JP2019163704A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】三元触媒の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制すると共に、作業を継続可能な作業車両を提供する。【解決手段】作業車両は、作業部を駆動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを駆動するための作業油を吐出する油圧ポンプ５０と、油圧ポンプ５０を駆動するエンジン４２と、エンジン４２で発生する排ガスを排出する排気路４２ａに接続され排ガスを処理する三元触媒４５と、三元触媒４５の状態を表す状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）を取得する状態値取得部６（６０，６１，６２）と、状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）が第１閾値（Ｔｈ１，触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃ，酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏ）を超えた場合に、エンジン４２の単位時間あたりの回転数を低下させると共に、油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量を低下させた抑制運転を実行する運転制御部８０と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、エンジンの排気ガスを処理する三元触媒を有する作業車両に関する。

バックホー、ホイルローダ等の作業車両は、特許文献１に示すように、作業部を駆動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを駆動するための作業油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動するエンジンと、エンジンで発生する排ガスを排出する排気路に接続され排ガスを処理する三元触媒と、を有することが知られている。

特許文献２には、エンジンの運転中に三元触媒の温度が異常に上昇する場合があることが記載されている。特許文献２には、三元触媒の過熱による劣化を防止するために、三元触媒の温度を検出する温度センサを設け、温度センサにより検出される三元触媒の温度が異常閾値を超えると、エンジンの出力を下げる又はエンジンを停止するとの記載がある。

特開平６−３２０９６９号公報 特開２０１２−２０７５７６号公報

しかしながら、特許文献２に記載のように、エンジンを停止した場合、作業部の駆動も停止することになるため、作業が中断することになる。また、作業中又は走行中に突然停止する事態も発生し得ることになり、必ずしも好ましいとはいえない。一方、エンジンの出力を低下させた場合、作業部に必要な油圧ポンプの馬力がエンジンの出力馬力を超えてエンストしてしまうおそれがあり、必ずしも好ましいとはいえない。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、三元触媒の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制すると共に、作業を継続可能な作業車両を提供することである。

本開示の作業車両は、作業部を駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを駆動するための作業油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記エンジンで発生する排ガスを排出する排気路に接続され前記排ガスを処理する三元触媒と、前記三元触媒の状態を表す状態値を取得する状態値取得部と、前記状態値が第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの単位時間あたりの回転数を低下させると共に、前記油圧ポンプの単位時間あたりの吐出量を低下させた抑制運転を実行する運転制御部と、を備える。

この構成によれば、状態値が第１閾値を超えた場合に、エンジンの単位時間あたりの回転数を低下させるので、排ガスの流量を低下させ、触媒温度の上昇を抑制して触媒劣化を抑制することが可能となる。
それでいて、油圧ポンプの単位時間あたりの吐出量を低減させるので、油圧ポンプが必要とする馬力がエンジンの出力馬力を超える事態を抑制又は防止し、作業部による作業を継続することが可能となる。
したがって、三元触媒の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制すると共に、作業を継続可能な作業車両を提供可能となる。

第１〜第３実施形態の作業車両を示す側面図 第１〜第３実施形態の作業車両における油圧回路及び周辺構成を示す図 第１実施形態の実施例１の運転制御処理を示すフローチャート 第１実施形態の実施例２の運転制御処理を示すフローチャート 第２実施形態の実施例３の運転制御処理を示すフローチャート 第２実施形態の実施例４の運転制御処理を示すフローチャート 第３実施形態の実施例５の運転制御処理を示すフローチャート 第３実施形態の実施例６の運転制御処理を示すフローチャート

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態の作業車両について図面を参照しながら説明する。

［作業車両の構造］
図１に示すように、作業車両の一例としてのバックホー１の概略構造について説明する。ただし、作業車両としては、バックホー１に限定されず、ホイルローダ等の他の車両でもよい。バックホー１は、下部走行体２と、作業機３と、上部旋回体４とを備える。

