(57)【要約】      （修正有）【課題】ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法を提供する。【解決手段】排気ガス浄化システム１００が、エンジン１２を制御するコントローラ１４と、作業系の装置に作業を実行させるための動力伝達を接続又は遮断する作業クラッチ１７と、燃料タンク３０内における燃料量を検出する燃料量検出センサ３１と、を備えており、コントローラが実行する工程として、所定時間毎に、ディーゼルパーティキュレートフィルター１６を再生する再生運転の実行を決定する決定工程と、作業クラッチが接続されている間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する第１保留工程と、燃料量検出センサによって燃料タンク内の燃料量が所定量未満であることが検出される間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する第２保留工程と、を備えている。【選択図】図３
2011106418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法であって、
排気ガス浄化システムが、
エンジンを制御する制御装置と、
エンジンの回転数を所定回転数以上又は未満に設定する切換手段と、
燃料タンク内における燃料量を検出する、燃料量検出手段と、
を備えており、
制御装置が実行する工程として、
所定時間毎に、ディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を決定する、決定工程と、
切換手段によってエンジンの回転数が所定回転数以上に設定されている間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する、第１保留工程と、
燃料量検出手段によって燃料タンク内の燃料量が所定量未満であることが検出される間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する、第２保留工程と、
を備えている、
作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項２】
切換手段が、作業機に作業を実行させるための動力伝達を接続又は遮断する作業クラッチである、
請求項１に記載の作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項３】
排気ガス浄化システムが、オペレータに給油を促すための警報装置を備えており、
制御装置が実行する工程として、第２保留工程において再生運転の実行が保留されている間、警報装置を作動させる、給油喚起工程を備えている、
請求項１又は２に記載の作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法。
【請求項４】
ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用の排気ガス浄化システムであって、
エンジンを制御する制御装置と、
エンジンの回転数を所定回転数以上又は未満に設定する切換手段と、
燃料タンク内における燃料量を検出する、燃料量検出手段と、
を備えており、
制御装置が、
所定時間毎に、ディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を決定する、決定手段と、
切換手段によってエンジンの回転数が所定回転数以上に設定されている間、決定手段によって決定された再生運転の実行を保留する、第１保留手段と、
燃料量検出手段によって燃料タンク内の燃料量が所定量未満であることが検出される間、決定手段によって決定された再生運転の実行を保留する、第２保留手段と、
を備えている、
作業機搭載用の排気ガス浄化システム。
【請求項５】
切換手段が、作業機に作業を実行させるための動力伝達を接続又は遮断する作業クラッチである、
請求項４に記載の作業機搭載用の排気ガス浄化システム。
【請求項６】
オペレータに給油を促すための警報装置を備えており、
制御装置が、第２保留手段によって再生運転の実行が保留されている間、警報装置を作動させる、給油喚起手段を備えている、
請求項４又は５に記載の作業機搭載用の排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用排気ガス浄化システムの制御方法及び該作業機搭載用排気ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルパーティキュレートフィルター（以下、ＤＰＦ）を具備する排気ガス浄化システムにおいて、ＤＰＦを再生する再生運転に関する技術が、公知である。ＤＰＦの再生は、例えば、ＤＰＦに燃料及び高温の排気ガスを供給することによって行われる。ＤＰＦには酸化触媒が設けられており、高温の排気ガスによる高温環境で燃焼が行われることによって、ＤＰＦに付着した粒子状物質が燃焼する。例えば、特許文献１には、ＤＰＦの再生時に排気ガス温度制御の乱れ等により不完全なＤＰＦの再生が起こるのを防止することを可能にする手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１４１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンバインは、刈取り及び脱穀を連続して行う装置であり、刈取部、脱穀部など、複数の作業系の装置を備えている。コンバインの作動中は、これらの作業系の装置が同時に駆動される。このため、コンバインのような作業機では、作業時に、エンジンが常時高速回転（例えば定格回転）に保たれており、高温の排気ガスが排出されている。高温の排気ガスが排出されている間は、ＤＰＦにＰＭも蓄積されるが、同時にＤＰＦの再生も行われている。したがって、高速回転中は基本的に再生運転を実行する必要がない。しかし、コンバインが単に走行しているときなど、非作業時には、エンジンが低速回転に保たれる。この結果、ＰＭが徐々にＤＰＦに蓄積する。このため、一定時間（例えば１００時間）毎に、再生運転を強制的に実行することが検討されている。
