KR101489628B1 - 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

작업 차량은, 엔진과, 배기 가스 정화 장치와, 환원제 탱크와, 엔진 냉각수 회로와, 분기 경로와, 밸브와, 접수부와, 밸브 제어부와, 팬과, 라디에이터와, 서모스탯과, 팬 제어부를 구비한다. 배기 가스 정화 장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물을 정화한다. 환원제 탱크는, 배기 가스 정화 장치에 공급하는 환원제를 비축한다. 엔진 냉각수 회로는, 엔진의 구동에 의해 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수를 순환 경로에 순환시키는 물펌프를 포함한다. 분기 경로는, 순환 경로로부터 분기되어, 엔진 냉각수에 의해 환원제 탱크 내의 환원제와의 사이에서 열교환하기 위해 형성된다. 밸브는, 분기 경로에 대하여 엔진 냉각수로의 공급을 제어한다. 접수부는, 조작자의 조작 지시를 접수한다. 밸브 제어부는, 조작자의 접수부에서 접수한 조작 지시에 따라 밸브에 대한 개방 동작을 지시한다. 팬은, 엔진룸 내에서 냉각풍을 생성한다. 라디에이터는, 냉각풍에 의해 엔진 냉각수를 냉각시킨다. 서모스탯은, 순환 경로와 라디에이터 사이에 설치되며, 엔진 냉각수의 온도가 정해진 온도 이상이 된 경우에 라디에이터에 엔진 냉각수를 공급하기 위해 개방 동작한다. 팬 제어부는, 접수부에서 접수한 조작자의 조작 지시에 따라서 팬의 회전수를 상승시킨다.

Description

작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법{WORK VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING WORK VEHICLE}
본 발명은, 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법에 관한 것이다.
유압 쇼벨, 불도저, 휠로더 등의 작업 차량에는 배기 처리 장치가 탑재되어 있다. 배기 처리 장치로는, 예를 들어, 디젤 미립자 포집 필터 장치(DPF), 디젤 산화 촉매 장치(DOC) 및 선택 환원 촉매 장치(SCR) 등이 존재한다.
배기 처리 장치는, 엔진으로부터 배기되는 가스(배기 가스) 중에 포함되는 질소산화물(NOx)을 NOx 환원 반응에 의해 무해한 가스로 환원한다. 작업 차량에는, 그 NOx 환원 반응을 행하기 위한 환원제를 비축하는 환원제 탱크가 구비되어 있고, 그 환원제 탱크에 비축된 환원제가 배기 가스 중에 분사된다.
외부 기온이 낮은 경우, 환원제 탱크에 비축된 환원제가 동결되면 환원제를 배기 처리 장치에 공급할 수 없을 가능성이 있다.
그렇기 때문에, 특허문헌 1에는, 환원제 탱크에 비축된 환원제의 동결을 방지하기 위해 엔진 냉각수를 환원제 탱크 내로 유도하여 엔진 냉각수와 환원제 사이에서의 열교환을 행하여, 환원제의 동결을 방지하는 방식이 제안되어 있다.
구체적으로는, 특허문헌 1에는, 엔진 냉각수의 순환 경로의 일부를 분기시켜, 환원제 탱크 내에 분기시킨 경로를 삽입 관통하게 함으로써 그 경로를 흐르는 냉각수와 환원제 사이에서의 열교환에 의해 환원제의 동결을 방지하는 방식이 제안되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-241735호 공보
특허문헌 1과 같이, 엔진 냉각수를 환원제 탱크로 유도하는 경우, 엔진 냉각수의 순환 경로에 새로운 경로를 추가하게 되지만, 추가한 경로를 이용하기 전에 에어 배출을 충분히 할 필요가 있다. 에어 배출이 불충분하면 엔진 냉각수가 그 경로에 충분히 공급되지 않아 열교환의 효율이 저하되게 된다.
순환 경로에는, 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와, 엔진 냉각수의 온도에 기초하여 개폐 동작을 행하여 라디에이터에 대하여 엔진 냉각수를 공급하는 서모스탯이 설치된다. 서모스탯이 개방되면 라디에이터로의 공급 경로가 순환 경로에 추가되기 때문에 경로 길이가 길어진다. 엔진 냉각수의 순환 경로가 긴 경우에는, 엔진 냉각수의 순환에 시간이 걸려 에어 배출이 불충분해질 가능성이 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 환원제 탱크 내에 엔진 냉각수를 공급하는 경로의 에어 배출을 충분히 실행하는 것이 가능한 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 밖의 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 설명 및 첨부 도면에서 밝혀질 것이다.
본 발명의 한 국면에 따른 작업 차량은, 엔진과, 배기 가스 정화 장치와, 환원제 탱크와, 엔진 냉각수 회로와, 분기 경로와, 밸브와, 접수부와, 밸브 제어부와, 팬과, 라디에이터와, 서모스탯과, 팬 제어부를 구비한다. 배기 가스 정화 장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물을 정화한다. 환원제 탱크는, 배기 가스 정화 장치에 공급하는 환원제를 비축한다. 엔진 냉각수 회로는, 엔진의 구동에 의해 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수를 순환 경로에 순환시키는 물펌프를 포함한다. 분기 경로는, 순환 경로로부터 분기되어, 엔진 냉각수에 의해 환원제 탱크 내의 환원제와의 사이에서 열교환하기 위해 형성된다. 밸브는, 분기 경로에 대한 엔진 냉각수의 공급을 제어한다. 접수부는, 조작자의 조작 지시를 접수한다. 밸브 제어부는, 접수부에서 접수한 조작자의 조작 지시에 따라서 밸브에 대한 개방 동작을 지시한다. 팬은, 엔진룸 내에서 냉각풍을 생성한다. 라디에이터는, 냉각풍에 의해 엔진 냉각수를 냉각시킨다. 서모스탯은, 순환 경로와 라디에이터 사이에 설치되며, 엔진 냉각수의 온도가 정해진 온도 이상이 된 경우에 라디에이터에 엔진 냉각수를 공급하기 위해 개방 동작한다. 팬 제어부는, 접수부에서 접수한 조작자의 조작 지시에 따라서 팬의 회전수를 상승시킨다.
본 발명의 작업 차량에 의하면, 팬 제어부는, 접수부에서 접수한 조작자의 조작 지시에 따라 팬의 회전수를 상승시킨다. 엔진 냉각수의 온도 상승을 억제함으로써, 서모스탯이 개방 동작하여 순환 경로에 라디에이터의 공급 경로가 추가되는 것을 억제한다. 이에 따라 환원제 탱크 내에 엔진 냉각수를 공급하는 경로의 에어 배출을 충분히 실행하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 작업 차량은, 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 센서를 더 구비한다. 팬 제어부는, 엔진 냉각수의 온도 상승에 따라 팬의 회전수가 상승하도록 설치된 제1 제어선, 제1 제어선보다 엔진 냉각수의 온도 상승에 따라 설정되는 팬의 회전수가 높은 제2 제어선 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 조작자의 조작 지시가 있는 경우에는 제2 제어선에 따라서 팬의 회전수를 제어한다.
상기에 의하면, 팬의 회전수를 제1 및 제2 제어선을 전환함으로써 제어하여, 간편한 방식으로 팬의 회전수를 상승시키는 것이 가능하다.
바람직하게는, 팬 제어부는, 조작자의 조작 지시에 따라서 팬의 회전수가 최고 회전수가 되도록 설정한다. 팬의 회전수를 최고 회전수로 설정함으로써, 간편하게 엔진 냉각수의 온도 상승을 억제하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 접수부는 모니터 장치이며, 모니터 장치는 조작 지시를 밸브 제어부 및 팬 제어부에 출력한다.
상기에 의하면, 접수부는 모니터 장치이며, 모니터 장치로부터 밸브 제어부에 조작 지시가 출력된다. 이에 따라, 조작자는, 용이하게 에어 배출을 위한 처리의 실행을 지시하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 밸브 제어부는, 밸브에 대한 개방 동작 지시 후, 정해진 기간 경과후에 밸브에 대하여 폐쇄 동작을 지시하도록 구성되어 있다.
상기에 의하면, 정해진 기간 경과후에 밸브에 대하여 폐쇄 동작이 지시되기 때문에, 조작자의 조작을 요구할 필요가 없어 편리성을 높이는 것이 가능하다.
바람직하게는, 환원제 탱크는 차체 프레임의 길이 방향의 일단측에 설치되고, 엔진은 차체 프레임의 길이 방향의 타단측에 설치된다.
상기에 의하면, 환원제 탱크와 엔진은 차체 프레임의 길이 방향의 일단 및 타단측에 각각 설치되기 때문에 열원인 엔진으로부터 환원제 탱크에 미치는 영향을 억제하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 분기 경로는, 엔진 냉각수가 흐르는 경로 도중에 형성되는 저영역과, 저영역보다 하류측에 형성된 저영역보다 높은 고영역을 갖는다.