下部走行体２は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、バックホー１を走行させる。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１及び左右一対の走行モータ２２Ｒ，２２Ｌを備える。油圧モータである左右の走行モータ２２Ｒ，２２Ｌが左右のクローラ２１，２１をそれぞれ駆動することでバックホー１の前後進を可能としている。また、下部走行体２には、ブレード２３、及びブレード２３を上下方向に回動させるための油圧アクチュエータであるブレードシリンダ２４が設けられている。

作業機３は、エンジン４２からの動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行うものである。作業機３は、ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３を備え、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。ブーム３１、アーム３２、及びバケット３３は、それぞれ作業部に相当し、バックホー１は、複数の作業部を有する。

ブーム３１は、基端部が上部旋回体４の前部に上下方向に回転可能に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ３１ａによって回動される。また、アーム３２は、基端部がブーム３１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ３２ａによって回動される。そして、バケット３３は、基端部がアーム３２の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ３３ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａは、作業部を駆動する油圧アクチュエータに相当する。ブーム３１及びアーム３２によって多関節構造体が形成されており、ブーム３１は多関節構造体を構成する要素のうち最も基端側に配置されている。

上部旋回体４は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（図示しない）を介して旋回可能に構成されている。上部旋回体４には、操縦部４１、エンジン４２、旋回台４３、旋回モータ４４等が配置されている。油圧モータである旋回モータ４４の駆動力で上部旋回体４が旋回ベアリング（図示せず）を介して旋回する。また、上部旋回体４には、エンジン４２により駆動される複数の油圧ポンプ（図１に図示していない）が配設される。これらの油圧ポンプが、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、及びバケットシリンダ３３ａに作動油を供給する。

操縦部４１には、操縦席４１１が配置されている。操縦席４１１の左右に一対の作業操作レバー４１２，４１２、前方に一対の走行レバー４１３，４１３が配置されている。オペレータは、操縦席４１１に着座して作業操作レバー４１２，４１２、走行レバー４１３，４１３等を操作することによって、エンジン４２、各油圧モータ、各油圧アクチュエータ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。

図１に示すように、第１実施形態のバックホー１は、エンジン４２としてガスエンジン４２を用いている。また、バックホー１には、ガスエンジン４２の燃料の供給源であるガスボンベ（図示せず）が搭載されている。本実施形態では、燃料としてＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）を用いているが、これに限定されず、適宜変更可能である。また、本実施形態では、エンジンがガスエンジンであるが、これに限定されず、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであってもよい。エンジン４２は、図２に示すように、車体ＥＣＵ５４からの指令に応じてエンジンＥＣＵ５５により制御される。

図２に示すように、エンジン４２には、排気管などの排気路４２ａが接続されている。エンジン４２で発生する排ガスは排気路４２ａを通って排出される。排気路４２ａの途中には、排ガスを処理する三元触媒４５が接続されている。三元触媒４５において、排ガスに含まれるＮＯｘが還元されると共にＣＯ及びＨＣが酸化されることになり、ＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣが同時に除去される。なお、仮に、排ガス中の酸化性成分と還元性成分との釣り合いが崩れて、還元性成分、すなわちＣＯ及びＨＣが多くなると、ＣＯ及びＨＣが三元触媒４５で反応して三元触媒４５の温度が異常に上昇してしまう場合がある。

［油圧回路の基本構成］
図２を用いて、バックホー１が有する油圧回路５について説明する。油圧回路５は、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａ、左走行モータ２２Ｌ、右走行モータ２２Ｒ、旋回モータ４４）と、油圧ポンプ５０と、方向切換弁５１と、パイロットポンプ５２と、リモコン弁５３と、を有する。

図２に示すように、油圧ポンプ５０は、油圧アクチュエータへ供給される作業油を吐出する。油圧ポンプ５０は、エンジン４２（図１参照）を動力源として駆動する。第１実施形態では、油圧ポンプ５０は、複数設けられており、第１油圧ポンプ５０ａと第２油圧ポンプ５０ｂとを有する。第１油圧ポンプ５０ａは、主に、ブームシリンダ３１ａ、バケットシリンダ３３ａ、及び左走行モータ２２Ｌに作業油を供給する。第２油圧ポンプ５０ｂは、主に、右走行モータ２２Ｒ、アームシリンダ３２ａ、及び旋回モータ４４に作業油を供給する。油圧ポンプ５０の数は設計に応じて変更可能である。