【０００５】
ＤＰＦへの燃料の供給は、通常、エンジンを駆動するための燃料噴射装置を燃焼工程後に駆動することによって行われる。このため、エンジンの回転数に比例する頻度で、燃料が燃料噴射装置よりＤＰＦに向けて供給される。この結果、エンジンが高速回転に保たれている作業時に再生運転が実行されると、過剰な量の燃料がＤＰＦに供給されてしまう。つまり、燃費の点で不利である。したがって、再生運転の実行時期は、エンジンが低速回転に保たれている非作業時が望ましい。
【０００６】
また、再生運転では燃料が多量に消費されるため、再生運転の実行によって燃料切れを招く虞がある。給油なしで実行できた作業が、再生運転が実行されたことによって、実行できなくなるかもしれない。つまり、再生運転の実行が、作業機会を奪う結果を招いてしまう。具体的には例えば、作業機のオペレータが、その日の内に終了した作業を翌日に回さざるを得なくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、再生運転が一定時間毎に行われる構成において、高速回転時を避けて再生運転を実行すると共に、燃料切れを招く場合には再生運転の実行を保留する、作業機搭載用排気ガス浄化システムの制御方法及び該作業機搭載用排気ガス浄化システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法であって、排気ガス浄化システムが、エンジンを制御する制御装置と、エンジンの回転数を所定回転数以上又は未満に設定する切換手段と、燃料タンク内における燃料量を検出する、燃料量検出手段と、を備えており、制御装置が実行する工程として、所定時間毎に、ディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を決定する、決定工程と、切換手段によってエンジンの回転数が所定回転数以上に設定されている間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する、第１保留工程と、燃料量検出手段によって燃料タンク内の燃料量が所定量未満であることが検出される間、決定工程において決定された再生運転の実行を保留する、第２保留工程と、を備えている。
【０００９】
第１発明は、好ましくは、構成（ａ）、（ｂ）を採用できる。
【００１０】
（ａ）切換手段が、作業機に作業を実行させるための動力伝達を接続又は遮断する作業クラッチである。
【００１１】
（ｂ）排気ガス浄化システムが、オペレータに給油を促すための警報装置を備えており、制御装置が実行する工程として、第２保留工程において再生運転の実行が保留されている間、警報装置を作動させる、給油喚起工程を備えている。
【００１２】
第２発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する作業機搭載用の排気ガス浄化システムであって、エンジンを制御する制御装置と、エンジンの回転数を所定回転数以上又は未満に設定する切換手段と、燃料タンク内における燃料量を検出する、燃料量検出手段と、を備えており、制御装置が、所定時間毎に、ディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を決定する、決定手段と、切換手段によってエンジンの回転数が所定回転数以上に設定されている間、決定手段によって決定された再生運転の実行を保留する、第１保留手段と、燃料量検出手段によって燃料タンク内の燃料量が所定量未満であることが検出される間、決定手段によって決定された再生運転の実行を保留する、第２保留手段と、を備えている。
【００１３】
第２発明は、好ましくは、構成（ｃ）、（ｄ）を採用できる。
【００１４】
（ｃ）切換手段が、作業機に作業を実行させるための動力伝達を接続又は遮断する作業クラッチである。
【００１５】
（ｄ）オペレータに給油を促すための警報装置を備えており、制御装置が、第２保留手段によって再生運転の実行が保留されている間、警報装置を作動させる、給油喚起手段を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明又は第２発明によれば、所定回転数以上の高速回転時を避けて再生運転が実行されると共に、燃料の残量が少ない場合には再生運転の実行が保留される。したがって、高速回転時に再生運転が実行されることによって、再生運転のために過剰な燃料が消費されることが防止される。また、再生運転の実行によって燃料切れが発生することを防止できる。
【００１７】