상기에 의하면, 분기 경로는, 경로 도중에 낮은 곳으로부터 높은 곳으로의 고저차를 갖는 영역을 갖는 경우로 설명되는, 에어 배출을 실행하는 것이 어려운 구성에 대해서도 충분히 에어 배출을 실행하는 것이 가능하다.
본 발명의 한 국면에 따른 작업 차량의 제어 방법은, 환원제 탱크로 엔진 냉각수를 유도하는 경로에 설치된 밸브에 대한 조작자에 의한 개방 동작의 지시를 접수하는 단계와, 엔진의 회전수를 상승시킨 후에, 조작자에 의한 개방 동작의 지시의 접수에 따라서 밸브에 대하여 개방 동작을 지시하는 지시 신호를 출력하는 단계와, 조작자에 의한 개방 동작의 지시를 접수한 경우, 팬의 회전수를 상승시키는 지령 신호를 출력하는 단계를 구비한다.
본 발명의 작업 차량의 제어 방법에 의하면, 조작자에 의한 개방 동작의 지시의 접수에 따라 밸브에 대하여 개방 동작을 지시하는 지시 신호를 출력하는 단계와, 조작자에 의한 개방 동작의 지시를 접수한 경우, 팬의 회전수를 상승시키는 지령 신호를 출력하는 단계를 구비한다. 이에 따라, 밸브에 대한 개방 동작에 따라서, 팬의 회전수를 상승시킴으로써 엔진 냉각수의 온도 상승을 억제하면서, 엔진 냉각수가 환원제 탱크 내에 냉각수를 공급하는 경로에 공급되어, 에어 배출이 충분히 실행된다.
환원제 탱크 내에 엔진 냉각수를 공급하는 경로의 에어 배출을 충분히 실행하는 것이 가능하다.
도 1은 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 외관을 설명하는 도면이다.
도 2는 실시형태에 기초하는 운전실(8)의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 제어 시스템의 구성을 나타내는 간략도이다.
도 4는 본 실시형태에 기초하는 팬(200)의 외관도이다.
도 5는 본 실시형태에 기초하는 팬 구동부(210)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 기초하는 환원제 탱크(69)에 접속되는 경로를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 실시형태에 기초하는 환원제 탱크(69)의 내부 상태를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시형태에 기초하는 모니터 장치(21)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 9는 실시형태에 기초하는 에어 배출 모드 선택 화면의 일례를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 실시형태에 기초하는 팬 회전수와 엔진 냉각수 온도 및 에어 배출 모드의 개시 타이밍에 관해 설명하는 도면이다.
도 11은 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 메인 컨트롤러(50)에서의 에어 배출 모드 처리를 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면에 기초하여 설명한다.
<전체 구성>
도 1은, 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 외관도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)으로서, 본 예에서는 주로 유압 쇼벨을 예를 들어 설명한다.
작업 차량(101)은, 하부 주행체(1)와, 상부 선회체(3)와, 작업기(4)를 주로 갖고 있다. 작업 차량 본체는, 하부 주행체(1)와 상부 선회체(3)로 구성된다. 하부 주행체(1)는, 좌우 한쌍의 크롤러 트랙을 갖고 있다. 상부 선회체(3)는, 하부 주행체(1)의 상부의 선회 기구를 통해 선회 가능하게 장착된다.
작업기(4)는, 상부 선회체(3)에 상하 방향으로 작동 가능하게 피봇 지지되어 있고, 토사의 굴착 등의 작업을 한다. 작업기(4)는, 붐(5)과, 아암(6)과, 버킷(7)을 포함한다. 붐(5)은, 베이스부가 상부 선회체(3)에 가동 가능하게 연결되어 있다. 아암(6)은, 붐(5)의 선단에 가동 가능하게 연결되어 있다. 버킷(7)은, 아암(6)의 선단에 가동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 상부 선회체(3)는 운전실(8) 등을 포함한다.
<운전실의 구성>
도 2는, 실시형태에 기초하는 운전실(8)의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 운전실(8)은, 운전석(9)과, 주행 조작부(10)와, 어태치먼트용 페달(15)과, 측방창(16)과, 계기판(17)과, 작업기 레버(18, 19)와, 로킹 레버(20)와, 모니터 장치(21)와, 전방창(22)과, 세로 테두리(23)을 갖는다.
운전석(9)은 운전실(8)의 중앙부에 설치된다. 주행 조작부(10)는 운전석(9)의 전방에 설치된다.
주행 조작부(10)는 주행 레버(11, 12)와 주행 페달(13, 14)을 포함한다. 주행 페달(13, 14)은 각 주행 레버(11, 12)와 일체로 가동한다. 하부 주행체(1)는 조작자가 주행 레버(11, 12)를 전방으로 누르는 것에 의해 전진한다. 또한, 하부 주행체(1)는 조작자가 주행 레버(11, 12)를 후방으로 당기는 것에 의해 후진한다.
어태치먼트용 페달(15)은 주행 조작부(10)의 근방에 설치된다. 또한, 계기판(17)은 도 2의 우측의 측방창(16)의 근방에 설치된다.
작업기 레버(18, 19)는 운전석(9)의 좌우측부에 설치된다. 작업기 레버(18, 19)는, 붐(5)의 상하 이동, 아암(6) 및 버킷(7)의 회동 및 상부 선회체(3)의 선회 조작 등을 행하는 것이다.
로킹 레버(20)는 작업기 레버(18)의 근방에 설치된다. 여기서 로킹 레버(20)란, 작업기(4)의 조작, 상부 선회체(3)의 선회 및 하부 주행체(1)의 주행 등의 기능을 정지시키기 위한 것이다. 로킹 레버(20)를 수직 상태로 위치시키는 조작(여기서는 로킹 레버를 아래도 당기는 조작)을 행함으로써, 작업기(4) 등의 움직임을 로킹(규제)할 수 있다.
모니터 장치(21)는, 운전실(8)의 전방창(22)과 한쪽의 측방창(16)을 구획하는 세로 테두리(23)의 하부에 설치되며, 작업 차량(101)의 엔진 상태, 가이던스 정보, 경고 정보 등을 표시한다. 또한, 모니터 장치(21)는, 작업 차량(101)의 여러가지 동작에 관한 설정 지시를 접수할 수 있게 설치되어 있다.
여기서, 엔진 상태란, 예컨대 엔진 냉각수의 온도, 작동유 온도, 연료 잔량 등이다. 가이던스 정보란, 일례로서 작업 차량의 엔진 등의 점검ㆍ정비를 재촉하는 표시 등이다. 여러가지 동작이란, 예컨대 정해진 모드(에어 배출 모드)의 설정 등이다. 경고 정보란, 조작자에게 주의를 환기시킬 필요가 있는 정보이다.
<제어 시스템의 구성>
도 3은, 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 제어 시스템의 구성을 나타내는 간략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 작업 차량(101)의 제어 시스템은, 일례로서 작업기 레버(18, 19), 주행 레버(11, 12)와, 로킹 레버(20)와, 모니터 장치(21)와, 제1 유압 펌프(31A)와, 제2 유압 펌프(31B)와, 경사판 구동 장치(32)와, 컨트롤 밸브(34)와, 유압 액추에이터(35)와, 엔진(36)과, 엔진 컨트롤러(38)를 포함한다. 또한, 제어 시스템은, 연료 다이얼(39)과, 회전 센서(40)와, 작업기 레버 장치(41)와, 압력 스위치(42)와, 밸브(43)와, 전위차계(45)와, 스타터 스위치(46)와, 압력 센서(47)와, 메인 컨트롤러(50)와, 라디에이터(71)와, 서모스탯(76)과, 물펌프(61)와, 터보차져(63)와, 순환 경로(74)와, 분기 경로(70)와, 센서(73)와, LLC(Long Life Coolant) 밸브(75)와, 팬(200)과, 팬 구동부(210)를 더 포함한다.
또한, 작업 차량(101)의 제어 시스템은, 배기 가스 정화 장치(60)와, 환원제 탱크(69)를 더 포함한다.
배기 가스 정화 장치(60)는, 배기 정화 유닛(62)과, 중계 접속관(믹싱 배관)(64)과, 선택 환원 촉매 장치(65)와, 배기통(66)과, 환원제 분사 장치(84)를 더 포함한다.
환원제 분사 장치(84)는, 환원제 공급 경로(83)와, 환원제 분사 밸브(68)를 갖는다.
배기 정화 유닛(62)은, 디젤 산화 촉매 장치(62A)와, 디젤 미립자 포집 필터 장치(62B)를 포함한다.
