JP6850755B2 - Work vehicle - Google Patents
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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。 The present disclosure relates to a work vehicle having a three-way catalyst for treating engine exhaust gas.
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。 As shown in Patent Document 1, work vehicles such as a back ho and a wheel loader include a hydraulic actuator for driving a work unit, a hydraulic pump for discharging work oil for driving the hydraulic actuator, an engine for driving the hydraulic pump, and the like. It is known to have a three-way catalyst that is connected to an exhaust passage that discharges exhaust gas generated by an engine and treats exhaust gas.
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。
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。
However, as described in
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。 The present disclosure has focused on such issues, and an object of the present disclosure is to provide a work vehicle capable of continuing work while suppressing overheating of a three-way catalyst to suppress deterioration of the catalyst. That is.
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。 The work vehicle of the present disclosure includes a hydraulic actuator that drives a work unit, a hydraulic pump that discharges work oil for driving the hydraulic actuator, an engine that drives the hydraulic pump, and exhaust gas generated by the engine. A three-way catalyst connected to an exhaust gas to treat the exhaust gas, a state value acquisition unit for acquiring a state value representing the state of the three-way catalyst, and the engine when the state value exceeds the first threshold value. It is provided with an operation control unit that executes a suppression operation in which the number of revolutions per unit time of the hydraulic pump is reduced and the discharge amount per unit time of the hydraulic pump is reduced.
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。
According to this configuration, when the state value exceeds the first threshold value, the number of revolutions per unit time of the engine is lowered, so that the flow rate of the exhaust gas is lowered, the rise in the catalyst temperature is suppressed, and the catalyst deterioration is suppressed. It becomes possible to do.
Nevertheless, since the discharge amount per unit time of the hydraulic pump is reduced, it is possible to suppress or prevent the situation where the horsepower required by the hydraulic pump exceeds the output horsepower of the engine, and it is possible to continue the work by the working unit.
Therefore, it is possible to provide a work vehicle capable of continuing the work while suppressing the overheating of the three-way catalyst and suppressing the deterioration of the catalyst.
<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。
<First Embodiment>
Hereinafter, the work vehicle of the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[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。
[Structure of work vehicle]
As shown in FIG. 1, a schematic structure of a backhoe 1 as an example of a work vehicle will be described. However, the work vehicle is not limited to the backhoe 1, and may be another vehicle such as a wheel loader. The backhoe 1 includes a
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。
The lower traveling
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。
The
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。
The
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。
The upper swivel body 4 is configured to be swivelable with respect to the lower traveling
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。
A driver's
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。
As shown in FIG. 1, the backhoe 1 of the first embodiment uses a
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。
As shown in FIG. 2, an
[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。
[Basic configuration of hydraulic circuit]
The
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The
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。
The
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。
The remote control valve 53 is configured to be able to switch the direction of the pilot oil input to the
[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)。
[Basic operation of hydraulic circuit]
Next, the basic operation of the
As shown in FIG. 2, the
[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。
[Status value acquisition unit]
In the present disclosure, the following configuration is added to the above basic configuration. That is, a state
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。
As shown in FIG. 2, the
[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。
[Operation control unit]
As shown in FIG. 2, the
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。
Example 1
FIG. 3 shows a control flow of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in step ST1, the
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。
In the next step ST2, the
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。
When it is determined in step ST2 that the catalyst temperature T1 exceeds the first threshold value Th1 (ST2: YES), the
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。
In the next step ST6, the
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。
Example 2
In the control flow shown in FIG. 3, the catalyst temperature T1 is used as the state value, but as shown in FIG. 4 showing the second embodiment of the first embodiment, the difference ΔM of the oxygen concentration is used as the state value instead of the catalyst temperature T1. It may be used for.
<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。
<Second Embodiment>
The second embodiment will be described below. The same configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the second embodiment, the operation control process is changed to realize the first stage suppression operation and the second stage suppression operation in which the
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。
Example 3
In the second embodiment, when the state value exceeds the first threshold value Th1 and the first stage suppression operation is executed and the state value deteriorates beyond the second threshold value Th2, the rotation rate of the
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。 That is, as shown in FIG. 5, the processing of steps ST1 to 7 is the same as that in FIG. The change is changed so as to shift to step ST10 when it is determined in step ST6 that the catalyst temperature T1 is not equal to or less than the first threshold value Th1 (ST6: NO).
