度差閾値ΔＴｔｈ以下（ΔＴ≦ΔＴｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０４／ＮＯ）、ステップＳ６０５において吸気量偏差ΔＱが所定の吸気量偏差閾値ΔＱｔｈ以下（ΔＱ≦ΔＱｔｈ）と判定された場合（ステップＳ６０５／ＮＯ）、及びステップＳ６０６において継続時間ｔが所定の継続時間ｔ１よりも短い（ｔ＜ｔ１）と判定された場合（ステップＳ６０６／ＮＯ）にはそれぞれ、コントローラ６での処理が終了する。 Further, when it is determined in step S603 that the rotational speed deviation ΔN is equal to or less than the predetermined rotational speed deviation threshold value ΔNth (ΔN≦ΔNth) (step S603/NO), in step S604 the difference ΔT in the exhaust gas temperature is reduced to the predetermined temperature difference threshold value ΔTth. If it is determined that (ΔT≤ΔTth) below (step S604/NO), if it is determined in step S605 that the intake air amount deviation ΔQ is equal to or less than a predetermined intake air amount deviation threshold value ΔQth (ΔQ≤ΔQth) (step S605/NO) , and when it is determined in step S606 that the duration t is shorter than the predetermined duration t1 (t<t1) (step S606/NO), the processing in the controller 6 ends.

本実施形態では、異常燃焼発生判定部６３Ａは、回転数偏差ΔＮに関する条件（ステップＳ６０３）、排気温度の差ΔＴに関する条件（ステップＳ６０４）、吸気量偏差ΔＱに関する条件（ステップＳ６０５）、及び継続時間ｔに関する条件（ステップＳ６０６）の全ての条件を満たす場合に異常燃焼発生条件を満たすと判定しているが、これに限らず、少なくとも回転数偏差ΔＮに関する条件（ステップＳ６０３）、及び排気温度の差ΔＴに関する条件（ステップＳ６０４）を満たす場合に異常燃焼発生条件を満たすと判定すればよい。 In the present embodiment, the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines the condition regarding the rotational speed deviation ΔN (step S603), the condition regarding the exhaust temperature difference ΔT (step S604), the condition regarding the intake air amount deviation ΔQ (step S605), and the duration t (step S606), it is determined that the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied. If the condition regarding ΔT (step S604) is satisfied, it may be determined that the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied.

このように、油圧ショベル１では、エンジン５１における異常燃焼が発生した場合に、コントローラ６は、メインポンプ４１に負荷を掛ける制御を実行することによりエンジンを停止させるため、エンジン５１側の制御によらないでエンジン５１を停止させることができる。したがって、仮に、排気弁５３や吸気弁５７の閉弁時に異物等が挟まって隙間が生じて吸気の流入を完全に遮断することができない場合や、異常燃焼の影響によってインジェクタ５１２等のエンジン５１に付属する部品が故障してしまった場合であっても、異常燃焼によるエンジン５１の過回転を抑制することができる。 As described above, in the hydraulic excavator 1 , when abnormal combustion occurs in the engine 51 , the controller 6 stops the engine by executing control to apply a load to the main pump 41 . The engine 51 can be stopped without Therefore, if a foreign object or the like is caught when the exhaust valve 53 or the intake valve 57 is closed, a gap is generated and the inflow of intake air cannot be completely blocked, or if the injector 512 or other engine 51 is affected by abnormal combustion, Even if an attached component breaks down, overspeeding of the engine 51 due to abnormal combustion can be suppressed.

本実施形態では、コントローラ６は、メインポンプ４１に負荷を掛ける処理（ステップＳ６０８）に加えて、エンジン５１側の制御処理（ステップＳ６０７）を行うため、メインポンプ４１に負荷を掛ける処理（ステップＳ６０８）のみを行う場合と比べて、迅速かつ効率的にエンジン５１を停止させることができる。 In the present embodiment, in addition to the process of applying a load to the main pump 41 (step S608), the controller 6 performs the control process (step S607) on the engine 51 side, so the process of applying a load to the main pump 41 (step S608). ), the engine 51 can be stopped quickly and efficiently.

