JP2013160056A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
【課題】確実に操作者の意志を確認した後にDPFの自動再生を実施できる作業機を提供すること。
【解決手段】トラクタ1に、ディーゼルエンジン3と、ディーゼルエンジン3から排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのDPF13を有する排出ガス浄化装置50と、排出ガス浄化装置50のDPF13に堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えたときに粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生をおこなうフィルタ再生手段65と、を備える。その上で、フィルタ再生手段65は、フィルタ再生手段65の外部からの指示によって自動再生の実施を許可する自動再生許可手段70を含み、自動再生許可手段65は、起動時において、自動再生の実施を不許可とする。
【選択図】図1
【解決手段】トラクタ1に、ディーゼルエンジン3と、ディーゼルエンジン3から排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのDPF13を有する排出ガス浄化装置50と、排出ガス浄化装置50のDPF13に堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えたときに粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生をおこなうフィルタ再生手段65と、を備える。その上で、フィルタ再生手段65は、フィルタ再生手段65の外部からの指示によって自動再生の実施を許可する自動再生許可手段70を含み、自動再生許可手段65は、起動時において、自動再生の実施を不許可とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)を備えたトラクタ、ホイルローダ、及びバックホー等の作業機に関する。
近年の環境問題を改善及び解決するために、ディーゼルエンジンなどに対する排出ガス規制が強化されている。農業用機械や建設用機械などの作業機においても、このような排出ガス規制に対処するために排出ガスに含まれる粒子状物質(パーティキュレートマター)PMを低減させる技術が様々に開発されている。
一般的にディーゼルエンジンには、排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集する排出ガス浄化装置が設けられている。排出ガス浄化装置は、排出ガスを内部に設けたディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)に通過させて粒子状物質を捕集する。捕集された粒子状物質は排出ガス浄化装置のDPFに堆積するので、DPFが徐々に目詰まりを起こして排気系の空気抵抗が大きくならないように、粒子状物質を適宜除去してDPFを再生しなくてはならない。
一般的にディーゼルエンジンには、排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集する排出ガス浄化装置が設けられている。排出ガス浄化装置は、排出ガスを内部に設けたディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)に通過させて粒子状物質を捕集する。捕集された粒子状物質は排出ガス浄化装置のDPFに堆積するので、DPFが徐々に目詰まりを起こして排気系の空気抵抗が大きくならないように、粒子状物質を適宜除去してDPFを再生しなくてはならない。
このようなDPFの再生に関する技術として、例えば特許文献1に開示されたDPFシステムがある。
特許文献1に開示のDPFシステムは、ディーゼルエンジンの排気管に接続され排気ガス中のPMを捕集するフィルタとそのフィルタの上流側に設けられた酸化触媒とからなるディーゼルパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒の上流側と下流側とにそれぞれ設けられた温度センサとを備え、前記フィルタのPM堆積量が一定量を超えたときに、前記酸化触媒の上流側温度センサにより検出される温度を第1の閾値以上、且つ、前記酸化触媒の下流側温度センサにより検出される温度を第2の閾値以上にしてディーゼルパティキュレートフィルタの再生を行うDPFシステムにおいて、前記酸化触媒の上流側温度センサの故障を検知したときに、第2の閾値を上向き変更することを特徴とする。
特許文献1に開示のDPFシステムは、ディーゼルエンジンの排気管に接続され排気ガス中のPMを捕集するフィルタとそのフィルタの上流側に設けられた酸化触媒とからなるディーゼルパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒の上流側と下流側とにそれぞれ設けられた温度センサとを備え、前記フィルタのPM堆積量が一定量を超えたときに、前記酸化触媒の上流側温度センサにより検出される温度を第1の閾値以上、且つ、前記酸化触媒の下流側温度センサにより検出される温度を第2の閾値以上にしてディーゼルパティキュレートフィルタの再生を行うDPFシステムにおいて、前記酸化触媒の上流側温度センサの故障を検知したときに、第2の閾値を上向き変更することを特徴とする。
特許文献1のDPFシステムは、従来のDPF再生の方法を基に提案されたものであり、車両を停止させた状態で実施される手動再生にも、車両の走行中でも実施可能な自動再生にも適用可能な技術である。特許文献1では、自動再生と手動再生は、それぞれにメリットとデメリットがあるので、状況に応じて適宜選択して使い分けられることが好ましいと記載されている。
ここで、特許文献1にも説明があるように、DPFの自動再生は、車両の走行中であってもDPFに堆積する粒子状物質が所定値以上となれば、操作者の指示がなくとも車両が自動的にDPFの再生を開始する再生方法である。周知のように、DPFの再生では、DPFの温度を上昇させることによってDPF内の粒子状物質を燃焼させ、堆積した粒子状物質を減少させる。このようなDPFの自動再生によれば、操作者の意志とは関係なく、操作者が知らない間にDPFの温度、即ち、排気温度が非常に高温となることがある。
農作業機でも、操作者の知らない間に排気温度が高温となってしまっては不都合な場面が多くある。例えば、農作業機は畝場内を走行することがあるため、排気温度が高温であると作物に悪影響を及ぼすおそれがある。また、農作業機は、畝場内だけでなく家畜小屋に進入することもあるので、排気温度が高温であると家畜の飼育環境にも悪影響を及ぼす可能性がある。
そこで、本発明は、DPFの温度及び排気温度が、操作者の意志とは関係なく操作者が知らない間に非常に高温となるのを回避すべく、確実に操作者の意志を確認した後にDPFの自動再生を実施できる作業機を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、請求項1にかかる作業機によれば、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンから排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタを有する排出ガス浄化装置と、前記排出ガス浄化装置のフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えたときに前記粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生をおこなうフィルタ再生手段と、を備えた作業機であって、前記フィルタ再生手段は、外部からの指示によって前記自動再生の実施を許可する自動再生許可手段を有し、前記自動再生許可手段は、起動時において、前記自動再生の実施を不許可としていることを特徴とする。
即ち、請求項1にかかる作業機によれば、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンから排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタを有する排出ガス浄化装置と、前記排出ガス浄化装置のフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えたときに前記粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生をおこなうフィルタ再生手段と、を備えた作業機であって、前記フィルタ再生手段は、外部からの指示によって前記自動再生の実施を許可する自動再生許可手段を有し、前記自動再生許可手段は、起動時において、前記自動再生の実施を不許可としていることを特徴とする。