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。
In step ST10, the
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。
When it is determined in step ST10 that the catalyst temperature T1 exceeds the second threshold value Th2 (ST10: YES), in the next step ST11, the
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。
In the next step ST13, the
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。
Example 4
In the control flow shown in FIG. 5, the catalyst temperature T1 is used as the state value, but as shown in FIG. 6 showing the fourth embodiment of the second embodiment, the difference ΔM of the oxygen concentration is used as the state value instead of the catalyst temperature T1. It may be used for.
<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。
<Third Embodiment>
The third embodiment will be described below. The same configurations as those of the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the third embodiment, the operation control process is changed to realize the first stage suppression operation and the second stage suppression operation in which the
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。
Example 5
That is, as shown in FIG. 7, the processing flow of steps ST1 to 6 and 10 to 13 is the same as that of the second embodiment, but the threshold value and the state value to be used are changed. Specific changes are in steps ST2, 6, 10 and 13.
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。 Regarding step ST2 shown in FIG. 7, it is determined whether or not the catalyst temperature T1 exceeds the first threshold value Th1_c for the catalyst, and when the catalyst temperature T1 exceeds the first threshold value Th1_c for the catalyst (ST2: YES). In the next step ST3, a warning is displayed through a notification means such as a display, a speaker, and a warning light, and the operation proceeds to the first stage suppression operation defined in the next steps ST4 and ST5. Corresponding to step ST2, in step ST6, it is determined whether or not the catalyst temperature T1 is equal to or less than the first threshold for catalyst Th1_c, and when the catalyst temperature T1 is equal to or less than the first threshold for catalyst Th1_c (ST6: YES), in the next step ST7, the warning display through the notification means is canceled, and the normal operation specified in the next step ST1 is restored.
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。 In step ST10 shown in FIG. 7, it is determined whether or not the difference ΔM of oxygen concentration exceeds the first threshold value Th1_o for oxygen concentration, and the difference ΔM of oxygen concentration exceeds the first threshold value Th1_o for oxygen concentration ( In ST10: YES), the operation shifts to the second stage suppression operation specified in steps ST11 and ST12. Regarding step ST13 during the second stage suppression operation, it is determined whether or not the difference ΔM of oxygen concentration is equal to or less than the first threshold value Th1_o for oxygen concentration, and the difference ΔM of oxygen concentration is the first threshold value Th1_o for oxygen concentration. In the following cases (ST13: YES), the operation shifts to the first stage suppression operation defined in steps ST4 and ST5.
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。
Example 6
In the example shown in FIG. 7, the catalyst temperature T1 shifts to the first stage suppression operation, and the difference in oxygen concentration ΔM shifts to the second stage suppression operation. As shown in FIG. 8, the oxygen concentration difference ΔM may shift to the first stage suppression operation, and the catalyst temperature T1 may shift to the second stage suppression operation.