方向切換弁５１は、各々の油圧アクチュエータに対応して設けられており、油圧ポンプ５０から油圧アクチュエータへ供給される作業油の向き及び流量を切り換え可能に構成されている。複数の方向切換弁５１は、まとめてコントロールバルブと呼ばれる。具体的に、第１実施形態においては、ブームシリンダ３１ａに対応するブーム用方向切換弁５１ａと、バケットシリンダ３３ａに対応するバケット用方向切換弁５１ｂと、左走行モータ２２Ｌに対応する左走行モータ用方向切換弁５１ｃと、右走行モータ２２Ｒに対応する右走行モータ用方向切換弁５１ｄと、アームシリンダ３２ａに対応するアーム用方向切換弁５１ｅと、旋回モータ４４に対応する旋回用方向切換弁５１ｆと、が設けられている。

パイロットポンプ５２は、方向切換弁５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ）へ入力される指令としてのパイロット油を吐出する。パイロットポンプ５２は、エンジン４２を動力源として駆動する。なお、図２では、油圧アクチュエータに供給される作業油の油路を実線で示し、方向切換弁５１に供給されるパイロット油の油路は破線で示している。

リモコン弁５３は、操作レバー４１２，４１３に対する操作に応じて方向切換弁５１に入力されるパイロット油の向きを切り換え可能に構成されている。リモコン弁５３は、各々の油圧アクチュエータ及び対応する方向切換弁５１毎に設けられている。例えば、図２に示すように、ブーム３１を駆動するための作業操作レバー４１２に対応するブーム用リモコン弁５３ａが設けられており、ブーム用リモコン弁５３ａは、ブーム用方向切換弁５１ａへ供給する指令としてのパイロット油の向きを切り替える。図２では図示していないが、各々の方向切換弁５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆに対応するリモコン弁５３が設けられている。

［油圧回路の基本動作］
次に、油圧回路５の基本動作を説明する。
図２に示すように、ガスエンジン４２の駆動により油圧ポンプ５０及びパイロットポンプ５２が駆動し、各々の方向切換弁５１に対して圧力のかかった作業油（圧油）が供給され、各々のリモコン弁５３に対してパイロット油が供給される。例えば、ブーム３１を駆動するための作業操作レバー４１２を第１の操作方向へ操作すると、作業操作レバー４１２の動きにブーム用リモコン弁５３ａが連動する。ブーム用リモコン弁５３ａが動くと、パイロット油がブーム用方向切換弁５１ａの第１パイロットポートへ指令として供給される。ブーム用方向切換弁５１ａは、パイロット油によってスプールが動き、油圧ポンプ５０から供給されている作業油をブームシリンダ３１ａに供給する。ブームシリンダ３１ａに作業油が供給されると、作業操作レバー４１２の第１の操作方向に応じた方向にブーム３１が動作する（例えば、上昇など）。ブーム３１を駆動するための作業操作レバー４１２を第１の操作方向と逆方向である第２の操作方向に操作すると、パイロット油がブーム用方向切換弁５１ａの第２パイロットポートへ供給され、作動油がブームシリンダ３１ａに供給され、作業操作レバー４１２の第２の操作方向に応じた方向にブーム３１が動作する（例えば、下降など）。

［状態値取得部］
本開示では、上記の基本構成に対して、次の構成を加えている。すなわち、三元触媒４５の状態を表す状態値を取得する状態値取得部６を設けている。図２に示すように、本実施形態では、状態値取得部６として、三元触媒４５の触媒温度を検出する温度センサ６０と、三元触媒４５の上流側及び三元触媒４５の下流側の排気路４２ａの酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサ６１，６２と、を設けている。温度センサ６０で検出される触媒温度が状態値であり、２つの酸素濃度の差が状態値である。触媒温度は、三元触媒４５の状態であり、酸素濃度の差は、三元触媒４５の処理能力の状態を表している。なお、後述する制御で用いないのであれば、温度センサ６０のみを設けてもよいし、酸素濃度センサ６１，６２のみを設けてもよい。温度センサ６０及び酸素濃度センサ６１，６２の検出信号は、車体ＥＣＵ５４に入力される。