請求項2にかかる作業機によれば、前記自動再生の実施を許可する指示を出力する自動再生許可スイッチを有し、前記フィルタ再生手段は、粒子状物質の堆積量が前記所定値を超えたときに、前記自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を出力し、前記自動再生許可手段は、前記フィルタ再生手段が該報知信号を出力しているときに、前記自動再生許可スイッチから前記自動再生の実施を許可する指示を受ければ、前記フィルタ再生手段に対して前記自動再生の実施を許可することを特徴とする。
請求項3にかかる作業機によれば、前記自動再生許可スイッチは、自動再生の実施を許可する指示を出力するとともに、前記許可した自動再生の実施を不許可にする指示を出力するものであることを特徴とする。
請求項4にかかる作業機によれば、前記フィルタ再生手段は、前記報知信号を前記許可スイッチに出力し、前記自動再生許可スイッチは、前記出力された報知信号に基づいて、前記自動再生を実施する必要があることを報知することを特徴とする。
請求項4にかかる作業機によれば、前記フィルタ再生手段は、前記報知信号を前記許可スイッチに出力し、前記自動再生許可スイッチは、前記出力された報知信号に基づいて、前記自動再生を実施する必要があることを報知することを特徴とする。
請求項1によれば、自動再生許可手段が、起動時において、自動再生の実施を不許可としているので、操作者が気付かない間に自動再生が始まらないように、DPFの再生制御を行うことができる。これによって、作業機は、自動再生を開始するにあたって、必ず操作者からの指示を得るので、圃場、家畜小屋などを問わず、操作者の望まぬ場所で自動再生が始まって排気温度が上昇してしまうことを防ぐことができる。
請求項2によれば、自動再生が可能な状態となったことを操作者に知らせると共に、自動再生の実施又は継続を操作者の指示を待って行う。これにより、操作者の望まぬ場所での自動再生を回避できるだけでなく、操作者の望む場所で適切な時期に自動再生を行うことができる。
請求項3によれば、一旦始まった自動再生を、操作者が望むタイミングで任意に中断させることができる。また、自動再生がまだ始まっていなければ、後に自動再生が始まらないようにすることができる。
請求項3によれば、一旦始まった自動再生を、操作者が望むタイミングで任意に中断させることができる。また、自動再生がまだ始まっていなければ、後に自動再生が始まらないようにすることができる。
請求項4によれば、自動再生が可能となったことを、自動再生の実施を許可する指示を出力するスイッチにて報知するので、操作者にとっては、報知を受ける部材と、自動再生の許可を指示するスイッチが同一となる。例えば、スイッチが点滅することによって、自動再生が可能となったことを報知するので、操作者は、点滅するスイッチを操作すれば、簡便に自動再生の許可を指示することができる。
以下に、図面を参照しながら、本発明の各実施形態を説明する。
本発明の作業機は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)を備えたものである。作業機としては、トラクタなどの農作業機、及びバックホーやコンパクトトラックローダ(CTL)などの建設作業機があるが、本実施形態では、農作業機の一例としてトラクタを説明する。
本発明の作業機は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)を備えたものである。作業機としては、トラクタなどの農作業機、及びバックホーやコンパクトトラックローダ(CTL)などの建設作業機があるが、本実施形態では、農作業機の一例としてトラクタを説明する。
図6に示すように、トラクタ1は、前後に車輪を有する走行車体2に、エンジン(例えば、ディーゼルエンジン)3、変速装置4等が搭載されている。走行車体2の後部には、3点リンク機構5が昇降可能に設けられている。3点リンク機構5には、各種の作業装置(図例は耕耘装置)6が着脱自在である。作業装置6には、PTO軸を介してディーゼルエンジン3からの動力が伝達される。また、ディーゼルエンジン3の後方には、独立搭載型のキャビン7が設けられており、キャビン7内に運転席8が設けられており、例えばトラクタ1の進行方向に沿って運転席8の前方には、トラクタ1の状態を表示する表示装置20が設けられている。トラクタ1は、このような構成により、走行や作業装置6による作業を実施することができる。
ここで図2を参照しながら、運転席8の周囲に設けられたメータ及びモニタ等であってトラクタ1の動作状態を表示する表示装置20について説明する。
図2に示すように、表示装置20は、液晶パネル201、及びLED表示部202を備えている。紙面に向かって表示装置20の中央上部に配置される液晶パネル201は、液晶表示によって文字や図形を自由に表示できると共に、表示する文字や図形を自在に変更することが可能である。
図2に示すように、表示装置20は、液晶パネル201、及びLED表示部202を備えている。紙面に向かって表示装置20の中央上部に配置される液晶パネル201は、液晶表示によって文字や図形を自由に表示できると共に、表示する文字や図形を自在に変更することが可能である。
さらに図2において、液晶パネル201の下方には、LED表示部202が設けられている。LED表示部202は、絵文字や図形をLED素子によって点灯、消灯、点滅させるよって、後述する制御部60(エンジンECU61及びメインECU62)に接続する各センサで検出された検出情報を表示するものである。
詳しくは、LED表示部202は、DPFの自動再生の状態を報知する自動再生報知LED表示部202a、DPFの駐車再生を要求する駐車再生要求LED表示部202b、エンジン回転数の上昇を要求する回転数上昇要求LED表示部202c、及び販売店(ディーラ)での保守作業が必要であることを報知するディーラコール報知LED表示部202dを有している。
詳しくは、LED表示部202は、DPFの自動再生の状態を報知する自動再生報知LED表示部202a、DPFの駐車再生を要求する駐車再生要求LED表示部202b、エンジン回転数の上昇を要求する回転数上昇要求LED表示部202c、及び販売店(ディーラ)での保守作業が必要であることを報知するディーラコール報知LED表示部202dを有している。
LED表示部202は、上述の4つのLED表示部の他にも、何らかの警告が発せられていることを示す警告LED表示部、エンジン油圧の警告を示す油圧LED表示部、バッテリの充電状態の警告を示すバッテリLED表示部、速度警告を示す速度LED表示部、排気温度の警告を示す排気LED表示部などを含んでいる。このようなLED表示部202は、点灯、消灯、点滅だけでなく、点灯時間、消灯時間、点滅間隔、点灯時の明るさを変更することによっても自由に表示の形態を変えることができる。
図2の各LED表示部202が示す絵文字や図形を、液晶パネル201に表示させることもできる。LED表示部202の絵文字や図形を、液晶パネル201上に表示、非表示、反転表示などすれば、LED表示部202と同等の情報を表示できる。よって、本実施形態においてLED表示部202として示した絵文字や図形を、液晶パネル201に表示しても構わない。
図2に示す表示装置20では、紙面に向かって液晶パネル201及びLED表示部202の左右両側には、指針式のメータが設けられている。紙面に向かって左側には、ディーゼルエンジン3の回転数を表示する指針式のエンジン回転計が設けられ、同じく右側には、燃料の残量を表示する指針式の燃料残量計、及びディーゼルエンジン3の冷却水の温度を表示する指針式の水温計が設けられている。
図2に示すように、様々な表示手段を備えた表示装置20は、メータフード30内に収められている。メータフード30は、表示装置20の周囲を取り囲むことで、表示装置20を保護するとともに、外光が表示装置20に入り表示内容が見にくくなるのを防ぐ庇の役割も果たす。