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。
As described above, the work vehicles of the first to third embodiments are
The hydraulic actuator that drives the work unit and
A
The
A three-
The state value acquisition unit 6 (60, 61, 62) for acquiring the state value (catalyst temperature T1, difference ΔM of oxygen concentration) representing the state of the three-
When the state value (catalyst temperature T1, difference ΔM of oxygen concentration) exceeds the first threshold value (Th1, first threshold value for catalyst Th1_c, first threshold value for oxygen concentration Th1_o), the number of revolutions of the
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。
According to this configuration, when the state value exceeds the first threshold Th1, the rotation speed of the
Nevertheless, since the discharge amount per unit time of the
Therefore, it is possible to provide a work vehicle capable of continuing the work while suppressing the overheating of the three-
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。
In the first to third embodiments, the state
The
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。
In this way, if the temperature rise of the three-
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。
In the examples of FIGS. 3 to 8 of the first to third embodiments, the
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。
According to this configuration, the discharge amount per unit time of the
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。
In the examples shown in FIGS. 5 and 6 of the second embodiment, the
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。
According to this configuration, if the temperature rise of the three-
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。
In the example shown in FIG. 7 of the third embodiment, the state
The
When the catalyst temperature T1 exceeds the first threshold value Th1_c for the catalyst, the rotation speed of the
When the difference ΔM between the two oxygen concentrations exceeds the first threshold for oxygen concentration Th1_o during the execution of the first stage suppression operation, the rotation speed of the
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。
Even if the difference ΔM in oxygen concentration is within the normal range, the temperature of the three-
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。
In the example shown in FIG. 8 of the third embodiment, the state
The
When the difference ΔM between the two oxygen concentrations exceeds the first threshold for oxygen concentration Th1_o, the rotation speed of the
When the catalyst temperature T1 exceeds the first threshold value Th1_c for the catalyst during the execution of the first stage suppression operation, the rotation speed of the
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。
According to this configuration, when the temperature rise of the three-
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。 Although the present embodiment of the present disclosure has been described above with reference to the drawings, it should be considered that the specific configuration is not limited to these embodiments. The scope of the present disclosure is shown not only by the description of the above-described embodiment but also by the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
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。 It is possible to adopt the structure adopted in each of the above embodiments in any other embodiment. The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
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
42
Claims (5)
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、
前記状態値取得部は、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を有し、
前記運転制御部は、前記状態値としての2つの酸素濃度の差が前記第1閾値を超えた場合に、前記抑制運転を実行するように構成されており、
前記2つの酸素濃度の差は、前記三元触媒の上流側の前記排気路における酸素濃度から、前記三元触媒の下流側の前記排気路における酸素濃度を引いた値である、作業車両。 The hydraulic actuator that drives the work unit and
A hydraulic pump that discharges work oil for driving the hydraulic actuator, and
The engine that drives the hydraulic pump and
A three-way catalyst that is connected to the exhaust gas that discharges the exhaust gas generated by the engine and treats the exhaust gas,
A state value acquisition unit that acquires a state value representing the state of the three-way catalyst, and a state value acquisition unit.
When the state value exceeds the first threshold value, an operation control unit that executes a suppression operation in which the rotation speed of the engine per unit time is reduced and the discharge amount of the hydraulic pump per unit time is reduced. , With
The state value acquisition unit has two oxygen concentration sensors that detect oxygen concentrations in the exhaust passages on the upstream side and the downstream side of the three-way catalyst.
The operation control unit is configured to execute the suppression operation when the difference between the two oxygen concentrations as the state values exceeds the first threshold value.
The difference between the two oxygen concentrations is a value obtained by subtracting the oxygen concentration in the exhaust passage on the downstream side of the three-way catalyst from the oxygen concentration in the exhaust passage on the upstream side of the three-way catalyst .
前記運転制御部は、The operation control unit
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、When the catalyst temperature exceeds the first threshold value for the catalyst, the rotation speed of the engine is lowered from the first target value to the second target value, and the engine speed is reduced according to the deviation between the first target value and the second target value. Execute the first stage suppression operation to reduce the discharge amount of the hydraulic pump,
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に記載の作業車両。When the difference between the two oxygen concentrations exceeds the first threshold for oxygen concentration during the execution of the first stage suppression operation, the rotation speed of the engine is set to a third target value further lower than the second target value. The second stage suppression operation is configured to execute a second stage suppression operation in which the discharge amount of the hydraulic pump is further reduced according to the deviation between the second target value and the third target value. Work vehicle.
前記運転制御部は、The operation control unit
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、When the difference between the two oxygen concentrations exceeds the first threshold for oxygen concentration, the engine speed is lowered from the first target value to the second target value, and the first target value and the second target value are reduced. The first stage suppression operation of reducing the discharge amount of the hydraulic pump according to the deviation is executed.
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に記載の作業車両。When the catalyst temperature exceeds the first threshold value for the catalyst during the execution of the first stage suppression operation, the rotation speed of the engine is lowered to a third target value further lower than the second target value, and the first step is performed. 2. The work vehicle according to claim 1, wherein a second stage suppression operation in which the discharge amount of the hydraulic pump is further reduced according to a deviation between the target value and the third target value is executed.
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