CN104302881B - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents

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Abstract

作业车辆具备发动机、废气净化装置、还原剂罐、发动机冷却水回路、分支路径、阀、接受部、阀控制部、风扇、散热器、恒温器和风扇控制部。废气净化装置对从发动机排出的废气中的氮氧化物进行净化。还原剂罐储存向废气净化装置供给的还原剂。发动机冷却水回路包括通过发动机的驱动而使用于对发动机进行冷却的发动机冷却水在循环路径中循环的水泵。分支路径从循环路径分支,为了通过发动机冷却水在与还原剂罐内的还原剂之间进行热交换而设置。阀对发动机冷却水相对于分支路径的供给进行控制。接受部接受操作者的操作指示。阀控制部按照操作者的由接受部接受到的操作指示,对阀指示开动作。风扇在发动机室内生成冷却风。散热器通过冷却风对发动机冷却水进行冷却。恒温器设置在循环路径与散热器之间,在发动机冷却水的温度成为了规定温度以上的情况下,为了向散热器供给发动机冷却水而进行开动作。风扇控制部按照操作者的由接受部接受到的操作指示,使风扇的转速上升。

Description

作业车辆及作业车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及作业车辆及作业车辆的控制方法。
背景技术
在液压挖掘机、推土机、轮式装载机等作业车辆上搭载有排气处理装置。作为排气处理装置,存在例如柴油机微粒子捕集过滤装置(DPF)、柴油机氧化催化装置(DOC)及选择性催化还原装置(SCR)等。
排气处理装置通过NOx还原反应,将从发动机排出的气体(废气)中含有的氮氧化物(NOx)还原成无害的气体。作业车辆具备储存用于进行该NOx还原反应的还原剂的还原剂罐,并将储存于该还原剂罐的还原剂向废气中喷射。
在外部气温低的情况下,当储存于还原剂罐的还原剂发生冻结时,存在无法将还原剂向排气处理装置供给的可能性。
因而,在专利文献1中提出了如下的方式:为了防止储存于还原剂罐的还原剂的冻结而将发动机冷却水向还原剂罐内引导,进行发动机冷却水与还原剂之间的热交换,来防止还原剂的冻结。
具体而言,在专利文献1中提出了如下的方式:使发动机冷却水的循环路径的一部分分支,将分支的路径插入还原剂罐内,由此通过在该路径中流动的冷却水与还原剂之间的热交换来防止还原剂的冻结。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-241735号公报
发明内容
发明要解决的课题
如专利文献1那样,在将发动机冷却水向还原剂罐引导的情况下,在发动机冷却水的循环路径中追加了新的路径,但是在利用追加的路径之前需要充分地进行排气。若排气不充分,则无法将发动机冷却水向该路径充分地供给,从而热交换的效率下降。
在循环路径中设有对发动机冷却水进行冷却的散热器和基于发动机冷却水的温度进行开闭动作而对散热器供给发动机冷却水的恒温器。当恒温器打开时,向散热器的供给路径追加到循环路径中,因此路径长度变长。在发动机冷却水的循环路径长的情况下,发动机冷却水的循环花费时间,存在排气不充分的可能性。
本发明是为了解决上述的课题而做成的,其目的在于提供一种能够充分地执行向还原剂罐内供给发动机冷却水的路径的排气的作业车辆及作业车辆的控制方法。
其他的课题和新的特征通过本说明书的记述及附图明确可知。
用于解决课题的方案
本发明的一方案的作业车辆具备发动机、废气净化装置、还原剂罐、发动机冷却水回路、分支路径、阀、接受部、阀控制部、风扇、散热器、恒温器和风扇控制部。废气净化装置对从发动机排出的废气中的氮氧化物进行净化。还原剂罐储存向废气净化装置供给的还原剂。发动机冷却水回路包括通过发动机的驱动而使用于对发动机进行冷却的发动机冷却水在循环路径中循环的水泵。分支路径从循环路径分支,为了通过发动机冷却水在与还原剂罐内的还原剂之间进行热交换而设置。阀对发动机冷却水相对于分支路径的供给进行控制。接受部接受操作者的操作指示。阀控制部按照操作者的由接受部接受到的操作指示,对阀指示开动作。风扇在发动机室内生成冷却风。散热器通过冷却风对发动机冷却水进行冷却。恒温器设置在循环路径与散热器之间,在发动机冷却水的温度成为了规定温度以上的情况下,恒温器为了向散热器供给发动机冷却水而进行开动作。风扇控制部按照操作者的由接受部接受到的操作指示,使风扇的转速上升。
根据本发明的作业车辆,风扇控制部按照操作者的由接受部接受到的操作指示而使风扇的转速上升。通过抑制发动机冷却水的温度的上升,能抑制恒温器进行开动作而在循环路径中追加散热器的供给路径的情况。由此能够充分地执行向还原剂罐内供给发动机冷却水的路径的排气。
优选的是,作业车辆还具备对发动机冷却水的温度进行检测的发动机冷却水传感器。风扇控制部能够选择以风扇的转速与发动机冷却水的温度上升相应地上升的方式设置的第一控制线、与发动机冷却水的温度上升相应地设定的风扇的转速比第一控制线高的第二控制线中的任一方,在有操作者的操作指示的情况下,按照第二控制线来控制风扇的转速。
根据上述,通过切换第一控制线及第二控制线来控制风扇的转速,从而能够以简单的方式使风扇的转速上升。
优选的是,风扇控制部按照操作者的操作指示,以使风扇的转速成为最高转速的方式进行设定。通过将风扇的转速设定为最高转速,能够简单地抑制发动机冷却水的温度的上升。
优选的是,接受部为监控装置,监控装置将操作指示向阀控制部及风扇控制部输出。
