JP5976958B1 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

作業車両は、エンジンと、可変容量型油圧ポンプと、油圧モータと、走行装置と、排気処理装置と、還元剤供給経路と、コントローラと、操作部材と、を備える。可変容量型油圧ポンプは、エンジンによって駆動されることによって作動油を吐出する。油圧モータは、可変容量型油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、油圧モータによって駆動される。排気処理装置は、エンジンからの排気を処理する。還元剤供給経路は、排気処理装置に還元剤を供給する。コントローラは、還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定する。操作部材は、還元剤供給経路が異常状態となったとき、走行装置の走行速度を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量の変更を指示する。

Description

作業車両と、当該作業車両の制御方法とを開示する。

特許文献１は、エンジンによって駆動される油圧アクチュエータを備えた作業車両を開示している。この作業車両は、尿素水タンクに蓄えられた尿素水の残量が少なくなるにつれて、油圧アクチュエータの作動が可能な範囲内でエンジンの最高回転速度を減少させる。

特開２００７−３２１６７１号公報

しかし、エンジンの最高回転速度を減少させても通常の走行が可能であれば、作業車両は、多少馬力が下がったとしても有害な窒素排気物を排出しながら走行してしまうこととなる。そこで、近年、尿素水タンクに蓄えられた尿素水の残量が非常に少なくなる等の、還元剤供給経路が異常状態となった場合には、エンジン回転速度をローアイドルに設定することが行われるようになった。

エンジン回転速度をローアイドルに設定すると、作業車両を走行させる程度のトルクを油圧アクチュエータに供給することができず、作業車両は停止してしまう。しかし、還元剤供給経路が異常状態となった場合であっても、作業車両を停止させてしまうのではなく、少なくとも他の作業車両の稼動に影響のない場所まで移動できることが望ましい。

本明細書は、還元剤供給経路が異常状態となった場合にエンジン回転速度をローアイドルに設定されても、走行を可能とする作業車両を開示する。

第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、可変容量型油圧ポンプと、油圧モータと、走行装置と、排気処理装置と、還元剤供給経路と、コントローラと、操作部材と、を備える。可変容量型油圧ポンプは、エンジンによって駆動されることによって作動油を吐出する。油圧モータは、可変容量型油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。走行装置は、油圧モータによって駆動される。排気処理装置は、エンジンからの排気を処理する。還元剤供給経路は、排気処理装置に還元剤を供給する。コントローラは、還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定する。操作部材は、還元剤供給経路が異常状態となったとき、走行装置の走行速度を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量の変更を指示する。

当該作業車両は、油圧回路と、定容量型油圧ポンプをさらに備えるとよい。油圧回路は、前記可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更する。定容量型油圧ポンプは、エンジンによって駆動され、油圧回路に作動油を供給する。

当該油圧回路は、定容量型油圧ポンプから吐出された油圧をエンジン回転速度に応じた油圧に変換するエンジンセンシング弁を含むとよい。

当該油圧回路は、ポンプ容量制御シリンダと、ポンプ制御弁と、をさらに含むとよい。ポンプ容量制御シリンダは、可変容量型油圧ポンプの容量を変更する。ポンプ制御弁は、ポンプ容量制御シリンダの油室に作動油を供給し、ポンプ容量制御シリンダを作動する。

当該油圧回路は、第１油路と、第２油路とをさらに含むとよい。第１油路は、定容量型油圧ポンプとエンジンセンシング弁とを結ぶ。第２油路は、エンジンセンシング弁とポンプ制御弁とを結ぶ。

当該油圧回路は、第１油路から分岐してエンジンセンシング弁を経由せずに第２油路と連結する第１バイパス油路をさらに含むとよい。

当該油圧回路は、第１バイパス油路に設けられた第１開閉弁をさらに含むとよい。

当該油圧回路は、第１開閉弁と第２油路との間の第１バイパス油路に設けられた絞りをさらに含むとよい。

当該作業車両は、エンジンによって駆動され、当該油圧回路に作動油を供給する定容量型油圧ポンプとは異なる補助油圧ポンプをさらに備えるとよい。当該油圧回路は、補助油圧ポンプと第１油路とを結ぶ第２バイパス油路をさらに含むとよい。

当該油圧回路は、第２バイパス油路に設けられた第２開閉弁をさらに含むとよい。

当該油圧回路は、操作部材が操作されたときに、走行装置の走行速度を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更するとよい。

操作部材が操作されると、第１開閉弁の流路が開かれ、ポンプ制御弁に供給される作動油の圧力が増加するとよい。

操作部材が操作されると、第２開閉弁の流路が開かれ、ポンプ制御弁に供給される作動油の圧力が増加するとよい。

上述する油圧モータは可変容量型モータであって、操作部材が操作されると、油圧モータの容量が低減されるとよい。

第２の態様に係る作業車両の制御方法は、排気処理装置に還元剤を供給する還元剤供給経路が異常状態となったことを検出するステップと、還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定するステップと、還元剤供給経路が異常状態となったとき、車速を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更するステップと、を含む。