メータフード30において、紙面に向かって右側には、DPFの自動再生の実施を許可及び不許可とするための自動再生許可スイッチ301と、DPFの駐車再生の開始を指示するための駐車再生開始スイッチ302とが設けられている。自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302は、例えば押下することによって切り換えを行うボタン式のスイッチである。自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302の働き、DPFの自動再生及び駐車再生については、後に説明する。
メータフード30において、紙面に向かって右側には、DPFの自動再生の実施を許可及び不許可とするための自動再生許可スイッチ301と、DPFの駐車再生の開始を指示するための駐車再生開始スイッチ302とが設けられている。自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302は、例えば押下することによって切り換えを行うボタン式のスイッチである。自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302の働き、DPFの自動再生及び駐車再生については、後に説明する。
続いて、図1を参照しながら、ディーゼルエンジン3及びディーゼルエンジン3の排気系の構造について説明する。なお、ディーゼルエンジン3は、複数のシリンダ(気筒)を有する多気筒エンジンである場合が多いが、図1では、そのうちの1つのシリンダ40の構成を示し説明する。
図1に示すように、ディーゼルエンジン3のシリンダ40の上部には、シリンダ40内に空気を導入するための開口である吸気ポート41が形成されると共に、燃焼後のガス(燃焼ガス)をシリンダ40から排出するための開口である排気ポート42が形成されている。さらにシリンダ40の上部には、吸気ポート41を開閉するための吸気バルブ43と、排気ポート42を開閉するための排気バルブ44とが設けられている。
図1に示すように、ディーゼルエンジン3のシリンダ40の上部には、シリンダ40内に空気を導入するための開口である吸気ポート41が形成されると共に、燃焼後のガス(燃焼ガス)をシリンダ40から排出するための開口である排気ポート42が形成されている。さらにシリンダ40の上部には、吸気ポート41を開閉するための吸気バルブ43と、排気ポート42を開閉するための排気バルブ44とが設けられている。
吸気ポート41には、シリンダ40内に導入される空気の流路となる管状の吸気マニホールド45が接続されている。また、排気ポート42には、シリンダ40から排出される燃焼ガスの流路となる管状の排気マニホールド46が接続されている。排気マニホールド46の端部には排気音を低減するためのサイレンサ47が設けられていて、燃焼ガスはサイレンサ47を通過して環境中に排出される。
排気マニホールド46において、排気ポート42とサイレンサ47との間には排出ガス浄化装置50が設けられている。排出ガス浄化装置50は、通過する燃焼ガスに含まれる粒子状物質(PM)を捕集して浄化するものである。つまり、シリンダ40から排気ポート42を経て排出された燃焼ガスは、排出ガスとして排気マニホールド46を通り、排出ガス浄化装置50で浄化されてサイレンサ47に至る。
この排出ガス浄化装置50は、内部にディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)13を有している。DPF13は、排出ガスに含まれる粒子状物質PMを捕集するためのフィルタであり、例えば、セラミック製又は金属製で断面がハニカム構造となるように形成されている。つまり、DPF13の一端から他端にわたる長手方向に沿って、例えば六角柱のストロー状の多角形貫通孔が多数隣接しており、各貫通孔内には、DPF13の長手方向に沿って所定間隔で多孔質の隔壁が設けられている。このようなハニカム構造を有するDPF13は、貫通孔内に形成された隔壁のDPF13の長手方向における位置が、隣り合う貫通孔に形成された隔壁の位置とは異なるように構成されている。
DPF13の一端側から進入した排出ガスは、貫通孔内に形成された多孔質の隔壁を通過しつつDPF13の他端側へ向かって流れる。排出ガスに含まれる粒子状物質は、多孔質の隔壁に付着したり、貫通孔の内壁に付着したりすることでDPF13に捕集されて堆積する。つまり、DPF13は、堆積した粒子状物質の量が多くなると目詰まりを起こす構造を有しているので、粒子状物質の堆積量(PM堆積量)が多くなり過ぎないように適宜クリーニングをしなくてはならない。
本実施形態では、このDPF13のクリーニングを「DPFの再生」といい、そのための動作を「DPFの再生動作」という。DPF13の再生動作では、DPF13の温度を所定温度以上に上昇させることで、堆積した粒子状物質を燃焼させてガス化し、排出ガスとともに環境中に排出する。
排出ガス浄化装置50は、このDPF13の他に、図示しないが、粒子状物質中の燃料及び燃焼ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒などを有している。
排出ガス浄化装置50は、このDPF13の他に、図示しないが、粒子状物質中の燃料及び燃焼ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒などを有している。
排出ガス浄化装置50の入側には、排出ガス浄化装置50の入口付近の排気圧力を検出する入側圧力センサ66が設けられ、出側には出口付近の排気圧力を検出する出側圧力センサ67が設けられている。入側圧力センサ66及び出側圧力センサ67は、例えば圧電素子などで構成される一般的な圧力センサである。入側圧力センサ66及び出側圧力センサ67は、次に説明する差圧センサ69に接続されている。
差圧センサ69は、入側圧力センサ66が検出した排気圧力と、出側圧力センサ67が検出した排気圧力とから、排出ガス浄化装置50の入側と出側での排気圧力の差、つまり差圧を検出する。一般に、DPF13に粒子状物質の堆積がなく目詰まりがない場合、DPF13による圧力損失は非常に小さいので、入側圧力センサ66と出側圧力センサ67が検出した排気圧力の差はわずかであり、差圧センサ69が検出する差圧も小さな値となる。しかし、DPF13に粒子状物質が堆積し目詰まりの程度が大きくなってくると、DPF13による圧力損失が大きくなるので差圧センサ69が検出する差圧も大きくなる。この差圧の大きさは、DPF13の目詰まりの程度に対応するので、差圧の大きさを、DPF13の目詰まりの程度、すなわちDPF13におけるPM堆積量に換算することができる。
図1に示すように、ディーゼルエンジン3と排出ガス浄化装置50とをつなぐ排気マニホールド46には、ディーゼルエンジン3から排出されて排出ガス浄化装置50へ向かう燃焼ガスの温度(排気温度)を検出する排気温度センサ68が設けられている。排気温度センサ68は、例えばサーミスタなどから構成されている。上述のような差圧センサ69が検出した差圧や、排気温度センサ68が検出した排気温度は、制御部60へ送られる。
制御部60は、トラクタ1を制御する複数の制御装置(ECU)から構成されたものであり、例えば、ディーゼルエンジン3を制御するエンジンECU61と、トラクタ1全体の動作を制御するメインECU62とを有している。エンジンECU61及びメインECU62は、例えば、CPU等から構成されている。
エンジンECU61は、ディーゼルエンジン3や動力伝達系の各所に設置したセンサから情報を得て、ディーゼルエンジン3の状態に応じた最適な燃料噴射量や噴射時期、点火時期、アイドル回転数などを演算してディーゼルエンジン3等に制御指令を出すものである。例えば、運転席8の周囲に設けたハンドアクセルやフットアクセルを操作すれば(アクセル操作を行うことによって)、エンジンECU61がアクセルの操作量(開度)を検出して燃料噴射量などを変化させる。このようにして、ディーゼルエンジン3のエンジン回転数を上昇及び降下させることができる。
エンジンECU61は、ディーゼルエンジン3や動力伝達系の各所に設置したセンサから情報を得て、ディーゼルエンジン3の状態に応じた最適な燃料噴射量や噴射時期、点火時期、アイドル回転数などを演算してディーゼルエンジン3等に制御指令を出すものである。例えば、運転席8の周囲に設けたハンドアクセルやフットアクセルを操作すれば(アクセル操作を行うことによって)、エンジンECU61がアクセルの操作量(開度)を検出して燃料噴射量などを変化させる。このようにして、ディーゼルエンジン3のエンジン回転数を上昇及び降下させることができる。