図２に示すように、車体ＥＣＵ５４は、通常運転と、抑制運転とを実行可能に構成されている。通常運転は、エンジン４２の単位時間あたりの回転数を第１目標値Ｎ１になるようにエンジンＥＣＵ５５を介して制御すると共に、油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量が、第１目標値Ｎ１に対応する吐出量Ｑ１になるように、制御する。第１目標値Ｎ１及び吐出量Ｑ１は、操作を通じて予め設定される。油圧ポンプ５０は、流量を変更可能に構成されており、パイロット圧に応じて油圧ポンプ５０の流量を変更するポンプレギュレータ８１が設けられている。パイロットポンプ５２からのパイロット油はポンプレギュレータ８１に入力されている。ポンプレギュレータ８１に入力されるパイロット油の圧力（パイロット圧）を変更するための電磁式の減圧弁８２が設けられている。減圧弁８２は、車体ＥＣＵ５４からの制御指令（電流値）に応じてパイロット１次圧を減少可能に構成されている。減圧弁８２によってポンプレギュレータ８１に入力されるパイロット２次圧を基準圧から更に大きくすれば、油圧ポンプ５０を構成する傾板が押されて油圧ポンプ５０の流量が基準量から下がる。一方、ポンプレギュレータ８１に入力されるパイロット２次圧を減圧弁８２が上げることを解除すれば、ポンプレギュレータ８１に入力されるパイロット２次圧が基準圧に戻るので、傾板が戻り油圧ポンプ５０の流量が上がり基準量に戻すことになる。

［運転制御部］
図２に示すように、運転制御部８０を設けている。運転制御部８０は、状態値取得部６が取得した状態値（触媒温度Ｔ１、酸素濃度の差ΔＭ）が予め設定された第１閾値Ｔｈ１を超えた場合に、抑制運転を実行する。抑制運転は、エンジン４２の単位時間あたりの回転数を通常運転に比べて低下させると共に、油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量を低下させた運転である。

実施例１
図３は、第１実施形態の実施例１の制御フローを示す。図３に示すように、ステップＳＴ１において、運転制御部８０は、エンジン４２の回転数を第１目標値Ｎ１に設定し、油圧ポンプ５０の流量を吐出量Ｑ１に設定し、通常運転を実行する。

次のステップＳＴ２において、運転制御部８０は、状態値としての触媒温度Ｔ１が、予め定められた第１閾値Ｔｈ１を超えたか否かを判定する。触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１を超えていない場合（ＳＴ２：ＮＯ）には、ステップＳＴ１の処理の実行に戻る。

ステップＳＴ２において、触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１を超えていると判定された場合（ＳＴ２：ＹＥＳ）には、運転制御部８０は、次のステップＳＴ３において、ディスプレイ、スピーカ及び警告灯などの報知手段を通じて警告表示を行う。次のステップＳＴ４において、運転制御部８０は、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２に設定し、第１目標値Ｎ１から第２目標値Ｎ２に下げる。Ｎ１＞Ｎ２である。次のステップＳＴ５において、運転制御部８０は、第１目標値Ｎ１と第２目標値Ｎ２の偏差ｅ１を算出し、偏差ｅ１に応じた油圧ポンプ５０の吐出量Ｑ２を設定し、偏差ｅ１に応じて吐出量を下げる。Ｑ１＞Ｑ２である。ステップＳＴ４，５を実行することにより、抑制運転が実行される。