第１の態様に係る作業車両及び第２の態様に係る作業車両の制御方法では、還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定するとともに、車速を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更する。したがって、当該作業車両は、還元剤供給経路が異常状態となった場合にエンジン回転速度をローアイドルに設定されても、走行することができる。

図１は、作業車両の側面図である。 図２は、エンジン室の内部の構成を示す側面図である。 図３は、作業車両が備える油圧駆動機構の構成を示す図である。 図４は、エンジンセンシング弁のエンジン回転速度−パイロット圧特性を示すグラフである。 図５は、実施形態における作業車両の動作を示すフローチャートである。 図６は、油圧駆動機構の変形例の構成を示す図である。

＜全体構成＞
本発明の実施形態に係る作業車両１の側面図を図１に示す。この作業車両１は、タイヤ４ａ，４ｂにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができるホイールローダである。この作業車両１は、車体フレーム２、作業機３、タイヤ４ａ，４ｂ、運転室５を備えている。

車体フレーム２は、前側に配置されるフロントフレーム２ａと、後側に配置されるリアフレーム２ｂとを有しており、フロントフレーム２ａとリアフレーム２ｂとは車体フレーム２の中央部において左右方向に揺動可能に連結されている。

フロントフレーム２ａには作業機３および一対のフロントタイヤ４ａが取り付けられている。作業機３は、作業機用油圧ポンプ１１（図３参照）からの作動油によって駆動される装置であり、フロントフレーム２ａの前部に装着されたリフトアーム３ａと、リフトアーム３ａの先端に取り付けられたバケット３ｂと、リフトアーム３ａを駆動するリフトシリンダ３ｄと、バケット３ｂを駆動するチルトシリンダ３ｃとを有する。一対のフロントタイヤ４ａは、フロントフレーム２ａの側面に設けられている。

リアフレーム２ｂには、一対のリアタイヤ４ｂ、運転室５、エンジン室６、還元剤タンク６０、サプライモジュール６２などが設けられている。一対のリアタイヤ４ｂは、リアフレーム２ｂの側面に設けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、ハンドル、アクセルペダル、操作部材７０（図３参照）等の操作部、速度等の各種の情報を表示する表示部（図示せず）、座席等が内装されている。エンジン室６は、運転室５の後方に配置される。

還元剤タンク６０及びサプライモジュール６２は、運転室５の側方（図１の例では左側）且つ、エンジン室７の前方に配置される。還元剤タンク６０は、後述する還元剤噴射装置５４によって噴射される還元剤を貯留する。還元剤噴射装置５４は、エンジン室６に配置されている。サプライモジュール６２は、還元剤タンク６０から還元剤噴射装置５４へ還元剤を送るためのポンプである。還元剤タンク６０−サプライモジュール６２−還元剤噴射装置５４間には、還元剤を送る還元剤供給配管６４が設けられている。

図２は、エンジン室６の内部の構造を示す側面図である。図２に示すように、エンジン室６内には、エンジン８と、排気処理装置５０と、が配置される。排気処理装置５０は、第１排気処理装置５１と、第２排気処理装置５５とを含む。

エンジン８は、所謂ディーゼルエンジンである。エンジン８は、上述したタイヤ４ａ，４ｂ及び油圧ポンプ９、１１等（図３参照）を駆動する。エンジン８は、リアフレーム２ｂに支持されている。

第１排気処理装置５１は、エンジン８の上方に配置される。第１排気処理装置５１は、エンジン８からの排気を処理する。第１排気処理装置５１は、例えばディーゼル酸化触媒（DOC）装置である。DOC装置は、エンジン８からの排気中の炭化水素（HC）及び一酸化炭素（CO）を除去する。第１排気処理装置５１は、略円筒状の形状を有する。第１排気処理装置５１は、第１排気処理装置５１の長手方向が車幅方向に沿うように配置される。第１排気処理装置５１は、第１接続管５２を介してエンジン８に接続される。

第２排気処理装置５５は、エンジン８の上方において第１排気処理装置５１に隣接して配置される。第２排気処理装置５５は、エンジン８からの排気を処理する。第２排気処理装置５５は、例えば選択還元触媒（SCR）装置である。SCR装置は、還元剤によってエンジン８からの排気中の窒素酸化物（NOx）を除去する。第２排気処理装置５５は、略円筒状の形状を有する。第２排気処理装置５５は、第２排気処理装置５５の長手方向が車幅方向に沿うように配置される。第２排気処理装置５５は、第２接続管５３を介して第１排気処理装置５１に接続される。

第２接続管５３は、第２排気処理装置５５の上方に配置されている。第２接続管５３には、還元剤噴射装置５４が取り付けられている。還元剤噴射装置５４には、還元剤供給配管６４が接続される。還元剤噴射装置５４は、還元剤タンク６０から供給された還元剤を第２接続管５３内に噴射する。還元剤は、例えば、尿素水である。第２接続管５３は、エンジン８からの排気に還元剤を混合する。

以降の説明において、還元剤タンク６０から第２排気処理装置５５に還元剤を供給する経路のことを還元剤供給経路６６（図３参照）と呼ぶ。すなわち、還元剤供給経路６６は、還元剤タンク６０、サプライモジュール６２、還元剤供給配管６４、還元剤噴射装置５４、第２接続管５３、及び第２排気処理装置５５を含む。