제1 유압 펌프(31A)는, 작업기(4) 등의 구동에 이용하는 작동유를 토출한다.
제2 유압 펌프(31B)는, 작업기 레버(18, 19), 주행 레버(11, 12)의 조작에 따른 유압(파일럿압)을 발생시키기 위해 이용되는 오일을 토출한다. 제1 유압 펌프(31A)에는 경사판 구동 장치(32)가 접속되어 있다.
경사판 구동 장치(32)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 지시에 따라서 구동하며, 제1 유압 펌프(31A)의 경사판의 경사 각도를 변경한다. 제1 유압 펌프(31A)에는, 컨트롤 밸브(34)를 통해 유압 액추에이터(35)가 접속된다. 유압 액추에이터(35)는, 붐용 실린더, 아암용 실린더, 버킷용 실린더, 선회용 유압 모터 및 주행용 유압 모터 등이다.
컨트롤 밸브(34)는 작업기 레버 장치(41)와 접속된다. 작업기 레버 장치(41)는, 작업기 레버(18, 19), 주행 레버(11, 12)의 조작 방향 및/또는 조작량에 따른 파일럿압을 컨트롤 밸브(34)에 출력한다. 컨트롤 밸브(34)는, 그 파일럿압에 따라서 유압 액추에이터(35)를 제어한다.
제2 유압 펌프(31B)에는, 작업기 레버(18, 19), 주행 레버(11, 12)와 로킹 레버(20)가 접속된다.
작업기 레버 장치(41)에는 압력 센서(47)가 접속된다. 압력 센서(47)는, 작업기 레버(18, 19), 주행 레버(11, 12)의 조작 상태에 따른 레버 조작 신호를 메인 컨트롤러(50)에 출력한다.
메인 컨트롤러(50)는, 작업량에 따라서 설정되는 펌프 흡수 토크, 연료 다이얼(39) 등으로 설정되는 엔진 회전수 및 실제 엔진 회전수 등에 따라서, 제1 유압 펌프(31A)가 엔진(36)의 각 출력점에서의 베스트 매칭의 토크를 흡수하는 제어를 행한다.
엔진(36)은, 제1 유압 펌프(31A) 및 제2 유압 펌프(31B)와 접속하는 구동축을 갖는다. 또한, 엔진(36)은, 팬(200)을 회전시키기 위해 팬 구동부(210)와 접속하는 구동축을 갖는다.
터보차져(63)는, 배기 가스의 에너지를 이용함으로써 압축한 압축 공기를 엔진(36) 본체에 도입한다.
엔진 컨트롤러(38)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 지시에 따라서 엔진(36)의 동작을 제어한다. 엔진(36)은 일례로서 디젤 엔진이다. 엔진(36)의 엔진 회전수는 연료 다이얼(39) 등에 의해 설정되며, 실제의 엔진 회전수는 회전 센서(40)에 의해 검출된다. 회전 센서(40)는 엔진 컨트롤러(38)와 접속된다. 또한, 회전 센서(40)에 의해 검출된 엔진 회전수는, 엔진 컨트롤러(38)로부터 메인 컨트롤러(50)에 통지된다.
연료 다이얼(39)에는 전위차계(45)가 설치되고, 전위차계(45)에 의해 연료 다이얼(39)의 조작량이 검출되어 엔진 컨트롤러(38)에 대하여 엔진(36)의 회전수에 관한 다이얼 지령의 값(다이얼 지령치라고도 함)이 출력된다. 그 연료 다이얼(39)의 다이얼 지령치에 따라서 엔진(36)의 목표 회전수가 조정된다.
엔진 컨트롤러(38)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 지시에 따라서 다이얼 지령치에 기초하여 연료 분사 장치가 분사하는 연료 분사량 등의 제어를 행하여 엔진(36)의 회전수를 조절한다. 또한, 엔진 컨트롤러(38)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 제1 유압 펌프(31A)에 대한 제어 지시에 따라서 엔진(36)의 엔진 회전수를 조절한다.
스타터 스위치(46)는 엔진 컨트롤러(38)와 접속된다. 조작자가 스타터 스위치(46)를 조작(스타트로 설정)함으로써, 시동 신호가 엔진 컨트롤러(38)에 출력되고, 엔진(36)이 시동한다.
메인 컨트롤러(50)는 작업 차량(101) 전체를 제어하는 컨트롤러이며, CPU(Central Processing Unit), 비휘발성 메모리, 타이머 등으로 구성된다. 메인 컨트롤러(50)는, 엔진 컨트롤러(38) 및 모니터 장치(21) 등을 제어한다. 또, 본 예에서는, 메인 컨트롤러(50)와 엔진 컨트롤러(38)가 각각 별개의 구성에 관해 설명하고 있지만, 공통의 하나의 컨트롤러로 하는 것도 가능하다.
로킹 레버(20)에는 압력 스위치(42)가 접속되어 있다. 압력 스위치(42)는, 로킹 레버(20)가 로킹측으로 조작되었을 때에 그 조작을 검지하여 밸브(솔레노이드 밸브)(43)에 신호를 보낸다. 이것에 의해, 밸브(43)는 오일의 공급을 차단하기 때문에, 작업기(4)의 조작, 상부 선회체(3)의 선회 및 하부 주행체(1)의 주행 등의 기능을 정지시키는 것이 가능해진다. 또한, 압력 스위치(42)는 메인 컨트롤러(50)에도 같은 신호를 보낸다.
물펌프(61)는, 엔진(36)의 구동에 의해 순환 경로(74) 내의 엔진 냉각수를 순환시킨다. 순환 경로(74)는, 엔진(36), 터보차져(63)를 엔진 냉각수에 의해 냉각시키도록 배관된다. 또한, 순환 경로(74)는, 서모스탯(76)을 통해 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(71)와 연결된다. 서모스탯(76)은, 엔진 냉각수가 정해진 온도 이상이 된 경우에 개방되고, 엔진 냉각수가 정해진 온도 미만인 경우에는 폐쇄된다. 이에 따라, 엔진 냉각수가 정해진 온도 이상이 된 경우, 라디에이터(71) 내에 엔진 냉각수가 유입되고, 엔진 냉각수가 정해진 온도 미만인 경우, 라디에이터(71) 내에는 엔진 냉각수가 유입되지 않는다.
또한, 순환 경로(74)에는 분기 경로(70)가 형성되어 있다. 본 예에서는, 분기 경로(70)는, 분기점(A)을 시점으로 하여 환원제 탱크(69) 내에 삽입 관통되고, 그리고 분기점(B)을 종점으로 한다. 분기 경로(70)는, 순환 경로(74)의 분기점(A)과 분기점(B) 사이의 일부 경로를 우회하도록 형성된다.
분기 경로(70)는 환원제 탱크(69) 내에 삽입 관통된다. 환원제 탱크(69) 내에서는, 분기 경로 내를 흐르는 엔진 냉각수와 환원제 탱크(69)에 비축된 환원제 사이에서 열교환이 행해진다. 이에 따라, 환원제 탱크에 비축된 환원제의 동결을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 엔진 시동시에 동결되어 있던 환원제를 해동하는 것이 가능해진다.
또한, 분기 경로(70)에는, 분기점(A) 부근에서 LLC 밸브(75)가 설치된다. LLC 밸브(75)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 지시에 따라서 개폐 동작을 실행한다. 메인 컨트롤러(50)로부터의 개방 동작의 지시에 따라서 LLC 밸브(75)는 개방된다. 이에 따라, 순환 경로(74)의 분기점(A)으로부터 분기 경로(70)를 통해 환원제 탱크(69) 내에 엔진 냉각수가 공급되고, 엔진 냉각수는 순환 경로(74)의 분기점(B)으로 되돌아간다.
또한, 순환 경로(74)에는 센서(73)가 설치되며, 경로 내의 엔진 냉각수의 상태를 검출한다. 본 예에서는, 엔진 냉각수의 상태로서 엔진 냉각수의 온도를 검출한다. 센서(73)는 엔진 컨트롤러(38)와 접속된다. 엔진 컨트롤러(38)는, 순환 경로(74)로부터 검출한 검출 결과를 메인 컨트롤러(50)에 통지한다.
라디에이터(71)에는 엔진 냉각수를 보급하는 보급구가 형성되어 있다. 또한, 그 보급구는, 엔진 냉각수가 순환되는 경로 내에 고여 있는 에어(공기)의 에어 배출 구멍으로서도 기능한다.
디젤 산화 촉매 장치(62A)는, 엔진(36)의 배기 가스 중의 질소산화물(NOx) 중 일산화질소(NO)를 감소시키고 이산화질소(NO2)를 증가시키는 기능을 갖는다.