次のステップＳＴ６では、運転制御部８０は、抑制運転を解除すべきか否かを判定する。すなわち、運転制御部８０は、触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１以下であると判定されるまで（ＳＴ６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ６の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳＴ６において、運転制御部８０が、触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１以下であると判断した場合（ＳＴ６：ＹＥＳ）には、次のステップＳＴ７において、運転制御部８０は、報知手段を通じた警告表示を解除し、ステップＳＴ１に戻り、エンジン４２の回転数を第１目標値Ｎ１に設定し、油圧ポンプ５０の流量を吐出量Ｑ１に設定し、通常運転に復帰させる。

実施例２
図３に示す制御フローでは、状態値として触媒温度Ｔ１を用いているが、第１実施形態の実施例２を示す図４のように、状態値として酸素濃度の差ΔＭを触媒温度Ｔ１の代わりに用いてもよい。

＜第２実施形態＞
以下に第２実施形態について説明する。第１実施形態と同じ構成は同じ符号をつけて説明を省略する。第２実施形態では、運転制御処理を変更し、第１段階抑制運転と、第１段階抑制運転よりも更にエンジン４２及び油圧ポンプ５０を抑制した第２段階抑制運転を実現している。

実施例３
第２実施形態では、状態値が第１閾値Ｔｈ１を超えて第１段階抑制運転を実行しているときに、状態値が第２閾値Ｔｈ２を超えて悪化した場合に、エンジン４２の回転数及び油圧ポンプ５０の流量を更に低下させた第２段階運転を実行するステップＳＴ１０〜１３を加えている。

すなわち、図５に示すように、ステップＳＴ１〜７の処理は、図３と同じである。変更点は、ステップＳＴ６において、触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１以下ではないと判定した場合（ＳＴ６：ＮＯ）に、ステップＳＴ１０に移行するように変更している。

ステップＳＴ１０において、運転制御部８０は、触媒温度Ｔ１が第２閾値Ｔｈ２を超えたか否かを判定する。図５の例では、状態値が触媒温度Ｔ１であるので、第２閾値Ｔｈ２＞第１閾値Ｔｈ１という関係が成立するように閾値を設定している。ステップＳＴ１０において、触媒温度Ｔ１が第２閾値Ｔｈ２を超えていないと判定された場合（ＳＴ１０：ＮＯ）には、ステップＳＴ６に戻る。

ステップＳＴ１０において、触媒温度Ｔ１が第２閾値Ｔｈ２を超えたと判定された場合（ＳＴ１０：ＹＥＳ）には、次のステップＳＴ１１において、運転制御部８０は、エンジン４２の回転数を第３目標値Ｎ３に設定し、第２目標値Ｎ２から第３目標値Ｎ３に下げる。Ｎ２＞Ｎ３である。次のステップＳＴ１２において、運転制御部８０は、第２目標値Ｎ２と第３目標値Ｎ３の偏差ｅ２を算出し、偏差ｅ２に応じた油圧ポンプ５０の吐出量Ｑ３を設定し、偏差ｅ２に応じて吐出量を下げる。Ｑ２＞Ｑ３である。これにより第２段階抑制運転が実行される。

次のステップＳＴ１３において、運転制御部８０は、触媒温度Ｔ１が第２閾値Ｔｈ２以下であると判定されるまで（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１３の判定処理を繰り返し実行する。ステップＳＴ１３において、運転制御部８０が、触媒温度Ｔ１が第２閾値Ｔｈ２以下であると判断した場合（ＳＴ１３：ＹＥＳ）には、ステップＳＴ４に戻り、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２に設定し、油圧ポンプ５０の流量を吐出量Ｑ２に設定し、第１段階抑制運転に復帰する。

実施例４
図５に示す制御フローでは、状態値として触媒温度Ｔ１を用いているが、第２実施形態の実施例４を示す図６のように、状態値として酸素濃度の差ΔＭを触媒温度Ｔ１の代わりに用いてもよい。