エンジンECU61に情報を提供するセンサとしては、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排出ガス浄化装置50の差圧を検出する差圧センサ69、排気温度を検出する排気温度センサ68、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ、エンジン回転数を検出するためのクランクポジションセンサ、冷却水の水温を検出するための水温センサ、バルブの開度を検出するためのスロットルポジションセンサなどがある。これら以外にも、クランク位置を検出するためのカムポジションセンサ、吸入空気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサなどがある。
メインECU62は、エンジンECU61と連携しながらトラクタ1に備えられた各種装置(走行装置、作業装置など)を制御するものである。例えば、メインECU62は、3点リンク機構を動作させる油圧装置に作動油を供給する流量制御を行う。
この流量制御は、メインECU62が運転席8の周囲に設けられた操作部材(操作レバー)の操作量に基づいて行うものである。詳しくは、操作レバーを中立位置より一方(前側)に揺動させて前側の操作量を入力すると、メインECU62は、3点リンク機構の電磁比例弁のソレノイドに所定値の電流(作動信号)を出力する。これにより、電磁比例弁は電流値に応じて開き、3点リンク機構の制御弁のパイロット圧が制御され、3点リンク機構が一方(上方又は下方)に動作する。操作レバーを中立位置より上記とは反対側に揺動させて後側の操作量を入力すると、メインECU62は、前側に揺動したときとは反対側に3点リンク機構を動作させる。このように、操作レバーを操作することによって、メインECU62の制御下でトラクタ1を動作させることができる。
この流量制御は、メインECU62が運転席8の周囲に設けられた操作部材(操作レバー)の操作量に基づいて行うものである。詳しくは、操作レバーを中立位置より一方(前側)に揺動させて前側の操作量を入力すると、メインECU62は、3点リンク機構の電磁比例弁のソレノイドに所定値の電流(作動信号)を出力する。これにより、電磁比例弁は電流値に応じて開き、3点リンク機構の制御弁のパイロット圧が制御され、3点リンク機構が一方(上方又は下方)に動作する。操作レバーを中立位置より上記とは反対側に揺動させて後側の操作量を入力すると、メインECU62は、前側に揺動したときとは反対側に3点リンク機構を動作させる。このように、操作レバーを操作することによって、メインECU62の制御下でトラクタ1を動作させることができる。
また、メインECU62は、表示装置20を含むトラクタ1全体の動作を制御するものでもある。ここで、表示装置20、エンジンECU61、及びメインECU62は、互いにController Area Network(CAN通信)などの車両用通信ネットワークを介して接続されていて、相互にデータの送受信が可能である。なお、車両用通信ネットワークは、表示装置20、エンジンECU61、及びメインECU62間でデータを送受信できるもの
であれば特に規格を限定するものではない。例えば、FlexRay(フレックスレイ)であっても、その他のネットワークであってもよい。
であれば特に規格を限定するものではない。例えば、FlexRay(フレックスレイ)であっても、その他のネットワークであってもよい。
本実施形態におけるメインECU62は、排出ガス浄化装置50のDPF13を再生するためのフィルタ再生手段65を有している。フィルタ再生手段65は、メインECU62で実行されるコンピュータプログラムによって実現されるものである。
図2に示すフィルタ再生手段65は、DPF13に堆積する粒子状物質の堆積量(PM堆積量)に基づいて自動再生などを行うものである。このフィルタ再生手段65は、堆積量取得手段63と、自動再生許可手段70とを備えている。
図2に示すフィルタ再生手段65は、DPF13に堆積する粒子状物質の堆積量(PM堆積量)に基づいて自動再生などを行うものである。このフィルタ再生手段65は、堆積量取得手段63と、自動再生許可手段70とを備えている。
堆積量取得手段63は、エンジンECU61から、排出ガス浄化装置50の差圧(差圧センサ69で検出した値)、排気温度センサ68で検出した排気温度、冷却水の水温、吸入空気中の酸素濃度、燃料の噴射量などの情報を得て、DPF13に堆積する粒子状物質の堆積量を算出し取得する。
自動再生許可手段70は、外部からの指示に基づいてフィルタ再生手段65による自動再生の実施を許可するものである。具体的には、自動再生許可手段70は、堆積量取得手段63によってPM堆積量を検出後、そのPM堆積量が所定値以上の場合であって、自動再生許可スイッチ301を押したときにフィルタ再生手段65による自動再生を不許可から許可に切り換える。
自動再生許可手段70は、外部からの指示に基づいてフィルタ再生手段65による自動再生の実施を許可するものである。具体的には、自動再生許可手段70は、堆積量取得手段63によってPM堆積量を検出後、そのPM堆積量が所定値以上の場合であって、自動再生許可スイッチ301を押したときにフィルタ再生手段65による自動再生を不許可から許可に切り換える。
詳しくは、自動再生許可手段70は、自動再生を許可するか、不許可とするかのいずれかを示す自動再生フラグを有している。自動再生許可手段70の自動再生フラグが自動再生の不許可を示していれば、フィルタ再生手65は、DPF13のPM堆積量が所定値(第1堆積量)を超えていても、自動再生を開始せず保留する。PM堆積量が第1堆積量を超え且つ自動再生が保留された状態で、トラクタ1の操作者が、自動再生許可スイッチ301を押下し、自動再生フラグが不許可から許可に変わると、フィルタ再生手65は直ちに自動再生を開始する。
逆に、初めから自動再生フラグが自動再生を許可していれば、フィルタ再生手65は、DPF13のPM堆積量が第1堆積量を超えると直ちに自動再生を開始する。上述した自動再生フラグは、ディーゼルエンジン3の始動時、制御部60の起動時、又はメインECU62の起動時には、必ず、自動再生の実施を不許可としているが、上述したように、自動再生許可スイッチ301を押下すると、不許可から許可に切り換わる。また、自動再生許可スイッチ301によって許可を示すフラグに切り換えられた後は、操作者が再び自動再生許可スイッチ301を押下することで、不許可を示すフラグに戻すことができる。
フィルタ再生手段65の自動再生が許可されると(自動再生許可手段70の自動再生フラグが自動再生を許可した状態)、当該フィルタ再生手段65は、自動的に排出ガス浄化装置50内の排気温度を、DPF13に堆積した粒子状物質が燃焼する温度(例えば、500℃〜600℃)まで昇温する自動再生を実行する。
具体的には、フィルタ再生手段65は、PM堆積量が所定値以上になると、第1再生ステップとしてディーゼルエンジン3の吸気スロットルを絞るようエンジンECU61に指示を出すなど、ディーゼルエンジン3の負荷を高める制御を行って排気温度(DPF13の温度)を約250℃に上昇させる。第1再生ステップが終了すると、自動再生許可スイッチ301の入力による自動再生の許可があるか否かを確認して第2再生ステップに進む。つまり、フィルタ再生手段65は、排気温度を約250℃上昇させた後、自動再生許可手段70による自動再生の許可を待ち、当該自動再生許可手段70の許可があれば、第2ステップに進む。
具体的には、フィルタ再生手段65は、PM堆積量が所定値以上になると、第1再生ステップとしてディーゼルエンジン3の吸気スロットルを絞るようエンジンECU61に指示を出すなど、ディーゼルエンジン3の負荷を高める制御を行って排気温度(DPF13の温度)を約250℃に上昇させる。第1再生ステップが終了すると、自動再生許可スイッチ301の入力による自動再生の許可があるか否かを確認して第2再生ステップに進む。つまり、フィルタ再生手段65は、排気温度を約250℃上昇させた後、自動再生許可手段70による自動再生の許可を待ち、当該自動再生許可手段70の許可があれば、第2ステップに進む。
DPF13が所定温度(例えば、約250℃)以上であるときに実施される第2再生ステップでは、フィルタ再生手段65は、燃料のポスト噴射や排気管内噴射を行って排気温度(DPF13の温度)をさらに上昇させ、DPF13の温度を500℃〜600℃程度にまで上昇させる。DPF13に堆積した粒子状物質は、500℃〜600℃の熱によって燃焼(酸化)し、DPF13から減少してゆく。なお、ここでいうポスト噴射や排気管内噴射は、コモンレール式ディーゼルエンジン及び従来のディーゼルエンジンなどにおいて、従来から広く行われている技術である。本実施形態によるディーゼルエンジン3は、