また、本実施形態では、異常燃焼発生判定部６３Ａは、継続時間計測部６４で計測された継続時間ｔが所定の継続時間ｔ１以上である場合に、異常燃焼発生条件を満たすと判定するため、油圧ショベル１の動作等によって一時的にエンジン５１の回転数が増加した場合や排気温度が上昇してしまった場合等を異常燃焼の発生として誤判定しにくくなり、精度よく異常燃焼の発生を判定することが可能である。 Further, in the present embodiment, the abnormal combustion occurrence determination unit 63A determines that the abnormal combustion occurrence condition is satisfied when the duration t measured by the duration measurement unit 64 is equal to or greater than the predetermined duration t1. It becomes difficult to erroneously determine the occurrence of abnormal combustion when the rotation speed of the engine 51 temporarily increases due to the operation of the hydraulic excavator 1 or the like, or when the exhaust temperature rises, and the occurrence of abnormal combustion is accurately determined. It is possible to

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, part of the configuration of this embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of this embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of this embodiment with another configuration.

例えば、上記実施形態では、油圧ショベル１は、ホイール式の油圧ショベルであったが、これに限らず、クローラ式の油圧ショベルであってもよい。また、必ずしも油圧ショベルでなくてもよく、他の建設機械であってもよい。 For example, in the above embodiment, the hydraulic excavator 1 was a wheel-type hydraulic excavator, but it is not limited to this, and may be a crawler-type hydraulic excavator. Also, it may not necessarily be a hydraulic excavator, but may be another construction machine.

また、上記実施形態では、エンジン５１側の制御処理と、メインポンプ４１に負荷を掛ける処理と、を含むエンジン５１の異常燃焼発生時におけるエンジン５１の停止に係る制御処理を１つのコントローラ６によって行っていたが、これに限らず、例えばエンジン５１側の制御処理を行うエンジンコントローラ、及びメインポンプ４１に負荷を掛ける処理を含むそれ以外の処理を行うメインコントローラの２種類のコントローラを用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, one controller 6 performs the control processing for stopping the engine 51 when abnormal combustion occurs in the engine 51, including the control processing on the engine 51 side and the processing for applying a load to the main pump 41. However, two types of controllers may be used, for example, an engine controller that performs control processing on the engine 51 side, and a main controller that performs other processing including processing to apply a load to the main pump 41. .

また、上記実施形態では、メインポンプ４１のレギュレータ４１Ａはポンプ用電磁弁４８で生成されたパイロット圧で、流量制御弁４６は制御弁用電磁弁４９で生成されたパイロット圧で、それぞれ駆動するパイロット操作式であったが、電磁式であってもよい。 In the above embodiment, the regulator 41A of the main pump 41 is driven by the pilot pressure generated by the pump solenoid valve 48, and the flow control valve 46 is driven by the pilot pressure generated by the control valve solenoid valve 49, respectively. Although it is an operation type, it may be an electromagnetic type.

１：油圧ショベル（建設機械）
６：コントローラ
４１：メインポンプ（油圧ポンプ）
４３：作動油タンク
４４：方向制御弁
４６：流量制御弁
５１：エンジン
５２：過給機
５３：排気弁
５４：温度センサ
５７：吸気弁
５８：ＥＧＲ弁
５９：回転数センサ
３１０：ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５０１Ａ：上流側排気路（排気路）
５０２Ｂ：下流側吸気路（吸気路）
５１１：燃焼室
５１２：インジェクタ
５２１：タービン
５２２：コンプレッサ 1: Hydraulic excavator (construction machinery)
6: Controller 41: Main pump (hydraulic pump)
43: Hydraulic oil tank 44: Directional control valve 46: Flow control valve 51: Engine 52: Turbocharger 53: Exhaust valve 54: Temperature sensor 57: Intake valve 58: EGR valve 59: Revolution sensor 310: Boom cylinder (hydraulic actuator)
501A: Upstream exhaust path (exhaust path)
502B: Downstream intake path (intake path)
511: Combustion chamber 512: Injector 521: Turbine 522: Compressor

Claims (4)

