CN101680209A - 建筑机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在还原剂的剩余量变少时也能够无障碍地实施必要的动作的建筑机械。在具有发动机；包含液压缸(18)、液压马达(20)的多个驱动器；以及对发动机的排气中的氮氧化物进行净化处理的排气处理装置的液压挖掘机中，采用的结构是具备实施限制控制和保持控制的驱动器动作控制机构，该限制控制在由还原剂剩余量检测装置(30)检测出还原剂储藏箱(30)内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时为了使由液压缸(18)驱动的前作业机变得难以发挥功能而限制液压缸(18)的动作；该保持控制为了在此时使由液压马达(20)驱动的行驶体(1)、旋转体(3)发挥功能而可保持该液压马达(20)的动作。

Description

建筑机械
技术领域
本发明涉及具备具有降低发动机的排气中的NOx的还原催化剂的排气处理装置的液压挖掘机等的建筑机械。
背景技术
近来，随着对柴油机适用高次的排气限制，需要将排气消音器以外的排气处理装置搭载在配置有发动机的机体上。作为上述的排气处理装置，包含有粒子状物质捕集过滤器和尿素选择性还原型NOx处理装置、NOx催化剂等。这种NOx还原使用液体还原剂，该液体还原剂虽然是尿素水溶液，但却是尿素选择性还原型NOx处理装置。
作为这种现有技术有专利文献1所示的技术。这种现有技术中的排气处理装置在内燃机的排气通路中配置了氧化催化剂、NOx吸附催化剂以及选择性还原剂催化剂。另外，构成为，具备使从作为还原剂储藏箱的尿素水溶液箱供给的还原剂、即尿素水溶液向排气通路喷射的还原剂喷射装置、即喷射喷嘴，并且具备检测尿素水溶液箱的尿素水溶液的剩余量的还原剂剩余量检测装置、即尿素水溶液传感器。
该现有技术在由尿素水溶液传感器检测出的尿素水溶液箱内的尿素水溶液的剩余量变少时，实施如下控制，即、抑制输出转矩等实现排气中的NOx的浓度降低，抑制尿素水溶液的减少程度的同时使该车辆可到达可补给尿素水溶液的服务站。
专利文献1：特开2006-226171号公报。
在以本发明为对象的液压挖掘机等的建筑机械中，如上述现有技术那样，在尿素水溶液即还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，若实施抑制输出转矩的控制，则发生驱动前作业机等的负载体的作业用驱动器的动作速度变慢，并且行驶用驱动器和旋转用驱动器的动作速度变慢的情况。即、所有的驱动器的动作速度变慢，前作业机等的负载体和行驶体、旋转体等的其它负载体的动作变得缓慢。因此，担心到达还原剂的补给场所的行驶花费时间，对于为紧急情形的危险回避想要迅速实施行驶或旋转等的必要的动作造成障碍。
发明内容
本发明是根据上述现有技术的实际状况而提出的方案，其目的在于提供即使在还原剂的剩余量变少时也能够无障碍地实施必要的动作的建筑机械。
为了达到该目的，本发明的建筑机械具有：发动机；由该发动机进行驱动的动力源；由从该动力源供给的动力驱动且包含规定的驱动器的多个驱动器，并且，具有排气处理装置，该排气处理装置包含：配置在上述发动机的排气通路中且利用上述还原剂对排气中的氮氧化物进行还原净化的还原催化剂；还原剂储藏箱；以及检测储藏在该还原剂储藏箱内的上述还原剂的剩余量的还原剂剩余量检测装置，其特征在于，具备实施限制控制和保持控制的驱动器动作控制机构，该限制控制在由上述还原剂剩余量检测装置检测出上述还原剂储藏箱内的上述还原剂的剩余量为规定剩余量以下时为了使由上述规定的驱动器驱动的负载体变得难以发挥功能而限制上述规定的驱动器的动作；该保持控制为了在此时使由与上述规定的驱动器不同的其它驱动器驱动的其它负载体发挥功能而可保持上述其它驱动器的动作。