디젤 미립자 포집 필터 장치(62B)는, 엔진(36)으로부터의 배기를 처리하는 장치이다. 디젤 미립자 포집 필터 장치(62B)는, 엔진(36)의 배기 중에 포함되는 입자형 물질을 필터에 의해 포집하고, 포집한 입자형 물질을 소각하도록 구성되어 있다. 필터는 예를 들어 세라믹으로 이루어져 있다.
선택 환원 촉매 장치(65)는, 환원제로서 예를 들어 요소수를 가수분해하여 얻어진 암모니아(NH3)를 이용하여 질소산화물(NOx)을 환원하기 위한 것이다. 선택 환원 촉매 장치(65)는, 원리적으로는 질소산화물(NOx)이 암모니아(NH3)와 화학 반응함으로써 질소(N2)와 물(H2O)로 환원되는 것을 응용한 것이다. 작업 차량(101)에는, 예를 들어 요소수를 넣은 환원제 탱크(69)가 탑재되어 있다. 다만 환원제는, 요소수에 한정되지 않고, 질소산화물(NOx)을 환원할 수 있는 것이면 된다.
중계 접속관(믹싱 배관)(64)은, 디젤 미립자 포집 필터 장치(62B)와 선택 환원 촉매 장치(65) 사이를 접속하고 있다. 이 믹싱 배관(64)에서는, 디젤 미립자 포집 필터 장치로부터 선택 환원 촉매 장치(65)로 향하는 배기 가스에 대하여 환원제가 분사되어 혼합된다.
환원제 분사 장치(84)는, 환원제 탱크(69)로부터 퍼 올린 환원제(요소수)를 환원제 공급 경로(83) 및 환원제 분사 밸브(68)를 통해 배기 가스에 분사한다.
센서(72)는 환원제 탱크(69)에 설치되며, 환원제 탱크(69)에 비축된 환원제의 상태를 검출한다. 본 예에서는, 환원제의 상태로서 환원제의 온도를 검출한다. 그리고, 센서(72)는, 환원제 탱크(69)로부터 검출한 검출 결과를 메인 컨트롤러(50)에 출력한다.
배기통(66)은 선택 환원 촉매 장치(65)에 접속되어 있고, 선택 환원 촉매 장치(65)를 통과한 후의 배기를 대기중으로 배출하기 위한 것이다.
팬(200)은 엔진룸 내에 설치되어 있고, 회전함으로써 엔진룸 내에서 냉각풍을 생성한다. 냉각풍에 의해, 엔진(36)을 포함한 엔진룸 내가 냉각되고, 라디에이터(71)를 포함하는 순환 경로 내의 엔진 냉각수가 냉각된다.
팬 구동부(210)는 팬(200)의 회전을 제어한다.
메인 컨트롤러(50)는, LLC 밸브(75)를 제어하는 밸브 제어부(51)와, 팬 구동부(210)를 제어하는 팬 제어부(52)를 포함한다.
밸브 제어부(51)는, 모니터 장치(21)로부터의 지시에 따라서 LLC 밸브(75)에 대한 개폐 동작을 지시한다. 팬 제어부(52)는, 센서(73)로부터의 엔진 냉각수의 온도에 따라서 팬(200)의 회전수를 제어한다. 또한, 팬 제어부(52)는, 모니터 장치(21)로부터의 지시에 따라서 팬(200)의 회전수를 조절한다.
또, 엔진(36), 배기 가스 정화 장치(60), 환원제 탱크(69), 물펌프(61) 및 순환 경로(74), 분기 경로(70), LLC 밸브(75), 밸브 제어부(51), 팬 제어부(52)는, 각각 본 발명의 「엔진」, 「배기 가스 정화 장치」, 「환원제 탱크」, 「엔진 냉각수 회로」, 「분기 경로」, 「밸브」, 「밸브 제어부」, 「팬 제어부」의 일례이다.
<팬의 구성>
도 4는, 본 실시형태에 기초하는 팬(200)의 외관을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 팬(200)은 11장의 날개로 구성된다. 팬 구동부(210)는, 엔진(36)의 출력축(202)과 연결되고, 유체 클러치에 의해 팬(200)의 회전을 제어한다.
도 5는, 본 실시형태에 기초하는 팬 구동부(210)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 팬 구동부(210)는, 케이스(240)와, 클러치부(230)와, 스프링(221)과, 솔레노이드 가동자(216)와, 솔레노이드 코일(214)과, 조정 부재(220)와, 홀소자(215)를 포함한다.
케이스(240) 내의 오일 공간(241)에는 실리콘 오일이 충전되어 있고, 클러치부(230)에 대한 실리콘 오일량을 조정함으로써 팬(200)의 회전 제어가 행해진다.
솔레노이드 가동자(216)는 조정 부재(220)와 연결된다. 솔레노이드 코일(214)에 공급하는 전류량을 증가시킴으로써, 솔레노이드 가동자(216)는 스프링(221)을 수축시켜 조정 부재(220)를 하방향으로 밀어 내린다. 한편, 솔레노이드 코일(214)에 공급하는 전류량을 감소시킴으로써, 솔레노이드 가동자(216)를 하방향으로 밀어 내리는 힘이 약해지고, 스프링(221)의 반발력에 의해 조정 부재(220)는 상방향으로 밀어 올려진다.
조정 부재(220)의 위치에 따라서 오일 공간(241)으로부터 클러치부(230)에 유입되는 실리콘 오일량이 조절된다. 조정 부재(220)를 하방향으로 밀어 내림으로써 클러치부(230)에 유입되는 실리콘 오일량이 감소한다. 한편, 조정 부재(220)를 상방향으로 밀어 올림으로써 클러치부(230)에 유입되는 실리콘 오일량이 증가한다.
실리콘 오일량이 변화함으로써 전단 저항이 변화하여, 팬(200)의 회전수가 변화한다. 클러치부(230)에 유입되는 실리콘 오일량이 증가함으로써 전단 저항이 증가하여, 팬(200)의 회전수가 증가한다. 한편, 클러치부(230)에 유입되는 실리콘 오일량이 감소함으로써 전단 저항이 저하되어 팬(200)의 회전수가 감소한다.
홀소자(215)는, 팬(200)의 회전수를 검출하여, 검출 결과를 후술하는 팬 컨트롤러에 출력한다. 팬 컨트롤러는, 홀소자(215)에 의해 검출된 팬(200)의 회전수가 원하는 회전수가 되도록 솔레노이드 코일(214)에 공급하는 전류량을 제어한다.
또, 상기 팬 구동부(210)는, 실리콘 오일을 이용한 유체 클러치에 의해 팬(200)의 회전수를 조정하는 방식에 관해 설명하고 있지만, 특별히 이것에 한정되지 않으며, 전자 클러치 등의 방식을 이용하여 팬(200)의 회전수를 조정하도록 해도 좋다.
팬 제어부(52)는, 센서(73)로부터의 엔진 냉각수의 온도에 따라 팬(200)의 회전수를 제어한다. 구체적으로는, 엔진 냉각수의 온도 상승에 따라 팬(200)의 회전수를 증가시킨다.
<분기 경로의 구성>
도 6은, 본 실시형태에 기초하는 환원제 탱크(69)에 접속되는 경로를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하여, 우선 배기 처리 유닛에 관해 설명한다. 엔진(36)과 배기 처리 유닛은 서로 독립적으로 차체 프레임(95)에 지지되어 있다.
구체적으로는, 배기 처리 유닛을 프레임에 지지하기 위한 지지체의 구성으로서, 2개의 플레이트(91)와, 4개의 세로 프레임(기둥 부재)(92)과, 가로 프레임(93)과, 브래킷(94)을 갖고 있다.
2개의 플레이트(91) 각각은 평판형상을 가지며, 또한 차체 프레임(95)에 부착되어 있다. 4개의 세로 프레임(92)의 각각은 기둥형상을 가지며, 또한 플레이트판(91)에 부착되어 있다. 4개의 세로 프레임(92) 각각은, 플레이트(91)에 대한 부착 위치로부터 상측으로 연장되어 있다.
가로 프레임(93)은 세로 프레임(92)에 부착되어 있다. 가로 프레임(93)은 브래킷(94)을 지지한다.
브래킷(94)은 평판형상을 갖고 있다. 브래킷(94)은 가로 프레임(93)에 부착되어 있다.
브래킷(94)은 배기 정화 유닛(62)과 선택 환원 촉매 장치(65)를 지지한다.
배기 정화 유닛(62)과 선택 환원 촉매 장치(65) 사이에는 중계 접속관(믹싱 배관)(64)이 설치되고, 중계 접속관(믹싱 배관)(64)과 환원제 탱크(69)가 요소수 배관(환원제 공급 경로)(83)에 의해 접속된다.