ポスト噴射を行うコモンレール式ディーゼルエンジンである。
ポスト噴射を行うコモンレール式ディーゼルエンジンである。
つまり、第1再生ステップにおいて、排気温度(DPF13の温度)が、ポスト噴射によって燃焼ガス中に噴射された燃料が確実に燃焼する約250℃であり且つ自動再生許可手段70の許可があると、フィルタ再生手段65は、第2再生ステップを実施して自動再生を行う。
なお、第1再生ステップは、排気温度(DPF13の温度)を約250℃にまで上昇させることを目的として、フィルタ再生手段65が、エンジンECU61にディーゼルエンジン3の吸気スロットルを絞らせる制御を実施する。また、第2再生ステップは、フィルタ再生手段65が、エンジンECU61にポスト噴射を行わせる制御であって、第1再生ステップで上昇した排気温度(DPF13の温度)をさらに上昇させることでDPF13の温度を500℃〜600℃程度にまで上昇させることを目的としている。
なお、第1再生ステップは、排気温度(DPF13の温度)を約250℃にまで上昇させることを目的として、フィルタ再生手段65が、エンジンECU61にディーゼルエンジン3の吸気スロットルを絞らせる制御を実施する。また、第2再生ステップは、フィルタ再生手段65が、エンジンECU61にポスト噴射を行わせる制御であって、第1再生ステップで上昇した排気温度(DPF13の温度)をさらに上昇させることでDPF13の温度を500℃〜600℃程度にまで上昇させることを目的としている。
このように、フィルタ再生手段65は、堆積量取得手段63によって取得されたDPF13のPM堆積量が所定値(第1堆積量)を超えれば、第1堆積量を超えたことをきっかけとして、トラクタ1の操作者の意志にかかわりなく自動的に第1再生ステップを開始する。排気温度が約250℃となった後、自動再生の許可があれば自動的に第2再生ステップを実施する。このように、DPF13のPM堆積量が所定値(第1堆積量)を超えれば、第1再生ステップでトラクタ1の操作者の意志にかかわりなく自動的に排気温度を250℃まで上昇させる一方で、排気温度が高温となる第2再生ステップは、トラクタ1の操作者の意志を自動再生許可スイッチ301で必ず確認している。
つまり、本発明では、操作者の気付かない間に排気温度が非常に高くなってしまうことはなく、自動再生許可手段70等によって操作者の気付かない間に排気温度が非常に高くなることを防ぐことができる。
なお、第1堆積量は、例えばDPF13の容量の40%程度を示す値であり、緊急にDPF13を再生する必要はないがDPF13の状態を良好に保つためには超えない方が好ましい値である。
なお、第1堆積量は、例えばDPF13の容量の40%程度を示す値であり、緊急にDPF13を再生する必要はないがDPF13の状態を良好に保つためには超えない方が好ましい値である。
また、第1再生ステップによる吸気スロットルの絞りだけでは、排気温度が約250℃とならないことがあるが、第1再生ステップによって吸気スロットルの絞りを維持した状態でトラクタ1が作業を行うと、作業内容に伴ってエンジン回転数が上昇し、この吸気スロットルの絞りとエンジン回転数の上昇とによって排気温度が約250℃にまで上昇する。
さて、フィルタ再生手段65は、自動再生許可手段70の他に駐車再生開始手段71を備えている。駐車再生開始手段71は、駐車再生開始スイッチ302の指示に基づいて、DPF13の再生をトラクタ1の駐車時に行う駐車再生を実施するものである。この駐車再生は、DPF13のPM堆積量が第1堆積量より大きい第2堆積量を超えたときに、トラクタ1が所定の駐車条件(駐車再生条件)を満たして駐車している状態において実施される再生制御である。
ここで、所定の駐車再生条件とは、走行中立、ディーゼルエンジン3のアイドリング状態、駐車ブレーキのロック、PTOスイッチのオフなど、トラクタ1が確実に駐車していることを示す条件のことである。
さて、上述したように、フィルタ再生手段65は、粒子状物質の堆積量が第1堆積量を超えたときに第1再生ステップを実施するようになっている。ここで、フィルタ再生手段65は、粒子状物質の堆積量が第1堆積量を超えたときに、自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を出力する機能(報知手段)を有している。具体的には、報知手段は、自動再生許可手段70の自動フラグが自動再生の不許可を示していれば、自動再生報知LED表示部202aに、第2再生ステップの実行の許可を求める報知信号(自動再生を実施する必要があることを示す報知信号)を出力し、自動再生報知LED表示部202aを点滅させる。また、報知手段は、自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を自動再生許可手段70にも出力する。自動再生許可手段70は、報知信号が入力された状態(フィルタ再生手段65が報知信号を出力している期間中)で且つ自動再生許可スイッチ301から自動再生の実施を許可する指示を受ければ、フィルタ再生手段65に対し
て自動再生の実施を許可する。
さて、上述したように、フィルタ再生手段65は、粒子状物質の堆積量が第1堆積量を超えたときに第1再生ステップを実施するようになっている。ここで、フィルタ再生手段65は、粒子状物質の堆積量が第1堆積量を超えたときに、自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を出力する機能(報知手段)を有している。具体的には、報知手段は、自動再生許可手段70の自動フラグが自動再生の不許可を示していれば、自動再生報知LED表示部202aに、第2再生ステップの実行の許可を求める報知信号(自動再生を実施する必要があることを示す報知信号)を出力し、自動再生報知LED表示部202aを点滅させる。また、報知手段は、自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を自動再生許可手段70にも出力する。自動再生許可手段70は、報知信号が入力された状態(フィルタ再生手段65が報知信号を出力している期間中)で且つ自動再生許可スイッチ301から自動再生の実施を許可する指示を受ければ、フィルタ再生手段65に対し
て自動再生の実施を許可する。
自動再生報知LED表示部202aが報知されているときに、操作者が自動再生許可スイッチ301を押下して、DPF13の自動再生を許可する信号を出力すると、自動再生許可手段70は、自動再生を不許可とする自動再生フラグを、自動再生が許可されていることを示す自動再生フラグに切り換える。フィルタ再生手段65は、自動再生許可手段70の自動再生フラグを参照して、自動再生が許可されていることを検出すると、保留していた第2再生ステップを実行する。
なお、本実施形態において、自動再生許可手段70は、フィルタ再生手段65の起動時には、必ず自動再生を不許可とするフラグを有している。つまり、制御部60が起動して、ディーゼルエンジン3が始動したときには、自動再生許可手段70によって、自動再生が不許可となっている。このように、ディーゼルエンジン3の始動時に自動再生を必ず不許可としておくことによって、操作者が許可しない限り自動再生が始まることはない。これによって、操作者が知らない間に自動再生が始まって、排気温度が非常に高くなってしまうことを回避することができる。
報知手段は、上述した自動再生に限らず、フィルタ再生手段65が実施する駐車再生でも、粒子状物質の堆積量が第2堆積量を超えたときに、駐車再生を実施する必要があること示す信号を出力する。具体的には、報知手段は、粒子状物質の堆積量が第2堆積量を超えたときに、駐車再生要求LED表示部202bに駐車再生を実施する必要があること示す信号(報知)を出力する。なお、自動再生や駐車再生の実施が必要であることを報知する報知手段は、排気温度が十分に上昇せず、250℃未満であるときも、回転数上昇要求LED表示部202cに信号を出力し、エンジン回転数を上昇させることを要求する。
駐車再生要求LED表示部202bの報知が行われているときに、操作者が、走行中立、ディーゼルエンジン3のアイドリング状態、駐車ブレーキのロック、PTOスイッチのオフなど、トラクタ1の駐車条件を満たす。その上で、操作者が、駐車再生開始スイッチ302を押下して、DPF13の駐車再生を許可する信号を出力すると、駐車再生開始手段71は、駐車再生を開始することをフィルタ再生手段65に通知する。