根据上述,接受部为监控装置,从监控装置向阀控制部输出操作指示。由此,操作者能够容易地指示排气所用的处理的执行。
优选的是,阀控制部构成为,在对阀指示了开动作之后,在经过规定期间后对阀指示闭动作。
根据上述,由于经过规定期间后对阀指示闭动作,因此无需要求操作者的操作而能够提高便利性。
优选的是,还原剂罐设置在车身框架的长度方向的一方端侧,发动机设置在车身框架的长度方向的另一方端侧。
根据上述,由于将还原剂罐和发动机分别设置在车身框架的长度方向的一方端及另一方端侧,因此能够抑制从作为热源的发动机向还原剂罐的影响。
优选的是,分支路径具有设置在发动机冷却水流动的路径中途的低区域和设置在比低区域靠下游侧的位置的比低区域高的高区域。
根据上述,即使相对于分支路径在路径中途具有从低处向高处的存在高低差的区域的情况下的难以执行排气的结构,也能够充分地执行排气。
本发明的一方案的作业车辆的控制方法具备:接受操作者进行的、相对于设置在向还原剂罐引导发动机冷却水的路径中的阀的开动作的指示的步骤;在发动机的转速上升了之后,按照接受的操作者进行的开动作的指示相对于阀输出指示开动作的指示信号的步骤;在接受了操作者进行的开动作的指示的情况下,输出使风扇的转速上升的指令信号的步骤。
根据本发明的作业车辆的控制方法,具备:按照接受的操作者进行的开动作的指示相对于阀输出指示开动作的指示信号的步骤;在接受了操作者进行的开动作的指示的情况下,输出使风扇的转速上升的指令信号的步骤。由此,根据对阀的开动作,能抑制风扇的转速上升而抑制发动机冷却水的温度的上升,并将发动机冷却水供给到向还原剂罐内供给冷却水的路径,充分地执行排气。
发明效果
能够充分地执行向还原剂罐内供给发动机冷却水的路径的排气。
附图说明
图1是说明基于实施方式的作业车辆101的外观的图。
图2是表示基于实施方式的驾驶室8的内部结构的立体图。
图3是表示基于实施方式的作业车辆101的控制系统的结构的简图。
图4是基于本实施方式的风扇200的外观图。
图5是说明基于本实施方式的风扇驱动部210的结构的图。
图6是说明基于本实施方式的与还原剂罐69连接的路径的图。
图7是说明基于本实施方式的还原剂罐69的内部状态的图。
图8是说明基于实施方式的监控装置21的结构的图。
图9是说明基于实施方式的排气模式选择画面的一例的图。
图10是说明基于本实施方式的风扇转速、发动机冷却水温度及排气模式的开始时机的图。
图11是说明基于实施方式的作业车辆101的主控制器50的排气模式处理的流程图。
具体实施方式
以下,基于附图,说明本发明的实施方式。
<整体结构>
图1是基于实施方式的作业车辆101的外观图。
如图1所示,作为基于实施方式的作业车辆101,在本例中,主要列举液压挖掘机为例进行说明。
作业车辆101主要具有下部行驶体1、上部回旋体3和作业机4。作业车辆主体由下部行驶体1和上部回旋体3构成。下部行驶体1具有左右一对履带。上部回旋体3被装配成能借助下部行驶体1的上部的回旋机构进行回旋。
作业机4在上部回旋体3被轴支承为能沿上下方向动作,进行砂土的挖掘等作业。作业机4包括动臂5、斗杆6和铲斗7。动臂5的基部以可动的方式与上部回旋体3连结。斗杆6以可动的方式与动臂5的前端连结。铲斗7以可动的方式与斗杆6的前端连结。而且,上部回旋体3包含驾驶室8等。
<驾驶室的结构>
图2是表示基于实施方式的驾驶室8的内部结构的立体图。
如图2所示,驾驶室8具有驾驶席9、行驶操作部10、辅助用踏板15、侧方窗16、仪表盘17、作业机杆18、19、锁定杆20、监控装置21、前方窗22和纵框23。
驾驶席9设置在驾驶室8的中央部。行驶操作部10设置在驾驶席9的前方。
行驶操作部10包括行驶杆11、12和行驶踏板13、14。行驶踏板13、14与各行驶杆11、12一体地可动。下部行驶体1通过操作者将行驶杆11、12向前方推压而前进。而且,下部行驶体1通过操作者将行驶杆11、12向后方拉拽而后退。
辅助用踏板15设置在行驶操作部10的附近。而且,仪表盘17设置在图2的右方的侧方窗16的附近。
作业机杆18、19设置在驾驶席9的左右侧部。作业机杆18、19进行动臂5的上下移动、斗杆6及铲斗7的转动、以及上部回旋体3的回旋操作等。
锁定杆20设置在作业机杆18的附近。在此,所谓的锁定杆20是用于使作业机4的操作、上部回旋体3的回旋及下部行驶体1的行驶等的功能停止的杆。通过进行使锁定杆20位于垂直状态的操作(在此为锁定杆的下拉操作),能够锁定(限制)作业机4等的动作。
监控装置21设置在将驾驶室8的前方窗22与一方的侧方窗16分隔的纵框23的下部,显示作业车辆101的发动机状态、指引信息、警告信息等。而且,监控装置21设为能够接受与作业车辆101的各种动作相关的设定指示。
在此,发动机状态是例如发动机冷却水的温度、工作油温度、燃料剩余量等。所谓指引信息作为一例是催促作业车辆的发动机等的检查、保养的显示等。所谓各种动作是例如规定的模式(排气模式)的设定等。所谓警告信息是需要唤起操作者的注意的信息。
<控制系统的结构>
图3是表示基于实施方式的作业车辆101的控制系统的结构的简图。
如图3所示,作业车辆101的控制系统作为一例,包括作业机杆18、19、行驶杆11、12、锁定杆20、监控装置21、第一液压泵31A、第二液压泵31B、斜盘驱动装置32、控制阀34、液压促动器35、发动机36和发动机控制器38。而且,控制系统还包括燃料刻度盘39、旋转传感器40、作业机杆装置41、压力开关42、阀43、电位计45、启动开关46、压力传感器47、主控制器50、散热器71、恒温器76、水泵61、涡轮增压器63、循环路径74、分支路径70、传感器73、LLC(Long Life Coolant)阀75、风扇200和风扇驱动部210。