这样构成的本发明，为了即使在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量变少的场合，也能进行用于还原剂补给的动作和用于紧急时的危险回避的迅速动作等必要的动作，将在这种状况下认为不动作也可以的驱动器预先选定为规定的驱动器，将在这种状况下认为动作是必要的驱动器预先选定为其它的驱动器。这样在进行了驱动器的选定的状况中，当由还原剂剩余量检测装置检测出还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，由驱动器动作控制机构实施限制上述规定的驱动器动作的限制控制，抑制由该规定的驱动器驱动的负载体的功能发挥，另一方面，为发挥由其它驱动器驱动的其它的负载体的功能而实施可保持其它驱动器动作的保持控制。
这样，在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，通过由驱动器动作控制机构的限制控制限制规定的驱动器的动作从而可减轻对发动机的负载，能够降低排气中的NOx的浓度，由此能够抑制还原剂储藏箱内的还原剂的减少程度。
另外，如此地规定的驱动器的动作被限制，伴随于此，由规定的驱动器驱动的负载体的动作被限制，从而能够让该建筑机械的操作者察觉到还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量在规定剩余量以下且必须补给还原剂的情况。
并且特别是，即使在这种还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下的场合，也能由其它驱动器的动作驱动其它负载体，能够无障碍地实施必要的动作。
另外，本发明的特征在于，在上述发明中，用上述驱动器动作控制机构实施的上述限制控制是禁止上述规定的驱动器动作的控制。
这样构成的本发明，在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，利用驱动器动作控制机构实施的限制控制，停止与规定的驱动器相关的负载体的驱动。因此，能够更加可靠地减轻对发动机的负载。而且，能够更加明确地让操作者察觉到还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量变少且必须补给的情况。
另外，本发明的特征在于，在上述发明中，用上述驱动器动作控制机构实施的上述保持控制是可进行不受上述其它驱动器的速度限制的通常速度进行的动作的控制。
这样构成的本发明，即使在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，利用驱动器动作控制机构实施的保持控制，也能够以通常速度使其它驱动器动作，能够更加可靠地实施必要的动作。
另外，本发明的特征在于，在上述发明中，上述其它驱动器由上述行驶用驱动器以及旋转用驱动器构成，上述规定的驱动器由与上述行驶用驱动器以及旋转用驱动器不同的驱动器构成。
这样构成的本发明，即使在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，也能够实施利用行驶用驱动器的动作进行的行驶操作以及利用旋转用驱动器进行的旋转操作，能够快速地实施由行驶操作进行的还原剂的补给动作或者由行驶操作、旋转操作进行的紧急时的回避动作
另外，本发明在上述发明中，其特征在于，上述建筑机械由液压挖掘机构成，上述规定的驱动器由使前作业机动作的驱动器构成。
这样构成的本发明，在还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，利用驱动器动作控制机构实施的限制控制，前作业机的动作被限制。因此，通过该前作业机被限制的动作，能够让该液压挖掘机的操作者察觉到还原剂储藏箱内的还原剂的剩余量变少且必须补给的情况。
本发明的效果如下。