第２排気処理装置５５には、排気管５９が接続されている。排気管５９は、第２排気処理装置５５の上方に位置する。排気管５９は、第２排気処理装置５５の上方において車幅方向に延び、上方へ向かって屈曲している。図１に示すように、排気管５９の先端部は、エンジン室６の上面から上方に突出している。排気管５９の先端部は、後方へ向かって屈曲している。

＜油圧駆動機構＞
車体フレーム２には、タイヤ４ａ，４ｂや作業機３を駆動するための油圧駆動機構７が搭載されている。以下、油圧駆動機構７の構成について図３に基づいて説明する。油圧駆動機構７は、主として、エンジン８、走行用油圧ポンプ（請求項の可変容量型油圧ポンプに相当）９、チャージポンプ（請求項の定容量型油圧ポンプに相当）１０、作業機用油圧ポンプ１１、走行用油圧モータ（請求項の油圧モータに相当）１２、走行装置１９、コントローラ１６を有しており、いわゆるＨＳＴシステムが採用されている。

エンジン８で発生した出力トルクは、走行用油圧ポンプ９、チャージポンプ１０、作業機用油圧ポンプ１１等に伝達される。エンジン８には、エンジン８の出力トルクと回転速度とを制御する燃料噴射装置１７が付設されている。この回転速度は、本実施形態においては、エンジン８の出力軸の単位時間あたりの回転数を意味する。したがって、エンジン８の回転速度は、当該出力軸の回転方向に依存しない値である。燃料噴射装置１７は、アクセルペダルの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）に応じて調整されたコントローラ１６からのエンジン８の回転速度指令信号に基づいて、燃料の噴射量を調整する。

走行用油圧ポンプ９は、斜板の傾転角を変更することにより容量及び作動油の吐出方向を変更することができる可変容量型の油圧ポンプである。走行用油圧ポンプ９は、エンジン８によって駆動されることによって作動油を吐出する。走行用油圧ポンプ９から吐出された作動油は、走行回路２０，２１を通って走行用油圧モータ１２へ送られる。走行回路２０は、車両を前進させる方向に走行用油圧モータ１２を駆動させるように走行用油圧モータ１２に作動油を供給する流路（以下「前進走行回路２０」と呼ぶ）である。走行回路２１は、車両を後進させる方向に走行用油圧モータ１２を駆動させるように走行用油圧モータ１２に作動油を供給する流路（以下「後進走行回路２１」と呼ぶ）である。

走行用油圧ポンプ９には、走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角を変更することによって走行用油圧ポンプ９の吐出容量を変更する油圧回路であるポンプ制御回路（請求項の油圧回路に相当）１４が接続されている。ポンプ制御回路１４は、ポンプ容量制御シリンダ２３、第１、第２パイロット回路３６、３７、ポンプ制御弁２４、ドレン回路３８、主パイロット回路（請求項の第２油路に相当）３３、エンジンセンシング弁３２、チャージ回路（請求項の第１油路に相当）４２、第１バイパス油路４４、第１開閉弁４５、絞り４６、及びチャージポンプ１０を含む。

ポンプ容量制御シリンダ２３は、供給される作動油の圧力に応じて、ピストン２２を移動させる。ピストン２２には、バネ２２ａが取り付けられている。ポンプ容量制御シリンダ２３は、第１油室２３ａと第２油室２３ｂとを有しており、バネ力と、第１油室２３ａ内の油圧と第２油室２３ｂ内の油圧の差圧とのバランスによってピストン２２の位置が変更される。ピストン２２は、走行用油圧ポンプ９の斜板に連結されており、ピストン２２が移動することにより、走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角が変更される。これによって、ポンプ容量制御シリンダ２３は、走行用油圧ポンプ９の容量及び作動油の吐出方向を変更することができる。

ポンプ制御弁２４は、コントローラ１６からの指令信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３を作動する電磁制御弁である。ポンプ制御弁２４は、コントローラ１６からの指令信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３への作動油の供給方向を制御することができる。従って、コントローラ１６は、ポンプ制御弁２４を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプ９の作動油の吐出方向を切り換えることができる。ポンプ制御弁２４は、前進状態Ｆと後進状態Ｒと中立状態Ｎとに切り替わる。

ポンプ制御弁２４は、前進状態Ｆでは、後述する第１パイロット回路３６と主パイロット回路３３とを連通させると共に、第２パイロット回路３７とドレン回路３８とを接続する。第１パイロット回路３６はポンプ容量制御シリンダ２３の第１油室２３ａに接続されている。第２パイロット回路３７はポンプ容量制御シリンダ２３の第２油室２３ｂに接続されている。このため、ポンプ制御弁２４が前進状態Ｆである場合、作動油が主パイロット回路３３、第１パイロット回路３６を介して第１油室２３ａに供給されると共に、第２油室２３ｂから作動油が排出される。これにより、走行用油圧ポンプ９の傾転角は、前進走行回路２０への容量が増大する方向に変更される。