而且,作业车辆101的控制系统还包括废气净化装置60和还原剂罐69。
废气净化装置60还包括排气净化单元62、中继连接管(混合配管)64、选择性催化还原装置65、排气筒66和还原剂喷射装置84。
还原剂喷射装置84具有还原剂供给路径83和还原剂喷射阀68。
排气净化单元62包括柴油机氧化催化装置62A和柴油机微粒子捕集过滤装置62B。
第一液压泵31A喷出在作业机4等的驱动中使用的工作油。
第二液压泵31B喷出为了产生与作业机杆18、19、行驶杆11、12的操作对应的液压(先导压)而利用的油。在第一液压泵31A连接有斜盘驱动装置32。
斜盘驱动装置32基于来自泵控制器33的指示进行驱动,来改变第一液压泵31A的斜盘的倾斜角度。在第一液压泵31A经由控制阀34连接有液压促动器35。液压促动器35是动臂用工作缸、斗杆用工作缸、铲斗用工作缸、回旋用液压马达及行驶用液压马达等。
控制阀34与作业机杆装置41连接。作业机杆装置41将与作业机杆18、19、行驶杆11、12的操作方向及/或操作量对应的先导压向控制阀34输出。控制阀34按照该先导压对液压促动器35进行控制。
在第二液压泵31B连接有作业机杆18、19、行驶杆11、12及锁定杆20。
在作业机杆装置41连接有压力传感器47。压力传感器47将与作业机杆18、19、行驶杆11、12的操作状态对应的杆操作信号向主控制器50输出。
主控制器50根据按照作业量设定的泵吸收转矩、通过燃料刻度盘39等设定的发动机转速、及实际的发动机转速等,进行使第一液压泵31A吸收发动机36的各输出点处的最佳匹配的转矩的控制。
发动机36具有与第一液压泵31A及第二液压泵31B连接的驱动轴。而且,发动机36具有为了使风扇200旋转而与风扇驱动部210连接的驱动轴。
涡轮增压器63将通过利用废气的能量而压缩后的压缩空气向发动机36主体导入。
发动机控制器38按照来自主控制器50的指示,对发动机36的动作进行控制。发动机36作为一例是柴油机发动机。发动机36的发动机转速通过燃料刻度盘39等设定,实际的发动机转速由旋转传感器40检测。旋转传感器40与发动机控制器38连接。而且,由旋转传感器40检测到的发动机转速从发动机控制器38向主控制器50通知。
在燃料刻度盘39设有电位计45,通过电位计45检测燃料刻度盘39的操作量而对发动机控制器38输出与发动机36的转速相关的表盘指令的值(也称为表盘指令值)。按照该燃料刻度盘39的刻度盘指令值来调整发动机36的目标转速。
发动机控制器38按照来自主控制器50的指示,基于刻度盘指令值进行燃料喷射装置喷射的燃料喷射量等的控制,并调节发动机36的转速。而且,发动机控制器38按照来自主控制器50的对第一液压泵31A的控制指示来调节发动机36的发动机转速。
启动开关46与发动机控制器38连接。通过操作者对启动开关46进行操作(设定为启动),而将起动信号向发动机控制器38输出,从而发动机36起动。
主控制器50是对作业车辆101整体进行控制的控制器,由CPU(CentralProcessing Unit)、非易失性存储器、计时器等构成。主控制器50对发动机控制器38及监控装置21等进行控制。需要说明的是,在本例中,说明主控制器50与发动机控制器38分别为不同结构的情况,但是也可以设为共用的1个控制器。
在锁定杆20连接有压力开关42。压力开关42在锁定杆20被向锁定侧操作时检测该操作,并向阀(电磁阀)43发送信号。由此,阀43切断油的供给,因此能够使作业机4的操作、上部回旋体3的回旋及下部行驶体1的行驶等的功能停止。而且,压力开关42也向主控制器50发送同样的信号。
水泵61借助发动机36的驱动而使循环路径74内的发动机冷却水循环。循环路径74以通过发动机冷却水对发动机36、涡轮增压器63进行冷却的方式配管。而且,循环路径74与借助恒温器76对发动机冷却水进行冷却的散热器71连结。恒温器76在发动机冷却水成为规定温度以上时打开,在发动机冷却水小于规定温度时关闭。由此,在发动机冷却水成为规定温度以上时,发动机冷却水向散热器71内流入,在发动机冷却水小于规定温度时,发动机冷却水不向散热器71内流入。
另外,在循环路径74上设有分支路径70。在本例中,分支路径70以分支点A为起点而插入到还原剂罐69内,并且,以分支点B为终点。分支路径70以绕过循环路径74的分支点A与分支点B之间的一部分路径的方式设置。
分支路径70插入到还原剂罐69内。在还原剂罐69内,在分支路径内流动的发动机冷却水与储存于还原剂罐69的还原剂之间进行热交换。由此,能够防止储存于还原剂罐的还原剂的冻结。而且,能够将在发动机起动时冻结的还原剂解冻。
另外,在分支路径70上,在分支点A附近设有LLC阀75。LLC阀75按照来自主控制器50的指示而执行开闭动作。按照来自主控制器50的开动作的指示,LLC阀75打开。由此,从循环路径74的分支点A经由分支路径70向还原剂罐69内供给发动机冷却水,发动机冷却水返回循环路径74的分支点B。
另外,在循环路径74中设有传感器73,来检测路径内的发动机冷却水的状态。在本例中,检测发动机冷却水的温度作为发动机冷却水的状态。传感器73与发动机控制器38连接。发动机控制器50将从循环路径74检测到的检测结果向主控制器50通知。
在散热器71设有用于补给发动机冷却水的补给口。而且,该补给口也作为积存在发动机冷却水所循环的路径内的气体(空气)的排气口发挥功能。