本发明为了在还原剂变少时也能进行必要的动作，通过将在这种状况下认为不动作也可以的驱动器预先选定为规定的驱动器，将在这种状况下认为动作是必要的驱动器预先选定为与规定的驱动器不同的其它的驱动器，从而在还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，用驱动器动作控制机构实施的规定的驱动器的限制控制，限制由该规定的驱动器驱动的负载体的动作，能够通过该负载体被限制的动作，让该建筑机械的操作者察觉到还原剂的补给是必须的情况。而且，这样在还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，利用规定的驱动器的限制控制，能够减轻对发动机的负载，由此能够降低排气中的NOx浓度，能够抑制还原剂储藏箱内的还原剂的减少程度。而且尤其是，即使在还原剂的剩余量为规定剩余量以下的状况中，也能够确保其它驱动器的动作速度，因而能够迅速地动作与该其它驱动器相关的其它负载体，能够无障碍地实施用于还原剂补给的动作和用于紧急时的危险回避的动作等的必要动作。由此可得到可靠性比现有技术高的建筑机械。
具体实施方式
以下，基于附图对用于实施本发明的建筑机械的最佳方式进行说明。
图1是表示作为本发明的建筑机械的一个实施方式的液压挖掘机的侧视图，图2是表示本实施方式所具备的驱动电路以及排气处理装置的图，图3是表示用包含在本实施方式所具备的驱动电路中的控制器实施的处理的主要部分的流程图。
本实施方式如图1所示，具备：具有由行驶用驱动器例如行驶马达2进行驱动的履带的行驶体1；以及配置在该行驶体1上且由未图示的旋转用驱动器例如旋转马达进行驱动的旋转体3。在旋转体3的前侧位置具备驾驶室4，在该驾驶室4的后方位置具备容纳发动机6的发动机室5，在后端部具有确保重量平衡的配重7。
在旋转体5的前方具备：可上下方向转动地安装在该旋转体5上的起重臂8；可上下方向转动安装在该起重臂8的前端上的臂9；以及可上下方向转动安装在该臂9的前端上的铲斗10。而且，具备驱动起重臂8的起重臂气缸11、驱动臂9的臂气缸12以及驱动铲斗10的铲斗气缸13。通过这些起重臂8、臂9、铲斗10以及起重臂气缸11、臂气缸12、铲斗气缸13构成可实施挖掘作业等的前作业机。
另外，在本实施方式中，如图2所示，具备由发动机6驱动且构成动力源的主液压泵14、15以及控制液压泵16、17。该图2中，构成液压驱动器的液压缸18例示了上述起重臂气缸11、臂气缸12、或铲斗气缸13。另外，液压马达20例示了上述行驶马达2或旋转马达。
上述前作业机构成由液压缸18进行驱动的负载体，上述行驶体1以及旋转体3构成由液压马达20进行驱动的其它的负载体。还有，为了在还原剂储藏箱30内的还原剂为规定剩余量以下时也能使其进行必要的动作，上述液压缸18预先被选定为在这种状况下认为即使不动作也可以的规定的驱动器，液压马达20预先被选定为在这种状况下认为动作是必须的其它驱动器。
另外，具备：设置在主液压泵14和液压缸18之间且控制从主液压泵14向液压缸18供给的压力油的流动的第一方向控制阀19；设置在主液压泵15和液压泵20之间且控制从主液压泵15向液压马达20供给的压力油的流动的第二方向控制阀21；将从控制液压泵16排出的控制压作为一次压、将转换第一方向控制阀19的二次压作为信号压而发生的第一操作装置22；以及将从控制液压泵17排出的控制压作为一次压、将转换第二方向控制阀21的二次压作为信号压而发生的第二操作装置23。由以上各构成要素构成本实施方式所具备的驱动电路。
另外，本实施方式具备降低发动机6的排气中的氮氧化物即NOx的排气处理装置。该排气处理装置如图2所示，包括：配置在发动机6的排气通路28中且利用尿素水溶液等还原剂对排气中的NOx进行还原净化的还原催化剂29；储藏尿素水溶液等还原剂的还原剂储藏箱30；以及检测储藏在该还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量的还原剂剩余量检测装置33。再有，包含：吸入储藏在还原剂储藏箱30中的还原剂并进行供给的还原剂供给装置31；将由该还原剂供给装置31供给的还原剂向还原催化剂29的上游测的排气通路28部分喷射的还原剂喷射装置32。