＜第３実施形態＞
以下に第３実施形態について説明する。第２実施形態と同じ構成は同じ符号をつけて説明を省略する。第３実施形態では、運転制御処理を変更し、第１段階抑制運転と、第１段階抑制運転よりも更にエンジン４２及び油圧ポンプ５０を抑制した第２段階抑制運転を実現している。触媒温度Ｔ１と酸素濃度の差ΔＭのいずれか一方を第１段階抑制運転への移行の判断指標とし、触媒温度Ｔ１と酸素濃度の差ΔＭのいずれか他方を第２段階抑制運転への移行の判断指標としている。

実施例５
すなわち、図７に示すように、ステップＳＴ１〜６、１０〜１３の処理の流れは、実施形態２と同じであるが、使用する閾値と状態値とを変更している。具体的な変更箇所は、ステップＳＴ２，６，１０，１３である。

図７に示すステップＳＴ２について、触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃを超えるか否かを判定するようにし、触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃを超えた場合（ＳＴ２：ＹＥＳ）に、次のステップＳＴ３において、ディスプレイ、スピーカ及び警告灯などの報知手段を通じて警告表示を行い、次のステップＳＴ４，５にて規定される第１段階抑制運転に移行するようにしている。ステップＳＴ２に対応して、ステップＳＴ６について、触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃ以下であるか否かを判定するようにし、触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃ以下である場合（ＳＴ６：ＹＥＳ）に、次のステップＳＴ７において、報知手段を通じた警告表示を解除し、次のステップＳＴ１にて規定される通常運転に復帰するようにしている。

図７に示すステップＳＴ１０について、酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏを超えるか否かを判定するようにし、酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏを超えた場合（ＳＴ１０：ＹＥＳ）に、ステップＳＴ１１，１２にて規定される第２段階抑制運転に移行するようにしている。第２段階抑制運転中であるステップＳＴ１３について、酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏ以下であるか否かを判定するようにし、酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏ以下である場合（ＳＴ１３：ＹＥＳ）に、ステップＳＴ４，５にて規定される第１段階抑制運転に移行するようにしている。

実施例６
図７に示す例では、触媒温度Ｔ１により第１段階抑制運転に移行し、酸素濃度の差ΔＭにより第２段階抑制運転に移行するように構成しているが、第３実施形態の実施例６を示す図８のように、酸素濃度の差ΔＭにより第１段階抑制運転に移行し、触媒温度Ｔ１により第２段階抑制運転に移行するようにしてもよい。

以上のように、第１〜第３実施形態の作業車両は、
作業部を駆動する油圧アクチュエータと、
油圧アクチュエータを駆動するための作業油を吐出する油圧ポンプ５０と、
油圧ポンプ５０を駆動するエンジン４２と、
エンジン４２で発生する排ガスを排出する排気路４２ａに接続され排ガスを処理する三元触媒４５と、
三元触媒４５の状態を表す状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）を取得する状態値取得部６（６０，６１，６２）と、
状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）が第１閾値（Ｔｈ１，触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃ，酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏ）を超えた場合に、エンジン４２の単位時間あたりの回転数を低下させると共に、油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量を低下させた抑制運転を実行する運転制御部８０と、を備える。

この構成によれば、状態値が第１閾値Ｔｈ１を超えた場合に、エンジン４２の単位時間あたりの回転数を低下させるので、排ガスの流量を低下させ、触媒温度の上昇を抑制して触媒劣化を抑制することが可能となる。
それでいて、油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量を低減させるので、油圧ポンプ５０が必要とする馬力がエンジン４２の出力馬力を超える事態を抑制又は防止し、作業部による作業を継続することが可能となる。
したがって、三元触媒４５の過熱を抑制して触媒の劣化を抑制すると共に、作業を継続可能な作業車両を提供可能となる。

第１〜第３実施形態では、状態値取得部６は、三元触媒４５の触媒温度Ｔ１を検出する温度センサ６０と、三元触媒４５の上流側及び下流側の排気路４２ａにおける酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサ６１，６２と、の少なくともいずれかを有し、
運転制御部８０は、状態値としての触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１を超えたことと、状態値としての２つの酸素濃度の差ΔＭが第１閾値Ｔｈ１を超えたことと、の少なくともいずれかが成立した場合に、抑制運転を実行するように構成されている。