柴油机氧化催化装置62A具有使发动机36的废气中的氮氧化物(NOx)中的一氧化氮(NO)减少而使二氧化氮(NO2)增加的功能。
柴油机微粒子捕集过滤装置62B是对来自发动机36的排气进行处理的装置。柴油机微粒子捕集过滤装置62B通过过滤器来捕集发动机36的排气中含有的粒子状物质,并将捕集到的粒子状物质焚烧。过滤器由例如陶瓷构成。
选择性催化还原装置65是用于将氮氧化物NOx还原的装置,其例如使用对尿素水进行加水分解而得到的氨(NH3)作为还原剂。选择性催化还原装置65在原理方面应用了通过氮氧化物(NOx)与氨(NH3)进行化学反应而还原成氮(N2)和水(H2O)的原理。在作业车辆101上搭载有例如放入了尿素水的还原剂罐69。但是,还原剂没有限定为尿素水,只要是能够对氮氧化物NOx进行还原即可。
中继连接管(混合配管)64将柴油机微粒子捕集过滤装置62B与选择性催化还原装置65之间连接。在该混合配管64中,相对于从柴油机微粒子捕集过滤装置朝向选择性催化还原装置65的废气喷射还原剂进行混合。
还原剂喷射装置84将从还原剂罐69汲取的还原剂(尿素水)经由还原剂供给路径83及还原剂喷射阀68向废气喷射。
传感器72设于还原剂罐69,并检测储存于还原剂罐69的还原剂的状态。在本例中,检测还原剂的温度作为还原剂的状态。并且,传感器72将从还原剂罐69检测到的检测结果向主控制器50输出。
排气筒66与选择性催化还原装置65连接,用于将通过了选择性催化还原装置65之后的排气向大气中排出。
风扇200设置在发动机室内,通过旋转而在发动机室内生成冷却风。通过冷却风,对包含发动机36的发动机室内进行冷却,并对包含散热器71的循环路径内的发动机冷却水进行冷却。
风扇驱动部210对风扇200的旋转进行控制。
主控制器50包括对LLC阀75进行控制的阀控制部51和对风扇驱动部210进行控制的风扇控制部52。
阀控制部51按照来自监控装置21的指示而对LLC阀75指示开闭动作。风扇控制部52根据来自传感器73的发动机冷却水的温度来控制风扇200的转速。而且,风扇控制部52按照来自监控装置21的指示来调节风扇200的转速。
需要说明的是,发动机36、废气净化装置60、还原剂罐69、水泵61及循环路径74、分支路径70、LLC阀75、阀控制部51、风扇控制部52分别是本发明的“发动机”、“废气净化装置”、“还原剂罐”、“发动机冷却水回路”、“分支路径”、“阀”、“阀控制部”、“风扇控制部”的一例。
<风扇的结构>
图4是说明基于本实施方式的风扇200的外观的图。
参照图4,风扇200由11张叶片构成。风扇驱动部210与发动机36的输出轴202连结,通过流体离合器来控制风扇200的旋转。
图5是说明基于本实施方式的风扇驱动部210的结构的图。
参照图5,风扇驱动部210包括壳体240、离合器部230、弹簧221、电磁可动件216、电磁铁线圈214、调整构件220和霍尔元件215。
在壳体240内的积油处241填充有硅油,通过调整向离合器部230的硅油量来进行风扇200的旋转控制。
电磁可动件216与调整构件220连结。通过增加向电磁铁线圈214供给的电流量,由此电磁可动件216使弹簧221收缩来将调整构件220向下方压下。另一方面,通过减少向电磁铁线圈214供给的电流量,从而将电磁可动件216向下方压下的力减弱,通过弹簧221的斥力而将调整构件220向上方推顶。
根据调整构件220的位置来调节从积油处241向离合器部230流入的硅油量。通过将调整构件220向下方压下而流入离合器部230的硅油量减少。另一方面,通过将调整构件220向上方推顶而流入离合器部230的硅油量增加。
由于硅油量变化而抗剪力变化,从而风扇200的转速变化。由于向离合器部230流入的硅油量增加而抗剪力增加,从而风扇200的转速增加。另一方面,由于向离合器部230流入的硅油量减少而抗剪力下降,从而风扇200的转速减少。
霍尔元件215检测风扇200的转速,并将检测结果向后述的风扇控制器输出。风扇控制器以使由霍尔元件215检测到的风扇200的转速成为所希望的转速的方式控制向电磁铁线圈214供给的电流量。
需要说明的是,说明了上述的风扇驱动部210通过使用硅油的流体离合器来调整风扇200的转速的方式,但没有特别限定于此,也可以使用电磁离合器等方式来调整风扇200的转速。
风扇控制部52根据来自传感器73的发动机冷却水的温度来控制风扇200的转速。具体而言,随着发动机冷却水的温度的上升而使风扇200的转速增加。
<分支路径的结构>
图6是说明基于本实施方式的与还原剂罐69连接的路径的图。
参照图6,首先,对排气处理单元进行说明。发动机36与排气处理单元相互独立地支承于车身框架95。
具体而言,作为用于将排气处理单元支承于框架的支承体的结构,具有两个板91、四个纵框架(柱构件)92、横框架93、托架94。
两个板91分别具有平板形状,且安装于车身框架95。四个纵框架92分别具有柱形状,且安装于板91。四个纵框架92分别从向板91安装的安装位置向上方延伸。
横框架93安装于纵框架92。横框架93对托架94进行支承。
托架94具有平板形状。托架94安装于横框架93。
托架94对排气净化单元62和选择性催化还原装置65进行支承。
在排气净化单元62与选择性催化还原装置65之间设有中继连接管(混合配管)64,中继连接管(混合配管)64和还原剂罐69通过尿素水配管(还原剂供给路径)83连接。
选择性催化还原装置65是用于利用对例如尿素水进行加水分解而得到的氨选择性地对氮氧化物NOx进行还原的装置。