另外，本实施方式具备：对从第一操作装置22向第一方向控制阀19的控制部供给的信号压进行引导的第一信号线路24；例如可对该第一信号线路24进行遮断、连通的由开闭阀构成的第一信号控制装置25；对从第二操作装置23向第二方向控制阀21的控制部供给的信号压进行引导的第二信号线路26；以及例如可对该第二信号线路26进行遮断、连通的由开闭阀构成的第二信号控制装置27。而且，具备：具有对由上述还原剂剩余量检测装置33检测出的还原剂的剩余量、和预先设定的规定剩余量进行比较判断的判断机构、并基于该判断结果输出对第一信号控制装置25及第二信号控制装置27进行控制的控制信号的控制器35；以及与该控制器35连接且可显示还原剂的剩余量少的内容的监视器34。该监视器34配置在例如驾驶室4内。
由上述控制器35、上述第一信号控制装置25、第二信号控制装置27，构成驱动器动作控制机构，该驱动器动作控制机构实施限制控制和保持控制，该限制控制在由还原剂剩余量检测装置33检测出的还原剂储藏箱30内的还原剂剩余量为规定剩余量以下时，限制液压缸18的动作，以使由规定驱动器即液压缸18进行驱动的负载体、即前作业机难以发挥功能，该保持控制可保持液压马达20的动作，以便在此时由与规定驱动器不同的其它驱动器即液压马达20进行驱动的其它负载体即行驶体1、旋转体3发挥功能。
用该驱动器动作控制机构实施的限制控制例如由禁止液压缸18动作的控制构成，而用驱动器动作控制机构实施的保持控制例如由可进行不受液压马达20的速度限制的通常速度进行的动作的控制构成。
在这样构成的本实施方式中，在由还原剂剩余量检测装置33检测还原剂储藏箱30内的还原剂为比规定剩余量多不需要补给程度的剩余量期间，即在用内装于控制器35内的判断机构进行图3的步骤S1所示的判断(尿素水剩余量≤规定剩余量)为“否”时，利用来自基于该判断输出的控制器35的控制信号，第一信号控制装置25将第一信号线路24保持为连通状态，第二信号控制装置27将第二信号通路26保持为连通状态。
这样，在第一信号线路24以及第二信号线路26被保持连通的状态下，例如若操作第一操作装置22，则与该第一操作装置22的操作量相应的信号压通过第一信号线路24、第一信号控制装置25给与第一方向控制阀19的控制部，转换该第一方向控制阀19。由此，从主液压泵14排出的压力油通过第一方向控制阀19供给至液压缸18，上述前作业机利用该液压缸18的动作进行驱动。因此，能够通过起重臂8、臂9以及铲斗10的驱动实施挖掘作业等。
另外，在第一信号线路24以及第二信号线路26被保持连通的状态下，例如若操作第二操作装置23，则与该第二操作装置23的操作量相应的信号压通过第二信号线路26、第二信号控制装置27给与第二方向控制阀21的控制部，转换该第二方向控制阀21。由此，从主液压泵15排出的压力油通过第二方向控制阀21供给至液压马达20，行驶体1或旋转体3利用该液压马达20的动作进行驱动。即能够实施前作业机与行驶、旋转的复合操作或行驶单独操作、旋转单独操作等。
在上述前作业机的驱动或行驶操作、旋转操作期间，由还原剂供给装置31吸入的储藏在还原剂储藏箱30内的还原剂供给到还原剂喷射装置32，从该还原剂喷射装置32向发动机6的排气通路28喷射。这样，含有还原剂的排气与排气通路28所具备的还原催化剂29接触，从而如众所周知的那样，排气中的NOx被降低。
另外，当用还原剂剩余量检测装置33检测出还原剂储藏箱30的还原剂剩余量为比规定剩余量少需要补给的剩余量时，即、用内装于控制器35内的判断机构进行图3的步骤S2所示的判断(尿素水剩余量≤规定剩余量)为“是”时，则从控制器35对监视器34输出显示信号，该监视器34进行“还原剂的剩余量少需要补给”意思的警告显示，并且作为本实施方式的特征的构成要素的驱动器动作控制机构动作，实施以下控制：第一信号控制装置25利用来自控制器35的控制信号对第一信号线路24进行遮断的限制控制、即禁止对前作业机进行驱动的液压缸18的动作的限制控制；和第二信号控制装置27将第二信号线路26照样保持为连通状态的保持控制、即可进行由不受驱动行驶体1、旋转体3的液压马达20的速度限制的通常速度进行的动作的保持控制。由此，前作业机保持为无法发挥功能的驱动停止状态，行驶体1以及旋转体3保持为可发挥功能的状态。