また、ポンプ制御弁２４は、後進状態Ｒでは、第２パイロット回路３７と主パイロット回路３３とを連通させると共に、第１パイロット回路３６とドレン回路３８とを接続する。このため、ポンプ制御弁２４が後進状態Ｒである場合、作動油が主パイロット回路３３、第２パイロット回路３７を介して第２油室２３ｂに供給される。これにより、走行用油圧ポンプ９の傾転角は、後進走行回路２１への容量が増大する方向に変更される。

ポンプ制御弁２４が中立状態Ｎである場合には、第１パイロット回路３６と第２パイロット回路３７とが共に、ドレン回路３８に接続される。この場合、走行用油圧ポンプ９は、前進走行回路２０、後進走行回路２１のいずれに対しても作動油を吐出しない。つまり、このときの走行用油圧モータ１２の吐出容量は０である。

チャージポンプ１０は、エンジン８によって駆動され、作動油を吐出する定容量型の油圧ポンプである。チャージポンプ１０は、ポンプ制御弁２４に対してポンプ容量制御シリンダ２３を作動させるための作動油を供給する。チャージポンプ１０から吐出された作動油は、通常、チャージ回路４２、エンジンセンシング弁３２、及び主パイロット回路３３を介して、ポンプ制御弁２４に供給される。チャージ回路４２は、チャージポンプ１０とエンジンセンシング弁３２とを結ぶ油路である。主パイロット回路３３は、エンジンセンシング弁３２とポンプ制御弁２４とを結ぶ油路である。

油圧駆動機構７は、主パイロット回路３３とチャージ回路４２とを結ぶ第１バイパス油路４４をさらに含む。第１バイパス油路４４は、チャージ回路４２から分岐してエンジンセンシング弁３２を経由せずに、主パイロット回路３３と連結する。第１バイパス油路４４は、分岐点Pにおいてチャージ回路４２と連結する。第１バイパス油路４４は、分岐点Rにおいて主パイロット回路３３と連結する。

第１バイパス油路４４には、第１開閉弁４５と絞り４６とが設けられている。第１開閉弁４５の流路は、通常閉じられている。つまり、第１開閉弁４５は、通常閉状態である。操作部材７０がONとなった（操作された）ことがコントローラ１６によって検出されると、コントローラ１６からの指令信号によって、第１開閉弁４５の流路が開かれる。すなわち、第１開閉弁４５は、開状態となる。このとき、チャージポンプ１０から吐出された作動油は、チャージ回路４２から第１バイパス回路４４も経由して主パイロット回路３３に流れる。

絞り４６は、第１開閉弁４５が開状態のときに、主パイロット回路３３の油圧を所定圧以上とするために、第１開閉弁４５と主パイロット回路３３との間に設けられている。なお、絞り４６は、第１開閉弁４５とチャージ回路４２との間に設けられてもよい。絞り４６の詳細な機能については後述する。

エンジンセンシング弁３２は、チャージポンプ１０から吐出された作動油の油圧をエンジン回転速度に応じた油圧に変換し、変換した油圧を主パイロット回路３３に加える。エンジンセンシング弁３２は、エンジン回転速度に応じて主パイロット回路３３の圧力（パイロット圧）を変化させる。図４は、エンジンセンシング弁３２のエンジン回転速度−パイロット圧特性を示すグラフである。図４において、実線は、第１開閉弁４５が閉状態のときの、エンジン回転速度−パイロット圧特性を示している。点線は、第１開閉弁４５が開状態のときの、エンジン回転速度−パイロット圧特性を示している。

図４の実線に示すように、エンジンセンシング弁３２は、エンジン回転速度が増大すると、パイロット圧を増大させる。図４中のPnocは、ポンプ容量制御シリンダ２３において、ピストン２２が移動するのに最低限必要なパイロット圧である。つまり、パイロット圧がPnocより大きいとき、第１油室２３ａ内の油圧と第２油室２３ｂ内の油圧の差圧がバネ２２ａの付勢力より大きくなり、ピストン２２が移動する。通常運転時のエンジン８のローアイドル回転速度（無負荷時のエンジン回転速度）Niは、Pnocに対応するエンジン回転速度N0より小さい。このため、通常運転時においてアクセル操作量が０であるとき、作業車両１は走行しない。

エンジン回転速度が図４中のNx（N0＜Nx＜Nm)のときは、エンジン回転速度Nxに対応するパイロット圧Pxとバネ２２ａのバネ力とがつりあう場所までピストン２２が移動し、走行用油圧ポンプ９の容量が定まる。エンジン回転速度が図４中のNm以上のときは、後述するカットオフ弁３１の機能によって、パイロット圧が最大値Pmaxで固定される。このときは、パイロット圧Pmaxとバネ２２ａのバネ力とがつりあう場所までピストン２２が移動し、走行用油圧ポンプ９の容量が定まる。このように、エンジンセンシング弁３２によってパイロット圧が変化することによって、上述した走行用油圧ポンプ９の容量が増減する。