このように、触媒温度Ｔ１が第１閾値Ｔｈ１を超えることにより三元触媒４５の温度上昇を検知でき、また、三元触媒４５の上流側及び下流側の酸素濃度の差ΔＭが大きくなれば、三元触媒４５の処理能力が悪化していることを検知できるので、抑制運転へ移行するための適切なトリガーとなる。

第１〜第３実施形態の図３〜図８の例では、運転制御部８０は、状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）が第１閾値Ｔｈ１を超えた場合には、エンジン４２の回転数を第１目標値Ｎ１から第２目標値Ｎ２に下げ、第１目標値Ｎ１と第２目標値Ｎ２の偏差ｅ１に応じて油圧ポンプ５０の吐出量を低下させるように、構成されている。

この構成によれば、エンジン４２の回転数を下げた量、すなわち第１目標値Ｎ１と第２目標値Ｎ２との偏差ｅ１に応じて油圧ポンプ５０の単位時間あたりの吐出量を低減するので、油圧ポンプ５０の必要とする馬力がエンジン４２の出力馬力を超える事態を防止でき、作業部による作業を継続することが可能となる。

第２実施形態の図５及び図６に示す例では、運転制御部８０は、状態値（触媒温度Ｔ１，酸素濃度の差ΔＭ）が第２閾値Ｔｈ２を超えた場合には、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２よりも更に低い第３目標値Ｎ３に下げ、第２目標値Ｎ２と第３目標値Ｎ３の偏差ｅ２に応じて前記油圧ポンプの吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように、構成されている。

この構成によれば、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２とした第１段階抑制運転にて三元触媒４５の温度上昇を抑制すれば、第１段階抑制運転でも三元触媒４５の温度上昇を止めることができないときに、第２段階抑制運転に移行するので、三元触媒４５の温度上昇を更に抑制することが可能となる。

第３実施形態の図７に示す例では、状態値取得部６は、三元触媒４５の触媒温度Ｔ１を検出する温度センサ６０と、三元触媒４５の上流側及び下流側の排気路４２ａにおける酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサ６１，６２と、の双方を有し、
運転制御部８０は、
触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃを超えた場合に、エンジン４２の回転数を第１目標値Ｎ１から第２目標値Ｎ２に下げ、第１目標値Ｎ１と第２目標値Ｎ２の偏差ｅ１に応じて油圧ポンプ５０の吐出量を低下させる第１段階抑制運転を実行し、
第１段階抑制運転の実行中に、２つの酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏを超えた場合に、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２よりも更に低い第３目標値Ｎ３に下げ、第２目標値Ｎ２と第３目標値Ｎ３の偏差ｅ２に応じて油圧ポンプ５０の吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように構成されている。

酸素濃度の差ΔＭが正常範囲内であっても三元触媒４５の温度が異常に上昇してしまうことがある。この構成によれば、まず、三元触媒４５の温度上昇に着目しているので、酸素濃度の差ΔＭが正常範囲内であっても三元触媒４５の温度が異常に上昇してしまう事態に対応することができ、三元触媒４５の劣化防止により好ましい。

第３実施形態の図８に示す例では、状態値取得部６は、三元触媒４５の触媒温度Ｔ１を検出する温度センサ６０と、三元触媒４５の上流側及び下流側の排気路４２ａにおける酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサ６１，６２と、の双方を有し、
運転制御部８０は、
２つの酸素濃度の差ΔＭが酸素濃度用第１閾値Ｔｈ１＿ｏを超えた場合に、エンジン４２の回転数を第１目標値Ｎ１から第２目標値Ｎ２に下げ、第１目標値Ｎ１と第２目標値Ｎ２の偏差ｅ１に応じて油圧ポンプ５０の吐出量を低下させる第１段階抑制運転を実行し、
第１段階抑制運転の実行中に、触媒温度Ｔ１が触媒用第１閾値Ｔｈ１＿ｃを超えた場合に、エンジン４２の回転数を第２目標値Ｎ２よりも更に低い第３目標値Ｎ３に下げ、第２目標値Ｎ２と第３目標値Ｎ３の偏差ｅ２に応じて油圧ポンプ５０の吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように構成されている。