通知を受けたフィルタ再生手段65は、取得した排気温度が所定温度(例えば、250℃)未満であれば第1再生ステップから、取得した排気温度が該所定温度以上であれば第2再生ステップから、DPF13の再生を行う。このように、DPF13の駐車再生は、DPF13のPM堆積量が第2堆積量を超えたときにはじめて、操作者によって開始が指示されるものである。
このように、本実施形態によるDPF13の再生は、自動再生許可手段70によって許可されなければ自動再生が開始されない所に特徴を有する。すでに述べたように、本実施形態によるDPF13の再生は、トラクタ1のディーゼルエンジン3、制御部60、表示装置20、表示装置20の周辺に設けられた自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302、さらに、操作者による自動再生許可スイッチ301及び駐車再生開始スイッチ302を介した指示によって実現するものである。
そこで、図3〜図5を参照しながら、本実施形態における自動再生及び駐車再生について詳細に説明する。図3〜図5は、本実施形態によるDPF13の再生の過程を、自動再生報知LED表示部202a、駐車再生要求LED表示部202b、回転数上昇要求LED表示部202c、ディーラコール報知LED表示部202d、自動再生許可スイッチ301、及び駐車再生開始スイッチ302の状態で説明する図である。
図3は、ディーゼルエンジン3の始動直後から、PM堆積量が徐々に増加した場合を想定して示している。ディーゼルエンジン3の始動直後は、DPF13のPM堆積量が、DPF13の再生が不要な第1堆積量未満(レベル0)であると仮定している。ここで第1堆積量とは、上述したように、DPF13の容量の40%程度をいう。
図3に示すケースC1は、エンジン始動直後の初期状態を示している。エンジン始動直後では、自動再生許可手段70は初期状態として自動再生を不許可としており、自動再生許可スイッチ301は消灯している。また、PM堆積量が第1堆積量未満であり、駐車再生開始スイッチ302も消灯している。その他、自動再生報知LED表示部202a、駐
車再生要求LED表示部202b、回転数上昇要求LED表示部202c、ディーラコール報知LED表示部202dも、PM堆積量が第1堆積量未満であるため、消灯している。
図3に示すケースC1は、エンジン始動直後の初期状態を示している。エンジン始動直後では、自動再生許可手段70は初期状態として自動再生を不許可としており、自動再生許可スイッチ301は消灯している。また、PM堆積量が第1堆積量未満であり、駐車再生開始スイッチ302も消灯している。その他、自動再生報知LED表示部202a、駐
車再生要求LED表示部202b、回転数上昇要求LED表示部202c、ディーラコール報知LED表示部202dも、PM堆積量が第1堆積量未満であるため、消灯している。
図3〜図5において、各スイッチ及びLED表示部は、消灯状態をグレースケールで表し、点滅状態を破線で囲むことで表している。また、点灯状態は、実線で囲むと共に黒で表記している。
ディーゼルエンジン3の始動後、例えばトラクタ1が枯草地や家畜小屋に進入するなど、操作者が自身の意志に関わりなく自動再生が始まることを望まない場合、操作者が自動再生許可スイッチ301を押下しなければ、自動再生許可手段70において自動再生は不許可(禁止)のままであり、ケースC2に示すように、いずれのスイッチ及びLED表示部も点灯又は点滅しない。
ディーゼルエンジン3の始動後、例えばトラクタ1が枯草地や家畜小屋に進入するなど、操作者が自身の意志に関わりなく自動再生が始まることを望まない場合、操作者が自動再生許可スイッチ301を押下しなければ、自動再生許可手段70において自動再生は不許可(禁止)のままであり、ケースC2に示すように、いずれのスイッチ及びLED表示部も点灯又は点滅しない。
しかし、安全な耕作地で作業するなど、操作者が自身の意志に関わりなく自動再生が始まっても構わないと判断した場合、操作者が自動再生許可スイッチ301を押下すれば、ケースC3に示すように、自動再生許可スイッチ301は、消灯から点灯に変わり、PM堆積量が第1堆積量未満であっても予め自動再生許可手段70に自動再生を許可する許可信号を出力することができる。自動再生許可手段70は、出力された許可信号に基づいて、自動再生を不許可とする自動再生フラグを許可を示すフラグに切り換える。フィルタ再生手段65は、PM堆積量が増加して第1堆積量以上となり、DPFの再生が必要となったときに自動再生を行うことができる。
さて、トラクタ1による作業が始まって、DPF13のPM堆積量が第1堆積量を超えた場合、再生制御がレベル1となると、ケースC4に示すように、自動再生許可スイッチ301が押下されていなくても、自動再生報知LED表示部202aが点滅する。この自動再生報知LED表示部202aが点滅は、自動再生の第2再生ステップが実行されていないこと、又は自動再生が不許可となっていることを示す。PM堆積量がレベル1となった時点で、フィルタ再生手段65は、排気温度を約250℃にまで高めるべく、ディーゼルエンジン3の吸気スロットルを絞る第1再生ステップを開始する。
このとき、操作者が、自動再生報知LED表示部202aが点滅していることを認識して、自動再生許可スイッチ301を押下した場合、または、操作者が、レベル0において既に自動再生許可スイッチ301を押下していた場合は、ケースC5〜ケースC7のいずれかに示す表示がなされる。
まず、ケースC5は、PM堆積量が第1堆積量を超え、自動再生許可スイッチ301が押下されているにもかかわらず、排気温度が十分に(約250℃にまで)上がっていない場合を示している。ケースC5では、押下した自動再生許可スイッチ301が点灯し、第2再生ステップが実行されていないことを示す自動再生報知LED表示部202aが点滅し、加えて、排気温度を上昇させるためにエンジン回転数を上昇させるよう促す回転数上昇要求LED表示部202cが点滅している。
まず、ケースC5は、PM堆積量が第1堆積量を超え、自動再生許可スイッチ301が押下されているにもかかわらず、排気温度が十分に(約250℃にまで)上がっていない場合を示している。ケースC5では、押下した自動再生許可スイッチ301が点灯し、第2再生ステップが実行されていないことを示す自動再生報知LED表示部202aが点滅し、加えて、排気温度を上昇させるためにエンジン回転数を上昇させるよう促す回転数上昇要求LED表示部202cが点滅している。
フィルタ再生手段65は、PM堆積量がレベル1となった時点で第1再生ステップを開始しているが、吸気スロットルを絞るだけでは、必ずしも短時間で排気温度が上昇するわけではないので、上述した報知手段によってエンジン回転数の上昇を要求するケースC5のような場合が起こりうる。
ここで、再度、自動再生許可スイッチ301を押下して、自動再生を不許可とすれば、ケースC5の表示は、ケースC4へ戻る。
ここで、再度、自動再生許可スイッチ301を押下して、自動再生を不許可とすれば、ケースC5の表示は、ケースC4へ戻る。
次に、ケースC6は、作業者が、ケースC5での要求を受けて、トラクタ1のハンドアクセルやフットアクセルを操作してエンジン回転数を所定回転数以上に上昇させた場合を示している。ケースC6では、排気温度は未だ十分に(約250℃にまで)上昇していないが、エンジン回転数が所定回転数以上となっているため、時間の経過と共に排気温度が上昇するので回転数上昇要求LED表示部202cは消灯している。
しかし、排気温度は十分に(約250℃にまで)上昇する前にエンジン回転数が所定回転数未満となれば、第2再生ステップを実施できるまでには排気温度が上昇しないので、ケースC6の表示は、ケースC5に戻る。
次に、ケースC7は、排気温度が十分に上昇した後に、フィルタ再生手段65ルタ再生制御手段が、第2再生ステップを開始した場合を示している。ケースC7では、第2再生ステップの実施によってポスト噴射が行われているので、ケースC6において点滅していた自動再生報知LED表示部202aは、点灯に変わることで、ポスト噴射が実施されていることを作業者に知らせる。
次に、ケースC7は、排気温度が十分に上昇した後に、フィルタ再生手段65ルタ再生制御手段が、第2再生ステップを開始した場合を示している。ケースC7では、第2再生ステップの実施によってポスト噴射が行われているので、ケースC6において点滅していた自動再生報知LED表示部202aは、点灯に変わることで、ポスト噴射が実施されていることを作業者に知らせる。