还原剂喷射装置84(图3)主要具有还原剂喷射阀68和还原剂供给路径83。
还原剂罐69构成为能够储存尿素水。该还原剂罐69例如配置在发动机室外,支承于车身框架95。
还原剂供给路径83将该还原剂罐69和混合配管64连接。通过该还原剂供给路径83能够将储存于还原剂罐69的尿素水向混合配管64引导。
储存在还原剂罐69内的尿素水通过还原剂供给路径83而从还原剂喷射阀68向混合配管64的内部喷射供给。
另外,在上述的还原剂喷射装置84中,还原剂供给路径83从混合配管64的长度方向(X方向)的与排气净化单元62连接的连接部的同侧(图中跟前侧)连接。还原剂供给路径83的向混合配管64连接的连接部是混合配管64内的排气路径的上游侧。由此,向混合配管64喷射供给的尿素水在从混合配管64内的上游侧到下游侧期间充分地与排气混合。
另外,与发动机36相邻地设有水泵61,水泵61与循环路径74连接。并且,循环路径74的分支点A及分支点B与分支路径70连接。相对于循环路径74的分支点A及B的分支路径70以可拆装的状态设置。
在此,在车身框架95设有用于装配作业机4的纵板96A及96B,还原剂供给路径83沿着纵板96A(X方向)配置。
另外,关于分支路径70,也与还原剂供给路径83同样地沿着纵板96A(X方向)配置。
另外,相对于还原剂罐69,还原剂供给路径83及分支路径70均在还原剂罐69附近沿着从还原剂罐69的下面部至上面部的方向(Z方向)配置。
另外,在本例中,还原剂罐69配置在车身框架95的长度方向(X方向)的前方端部(图中跟前侧),而发动机36配置在车身框架95的长度方向(X方向)的后方端部(图中里侧)。通过这样将还原剂罐69与发动机36分离配置,能够抑制因发动机36等热源的影响而还原剂罐69内的还原剂的品质发生劣化的情况。需要说明的是,通过使还原剂罐69与发动机36分离,从而分支路径70的路径长度变长。
图7是说明基于本实施方式的还原剂罐69的内部状态的图。
参照图7,分支路径70被导入还原剂罐69内。分支路径70在还原剂罐69附近沿着从还原剂罐69的下面部至上面部的方向配置,并从还原剂罐69的上表面侧插入。分支路径70在到达还原剂罐69内的底部之后,折回而再次从还原剂罐69的上表面侧拔出。
因此,该分支路径70在其路径中途具有从低处至高处的设有高低差的区域。分支路径70具有在发动机冷却水所流动的路径中途设置的低区域和设置在比低区域靠下游侧的位置的高区域。
例如,分支路径70具有还原剂罐69附近的下面部的低区域、还原剂罐69的上面侧的高区域、还原剂罐69内的底部的低区域连续的结构。分支路径70的高区域设置在还原剂罐69跟前的低区域与还原剂罐69内的低区域之间。
因而,在分支路径70中,在路径中途至少设有相当于还原剂罐69的高度的从低处向高处的高低差。
<监控装置>
接下来,说明监控装置21的结构。
图8是说明基于实施方式的监控装置21的结构的图。
如图8所示,监控装置21包括输入部211、显示部212和显示控制部213。
输入部211接受各种信息的输入。监控装置21与主控制器50连接,由输入部211接受的输入向主控制器50输出。
显示部212使用液晶画面等实现。
显示控制部213对显示部212的显示内容进行控制。具体而言,显示控制部213按照来自主控制器50的指示而显示与作业车辆101的动作相关的信息。该信息包含发动机状态的信息或指引信息、警告信息等。
对输入部211进行具体说明。输入部211由多个开关构成。输入部211具有功能开关F1~F6。
功能开关F1~F6位于显示部212的下方,分别显示为“F1”~“F6”,是用于输入与在各开关的上方由显示部212显示的图标(作为一例,为指引图标I1~I3)对应的信号的开关。
另外,输入部211具有在功能开关F1~F6的下方设置的减速开关111、动作模式选择开关112、行驶速度级选择开关113、蜂鸣取消开关114、刮水器开关115、清洗器开关116、空调开关117。
减速开关111是执行在作业机杆18、19返回中立位置起规定时间后,使发动机36的发动机转速下降至规定的转速的减速控制的开关。所谓“中立位置”是指作业机杆18、19未被操作的状态(无作业状态)。
动作模式选择开关112是从多个动作模式中选择作业车辆101的动作模式的开关。行驶速度级选择开关113是从多个行驶速度级中选择作业车辆101的行驶速度级的开关。蜂鸣取消开关114是将作业车辆101成为规定的警告状态时产生的蜂鸣音取消的开关。刮水器开关115是使设置在作业车辆101的驾驶室8(参照图2)的前玻璃上的刮水器(未图示)动作的开关。清洗器开关116是使向前玻璃喷射清洗水的清洗器(未图示)工作的开关。空调开关117是对驾驶室8内的空调的各种功能进行操作的开关。
需要说明的是,作为输入部211,也可以应用电阻膜方式等的触摸面板。在本例中,作为显示部212显示的画面,示出显示作业车辆101在通常动作中显示的标准画面301的情况。
该标准画面301基于预先存储在未图示的存储器中的画面数据而通过显示控制部213生成。关于其他的画面也同样。
在标准画面301上排列显示有发动机水温表G1、工作油温表G2及燃料水平表G3,表的指针基于来自分别对应的传感器的传感器信号而变化。而且,在燃料水平表G3的右侧显示有燃料消耗表G4。
在显示部212的上方的中央部显示时钟W。在时钟W的右侧显示有表示设定的动作模式的动作模式图标IU及表示设定的行驶速度级的行驶速度级图标IS。
在标准画面301中,作为动作模式图标IU,显示文字“P”。这是将动作模式设定为在通常的挖掘作业等时利用的动力模式的情况的显示。