선택 환원 촉매 장치(65)는, 예를 들어 요소수를 가수분해하여 얻어지는 암모니아를 이용하여, 선택적으로 질소산화물(NOx)을 환원하기 위한 것이다.
환원제 분사 장치(84)(도 3)는, 환원제 분사 밸브(68)와, 환원제 공급 경로(83)를 주로 갖고 있다.
환원제 탱크(69)는 요소수를 비축할 수 있도록 구성되어 있다. 이 환원제 탱크(69)는, 예를 들어 엔진룸 밖에 배치되어 있고, 차체 프레임(95)에 지지되어 있다.
환원제 공급 경로(83)는, 이 환원제 탱크(69)와 믹싱 배관(64)을 접속하고 있다. 이 환원제 공급 경로(83)에 의해 환원제 탱크(69)에 비축된 요소수를 믹싱 배관(64)으로 유도하는 것이 가능해진다.
환원제 탱크(69) 내에 비축된 요소수가 환원제 공급 경로(83)를 통하여 환원제 분사 밸브(68)로부터 믹싱 배관(64)의 내부에 분사 공급된다.
또한, 상기 환원제 분사 장치(84)에서, 환원제 공급 경로(83)는 믹싱 배관(64)의 길이 방향(X방향)의 배기 정화 유닛(62)과의 접속부와 동일한 측(도면 중 앞쪽)으로부터 접속되어 있다. 환원제 공급 경로(83)의 믹싱 배관(64)에 대한 접속부는, 믹싱 배관(64) 내에서의 배기 경로의 상류측이다. 이에 따라, 믹싱 배관(64)에 분사 공급된 요소수는, 믹싱 배관(64) 내의 상류측으로부터 하류측에 이르는 동안에 배기와 골고루 섞인다.
또한, 엔진(36)에 인접하여 물펌프(61)가 설치되고, 물펌프(61)는 순환 경로(74)와 접속된다. 그리고, 순환 경로(74)의 분기점(A) 및 분기점(B)과 분기 경로(70)가 접속된다. 순환 경로(74)의 분기점들(A, B)에 대한 분기 경로(70)는 착탈 가능한 상태로 형성된다.
여기서, 차체 프레임(95)에는 작업기(4)가 장착되는 세로판(96A 및 96B)이 설치되어 있고, 환원제 공급 경로(83)는, 세로판(96A)을 따르도록(X방향) 배치되어 있다.
또한, 분기 경로(70)에 관해서도 환원제 공급 경로(83)와 마찬가지로 세로판(96A)을 따르도록(X방향) 배치되어 있다.
또한, 환원제 탱크(69)에 대하여, 환원제 공급 경로(83) 및 분기 경로(70)는, 모두 환원제 탱크(69) 부근에서 환원제 탱크(69)의 하면부로부터 상면부의 방향(Z방향)을 따라서 배치된다.
또한, 본 예에서, 환원제 탱크(69)는 차체 프레임(95)의 길이 방향(X방향)의 전방 단부(도면 중 앞쪽)에 배치되어 있고, 한편, 엔진(36)은 차체 프레임(95)의 길이 방향(X방향)의 후방 단부(도면 중 뒤쪽)에 배치되어 있다. 이와 같이 환원제 탱크(69)를 엔진(36)으로부터 떨어지게 배치함으로써, 엔진(36) 등의 열원의 영향에 의해 환원제 탱크(69) 내의 환원제의 품질이 열화하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또, 환원제 탱크(69)를 엔진(36)으로부터 이격시킴으로써, 분기 경로(70)의 경로 길이는 길어진다.
도 7은, 본 실시형태에 기초하는 환원제 탱크(69)의 내부 상태를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 환원제 탱크(69) 내에는 분기 경로(70)가 유도되어 있다. 분기 경로(70)는, 환원제 탱크(69) 부근에서 환원제 탱크(69)의 하면부로부터 상면부의 방향을 따라서 배치되고, 환원제 탱크(69)의 상면측으로부터 삽입 관통된다. 분기 경로(70)는, 환원제 탱크(69) 내의 바닥부에 도달한 후 되돌아와 다시 환원제 탱크(69)의 상면측으로부터 빠져나온다.
따라서, 그 분기 경로(70)는, 그 경로 도중에 낮은 곳으로부터 높은 곳으로의 고저차가 설정된 영역을 갖는다. 분기 경로(70)는, 엔진 냉각수가 흐르는 경로 도중에 형성되는 저영역과, 저영역보다 하류측에 형성된 고영역을 갖는다.
예컨대, 분기 경로(70)는, 환원제 탱크(69) 부근의 하면부인 저영역과, 환원제 탱크(69)의 상면측인 고영역과, 환원제 탱크(69) 내의 바닥부인 저영역이 연속된 구성을 갖는다. 분기 경로(70)의 고영역은, 환원제 탱크(69) 바로 앞의 저영역과 환원제 탱크(69) 내의 저영역 사이에 형성되어 있다.
그렇기 때문에, 분기 경로(70)에는, 경로 도중에 환원제 탱크(69) 높이 만큼의 낮은 곳으로부터 높은 곳으로의 고저차가 적어도 설정되어 있다.
<모니터 장치>
다음으로, 모니터 장치(21)의 구성을 설명한다.
도 8은, 실시형태에 기초하는 모니터 장치(21)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 모니터 장치(21)는, 입력부(211)와, 표시부(212)와, 표시 제어부(213)를 포함한다.
입력부(211)는 각종 정보의 입력을 접수한다. 모니터 장치(21)는 메인 컨트롤러(50)와 접속되고, 입력부(211)에서 접수된 입력은 메인 컨트롤러(50)에 출력된다.
표시부(212)는 액정 화면 등을 이용하여 실현된다.
표시 제어부(213)는 표시부(212)의 표시 내용을 제어한다. 구체적으로는, 표시 제어부(213)는, 메인 컨트롤러(50)로부터의 지시에 따라서 작업 차량(101)의 동작에 관한 정보를 표시한다. 그 정보에는, 엔진 상태의 정보 혹은 가이던스 정보, 경고 정보 등이 포함된다.
입력부(211)에 관해 구체적으로 설명한다. 입력부(211)는 복수의 스위치로 구성되어 있다. 입력부(211)는 기능 스위치(F1∼F6)를 갖는다.
기능 스위치(F1∼F6)는, 표시부(212)의 하측에 위치하며, 「F1」∼「F6」이라고 각각 표시되어 있고, 각 스위치의 상측에서 표시부(212)가 표시하는 아이콘(일례로서 가이던스 아이콘(I1∼I3))에 대응한 신호를 입력하기 위한 스위치이다.
또한, 입력부(211)는, 기능 스위치(F1∼F6)의 하측에 설치된 감속 스위치(111)와, 동작 모드 선택 스위치(112)와, 주행 속도단 선택 스위치(113)와, 버저 캔슬 스위치(114)와, 와이퍼 스위치(115)와, 워셔 스위치(116)와, 에어컨 스위치(117)를 갖는다.
감속 스위치(111)는, 작업기 레버(18, 19)가 중립 위치로 되돌아가고 나서 정해진 시간후에 엔진(36)의 엔진 회전수를 정해진 회전수까지 저하시키는 감속 제어를 실행시키는 스위치이다. 「중립 위치」란, 작업기 레버(18, 19)가 조작되지 않는 상태(무작업 상태)인 것을 의미한다.
동작 모드 선택 스위치(112)는, 작업 차량(101)의 동작 모드를 복수의 동작 모드에서 선택하는 스위치이다. 주행 속도단 선택 스위치(113)는, 작업 차량(101)의 주행 속도단을 복수의 주행 속도단에서 선택하는 스위치이다. 버저 캔슬 스위치(114)는, 작업 차량(101)이 정해진 경고 상태가 되면 발생하는 버저음을 캔슬하는 스위치이다. 와이퍼 스위치(115)는, 작업 차량(101)의 운전실(8)(도 2를 참조)의 앞유리에 설치되는 와이퍼(도시하지 않음)를 동작시키는 스위치이다. 워셔 스위치(116)는, 앞유리에 세정수를 분사하는 워셔(도시하지 않음)를 작동하는 스위치이다. 에어컨 스위치(117)는, 운전실(8) 내의 에어컨의 각종 기능을 조작하는 스위치이다.
또, 입력부(211)로서, 저항막 방식 등의 터치 패널을 적용하는 것도 가능하다. 본 예에서는, 표시부(212)가 표시하고 있는 화면으로서, 작업 차량(101)이 통상 동작중에 표시하는 표준 화면(301)을 표시하고 있는 경우가 나타나 있다.
그 표준 화면(301)은, 도시하지 않은 메모리에 미리 저장된 화면 데이터에 기초하여 표시 제어부(213)에 의해 생성된 것이다. 다른 화면에 관해서도 마찬가지이다.