このようにレベル1において、自動再生報知LED表示部202aの点滅は、操作者にとって非常に重要な情報を提供するものであり、自動再生許可スイッチ301の点灯、消灯に応じて2つの状態を示す。一つめは、自動再生許可スイッチ301が消灯している場合であり、自動再生が不許可となっているが、自動再生が必要なレベルにまでPM堆積量が増加していることを示す。二つめは、自動再生許可スイッチ301が点灯している場合であり、自動再生が許可となっているが、未だ第2再生ステップが実行されておらず、排気温度は高温になっていないことを示す。
また、レベル1において、操作者は、自動再生許可スイッチ301を点灯させて自動再生を許可した後であっても、自動再生許可スイッチ301を押下して自動再生許可スイッチ301を消灯させ、自動再生を再び不許可にすることもできる。即ち、自動再生許可スイッチ301は、自動再生の実施を許可する指示を出力するとともに、許可した自動再生の実施を不許可にする指示を出力する。すでに第2再生ステップが実行されて、DPF13及び排気ガスが非常に高温となっている場合でも、自動再生を再び不許可にすることによって、第2再生ステップを停止してDPF13及び排気ガスの温度を低下させることができる。DPF13及び排気ガスの温度が十分に低下した後、操作者は、枯草地や家畜小屋にトラクタ1を進入させることができる。
しかし、レベル1において自動再生を許可しなかった場合、又は自動再生による粒子状物質の燃焼が十分でなかった場合、PM堆積量がさらに増加する。その場合、フィルタ再生手段65の堆積量取得手段63が、DPF13のPM堆積量が第2堆積量(例えばDPF13の容量の60%)を超えたことを検出すると、フィルタ再生手段65によるDPFの再生制御はレベル2に移行する。
図4に示すように、レベル2において、フィルタ再生手段65は、駐車再生が必要なPM堆積量であることを報知する駐車再生要求LED表示部202bが点灯する。
駐車再生では、排気温度を上昇させるためにエンジン回転数が強制的に高められるので、駐車再生の実施には、トラクタ1が確実に駐車していることが必要である。トラクタ1が駐車していることが確認できる条件は、上述したように、走行中立、ディーゼルエンジン3のアイドリング状態、駐車ブレーキのロック、PTOスイッチのオフなどの駐車条件(以下、駐車再生条件という)である。
駐車再生では、排気温度を上昇させるためにエンジン回転数が強制的に高められるので、駐車再生の実施には、トラクタ1が確実に駐車していることが必要である。トラクタ1が駐車していることが確認できる条件は、上述したように、走行中立、ディーゼルエンジン3のアイドリング状態、駐車ブレーキのロック、PTOスイッチのオフなどの駐車条件(以下、駐車再生条件という)である。
レベル2では、駐車再生条件が整えば、駐車再生開始スイッチ302を押下してフィルタ再生手段65に駐車再生の開始を指示することができる。
ケースC8は、PM堆積量が第2堆積量を超え、駐車再生が必要なPM堆積量であることであることを報知する駐車再生要求LED表示部202bが点灯しているが、駐車再生条件が整っていないので、駐車再生開始スイッチ302が消灯している場合を示している。つまり、駐車再生が必要であるが、駐車再生開始スイッチ302が消灯しているので駐車再生を開始することができない状態を示している。
ケースC8は、PM堆積量が第2堆積量を超え、駐車再生が必要なPM堆積量であることであることを報知する駐車再生要求LED表示部202bが点灯しているが、駐車再生条件が整っていないので、駐車再生開始スイッチ302が消灯している場合を示している。つまり、駐車再生が必要であるが、駐車再生開始スイッチ302が消灯しているので駐車再生を開始することができない状態を示している。
次に、駐車再生条件を整えると、ケースC9に示すように、駐車再生要求LED表示部202bが点灯していることに加え、駐車再生開始スイッチ302が点滅して、駐車再生条件が整い駐車再生が可能となった状態となる。
ここで、操作者が駐車再生開始スイッチ302を押下すると、ケースC10に示すように、駐車再生開始スイッチ302は点滅から点灯に変化する。駐車再生開始スイッチ302の押下によって、駐車再生の開始がフィルタ再生手段65に指示され、指示を受けたフィルタ再生手段65が駐車再生を開始する。駐車再生が始まると、駐車再生要求LED表示部202bは消灯する。
ここで、操作者が駐車再生開始スイッチ302を押下すると、ケースC10に示すように、駐車再生開始スイッチ302は点滅から点灯に変化する。駐車再生開始スイッチ302の押下によって、駐車再生の開始がフィルタ再生手段65に指示され、指示を受けたフィルタ再生手段65が駐車再生を開始する。駐車再生が始まると、駐車再生要求LED表示部202bは消灯する。
図4に示すように、レベル2では、DPF13の捕集容量に比してPM堆積量に若干のゆとりがあるので、必ずしも駐車再生によってDPF13を再生する必要はない。レベル
2は、自動再生と駐車再生の両方が可能なレベルであり、作業者は、そのどちらを実施するかを適宜決定することができる。
続いて、DPF13のPM堆積量がさらに増加し、フィルタ再生手段65の堆積量取得手段63が、DPF13のPM堆積量が第3堆積量(例えばDPF13の容量の80%)を超えたことを検出すると、フィルタ再生手段65によるDPFの再生制御はレベル3に移行する。
2は、自動再生と駐車再生の両方が可能なレベルであり、作業者は、そのどちらを実施するかを適宜決定することができる。
続いて、DPF13のPM堆積量がさらに増加し、フィルタ再生手段65の堆積量取得手段63が、DPF13のPM堆積量が第3堆積量(例えばDPF13の容量の80%)を超えたことを検出すると、フィルタ再生手段65によるDPFの再生制御はレベル3に移行する。
レベル3では、ケースC12,C13に示すように、フィルタ再生手段65は、駐車再生要求LED表示部202bを点滅させることで、操作者に対して駐車再生の実施を強く要求する。また、フィルタ再生手段65は、ディーラコール報知LED表示部202dを点滅させることで、このレベル3で駐車再生を実施しないとDPF13の再生ができなくなるほどにPM堆積量が増加し、整備工場による保守作業が必要になることを、操作者に報知する。
レベル3において、フィルタ再生手段65は、自動再生許可スイッチ301を消灯させて自動再生を不許可とする。以降、自動再生許可スイッチ301押下して、フィルタ再生手段に対して自動再生を許可する指示を出しても、フィルタ再生手段はその許可指示を受け付けない。
このとき、フィルタ再生手段65は、操作者が駐車再生条件を整えなければケースC12に示す表示を行い、駐車再生条件を整えれば、ケースC13示すように、駐車再生開始スイッチ302を点滅させる。
このとき、フィルタ再生手段65は、操作者が駐車再生条件を整えなければケースC12に示す表示を行い、駐車再生条件を整えれば、ケースC13示すように、駐車再生開始スイッチ302を点滅させる。
操作者が、ケースC13の表示を受けて、駐車再生開始スイッチ302を押下すると、ケースC14に示すように、駐車再生開始スイッチ302は点滅から点灯に変化する。駐車再生開始スイッチ302の押下によって、駐車再生の開始がフィルタ再生手段65に指示され、指示を受けたフィルタ再生手段65が駐車再生を開始する。駐車再生が始まると、駐車再生要求LED表示部202bは消灯する。フィルタ再生手段65は、ケースC14において第2再生ステップの実施によるポスト噴射を開始すると、自動再生報知LED表示部202aを点灯させ、ポスト噴射が実施されていることを作業者に知らせる。
レベル3において、操作者が駐車再生を実施しなかったために、DPF13のPM堆積量がさらに増加し、フィルタ再生手段65の堆積量取得手段63が、DPF13のPM堆積量が第4堆積量(例えばDPF13の容量の95%)を超えたことを検出すると、フィルタ再生手段65によるDPFの再生制御はレベル4に移行する。
レベル4では、フィルタ再生手段65によるDPF13の再生を行うことはできない。そのため、フィルタ再生手段65は、操作者に対し、ディーラコール報知LED表示部202dを点滅から点灯に変化させることで、整備工場による保守作業を要求する。従って、レベル4において、フィルタ再生手段65は、ケースC15に示す表示を行う。
レベル4では、フィルタ再生手段65によるDPF13の再生を行うことはできない。そのため、フィルタ再生手段65は、操作者に対し、ディーラコール報知LED表示部202dを点滅から点灯に変化させることで、整備工場による保守作業を要求する。従って、レベル4において、フィルタ再生手段65は、ケースC15に示す表示を行う。