第１開閉弁４５が開状態であるときは、図４の点線で示すように、パイロット圧は、第１開閉弁４５が閉状態であるときに比べて上昇する。つまり、ポンプ制御弁２４に供給される作動油の圧力が増加する。特に、エンジン回転速度がローアイドル回転速度Niであるときのパイロット圧PHは、上述するPnocより大きくなる。したがって、作業車両１は走行できるようになる。なお、後述する走行用油圧モータ１２の容量を所定容量Cmとしたときに車速（タイヤ４ａ，４ｂの走行速度）が所定速度v以上となる走行用油圧ポンプ９の容量をCpとすると、パイロット圧PHは走行用油圧ポンプ９の容量をCpとするパイロット圧である。絞り４６の径は、エンジン回転速度がNiのときにパイロット圧をPHとできるように設計されている。

図３において、第１バイパス油路４４にはカットオフ弁３１に接続されるカットオフ回路３９が接続されている。カットオフ回路３９は、作動油が流れる方向から見て、第１開閉弁４５及び絞り４６よりも下流にある分岐点Qにおいて、第１バイパス油路４４と接続する。カットオフ回路３９は、分岐点Q、R間の第１バイパス油路４４を介して主パイロット回路３３と接続する。

カットオフ弁３１は、走行回路２０，２１の油圧（以下「走行回路油圧」と呼ぶ）とバネ力とのバランスによってポンプ容量制御シリンダ２３へのパイロット圧を設定された圧力に減圧することができる減圧弁である。図４のパイロット圧Pmaxは、カットオフ弁３１によって制限されるパイロット圧の最大圧である。カットオフ弁３１は、走行回路油圧が、設定されたカットオフ圧力値以上になった場合に、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を減圧して、走行回路油圧がカットオフ圧力値を越えないように制限するように構成されている。

作業機用油圧ポンプ１１は、エンジン８によって駆動される。作業機用油圧ポンプ１１から吐出された作動油は、作業機回路４９を介してチルトシリンダ３ｃ、リフトシリンダ３ｄ（図１参照）等に送られ、チルトシリンダ３ｃ、リフトシリンダ３ｄ等を駆動する。

走行用油圧モータ１２は、斜軸の傾転角を変更することにより容量を変更することができる可変容量型の油圧モータである。走行用油圧モータ１２は、走行用油圧ポンプ９から吐出され走行回路２０，２１を介して供給される作動油によって駆動される。これにより、走行用油圧モータ１２は、走行のための駆動力を発生させる。

走行用油圧モータ１２は、走行用油圧ポンプ９からの作動油の吐出方向に応じて前進方向と後進方向に駆動方向が変更される。具体的には、走行用油圧モータ１２は、前進走行回路２０を介して作動油を供給されることにより、車両を前進させる方向に駆動される。走行用油圧モータ１２は、後進走行回路２１を介して作動油を供給されることにより、車両を後進させる方向に駆動される。

走行用油圧モータ１２には、走行用油圧モータ１２の傾転角を制御するモータシリンダ２９と、モータシリンダ２９を制御するモータ制御弁３０とが設けられている。モータ制御弁３０はコントローラ１６からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。コントローラ１６は、モータシリンダ２９を制御することにより、走行用油圧モータ１２の容量を任意に変えることができる。

走行装置１９は、駆動軸１５と、トランスファー１８と、タイヤ４ａ，４ｂとを含む。駆動軸１５は、走行用油圧モータ１２に連結されている。トランスファー１８は、駆動軸１５に連結されている。タイヤ４ａ，４ｂが装着された駆動輪は、トランスファー１８に連結されている。走行用油圧モータ１２の駆動力は、駆動軸１５とトランスファー１８とを介してタイヤ４ａ，４ｂ（図１参照）に伝達される。このように、走行装置１９は、走行用油圧モータ１２によって駆動される。

還元剤供給経路６６には、例えば、サプライモジュール６２、還元剤噴射装置５４、第２排気処理装置５５のそれぞれが正常動作を行っているかを検出するセンサ６３、５７、５８が設けられている。センサ６３、５７、５８が検出するサプライモジュール６２、還元剤噴射装置５４、及び第２排気処理装置５５が正常動作を行っているか否かの情報は、検知信号としてコントローラ１６に送られる。また、還元剤タンク６０には、例えば、還元剤の残量を測定するレベルセンサ６１ａと、還元剤の品質を測定する還元剤測定センサ６１ｂが設けられている。センサ６１ａ、６１ｂが検出する還元剤の残量及び品質に関する情報は、検知信号としてコントローラ１６に送られる。

コントローラ１６は、ＣＰＵや各種のメモリなどを有する電子制御部である。コントローラ１６は、各センサからの出力信号に基づいて各種の電磁制御弁や燃料噴射装置１７を電気的に制御するようにプログラムされている。これにより、コントローラ１６は、エンジン回転速度、モータ容量などを制御する。この作業車両１では、牽引力と車速とが無段階に変化して、車速ゼロから最高速度まで変速操作なく自動的に変速することができる。

コントローラ１６は、センサ６３、５７、５８、６１ａ、６１ｂからの情報をもとに、排ガス規制において規定されたエンジン回転速度をローアイドル回転速度Niとしなければならない条件に適合する場合、還元剤供給経路６６が異常状態となったと判定する。