相对于此,在作业车辆101设定为节约模式的情况下,作为动作模式图标IU,显示文字“E”。
在标准画面301的下方的位置且在功能开关F4~F6的上方的位置,显示有与功能开关F4~F6分别对应的指引图标I1~I3。
指引图标I1是表示将显示部212显示的画面向相机画面切换的图标。所谓相机画面是将通过设置在作业车辆101的外装部、对作业车辆101的外界进行拍摄的CCD相机等(未图示)获取的图像信号输出的画面。指引图标I2是表示将时钟W的显示向运转表的显示切换的图标。指引图标I3是表示将显示部212显示的画面向用户模式画面切换的图标。因此,例如与指引图标I1对应的功能开关F4被按下时,显示部212显示的画面切换成相机画面。
图9是说明基于实施方式的排气模式选择画面的一例的图。
如图9所示,排气模式选择画面302作为一例,通过选择规定的功能开关而从标准画面301转变并显示。该排气模式选择画面302在为了防止还原剂的冻结或解冻还原剂而使发动机冷却水流向分支路径70之前被操作。
在本例中,在排气模式选择画面302中,显示能够接受将LLC阀设为开状态或闭状态的输入的指示的画面。
在本例中,关于LLC阀的开闭,示出设有“开”项目303、“闭”项目304的情况。
操作者选择该“开”项目303并指示执行,由此LLC阀75被设定为开状态。需要说明的是,通过使光标与“闭”项目304的位置对合并指示执行,由此也能够将LLC阀75设定为闭状态。这样,监控装置21发挥作为接受操作者的操作指示的接受部的作用。
另外,也可以为,在将LLC阀75设为了开状态之后,在经过了判断为排气结束所需的充分的规定期间之后,自动地将LLC阀75设定为闭状态。通过该处理,能够提高操作者的便利性。
在本实施方式中,为了与还原剂罐69内的还原剂之间进行热交换而设有分支路径70。
在本实施方式中,在为了防止还原剂的冻结或解冻还原剂而利用分支路径70之前,在排气模式选择画面302中选择“开”项目303,由此将LLC阀75打开,向分支路径70供给发动机冷却水。由此,将分支路径70的路径内的气体(空气)向循环路径74挤出。并且,在与循环路径74连结的散热器71中,将该路径内的气体(空气)向外气中放出。需要说明的是,在本例中,构成为即使恒温器76未成为开状态也能够排气。具体而言,为了对涡轮增压器63进行冷却而从使发动机冷却水循环的循环路径74相对于散热器71设置排气路径63A(图3的虚线)。向循环路径74挤出的气体(空气)经由排气路径63A从散热器71的补给口放出。需要说明的是,作为一例说明了从相对于涡轮增压器63的循环路径74相对于散热器71设置排气路径63A(虚线)的结构,但没有特别局限于此,也可以从其他的区域相对于散热器71设置排气路径,或者在与散热器71不同的循环路径74的一部分设置能够排气的排气口。
因此,在为了防止还原剂的冻结或解冻还原剂而利用分支路径70之前,能够充分地执行向还原剂罐69内供给发动机冷却水的分支路径70的排气。由此能够抑制热交换的效率的下降。
另外,在本实施方式中,通过在排气模式选择画面302中选择“开”项目303,由此来调整风扇200的转速。具体而言,风扇控制部52对风扇驱动部210进行指示而使风扇200的转速上升。作为一例,将风扇200的转速设定为最高转速。通过使风扇200的转速上升而鼓风力增加,能够抑制发动机冷却水的水温的上升。
需要说明的是,在本例中,说明了在监控装置21接受LLC阀开闭的指示的情况,但没有特别局限于监控装置21,也可以与监控装置21独立地设置接受LLC阀开闭的指示的按钮等构件,并使用该按钮等构件来接受LLC阀开闭的指示。
接下来,说明能够更有效地执行向还原剂罐内供给发动机冷却水的路径的排气的方式。
图10是说明基于本实施方式的风扇转速、发动机冷却水温度及排气模式的开始时机的图。
如图10所示,在此,左纵轴为风扇转速,横轴为时刻t。而且,右纵轴为发动机冷却水温度。在此,线L1、L2指明冷却水温度。线P指明通常的风扇旋转控制线。线Q指明排气模式时的风扇旋转控制线。
在发动机36起动后,发动机36的发动机转速设定为低怠速状态的发动机转速。发动机冷却水的温度伴随着发动机36的起动而上升。发动机冷却水温度由传感器73检测。并且,示出发动机冷却水温度在时刻T1到达X℃的情况。
另外,风扇200根据发动机冷却水温度而被控制。风扇控制部52按照线P随着发动机冷却水温度的上升而使风扇200的转速上升。
在时刻T1,发动机冷却水温度到达了X℃时,将发动机转速设定为高怠速状态的发动机转速。这是因为,在发动机冷却水温度为低温时若使发动机转速上升,则向发动机36的负荷增大。需要说明的是,在本例中,作为初始状态而说明了发动机冷却水温度小于X℃的情况,但是在初始状态为X℃的情况下,也可以从一开始就将发动机转速设定为高怠速状态的发动机转速。
并且,示出了在将发动机转速设定为高怠速状态之后,将排气模式设定为ON(开)的情况。
在本实施方式中,在发动机转速的高怠速状态下将排气模式设为ON(开),执行循环路径74的排气。本实施方式的水泵61从发动机36获得驱动力而将发动机冷却水向循环路径74供给。因此,伴随着发动机36的转速的上升而向水泵61的循环路径74的发动机冷却水的供给压力升高。伴随于此,在高怠速状态下将循环路径74的LLC阀75打开时,在向分支路径70的供给压力较高的状态下供给发动机冷却水。因此,利用高供给压力的发动机冷却水来执行分支路径70内的排气,能将分支路径70内的气体(空气)向循环路径74挤出而有效地执行排气。