レベル4において、保守作業が行われず、DPF13のPM堆積量が捕集容量の上限まで増加し、フィルタ再生手段65の堆積量取得手段63が、DPF13のPM堆積量が第5堆積量(例えばDPF13の容量の99%)となったことを検出すると、フィルタ再生手段65によるDPFの再生制御はレベル5に移行する。レベル5において、フィルタ再生手段65は、ケースC15と同様のケースC16に示す表示を行う。レベル5になると、DPF13の交換が必要となるが、フィルタ再生手段65は、DPF13の交換を要求するメッセージを、表示装置20の液晶パネル201に文字情報などで表示する。
本実施形態によるトラクタ1では、フィルタ再生手段65によって、上述のようなレベル1〜レベル5の再生制御が行われる。本実施形態によるトラクタ1は、このような再生制御のうち、特にレベル1〜2の再生制御に特徴を有するものである。フィルタ再生手段65は、ディーゼルエンジン3が始動したときには自動再生を必ず不許可としており、レベル1〜2において操作者の指示によって自動再生を許可する。
このように、ディーゼルエンジン3の始動時に自動再生を必ず不許可としておけば、操作者が許可しない限り自動再生が始まることはない。これによって、操作者が知らない間に、自動再生が始まって排気温度が非常に高くなってしまうことを回避することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
なお、上記実施形態において、フィルタ再生手段65は、自動再生を行う必要を報知する報知信号を、自動再生報知LED表示部202aに出力していたが、報知信号を自動再生許可スイッチ301に出力してもよい。自動再生許可スイッチ301は、LEDなどの光源を有していれば、自動再生報知LED表示部202aと同様に、フィルタ再生手段65から出力された報知信号に基づいて、自動再生を実施する必要があることを報知することができる。
また、上述した実施形態における自動再生について、「吸気スロットルの絞り」を一例として説明したが、自動再生は「吸気スロットルの絞り」だけに限定されず、燃料のポスト噴射によるDPFの再生を自動再生に加えてもよい。ポスト噴射とは燃焼後のガスに燃料を噴射することによって、DPF13の温度上昇を促進する動作のことである。
さらに、本実施形態で説明した再生制御は、トラクタ1の他、コンパクトトラックローダ(CTL)、トラクタなどの作業を行う建設機械や農業機械についても、適用することができる。
さらに、本実施形態で説明した再生制御は、トラクタ1の他、コンパクトトラックローダ(CTL)、トラクタなどの作業を行う建設機械や農業機械についても、適用することができる。
1 トラクタ
2 走行車体
3 ディーゼルエンジン
4 変速装置
5 3点リンク機構
6 作業装置
7 キャビン
8 運転席
13 DPF
20 表示装置
40 シリンダ
41 吸気ポート
42 排気ポート
43 吸気バルブ
44 排気バルブ
45 吸気マニホールド
46 排気マニホールド
47 サイレンサ
50 排出ガス浄化装置
60 制御部
61 エンジンECU
62 メインECU
63 堆積量取得手段
65 フィルタ再生手段
66 入側圧力センサ
67 出側圧力センサ
68 排気温度センサ
69 差圧センサ
70 自動再生許可手段
71 駐車再生開始手段
201 液晶パネル
202 LED表示部
202a 自動再生報知LED表示部
202b 駐車再生要求LED表示部
202c 回転数上昇要求LED表示部
202d ディーラコール報知LED表示部
301 自動再生許可スイッチ
302 駐車再生開始スイッチ
2 走行車体
3 ディーゼルエンジン
4 変速装置
5 3点リンク機構
6 作業装置
7 キャビン
8 運転席
13 DPF
20 表示装置
40 シリンダ
41 吸気ポート
42 排気ポート
43 吸気バルブ
44 排気バルブ
45 吸気マニホールド
46 排気マニホールド
47 サイレンサ
50 排出ガス浄化装置
60 制御部
61 エンジンECU
62 メインECU
63 堆積量取得手段
65 フィルタ再生手段
66 入側圧力センサ
67 出側圧力センサ
68 排気温度センサ
69 差圧センサ
70 自動再生許可手段
71 駐車再生開始手段
201 液晶パネル
202 LED表示部
202a 自動再生報知LED表示部
202b 駐車再生要求LED表示部
202c 回転数上昇要求LED表示部
202d ディーラコール報知LED表示部
301 自動再生許可スイッチ
302 駐車再生開始スイッチ
Claims (4)
- ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンから排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタを有する排出ガス浄化装置と、前記排出ガス浄化装置のフィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が所定値を超えたときに前記粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生をおこなうフィルタ再生手段と、を備えた作業機であって、
前記フィルタ再生手段は、外部からの指示によって前記自動再生の実施を許可する自動再生許可手段を有し、前記自動再生許可手段は、起動時において、前記自動再生の実施を不許可としていることを特徴とする作業機。 - 前記自動再生の実施を許可する指示を出力する自動再生許可スイッチを有し、
前記フィルタ再生手段は、粒子状物質の堆積量が前記所定値を超えたときに、前記自動再生を実施する必要があることを示す報知信号を出力し、
前記自動再生許可手段は、前記フィルタ再生手段が該報知信号を出力しているときに、前記自動再生許可スイッチから前記自動再生の実施を許可する指示を受ければ、前記フィルタ再生手段に対して前記自動再生の実施を許可することを特徴とする請求項1に記載の作業機。 - 前記自動再生許可スイッチは、自動再生の実施を許可する指示を出力するとともに、前記許可した自動再生の実施を不許可にする指示を出力するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記フィルタ再生手段は、前記報知信号を前記許可スイッチに出力し、前記自動再生許可スイッチは、前記出力された報知信号に基づいて、前記自動再生を実施する必要があることを報知することを特徴とする請求項3に記載の作業機。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2012020010A JP2013160056A (ja) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | 作業機 |
| US13/621,543 US8973351B2 (en) | 2011-11-29 | 2012-09-17 | Work machine |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012020010A JP2013160056A (ja) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | 作業機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013160056A true JP2013160056A (ja) | 2013-08-19 |
Family
ID=49172547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012020010A Pending JP2013160056A (ja) | 2011-11-29 | 2012-02-01 | 作業機 |
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| Country | Link |
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-
2012
- 2012-02-01 JP JP2012020010A patent/JP2013160056A/ja active Pending
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