具体的には、例えば、コントローラ１６は、センサ６３、５７、５８からの情報をもとに、サプライモジュール６２、還元剤噴射装置５４、第２排気処理装置５５の少なくとも１つの機器が正常動作を行っていないかどうか判定してもよい。コントローラ１６は、センサ６１ａ、６１ｂからの情報をもとに、還元剤の品質、残量が所定範囲を下回ったか否かを判定してもよい。そして、コントローラ１６は、当該少なくとも１つの機器が正常動作を行っていないか、還元剤の品質、残量が所定範囲を下回ったと判定されるとき、還元剤供給経路６６が異常状態となったと判定してもよい。

コントローラ１６は、還元剤供給経路６６が異常状態であると判定すると、燃料噴射装置１７に対し、エンジン回転速度をローアイドル回転速度Niとする回転速度指令信号を出力する。これによって、エンジン回転速度がローアイドルに低減される。

操作部材７０は、還元剤供給経路６６が異常状態となったことにより、エンジン回転速度がローアイドルに低減された状況下で、オペレータが走行を所望するときに、オペレータによって操作される。操作部材７０は、例えば、オペレータが走行を所望するときにONに切り換えられるスイッチである。操作部材７０のON/OFF信号は、コントローラ１６に送られる。

操作部材７０がONとなったとき（操作部材７０が操作されたとき）、コントローラ１６は、第１開閉弁４５を開状態とするように制御する。つまり、操作部材７０は、還元剤供給経路６６が異常状態となったとき、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を、車速を所定速度v以上とするための容量Cpに変更するように指示する。操作部材７０がOFFであるとき、コントローラ１６は、第１開閉弁４５を閉状態とするように制御する。

＜作業車両の動作＞
図５は、本実施形態における作業車両１の動作を示すフローチャートである。まず、ステップ１において、作業車両１は、通常運転を行う。具体的には、コントローラ１６は、エンジン８によって走行用油圧ポンプ９を駆動するように制御し、走行用油圧ポンプ９から吐出された作動油によって走行用油圧モータ１２を駆動するように制御する。

ステップ２において、コントローラ１６は、センサ６１ａ、６１ｂ、６３、５７、５８からの情報をもとに、還元剤供給経路６６が異常状態となったか否かを判定する。還元剤供給経路６６が異常状態でない場合（ステップ２でNO）、ステップ１に戻る。

還元剤供給経路６６が異常状態となった場合（ステップ２でYES）、ステップ３において、コントローラ１６は、燃料噴射装置１７に対し、エンジン回転速度をローアイドル回転速度Niとするように制御する。これによって、エンジン回転速度がローアイドルに低減される。ステップ４において、コントローラ１６は、還元剤供給経路６６が異常状態である通知を、運転室５に内装された表示部等から出力するように制御する。

ステップ５において、コントローラ１６は、操作部材７０がONとなった（操作された）か否かを判定する。操作部材７０がOFFである場合（ステップ５でNO）、ステップ４に戻る。

操作部材７０がONとなった場合（ステップ５でYES）、ステップ６において、コントローラ１６は、第１開閉弁４５を開状態とするように制御し、パイロット圧を図４のPLからPHに増加させる。その結果、走行用油圧ポンプ９の吐出容量は、０からPHに対応する所定値Cpまで増加される。つまり、コントローラ１６は、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を当該所定値Cpまで変更する。

ステップ７において、コントローラ１６は、走行用油圧ポンプ９の吐出容量が所定値Cpであるとき、車速が所定速度v以上となるように走行用油圧モータ１２の容量を上述する容量Cmに変更するように制御する。走行用油圧ポンプ９の吐出容量Cpは小さい値であるため、作業車両１が走行するために容量Cmは小さい値に予め定められている。したがって、ステップ７において、通常、コントローラ１６は、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を低減している。

なお、ステップ７において車速が所定速度v以上となる走行用油圧モータ１２の容量Cmに合わせて走行用油圧ポンプ９の吐出容量Cpが定められているから、ステップ６では、コントローラ１６は、車速を所定速度v以上とするように走行用油圧ポンプ９の吐出容量を変更しているといえる。つまり、ステップ６では、ポンプ制御回路１４が、車速を所定速度v以上とするように走行用油圧ポンプ９の吐出容量を変更しているといえる。

＜作用効果＞
つぎに、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のコントローラ１６は、還元剤供給経路６６が異常状態となったとき（図５のステップ２）に、エンジン回転速度をローアイドル回転速度Niに設定し（図５のステップ３）、車速を所定速度v以上とするように、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を上述するCpに変更する（図５のステップ６）ように制御する。このため、作業車両１は、還元剤供給経路６６が異常状態となった場合にエンジン回転速度をローアイドルに設定されても、走行することができる。

本実施形態の油圧駆動機構７は、還元剤供給経路６６が異常状態となったとき、車速を所定速度v以上とするように、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を上述する容量Cpに変更するように指示する操作部材７０を含む。よって、オペレータは、還元剤供給経路６６が異常状態となったとき、操作部材７０を操作することによって、意図的に作業車両１を走行させることができる。