即、即使操作第一操作装置22，由该第一操作装置22发生的信号压被第一信号控制装置25遮断，不会导入第一方向控制阀19的控制部，第一方向控制阀19保持为中立。因此，来自主液压泵14的压力油不会供给至液压缸18，前作业机保持为驱动停止状态。另外，在操作了第二操作装置23的场合，如上所述，与该第二操作装置23的操作量相应的信号压通过第二信号线路26、第二信号控制装置27给与第二方向控制阀21的控制部，转换该第二方向控制阀21。由此，从主液压泵15排出的压力油供给至液压马达20，该液压马达30进行动作，可以驱动行驶体1或旋转体3。
这样构成的本实施方式，在还原剂储藏箱30内的还原剂剩余量为规定剩余量以下时，液压缸18的动作被包含内装于控制器35中的判断机构的驱动器动作控制机构的限制控制禁止，前作业机的驱动被保持为停止状态，从而减轻对发动机6的负载，能够降低流动在排气通路28中的排气NOx的浓度，由此能够抑制还原剂储藏箱30内的还原剂的减少程度。
另外，通过监视器34的警告显示，能够使液压挖掘机的操作者察觉到还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下且需要补给还原剂的情况，并且如此地液压缸18的动作被禁止，伴随于此，由液压缸18进行驱动的前作业机的动作停止，从而能够使液压挖掘机的操作者察觉到还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下且需要还原剂的补给的情况。
并且特别是，即使在这样还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下的场合，能够利用液压马达20的动作使行驶体1或旋转体3快速动作，能够实施必要的动作即、行驶操作或旋转操作。因此，能够无故障地实施用于还原剂补给的通常速度进行的行驶操作和用于紧急情形时危险回避的迅速的行驶操作或旋转操作等，由此可得到可靠性高的建筑机械。
还有，在上述实施方式中，做成了将第一信号控制装置25以及第二信控制装置27的双方由开闭阀构成的结构，但也可以做成第一信号控制装置25由压力调整阀构成、第二信号控制装置27由开闭阀构成的结构，而且也可以做成第一信号控制装置25由开闭阀构成、第二信号控制装置27由压力调整阀构成的结构，而且也可以做成第一信号控制装置25以及第二信号控制装置27的双方由压力调整阀构成的结构。
在做成上述第一信号控制装置25由压力调整阀构成、第二信号控制装置27由开闭阀构成的结构的场合，在还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，可以从控制器35对第一信号控制装置25输出使该第一信号控制装置25的开口量为可将可转换第一方向控制阀19的信号压供给到该第一方向控制阀19的控制部的开口量的控制信号，以便可以将无法实施本来的作业的程度的允许极缓慢的前作业机的动作的流量从液压泵14供给液压缸18。另一方面，即使在这种时候，由于第二信号控制装置25将第二信号线路26保持为连通状态，因此液压马达2的通常速度进行的动作成为可能，驱动行驶体1或旋转体3，能够无障碍地实施还原剂的补给动作和紧急情形时的危险回避动作等的必要动作。
另外，在做成上述第一信号控制装置25由开闭阀构成、第二信号控制装置27由压力调整阀构成的结构的场合，在还原剂储藏箱30内的还原剂的剩余量为规定剩余量以下时，前作业机保持为驱动停止状态，并且可以从控制器35对第二信号控制装置27输出做成为可将可转换第二方向控制阀21的信号压供给到该第二方向控制阀21的控制部的开口量的控制信号，以便可以将可进行速度比通常速度慢但适当的快速行驶操作或旋转操作的流量从主液压泵15供给到驱动行驶体1或旋转体2的主液压马达20。这样构成的装置在还原剂的剩余量为规定剩余量以下的状况中，尽管动作比第一实施方式迟缓，但能够无障碍地实施必要动作。