표준 화면(301)에는, 엔진수온 게이지(G1), 작동유온 게이지(G2) 및 연료 레벨 게이지(G3)가 나란히 표시되어 있고, 각각에 대응하는 센서로부터의 센서 신호에 기초하여 게이지의 바늘이 변화한다. 또한, 연료 레벨 게이지(G3)의 우측에는 연료 소비 게이지(G4)가 표시되어 있다.
표시부(212)의 상측의 중앙부에는 시계(W)가 표시되어 있다. 시계(W)의 우측에는, 설정되어 있는 동작 모드를 나타내는 동작 모드 아이콘(IU) 및 설정되어 있는 주행 속도단을 나타내는 주행 속도단 아이콘(IS)이 표시되어 있다.
표준 화면(301)에서는, 동작 모드 아이콘(IU)으로서 문자 「P」가 표시되어 있다. 이것은, 동작 모드가 통상의 굴착 작업 등을 할 때에 이용되는 파워 모드로 설정되어 있는 경우의 표시이다.
이에 비해, 작업 차량(101)이 이코노미 모드로 설정되어 있는 경우, 동작 모드 아이콘(IU)으로서 문자 「E」가 표시되는 것으로 한다.
표준 화면(301)의 하측의 위치이자 기능 스위치(F4∼F6)의 상측의 위치에는, 기능 스위치(F4∼F6)에 각각 대응하는 가이던스 아이콘(I1∼I3)이 표시되어 있다.
가이던스 아이콘(I1)은, 표시부(212)가 표시하는 화면을 카메라 화면으로 전환하는 것을 의미하는 아이콘이다. 카메라 화면이란, 작업 차량(101)의 외장부에 설치되며, 작업 차량(101)의 외계를 촬영하는 CCD 카메라 등(도시하지 않음)에 의해 취득된 화상 신호가 출력된 화면이다. 가이던스 아이콘(I2)은, 시계(W)의 표시를 서비스 미터의 표시로 전환하는 것을 의미하는 아이콘이다. 가이던스 아이콘(I3)은, 표시부(212)가 표시하는 화면을 사용자 모드 화면으로 전환하는 것을 의미하는 아이콘이다. 따라서, 예컨대 가이던스 아이콘(I1)에 대응하는 기능 스위치(F4)를 누르면, 표시부(212)가 표시하고 있는 화면이 카메라 화면으로 전환된다.
도 9는, 실시형태에 기초하는 에어 배출 모드 선택 화면의 일례를 설명하는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에어 배출 모드 선택 화면(302)은, 일례로서 정해진 기능 스위치를 선택함으로써 표준 화면(301)으로부터 전환되어 표시된다. 그 에어 배출 모드 선택 화면(302)은, 환원제의 동결 방지 또는 환원제의 해동을 위해 분기 경로(70)에 엔진 냉각수를 흘리기 전에 조작된다.
본 예에서는, 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서, LLC 밸브를 개방 상태 혹은 폐쇄 상태로 하는 입력의 지시를 접수 가능한 화면이 나타나 있다.
본 예에서는, LLC 밸브 개폐에 관해, 「개방」 항목(303), 「폐쇄」 항목(304)이 설치되어 있는 경우가 나타나 있다.
조작자가 그 「개방」 항목(303)을 선택하여 실행을 지시함으로써 LLC 밸브(75)는 개방 상태로 설정된다. 또, 「폐쇄」 항목(304)의 위치에 커서를 맞춰 실행을 지시함으로써 LLC 밸브(75)를 폐쇄 상태로 설정하는 것도 가능하다. 이와 같이, 모니터 장치(21)는, 조작자의 조작 지시를 접수하는 접수부로서의 역할을 한다.
또한, LLC 밸브(75)를 개방 상태로 한 후, 에어 배출이 종료되었다고 판단하기에 충분한 정해진 기간 경과후에 자동적으로 LLC 밸브(75)를 폐쇄 상태로 설정하도록 해도 좋다. 그 처리에 의해, 조작자의 편리성을 높이는 것이 가능하다.
본 실시형태에서는, 환원제 탱크(69) 내의 환원제와의 사이에서 열교환하기 위해 분기 경로(70)를 형성한다.
본 실시형태에서는, 환원제의 동결 방지 또는 환원제의 해동을 위해 분기 경로(70)를 이용하기 전에 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서 「개방」 항목(303)을 선택함으로써, LLC 밸브(75)가 개방되어 분기 경로(70)에 엔진 냉각수가 공급된다. 이에 따라, 분기 경로(70)의 경로 내의 에어(공기)가 순환 경로(74)로 압출된다. 그리고, 순환 경로(74)와 연결된 라디에이터(71)에서 외기 중으로 그 경로 내의 에어(공기)가 방출된다. 또, 본 예에서는, 서모스탯(76)이 개방 상태가 되지 않는 경우라 하더라도 에어 배출이 가능하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 터보차져(63)를 냉각시키기 위해 엔진 냉각수를 순환시키는 순환 경로(74)로부터 라디에이터(71)에 대하여 에어 배출 경로(63A)(도 3의 점선)가 형성되어 있다. 순환 경로(74)로 압출된 에어(공기)는, 에어 배출 경로(63A)를 통해 라디에이터(71)의 보급구로부터 방출된다. 또, 일례로서 터보차져(63)에 대한 순환 경로(74)로부터 라디에이터(71)에 대하여 에어 배출 경로(63A)(점선)가 형성되는 구성에 관해 설명했지만, 특별히 이것에 한정되지 않고 다른 영역으로부터 라디에이터(71)에 대하여 에어 배출 경로가 형성되는 구성으로 해도 좋고, 혹은, 라디에이터(71)와는 별도의 순환 경로(74)의 일부에 에어 배출이 가능한 에어 배출 구멍을 형성하도록 해도 좋다.
따라서, 환원제의 동결 방지 또는 환원제의 해동을 위해 분기 경로(70)를 이용하기 전에 환원제 탱크(69) 내에 엔진 냉각수를 공급하는 분기 경로(70)의 에어 배출을 충분히 실행하는 것이 가능하다. 이에 따라 열교환의 효율의 저하를 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서 「개방」 항목(303)을 선택함으로써 팬(200)의 회전수를 조정한다. 구체적으로는, 팬 제어부(52)는, 팬 구동부(210)에 지시하여 팬(200)의 회전수를 상승시킨다. 일례로서, 팬(200)의 회전수를 최고 회전수로 설정한다. 팬(200)의 회전수를 상승시킴으로써 송풍력이 증가하여, 엔진 냉각수의 수온의 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
또, 본 예에서는, 모니터 장치(21)에서 LLC 밸브 개폐의 지시를 접수하는 경우에 관해 설명했지만, 특별히 모니터 장치(21)에 한정되지 않고, LLC 밸브 개폐의 지시를 접수하는 버튼 등의 부재를 모니터 장치(21)와 독립적으로 설치하고, 그 버튼 등의 부재를 이용하여 LLC 밸브 개폐의 지시를 접수하도록 해도 좋다.
다음으로, 환원제 탱크 내에 엔진 냉각수를 공급하는 경로의 에어 배출을 보다 효과적으로 실행하는 것이 가능한 방식에 관해 설명한다.
도 10은, 본 실시형태에 기초하는 팬 회전수와 엔진 냉각수 온도 및 에어 배출 모드의 개시 타이밍에 관해 설명하는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 여기서, 좌측 종축은 팬 회전수이고, 횡축은 시각(t)이다. 또한, 우측 종축은 엔진 냉각수 온도이다. 여기서, 라인 L1, L2는 냉각수 온도를 가리키고 있다. 라인 P는 통상의 팬 회전 제어선을 가리키고 있다. 라인 Q는 에어 배출 모드시의 팬 회전 제어선을 가리키고 있다.
엔진(36)의 시동후, 엔진(36)의 엔진 회전수는 저아이들링 상태인 엔진 회전수로 설정된다. 엔진 냉각수의 온도는 엔진(36)의 시동에 따라 상승한다. 엔진 냉각수 온도는 센서(73)에 의해 검출된다. 그리고, 엔진 냉각수 온도는 시각 T1에서 X℃에 도달한 경우가 나타나 있다.
또한, 팬(200)은 엔진 냉각수 온도에 따라서 제어된다. 팬 제어부(52)는, 라인 P를 따르는 엔진 냉각수 온도의 상승에 따라 팬(200)의 회전수를 상승시킨다.