当該油圧駆動機構７は、エンジン８によって駆動され、チャージ回路４２に作動油を吐出する定容量型の油圧ポンプであるチャージポンプ１０と、チャージポンプ１０から吐出された作動油の油圧をエンジン回転速度に応じた油圧に変換するエンジンセンシング弁３２とを含む。これによって、アクセル操作量に応じて、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を調節することが可能となる。

当該油圧駆動機構７は、チャージ回路４２から分岐してエンジンセンシング弁３２を経由せずに主パイロット回路３３と連結する第１バイパス油路４４を含む。これによって、エンジンセンシング弁３２から出力されるエンジン回転速度に応じた油圧よりも高い油圧が主パイロット回路３３に掛けられる。このため、操作部材７０の操作によって、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を容量Cpに変更することが可能となる。

第１バイパス油路４４には、操作部材７０が操作されると流路が開かれる第１開閉弁４５が設けられる。これによって、操作部材７０が操作された際に、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を容量Cpに変更することが可能となる。

第１バイパス油路４４には、絞り４６が設けられている。絞り４６の径を調整することによって、エンジン回転速度がローアイドル回転速度Niであっても、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を、車速を所定速度v以上とするために必要な容量Cpに変更することが可能となる。

コントローラ６は、操作部材７０が操作される（図５のステップ５でYES）と、走行用油圧モータ１２の吐出容量を容量Cmまで低減する。これによって、車速を所定速度v以上とすることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

＜変形例＞
上記の実施形態では、作業車両１としてホイールローダが例示されているが、ブルドーザなどの他の作業車両であってもよい。

上記の実施形態では、第１排気処理装置５１としてDOC、第２排気処理装置５５としてSCRが例示されている。しかし、DOCに代えて、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（DPF）装置が、第１排気処理装置５１として用いられてもよい。

油圧駆動機構７は、図３に示したものに限られない。図６は、油圧駆動回路の変形例の構成を示す図である。図６において、変形例に係る油圧駆動機構７ａは、ポンプ制御回路（請求項の油圧回路に相当）１４ａを含む。ポンプ制御回路１４ａは、油圧駆動機構７の第１バイパス油路４４、第１開閉弁４５に代えて、それぞれ、第２バイパス油路４４ａ、第２開閉弁４５ａを含む。ポンプ制御回路１４ａでは、油圧駆動機構７に含まれていた絞り４６は省略される代わりに、作業機用油圧ポンプ（請求項の補助油圧ポンプに相当）１１を構成に含んでいる。これら以外のポンプ制御回路１４ａの構成は、ポンプ制御回路１４と同じであるため、説明を省略する。

第２バイパス油路４４ａは、作業機回路４９とチャージ回路４２とを結ぶ。第２バイパス油路４４ａは、作業機回路４９を介して、作業機用油圧ポンプ１１とチャージ回路４２とを結ぶ。作業機用油圧ポンプ１１は、ポンプ制御回路１４ａに作動油を供給する、チャージポンプ１０とは異なる補助油圧ポンプとして機能する。

第２バイパス油路４４ａには、第２開閉弁４５ａが設けられている。第２開閉弁４５ａの流路は、通常閉じられている。つまり、第２開閉弁４５ａは、通常閉状態である。操作部材７０がONとなった（操作された）ことがコントローラ１６によって検出されると、コントローラ１６からの指令信号によって、第２開閉弁４５ａの流路が開かれる。すなわち、第２開閉弁４５ａは、開状態となる。このとき、作業機用油圧ポンプ１１から吐出された作動油は、作業機回路４９から第２バイパス油路４４ａを経由してチャージ回路４２に流れる。このため、チャージ回路４２にかかる油圧が、チャージポンプ１０だけから作動油が吐出される場合に比べて、上昇する。

チャージ回路４２にかかる油圧が上昇すると、エンジンセンシング弁３２にかかる圧力も上昇し、図４の点線で示すように、第１開閉弁４５が閉状態である場合に比べてパイロット圧が上昇する。つまり、ポンプ制御弁２４に供給される作動油の圧力が増加する。このため、作業機用油圧ポンプ１１の吐出容量を調整することによって、エンジン回転速度がローアイドル回転速度Niであってもパイロット圧を上述するPHとするように制御することができる。したがって、変形例に係る油圧駆動機構７ａも、還元剤供給経路６６が異常状態となったとき、走行用油圧ポンプ９の吐出容量を、車速を所定速度v以上とするための容量Cpに変更することができる。

なお、上述の変形例では、作業機用油圧ポンプ１１が第２バイパス油路４４ａに作動油を吐出しているが、チャージポンプ１０、作業機用油圧ポンプ１１以外のエンジン８によって駆動される油圧ポンプが第２バイパス油路４４ａに作動油を吐出してもよい。また、第２バイパス油路４４ａには、チャージ回路４２にかける油圧を調整するための絞りが別途設けられてもよい。

上述する実施形態及び変形例において、センサ６３、５７、５８、６１ａ、６１ｂの一部が省略されてもよい。また、還元剤供給経路６６の監視に必要な別のセンサが追加されてもよい。例えば、還元剤供給配管６４が正常に接続されているか否かを検知するセンサなどが別途設けられてもよい。