エンジンと、前記エンジンへ吸入される空気を圧縮する過給機と、前記エンジンの燃焼室に燃料を噴射するインジェクタと、前記過給機のコンプレッサと前記燃焼室とを接続する吸気路を開閉する吸気弁と、前記燃焼室と前記過給機のタービンとを接続する排気路を開閉する排気弁と、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、前記エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する温度センサと、前記エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の流れを制御する方向制御弁と、前記方向制御弁と前記作動油タンクとの間に設けられて前記作動油タンクへの戻り油量を制御する流量制御弁と、前記エンジンにおいて異常燃焼が発生した場合に前記エンジンを停止させるための制御を行うコントローラと、を備えた建設機械において、
前記コントローラは、
前記回転数センサで検出されたエンジン回転数と予め設定された目標エンジン回転数との回転数偏差を演算すると共に、前記温度センサで検出された排気温度と予め設定された前記エンジンの正常稼働時における排気温度との差を演算し、
演算された回転数偏差が所定の回転数偏差閾値よりも大きく、かつ演算された排気温度の差が所定の温度差閾値よりも大きくなる異常燃焼発生条件を満たすか否かを判定し、
前記異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、前記流量制御弁の閉弁を指令すると共に、前記油圧ポンプに掛かる負荷が前記エンジンの出力トルク以上となるように前記油圧ポンプの吐出流量の増加を指令する指令信号を生成する
ことを特徴とする建設機械。 opening and closing an intake passage connecting an engine, a supercharger for compressing air taken into the engine, an injector for injecting fuel into a combustion chamber of the engine, and a compressor of the supercharger and the combustion chamber; An intake valve, an exhaust valve that opens and closes an exhaust passage connecting the combustion chamber and the turbocharger turbine, a speed sensor that detects the speed of the engine, and a temperature of the exhaust gas discharged from the engine. A temperature sensor that detects a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil, a hydraulic actuator driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and the hydraulic A directional control valve that controls the flow of hydraulic fluid supplied from a pump to the hydraulic actuator, and a flow rate that is provided between the directional control valve and the hydraulic fluid tank and controls the amount of hydraulic fluid that returns to the hydraulic fluid tank. A construction machine comprising a control valve and a controller that performs control for stopping the engine when abnormal combustion occurs in the engine,
The controller is
A rotational speed deviation between the engine rotational speed detected by the rotational speed sensor and a preset target engine rotational speed is calculated, and the exhaust temperature detected by the temperature sensor and the preset normal operation time of the engine are calculated. Calculate the difference from the exhaust temperature at
determining whether abnormal combustion occurrence conditions are satisfied in which the calculated rotational speed deviation is greater than a predetermined rotational speed deviation threshold and the computed exhaust temperature difference is greater than a predetermined temperature difference threshold;
When it is determined that the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied, an instruction is issued to close the flow control valve, and the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced so that the load applied to the hydraulic pump is greater than or equal to the output torque of the engine. A construction machine characterized by generating a command signal for commanding an increase. 請求項１に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記異常燃焼発生条件を満たすと判定された場合に、前記インジェクタに対して燃料の噴射の停止を指令する指令信号、前記吸気弁に対して閉弁を指令する指令信号、及び前記排気弁に対して閉弁を指令する指令信号のうち、少なくともいずれかの指令信号を生成する
ことを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The controller provides a command signal for commanding the injector to stop injecting fuel, a command signal for commanding the intake valve to close, and the above when it is determined that the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied. A construction machine that generates at least one of command signals for commanding an exhaust valve to close. 請求項２に記載の建設機械において、
前記吸気弁の下流側かつ前記排気弁の上流側において前記排気路と前記吸気路とを連通するＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁をさらに備え、
前記排気弁に対して閉弁を指令する指令信号を生成する場合に、前記ＥＧＲ弁に対して閉弁を指令する指令信号を生成する
ことを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 2,
further comprising an EGR valve that opens and closes an EGR passage communicating between the exhaust passage and the intake passage downstream of the intake valve and upstream of the exhaust valve;
A construction machine, wherein a command signal for commanding said EGR valve to be closed is generated when said command signal for commanding said exhaust valve to be closed is generated. 請求項１に記載の建設機械において、
前記コントローラは、継続して前記異常燃焼発生条件を満たす時間を計測し、計測された継続時間が所定の継続時間以上である場合に、前記異常燃焼発生条件を満たすと判定する
ことを特徴とする建設機械。 In the construction machine according to claim 1,
The controller continuously measures the time period during which the condition for occurrence of abnormal combustion is satisfied, and determines that the condition for occurrence of abnormal combustion is met when the measured duration time is equal to or longer than a predetermined duration time. construction machinery.

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