另外，在做成上述第一信号控制装置25以及第二信号控制装置27的双方由压力调整阀构成的结构的场合，根据上述可明确，在还原剂的剩余量为规定剩余量以下的状况中，利用根据从控制器30输出的控制信号的第一信号控制装置25以及第二信号控制装置27的开口量的控制，能够实施无法实施原来的作业的程度的极缓慢的前作业机的动作、和速度比通常速度慢但适当的快速行驶操作或旋转操作，可以无障碍地实施还原剂的补给动作和紧急情形时危险回避的动作等必要动作。
另外，上述实施方式做成将液压缸18预先选定为作为限制控制的对象的规定驱动器、将液压马达20预先选定为作为保持控制的对象的其它驱动器的结构，但是本发明并不限定于这样构成。鉴于在还原剂储藏箱30内的还原剂变少的状况下所考虑的必要动作，也可以从多个驱动器中适当选定这些规定驱动器及其它驱动器。
另外，上述实施方式由液压挖掘机构成，但是本发明并不这样限定于液压挖掘机。能够应用于具备发动机、排气处理装置以及多个驱动器的各种建筑机械。
附图说明
图1是表示作为本发明的建筑机械的一个实施方式的液压挖掘机的侧视图。
图2是表示本实施方式所具备的驱动电路以及排气处理装置的图。
图3是表示用包含在本实施方式所具备的驱动电路中的控制器实施的处理的主要部分的流程图。
图中：
1-行驶体，2-行驶马达(行驶用驱动器)，3-旋转体，6-发动机，
8-起重臂，9-臂，10-铲斗，11-起重臂气缸，12-臂气缸，
13-铲斗气缸，14-主液压泵(动力源)，15-主液压泵(动力源)，
16-控制液压泵(动力源)，17-控制液压泵(动力源)，
18-液压缸(规定的驱动器)，19-第一方向控制阀，
20-液压马达(另一驱动器)，21-第二方向控制阀，22-第一操作装置，
23-第二操作装置，24-第一信号线路，
25-第一信号控制装置(驱动器动作控制机构)，26-第二信号线路，
27-第二信号控制装置(驱动器动作控制机构)，28-排气通路，
29-还原催化剂，30-还原剂储藏箱，33-还原剂剩余量检测装置，
35-控制器(驱动器动作控制机构)。

Claims (5)

1.一种建筑机械，具有：发动机；由该发动机进行驱动的动力源；由从该动力源供给的动力驱动且包含规定的驱动器的多个驱动器，并且，具有排气处理装置，该排气处理装置包含：配置在上述发动机的排气通路中且利用上述还原剂对排气中的氮氧化物进行还原净化的还原催化剂；还原剂储藏箱；以及检测储藏在该还原剂储藏箱内的上述还原剂的剩余量的还原剂剩余量检测装置，其特征在于，
具备实施限制控制和保持控制的驱动器动作控制机构，该限制控制在由上述还原剂剩余量检测装置检测出上述还原剂储藏箱内的上述还原剂的剩余量为规定剩余量以下时为了使由上述规定的驱动器驱动的负载体变得难以发挥功能而限制上述规定的驱动器的动作；该保持控制为了在此时使由与上述规定的驱动器不同的其它驱动器驱动的其它负载体发挥功能而可保持上述其它驱动器的动作。
2.根据权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，
用上述驱动器动作控制机构实施的上述限制控制是使上述规定的驱动器动作禁止的控制。
3.根据权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，
用上述驱动器动作控制机构实施的上述保持控制是可使由不受上述其它驱动器的速度限制的通常速度进行的动作进行的控制。
4.根据权利要求1～3任一项所述的建筑机械，其特征在于，
上述其它驱动器由上述行驶用驱动器以及旋转用驱动器构成，
上述规定的驱动器由与上述行驶用驱动器以及旋转用驱动器不同的驱动器构成。
5.根据权利要求4所述的建筑机械，其特征在于，
上述建筑机械由液压挖掘机构成，
上述规定的驱动器由对前作业机进行驱动的驱动器构成。
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