另外,在将排气模式设定为ON(开)的情况下,按照排气模式时的风扇旋转控制线即线Q而将风扇200的转速设定为最高转速F2。由此,能将发动机冷却水的温度如线L2所示那样调整为不是高温状态(Y℃以上)的规定温度。该规定温度设定为避免恒温器76成为开状态那样的温度。
另一方面,在按照通常的风扇旋转控制线即线P来控制风扇200的转速的情况下,发动机冷却水温度如线L1所示那样向高温状态转变。并且,在时刻T2,发动机冷却水温度设定为Y℃,恒温器76成为开状态。
在排气模式中,恒温器76成为开状态时,在发动机冷却水循环的循环路径74中追加了向散热器71的供给路径。追加的供给路径会加长循环路径74的路径长度,使排气花费时间。而且,由于追加的路径而使水泵61的供给压力下降,因此存在排气变得不充分的可能性。
在本实施方式中,在排气模式中以避免恒温器76成为开状态的方式控制风扇200的转速而抑制发动机冷却水的温度的上升。
<流程处理>
图11是说明基于实施方式的作业车辆101的主控制器50的排气模式处理的流程图。
如图11所示,首先,判断发动机是否起动(步骤S1)。主控制器50通过发动机控制器38来判断发动机36是否起动。
接着,检测发动机冷却水温度(步骤S2)。主控制器50检测来自传感器73的发动机冷却水温度。
然后,判断发动机冷却水温度是否小于X℃(步骤S3)。主控制器50基于从传感器73获取的检测结果来判断发动机冷却水温度是否小于Q℃。
在步骤S3中,在判断为发动机冷却水温度小于X℃时(在步骤S3中为“是”),维持该状态,在判断为发动机冷却水温度不是小于X℃时(在步骤S3中为“否”),设定为高转速(步骤S4)。主控制器50在判断为发动机冷却水温度不是小于X℃时,对发动机控制器38作出使发动机转速成为高转速的指示。
需要说明的是,在本例中,在发动机冷却水温度小于X℃的低温状态的情况下,采用限制发动机转速而抑制向发动机的负荷的方式,但该方式不是必须的结构,也可以在发动机起动后,将发动机转速设定为高转速。
接着,将排气模式设定为有效(步骤S5)。主控制器50设定为能够接受排气模式选择画面302中的LLC阀的开闭指示。例如,可以将图9中说明的规定的功能开关的选择设定为有效。
需要说明的是,在本例中,说明了在将发动机转速设定为高转速之后,将排气模式设定为有效的情况,但并不局限于该方式,关于排气模式的指示的接受,也可以是将发动机转速设定为高转速之前,关于排气模式的指示的执行,也可以在将发动机转速设定为高转速之后执行。
接着,判断是否存在开指示(步骤S6)。主控制器50的阀控制部51判断在排气模式选择画面302中是否存在“开”项目303的选择。
在步骤S6中,待机至存在开指示为止,在判断为存在开指示时(在步骤S6中为“是”),将LLC阀75设定为开状态。主控制器50的阀控制部51在“开”项目303的选择存在的情况下,对LLC阀75作出成为开状态的指示(步骤S7)。
接着,将风扇200设定为高转速(步骤S8)。风扇控制部52按照“开”项目303的选择指示对风扇驱动部210进行调整,以使风扇200的转速成为最高转速F2。
接着,判断是否经过了规定期间(步骤S9)。判断在主控制器50的阀控制部51将LLC阀75设为开状态之后是否经过了规定期间。
规定期间优选设定为从发动机36起动的时刻到发动机冷却水的温度上升而恒温器76打开为止的时间以上的期间。
这样,以从发动机36的起动时刻到恒温器76打开的时间为基准进行决定,由此能够抽出发动机冷却水路径(循环路径74+分支路径70)整体的空气。
作为规定期间,可以设定为例如15分钟左右。需要说明的是,该期间为一例,只要是能够进行排气处理的时间,就可以设定为任意的长度。
在步骤S8中,在判断为经过了规定期间的情况下(在步骤S9中为“是”),将LLC阀75设定为闭状态(步骤S10)。主控制器50的阀控制部51在将LLC阀75设为开状态之后经过了规定期间的情况下,对LLC阀75作出成为闭状态的指示。需要说明的是,在风扇控制部52将LLC阀75设定为闭状态的情况下,按照通常的风扇旋转控制线来调整风扇200的转速。需要说明的是,在本例中,说明了阀控制部51在经过了规定期间的情况下对LLC阀75作出成为闭状态的指示的方式,但是也可以按照操作者的指示来将LLC阀75设为闭状态。具体而言,阀控制部51可以在图9中说明的排气模式选择画面302中接受来自操作者的“闭”项目304的选择指示,由此对LLC阀75作出成为闭状态的指示。
而后,结束处理(end)。
通过该处理,能够在将风扇200的转速设定为最高转速的状态下将LLC阀75设定为开状态来执行分支路径70的排气。
例如,在排气模式中,当恒温器76成为开状态时,在发动机冷却水循环的循环路径74中还追加了向散热器71的供给路径。
该路径的追加会加长循环路径74的路径长度,使排气花费时间。在分支路径70的路径长度较长的情况或者在分支路径70的路径中途设有高低差(例如,还原剂罐69的高度量等的高低差)的情况下,需要用于将分支路径70内的空气(气体)从分支路径70向循环路径74挤出的压力。向散热器71的供给路径的追加会导致压力的下降,存在无法充分执行排气的可能性。
通过本实施方式的方式,在排气模式中抑制发动机冷却水的温度上升,由此抑制恒温器76成为开状态而在循环路径74中追加向散热器71的供给路径的情况,从而能够充分地执行排气。
需要说明的是,在本例中,说明了在将排气模式设定为ON(开)的情况下,按照排气模式时的风扇旋转控制线即线Q而将风扇200的转速设定为最高转速F2的情况,但是只要以避免发动机冷却水的温度成为高温状态(Y℃)的方式使风扇200的转速上升即可,可以设定为任意的转速。例如,可以按照比线P的倾斜大的另外的风扇旋转控制线,以避免发动机冷却水的温度成为高温状态(Y℃)的方式控制风扇200的转速。