図５の作業車両１の動作において、ステップ１、４は、省略されてもよい。上述する操作部材７０は、スイッチに限らず、ボタンやレバーなどの他の部材であってもよい。

還元剤供給経路が異常状態となった場合にエンジン回転速度をローアイドルに設定されても、走行することができる作業車両を提供することができる。

１ 作業車両
８ エンジン
９ 走行用油圧ポンプ（可変容量型油圧ポンプ）
１０ チャージポンプ（定容量型油圧ポンプ）
１１ 作業機用油圧ポンプ（補助油圧ポンプ）
１２ 走行用油圧モータ（油圧モータ）
１４ ポンプ制御回路（油圧回路）
１６ コントローラ
１９ 走行装置
２３ ポンプ容量制御シリンダ
２４ ポンプ制御弁
３２ エンジンセンシング弁
３３ 主パイロット回路（第２油路）
４２ チャージ回路（第１油路）
４４ 第１バイパス油路
４４ａ 第２バイパス油路
４５ 第１開閉弁
４５ａ 第２開閉弁
４６ 絞り
５０ 排気処理装置
６６ 還元剤供給経路
７０ 操作部材

Claims (15)

1. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動されることによって作動油を吐出する可変容量型油圧ポンプと、
   前記可変容量型油圧ポンプから吐出された前記作動油によって駆動される油圧モータと、
   前記油圧モータによって駆動される走行装置と、
   前記エンジンからの排気を処理する排気処理装置と、
   前記排気処理装置に還元剤を供給する還元剤供給経路と、
   前記還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定するコントローラと、
   操作部材と、
   を備え、
   前記還元剤供給経路が異常状態となったときに前記操作部材が操作されると、前記コントローラは、エンジン回転速度がローアイドルに設定されても前記走行装置の走行速度を所定速度以上とするように前記可変容量型油圧ポンプの吐出容量の増加させる、
   作業車両。
2. 前記可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更する油圧回路と、
   前記エンジンによって駆動され、前記油圧回路に作動油を供給する定容量型油圧ポンプをさらに備える、
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記油圧回路は、前記定容量型油圧ポンプから吐出された作動油の油圧をエンジン回転速度に応じた油圧に変換するエンジンセンシング弁を含む、
   請求項２に記載の作業車両。
4. 前記油圧回路は、
   前記可変容量型油圧ポンプの容量を変更するポンプ容量制御シリンダと、
   前記ポンプ容量制御シリンダの油室に作動油を供給し、前記ポンプ容量制御シリンダを作動するポンプ制御弁と、
   をさらに含む、
   請求項３に記載の作業車両。
5. 前記油圧回路は、
   前記定容量型油圧ポンプと前記エンジンセンシング弁とを結ぶ第１油路と、
   前記エンジンセンシング弁と前記ポンプ制御弁とを結ぶ第２油路と、
   をさらに含む、
   請求項４に記載の作業車両。
6. 前記油圧回路は、前記第１油路から分岐して前記エンジンセンシング弁を経由せずに前記第２油路と連結する第１バイパス油路をさらに含む、
   請求項５に記載の作業車両。
7. 前記油圧回路は、前記第１バイパス油路に設けられた第１開閉弁をさらに含む、
   請求項６に記載の作業車両。
8. 前記油圧回路は、前記第１開閉弁と前記第２油路との間の前記第１バイパス油路に設けられた絞りをさらに含む、
   請求項７に記載の作業車両。
9. 前記エンジンによって駆動され、前記油圧回路に作動油を供給する前記定容量型油圧ポンプとは異なる補助油圧ポンプをさらに備え、
   前記油圧回路は、前記補助油圧ポンプと前記第１油路とを結ぶ第２バイパス油路をさらに含む、
   請求項５に記載の作業車両。
10. 前記油圧回路は、前記第２バイパス油路に設けられた第２開閉弁をさらに含む、
    請求項９に記載の作業車両。
11. 前記操作部材が操作されたときに、前記油圧回路は、前記走行装置の走行速度を所定速度以上とするように前記可変容量型油圧ポンプの吐出容量を変更する、
    請求項２から１０のいずれかに記載の作業車両。
12. 前記操作部材が操作されると、前記第１開閉弁の流路が開かれ、前記ポンプ制御弁に供給される作動油の圧力が増加する、
    請求項７または８に従属する請求項１１に記載の作業車両。
13. 前記操作部材が操作されると、前記第２開閉弁の流路が開かれ、前記ポンプ制御弁に供給される作動油の圧力が増加する、
    請求項１０に従属する請求項１１に記載の作業車両。
14. 前記油圧モータは可変容量型モータであって、
    前記操作部材が操作されると、前記油圧モータの容量が低減される、
    請求項１１から１３のいずれかに記載の作業車両。
15. 排気処理装置に還元剤を供給する還元剤供給経路が異常状態となったことを検出するステップと、
    前記還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度をローアイドルに設定するステップと、
    前記還元剤供給経路が異常状態となったとき、エンジン回転速度がローアイドルに設定されても車速を所定速度以上とするように可変容量型油圧ポンプの吐出容量を増加させるステップと、
    を含む作業車両の制御方法。

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