この構成によれば、第１段階抑制運転でも三元触媒４５の温度上昇を止めることができないときに、第２段階抑制運転に移行するので、三元触媒４５の温度上昇を更に抑制することが可能となる。

以上、本開示の本実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

４２ エンジン
４５ 三元触媒
５０ 油圧ポンプ
６ 状態値取得部
６０ 温度センサ
６１，６２ 酸素濃度センサ
８０ 運転制御部
Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値
Ｔｈ１＿ｃ 触媒用第１閾値
Ｔｈ１＿ｏ 酸素濃度用第１閾値
Ｎ１ 第１目標値
Ｎ２ 第２目標値
Ｎ３ 第３目標値
ｅ１，ｅ２ 偏差

Claims (6)

1. 作業部を駆動する油圧アクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータを駆動するための作業油を吐出する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、
   前記エンジンで発生する排ガスを排出する排気路に接続され前記排ガスを処理する三元触媒と、
   前記三元触媒の状態を表す状態値を取得する状態値取得部と、
   前記状態値が第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの単位時間あたりの回転数を低下させると共に、前記油圧ポンプの単位時間あたりの吐出量を低下させた抑制運転を実行する運転制御部と、を備える、作業車両。
2. 前記状態値取得部は、前記三元触媒の触媒温度を検出する温度センサと、前記三元触媒の上流側及び下流側の前記排気路における酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサと、の少なくともいずれかを有し、
   前記運転制御部は、前記状態値としての前記触媒温度が前記第１閾値を超えたことと、前記状態値としての２つの酸素濃度の差が前記第１閾値を超えたことと、の少なくともいずれかが成立した場合に、前記抑制運転を実行するように構成されている、請求項１に記載の作業車両。
3. 前記運転制御部は、前記状態値が前記第１閾値を超えた場合には、前記エンジンの回転数を第１目標値から第２目標値に下げ、前記第１目標値と前記第２目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を低下させるように、構成されている、請求項１又は２に記載の作業車両。
4. 前記運転制御部は、前記状態値が第２閾値を超えた場合には、前記エンジンの回転数を前記第２目標値よりも更に低い第３目標値に下げ、前記第２目標値と前記第３目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように、構成されている、請求項３に記載の作業車両。
5. 前記状態値取得部は、前記三元触媒の触媒温度を検出する温度センサと、前記三元触媒の上流側及び下流側の前記排気路における酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサと、の双方を有し、
   前記運転制御部は、
   前記触媒温度が触媒用第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの回転数を第１目標値から第２目標値に下げ、前記第１目標値と前記第２目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を低下させる第１段階抑制運転を実行し、
   前記第１段階抑制運転の実行中に、前記２つの酸素濃度の差が酸素濃度用第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの回転数を前記第２目標値よりも更に低い第３目標値に下げ、前記第２目標値と前記第３目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように構成されている、請求項１又は２に記載の作業車両。
6. 前記状態値取得部は、前記三元触媒の触媒温度を検出する温度センサと、前記三元触媒の上流側及び下流側の前記排気路における酸素濃度を検出する２つの酸素濃度センサと、の双方を有し、
   前記運転制御部は、
   前記２つの酸素濃度の差が酸素濃度用第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの回転数を第１目標値から第２目標値に下げ、前記第１目標値と前記第２目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を低下させる第１段階抑制運転を実行し、
   前記第１段階抑制運転の実行中に、前記触媒温度が触媒用第１閾値を超えた場合に、前記エンジンの回転数を前記第２目標値よりも更に低い第３目標値に下げ、前記第２目標値と前記第３目標値の偏差に応じて前記油圧ポンプの吐出量を更に下げた第２段階抑制運転を実行するように構成されている、請求項１又は２に記載の作業車両。
   
   
   

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