시각 T1에서 엔진 냉각수 온도가 X℃에 도달한 경우에 엔진 회전수를 고아이들링 상태인 엔진 회전수로 설정한다. 엔진 냉각수 온도가 저온인 경우에 엔진 회전수를 상승시키면 엔진(36)에 대한 부하가 커지기 때문이다. 또, 본 예에서는, 초기 상태로서 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만인 경우에 관해 설명했지만, 초기 상태가 X℃인 경우에는, 처음부터 엔진 회전수를 고아이들링 상태인 엔진 회전수로 설정하도록 해도 좋다.
그리고, 엔진 회전수를 고아이들링 상태로 설정한 후, 에어 배출 모드를 온(개방)으로 설정하는 경우가 나타나 있다.
본 실시형태에서는, 엔진 회전수의 고아이들링 상태에서 에어 배출 모드를 온(개방)으로 하여, 순환 경로(74)의 에어 배출을 실행한다. 본 실시형태의 물펌프(61)는, 엔진(36)으로부터 구동력을 얻어 엔진 냉각수를 순환 경로(74)에 공급한다. 따라서, 엔진(36)의 회전수의 상승에 따라 물펌프(61)의 순환 경로(74)에 대한 엔진 냉각수의 공급압이 높아진다. 이에 따라, 고아이들링 상태에서 순환 경로(74)의 LLC 밸브(75)를 개방으로 했을 때에는, 분기 경로(70)에 대한 공급압이 높은 상태로 엔진 냉각수가 공급된다. 그 때문에 분기 경로(70) 내의 에어 배출이 높은 공급압의 엔진 냉각수에 의해 실행되고, 분기 경로(70) 내의 에어(공기)가 순환 경로(74)로 압출되어 에어 배출을 효과적으로 실행하는 것이 가능하다.
또한, 에어 배출 모드를 온(개방)으로 설정한 경우에, 에어 배출 모드시의 팬 회전 제어선인 라인 Q에 따라서 팬(200)의 회전수를 최고 회전수 F2로 설정한다. 이에 따라, 엔진 냉각수의 온도는, 라인 L2에 나타난 바와 같이 고온 상태(Y℃ 이상)가 아닌 정해진 온도가 되도록 조정된다. 그 정해진 온도는, 서모스탯(76)이 개방 상태가 되지 않는 온도로 설정하는 것으로 한다.
한편, 통상의 팬 회전 제어선인 라인 P에 따라서 팬(200)의 회전수를 제어한 경우에는, 엔진 냉각수 온도는, 라인 L1에 나타나 바와 같이 고온 상태로 이행한다. 그리고, 시각 T2에서 엔진 냉각수 온도는 Y℃로 설정되고, 서모스탯(76)이 개방 상태가 된다.
에어 배출 모드 중에 서모스탯(76)이 개방 상태가 되면 엔진 냉각수가 순환하는 순환 경로(74)에 라디에이터(71)로의 공급 경로가 추가되게 된다. 추가되는 공급 경로는, 순환 경로(74)의 경로 길이를 길게 하여, 에어 배출에 시간이 걸리게 된다. 또한, 추가한 경로에 의해 물펌프(61)의 공급압이 낮아지기 때문에 에어 배출이 불충분해질 가능성이 있다.
본 실시형태에는, 에어 배출 모드 중에 서모스탯(76)이 개방 상태가 되지 않도록 팬(200)의 회전수를 제어하여 엔진 냉각수의 온도 상승을 억제한다.
<흐름 처리>
도 11은, 실시형태에 기초하는 작업 차량(101)의 메인 컨트롤러(50)에서의 에어 배출 모드 처리를 설명하는 흐름도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 우선 엔진이 시동했는지의 여부를 판단한다(단계 S1). 메인 컨트롤러(50)는, 엔진 컨트롤러(38)에 의해 엔진(36)이 시동되었는지의 여부를 판단한다.
그리고, 다음으로 엔진 냉각수 온도를 검출한다(단계 S2). 메인 컨트롤러(50)는 센서(73)로부터의 엔진 냉각수 온도를 검출한다.
그리고, 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만인지의 여부를 판단한다(단계 S3). 메인 컨트롤러(50)는, 센서(73)로부터 취득한 검출 결과에 기초하여 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만인지의 여부를 판단한다.
단계 S3에서, 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만이라고 판단한 경우(단계 S3에서 YES)에는 그 상태를 유지하고, 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만이 아니라고 판단한 경우(단계 S3에서 NO)에는 고회전수로 설정한다(단계 S4). 메인 컨트롤러(50)는, 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만이 아니라고 판단한 경우에는, 엔진 회전수가 고회전수가 되도록 엔진 컨트롤러(38)에 지시한다.
또, 본 예에서는, 엔진 냉각수 온도가 X℃ 미만인 저온 상태의 경우에는, 엔진 회전수를 제한하여 엔진에 대한 부하를 억제하는 방식을 채택하고 있지만, 그 방식은 필수적인 구성이 아니며, 엔진 시동후 엔진 회전수를 고회전수로 설정하도록 해도 좋다.
다음으로, 에어 배출 모드를 유효하게 설정한다(단계 S5). 메인 컨트롤러(50)는, 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서의 LLC 밸브의 개폐 지시를 접수 가능하게 설정한다. 예컨대, 도 9에서 설명한 정해진 기능 스위치의 선택을 유효하게 설정하도록 해도 좋다.
또, 본 예에서는, 엔진 회전수가 고회전으로 설정된 후에 에어 배출 모드를 유효하게 설정하는 경우에 관해 설명하지만, 그 방식에 한정되지 않고, 에어 배출 모드의 지시의 접수에 관하여 엔진 회전수가 고회전으로 설정되기 전에도 가능하게 하고, 에어 배출 모드의 지시의 실행에 관하여 엔진 회전수가 고회전으로 설정된 후에 실행하도록 해도 좋다.
다음으로, 개방 지시의 유무를 판단한다(단계 S6). 메인 컨트롤러(50)의 밸브 제어부(51)는, 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서 「개방」 항목(303)에서의 선택 유무를 판단한다.
단계 S6에서, 개방 지시가 있을 때까지 대기하여, 개방 지시가 있다고 판단한 경우(단계 S6에서 YES)에는 LLC 밸브(75)를 개방 상태로 설정한다. 메인 컨트롤러(50)의 밸브 제어부(51)는, 「개방」 항목(303)에서의 선택이 있는 경우에는, LLC 밸브(75)에 대하여 개방 상태가 되도록 지시한다(단계 S7).
다음으로, 팬(200)을 고회전수로 설정한다(단계 S8). 팬 제어부(52)는, 「개방」 항목(303)에서의 선택 지시에 따라서 팬 구동부(210)에 대하여 팬(200)의 회전수를 최고 회전수 F2가 되도록 조정한다.
다음으로, 정해진 기간이 경과했는지의 여부를 판단한다(단계 S9). 메인 컨트롤러(50)의 밸브 제어부(51)는, LLC 밸브(75)를 개방 상태로 한 후, 정해진 기간이 경과했는지의 여부를 판단한다.
정해진 기간은, 엔진(36)이 시동한 시점으로부터, 엔진 냉각수의 온도가 상승하여 서모스탯(76)이 개방되기까지의 시간 이상의 기간으로 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 엔진(36)의 시동 시점으로부터 서모스탯(76)이 개방되기까지의 시간을 기준으로 하여 결정함으로써, 엔진 냉각수 경로(순환 경로(74)+분기 경로(70)) 전체의 에어를 배출하는 것이 가능해진다.
정해진 기간으로는, 예컨대 15분 정도로 설정할 수 있다. 또, 그 기간은 일례이며, 에어 배출 처리가 가능한 시간이라면 어떠한 길이로 설정해도 좋다.
단계 S9에서, 정해진 기간이 경과했다고 판단한 경우(단계 S9에서 YES)에는 LLC 밸브(75)를 폐쇄 상태로 설정한다(단계 S10). 메인 컨트롤러(50)의 밸브 제어부(51)는, LLC 밸브(75)를 개방 상태로 한 후, 정해진 기간이 경과한 경우에 LLC 밸브(75)에 대하여 폐쇄 상태가 되도록 지시한다. 또, 팬 제어부(52)는, LLC 밸브(75)를 폐쇄 상태로 설정한 경우에, 통상의 팬 회전 제어선에 따라서 팬(200)의 회전수를 조정한다. 또, 본 예에서는, 밸브 제어부(51)는, 정해진 기간이 경과한 경우에 LLC 밸브(75)에 대하여 폐쇄 상태가 되도록 지시하는 방식에 관해 설명하지만, 조작자의 지시에 따라서 LLC 밸브(75)를 폐쇄 상태로 해도 좋다. 구체적으로는, 밸브 제어부(51)는, 도 9에서 설명한 에어 배출 모드 선택 화면(302)에서 조작자로부터의 「폐쇄」 항목(304)의 선택 지시를 접수함으로써, LLC 밸브(75)에 대하여 폐쇄 상태가 되도록 지시해도 좋다.