需要说明的是,在本例中,作为作业车辆,列举液压挖掘机为例进行了说明,但也可以应用于推土机、轮式装载机等作业车辆,只要是设有发动机36的作业用的机械就可以应用。
以上,说明了本发明的实施方式,但应认为本次公开的实施方式的全部点均为例示而不是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书表示,并包括与权利要求书等同意义及范围内的全部变更。
符号说明
1下部行驶体,3上部回旋体,4作业机,5动臂,6斗杆,7铲斗,8驾驶室,9驾驶席,10行驶操作部,11、12行驶杆,13、14行驶踏板,15辅助用踏板,16侧方窗,17仪表盘,18、19作业机杆,20锁定杆,21监控装置,22前方窗,23纵框,31A第一液压泵,31B第二液压泵,32斜盘驱动装置,34控制阀,35液压促动器,36发动机,38发动机控制器,39燃料刻度盘,40旋转传感器,41作业机杆装置,42压力开关,43阀,45电位计,46启动开关,47压力传感器,50主控制器,51阀控制部,52风扇控制部,60废气净化装置,61水泵,62排气净化单元,62A柴油机氧化催化装置,62B柴油机微粒子捕集过滤装置,64混合配管,65选择性催化还原装置,66排气筒,68还原剂喷射阀,69还原剂罐,70分支路径,71散热器,72、73传感器,74循环路径,75LLC阀,76恒温器,83还原剂供给路径,84还原剂喷射装置,91板,92纵框架,93横框架,94托架,95车身框架,96A、96B纵板,101作业车辆,111减速开关,112动作模式选择开关,113行驶速度级选择开关,114蜂鸣取消开关,115刮水器开关,116清洗器开关,117空调开关,200风扇,210风扇驱动部,211输入部,212显示部,213显示控制部,301标准画面,302排气模式选择画面。

Claims (8)

1.一种作业车辆,其具备:
发动机;
废气净化装置,其对从所述发动机排出的废气中的氮氧化物进行净化;
还原剂罐,其储存向所述废气净化装置供给的还原剂;
发动机冷却水回路,其包括通过所述发动机的驱动而使用于对所述发动机进行冷却的发动机冷却水在循环路径中循环的水泵;
分支路径,其从所述循环路径分支,为了通过所述发动机冷却水在与所述还原剂罐内的所述还原剂之间进行热交换而设置;
阀,其对所述发动机冷却水相对于所述分支路径的供给进行控制;
接受部,其接受操作者相对于所述分支路径指示排气并打开所述阀以将所述分支路径中的气体排出的排气模式指示;
阀控制部,其按照所述操作者的由所述接受部接受到的所述排气模式指示,对所述阀指示开动作;
风扇,其在发动机室内生成冷却风;
散热器,其通过所述冷却风对所述发动机冷却水进行冷却;
恒温器,其设置在所述循环路径与所述散热器之间,在所述发动机冷却水的温度成为了规定温度以上的情况下,为了向所述散热器供给所述发动机冷却水而进行开动作;
风扇控制部,其按照所述操作者的由所述接受部接受到的所述排气模式指示,使所述风扇的转速上升,由此通过操作使所述恒温器不打开而将所述分支路径中的气体排出。
2.根据权利要求1所述的作业车辆,其中,
所述作业车辆还具备对所述发动机冷却水的温度进行检测的发动机冷却水传感器,
所述风扇控制部能够选择以所述风扇的转速与所述发动机冷却水的温度上升相应地上升的方式设置的第一控制线、与所述发动机冷却水的温度上升相应地设定的所述风扇的转速比所述第一控制线高的第二控制线中的任一方,在有所述操作者的排气模式指示的情况下,按照所述第二控制线来控制所述风扇的转速。
3.根据权利要求2所述的作业车辆,其中,
所述风扇控制部按照所述操作者的所述排气模式指示,以使所述风扇的转速成为最高转速的方式进行设定。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的作业车辆,其中,
所述接受部为监控装置,
所述监控装置将所述排气模式指示向所述阀控制部及所述风扇控制部输出。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的作业车辆,其中,
所述阀控制部在对所述阀指示了所述开动作之后,在经过规定期间后对所述阀指示闭动作。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的作业车辆,其中,
所述还原剂罐设置在车身框架的长度方向的一方端侧,所述发动机设置在所述车身框架的长度方向的另一方端侧。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的作业车辆,其中,
所述分支路径具有设置在所述发动机冷却水流动的路径中途的低区域和设置在比所述低区域靠下游侧的位置的比所述低区域高的高区域。
8.一种作业车辆的控制方法,其具备:
接受操作者进行的、使设置在向还原剂罐引导发动机冷却水的路径中的阀进行开动作以将所述路径中的气体排出的指示的步骤;
在接受了所述操作者进行的、所述开动作的指示的情况下,相对于所述阀输出指示开动作的指示信号的步骤;
在接受了所述操作者进行的、所述开动作的指示的情况下,输出使风扇的转速上升的指令信号以产生冷却风,从而将所述路径中的气体排出的步骤。
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