그리고, 처리를 종료한다(엔드).
그 처리에 의해, 팬(200)의 회전수를 최고 회전수로 설정한 상태로 LLC 밸브(75)를 개방 상태로 설정하여 분기 경로(70)의 에어 배출을 실행하는 것이 가능하다.
예컨대, 에어 배출 모드 중에 서모스탯(76)이 개방 상태가 되면 엔진 냉각수가 순환하는 순환 경로(74)에 라디에이터(71)로의 공급 경로도 추가되게 된다.
그 경로의 추가는, 순환 경로(74)의 경로 길이를 길게 하여, 에어 배출에 시간이 걸리게 된다. 분기 경로(70)의 경로 길이가 긴 경우 또는, 분기 경로(70)의 경로 도중에 고저차(예컨대 환원제 탱크(69)의 높이분 등의 고저차)가 설정되어 있는 경우에는, 분기 경로(70) 내의 공기(에어)를 분기 경로(70)로부터 순환 경로(74)로 압출하기 위한 압력이 필요해진다. 라디에이터(71)로의 공급 경로의 추가는, 압력의 저하를 초래하게 되어, 충분히 에어 배출을 실행할 수 없을 가능성이 있다.
본 실시형태 방식에 의해, 에어 배출 모드 중에 엔진 냉각수의 온도 상승을 억제함으로써 서모스탯(76)이 개방 상태가 되어 순환 경로(74)에 라디에이터(71)로의 공급 경로가 추가되는 것을 억제하여, 충분히 에어 배출을 실행하는 것이 가능하다.
또, 본 예에서는, 에어 배출 모드를 온(개방)으로 설정한 경우에, 에어 배출 모드시의 팬 회전 제어선인 라인 Q에 따라서 팬(200)의 회전수를 최고 회전수 F2로 설정하는 경우에 관해 설명했지만, 엔진 냉각수의 온도가 고온 상태(Y℃)가 되지 않도록 팬(200)의 회전수를 상승시키기만 한다면, 어떠한 회전수로 설정해도 좋다. 예컨대, 엔진 냉각수의 온도가 고온 상태(Y℃)가 되지 않도록 팬(200)의 회전수를 라인 P보다 기울기가 큰 별도의 팬 회전 제어선에 따라서 제어하도록 해도 좋다.
또, 본 예에서는, 작업 차량으로서 유압 쇼벨을 예를 들어 설명했지만, 불도저, 휠로더 등의 작업 차량에도 적용 가능하며, 엔진(36)이 설치된 작업용의 기계라면 어떠한 것에도 적용 가능하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관해 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 표시되며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 하부 주행체, 3 : 상부 선회체, 4 : 작업기, 5 : 붐, 6 : 아암, 7 : 버킷, 8 : 운전실, 9 : 운전석, 10 : 주행 조작부, 11, 12 : 주행 레버, 13, 14 : 주행 페달, 15 : 어태치먼트용 페달, 16 : 측방창, 17 : 계기판, 18, 19 : 작업기 레버, 20 : 로킹 레버, 21 : 모니터 장치, 22 : 전방창, 23 : 세로 프레임, 31A : 제1 유압 펌프, 31B : 제2 유압 펌프, 32 : 경사판 구동 장치, 34 : 컨트롤 밸브, 35 : 유압 액추에이터, 36 : 엔진, 38 : 엔진 컨트롤러, 39 : 연료 다이얼, 40 : 회전 센서, 41 : 작업기 레버 장치, 42 : 압력 스위치, 43 : 밸브, 45 : 전위차계, 46 : 스타터 스위치, 47 : 압력 센서, 50 : 메인 컨트롤러, 51 : 밸브 제어부, 52 : 팬 제어부, 60 : 배기 가스 정화 장치, 61 : 물펌프, 62 : 배기 정화 유닛, 62A : 디젤 산화 촉매 장치, 62B : 디젤 미립자 포집 필터 장치, 64 : 믹싱 배관, 65 : 선택 환원 촉매 장치, 66 : 배기통, 68 : 환원제 분사 밸브, 69 : 환원제 탱크, 70 : 분기 경로, 71 : 라디에이터, 72, 73 : 센서, 74 : 순환 경로, 75 : LLC 밸브, 76 : 서모스탯, 83 : 환원제 공급 경로, 84 : 환원제 분사 장치, 91 : 플레이트, 92 : 세로 프레임, 93 : 가로 프레임, 94 : 브래킷, 95 : 차체 프레임, 96A, 96B : 세로판, 101 : 작업 차량, 111 : 감속 스위치, 112 : 동작 모드 선택 스위치, 113 : 주행 속도단 선택 스위치, 114 : 버저 캔슬 스위치, 115 : 와이퍼 스위치, 116 : 워셔 스위치, 117 : 에어컨 스위치, 200 : 팬, 210 : 팬 구동부, 211 : 입력부, 212 : 표시부, 213 : 표시 제어부, 301 : 표준 화면, 302 : 에어 배출 모드 선택 화면.

Claims (8)

  1. 엔진과,
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물을 정화하는 배기 가스 정화 장치와,
    상기 배기 가스 정화 장치에 공급하는 환원제를 비축하는 환원제 탱크와,
    상기 엔진의 구동에 의해 상기 엔진을 냉각시키기 위한 엔진 냉각수를 순환 경로에 순환시키는 물펌프를 포함하는 엔진 냉각수 회로와,
    상기 순환 경로로부터 분기되며, 상기 엔진 냉각수와 상기 환원제 탱크 내의 상기 환원제 사이의 열교환을 위해 형성되는 분기 경로와,
    상기 분기 경로에 대하여 상기 엔진 냉각수로의 공급을 제어하는 밸브와,
    조작자의 조작 지시를 접수하는 접수부와,
    상기 접수부에서 접수한 상기 조작자의 상기 조작 지시에 따라 상기 밸브에 대한 개방 동작을 지시하는 밸브 제어부와,
    엔진룸 내에서 냉각풍을 생성하는 팬과,
    상기 냉각풍에 의해 상기 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와,
    상기 순환 경로와 상기 라디에이터 사이에 설치되며, 상기 엔진 냉각수의 온도가 정해진 온도 이상이 된 경우에 상기 라디에이터에 상기 엔진 냉각수를 공급하기 위해 개방 동작하는 서모스탯과,
    상기 접수부에서 접수한 상기 조작자의 상기 조작 지시에 따라 상기 팬의 회전수를 상승시키는 팬 제어부를 구비하는 것인 작업 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 센서를 더 구비하고,
    상기 팬 제어부는, 상기 엔진 냉각수의 온도 상승에 따라서 상기 팬의 회전수가 상승하도록 설치된 제1 제어선, 상기 제1 제어선보다 상기 엔진 냉각수의 온도 상승에 따라 설정되는 상기 팬의 회전수가 높은 제2 제어선 중 어느 하나를 선택할 수 있고, 상기 조작자의 조작 지시가 있는 경우에는 상기 제2 제어선에 따라 상기 팬의 회전수를 제어하는 것인 작업 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팬 제어부는, 상기 조작자의 상기 조작 지시에 따라 상기 팬의 회전수가 최고 회전수가 되도록 설정하는 것인 작업 차량.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접수부는 모니터 장치이고,
    상기 모니터 장치는, 상기 조작 지시를 상기 밸브 제어부 및 상기 팬 제어부에 출력하는 것인 작업 차량.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 제어부는, 상기 밸브에 대한 상기 개방 동작 지시 후, 정해진 기간 경과 후에 상기 밸브에 대하여 폐쇄 동작을 지시하는 것인 작업 차량.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환원제 탱크는 차체 프레임의 길이 방향의 일단측에 설치되고, 상기 엔진은 상기 차체 프레임의 길이 방향의 타단측에 설치되는 것인 작업 차량.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분기 경로는, 상기 엔진 냉각수가 흐르는 경로 도중에 형성되는 저영역과, 상기 저영역보다 하류측에 형성된 상기 저영역보다 높은 고영역을 갖는 것인 작업 차량.
  8. 환원제 탱크로 엔진 냉각수를 유도하는 경로에 설치된 밸브에 대한 조작자에 의한 개방 동작의 지시를 접수하는 단계와,
    상기 조작자에 의한 상기 개방 동작의 지시를 접수한 경우, 상기 밸브에 대하여 개방 동작을 지시하는 지시 신호를 출력하는 단계와,
    상기 조작자에 의한 상기 개방 동작의 지시를 접수한 경우, 엔진룸 내에서 냉각풍을 생성하는 팬의 회전수를 상승시키는 지령 신호를 출력하는 단계를 구비하는 것인 작업 차량의 제어 방법.
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