構成（ａ）又は（ｃ）によれば、回転数を切り換える手段として作業機に付属の作業クラッチを利用でき、コストアップを防止できる。
【００１８】
構成（ｂ）又は（ｄ）によれば、給油の必要性がオペレータに喚起される。したがって、燃料切れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】コンバインの平面図である。
【図３】排気ガス浄化システムを示すブロック図である。
【図４】排気ガス浄化システムの制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、コンバイン１の側面図である。図２は、コンバイン１の平面図である。コンバイン（作業機）１は、車台２、クローラ式走行装置３、刈取装置４、穀桿搬送チェーン（穀桿搬送装置）５、脱穀装置６、穀粒コンベア（穀粒搬送装置）７、グレンタンク８、穀粒排出オーガ（穀粒排出装置）９、排藁搬送チェーン（排藁搬送装置）１０、排藁カッター（排藁切断装置）１１、エンジン１２、及び運転部１３を備えている。
【００２１】
コンバイン１は、次のように作業を行う。コンバイン１は、クローラ式走行装置３の駆動により走行しながら、刈取装置４に穀桿を刈り取らせる。穀桿搬送装置５は、刈り取られた穀桿を脱穀装置６に搬送する。脱穀装置６は、穀桿から穀粒を脱穀する。穀粒コンベア７は、脱穀された穀粒をグレンタンク８に搬送する。グレンタンク８は、穀粒を貯蔵する。穀粒排出オーガ９は、必要に応じて、グレンタンク８に貯蔵された穀粒をコンバイン１の機外に排出する。排藁搬送チェーン１０は、脱穀後の穀桿である排藁を排藁カッター１１に搬送する。排藁カッター１１は、排藁を切断する。切断された排藁は、圃場内に排出される。
【００２２】
図３は、作業機搭載用排気ガス浄化システム１００を示すブロック図である。排気ガス浄化システム１００は、コンバイン１内に設けられている。図２において、排気ガス浄化システム１００は、エンジン１２、コントローラ（制御装置）１４、排気管１５、ＤＰＦ（ディーゼルパーティキュレートフィルター）１６、作業クラッチレバー１７、作業クラッチ２３、燃料タンク３０、燃料量検出センサ３１、及び警報装置４１を備えている。
【００２３】
コントローラ１４は、エンジン１２を制御する。
【００２４】
排気管１５は、エンジン１２に接続されており、エンジン１２からの排気ガスを大気中に排出する。排気管１５内には、ＤＰＦ１６が配置されている。
【００２５】
動力伝達機構２０が、コンバイン１に設けられている。動力伝達機構２０は、エンジン１２の出力を、走行系の装置に動力を供給する走行駆動軸２１と、作業系の装置に動力を供給する作業駆動軸２２とに、分配する。走行系の装置は、クローラ式走行装置３である。作業系の装置は、刈取装置４、穀桿搬送チェーン５、脱穀装置６、穀粒コンベア７、穀粒排出オーガ９、排藁搬送チェーン１０、及び排藁カッター１１を含んでいる。また、動力伝達機構２０は、作業クラッチ２３を備えている。作業クラッチ２３は、エンジン１２から作業駆動軸２２への動力伝達を接続又は遮断する装置である。
【００２６】
作業クラッチレバー１７は、作業クラッチ２３を作動させるための操作手段である。作業クラッチレバー１７は、運転部１３に設けられている。作業クラッチレバー１７による切換操作は、コントローラ１４に伝達される。このため、コントローラ１４は、作業クラッチレバー１７の切換操作に基づいて、作業クラッチ２３を作動させる。
【００２７】
燃料タンク３０は、コンバイン１の燃料を貯めるタンクである。燃料量検出センサ３１は、燃料タンク３０内の燃料量を検出する燃料量検出手段である。燃料量検出センサ３１は、例えば、液面レベル検出センサである。
【００２８】
警報装置４１は、コンバイン１のオペレータに給油を促すための装置である。警報装置は、本実施形態では、ブザー音声出力装置である。警報装置４１がオペレータに給油を促す手段であることを示す注意書きが、運転台１５上における該ランプの周辺に設けられている。このため、オペレータは、警報装置４１の作動の意味を理解できる。
【００２９】
図４は、排気ガス浄化システム１００の制御方法を示すフロー図である。コントローラ１４は、所定時間毎に、ＤＰＦ１６を再生する再生運転の実行を決定する。コントローラ１４は、タイマー機能を備えている。このため、コントローラ１４は、前回の再生運転の実行時点から現時点までの連続運転時間を計測できる。連続運転時間は、エンジン１２が運転された時間の合計を指している。所定時間は、例えば、１００時間である。連続運転時間が１００時間（所定時間）に到達すると、コントローラ１４は再生運転の実行を決定する。ステップＳ１（決定工程）は、コントローラ１４が再生運転の実行を決定したときを指している。再生運転の実行が決定されると、排気ガス浄化システム１００の制御が開始される。
【００３０】
ステップＳ１に続くステップＳ２において、コントローラ１４は、作業クラッチレバー１７の操作によって作業クラッチ２３が遮断されているか否かを確認する。
【００３１】
作業クラッチ２３の接続又は遮断は、エンジン１２の回転数に関係している。作業系の装置を駆動するためには、大きな動力を必要とする。このため、作業クラッチ２３が接続されている状態では、コントローラ１４は、エンジン１２の回転数を、所定回転数以上の回転数（作業用回転数）に保っている。一方、走行系の装置のみを駆動する場合は、大きな動力を必要としない。作業クラッチ２３が遮断されている状態では、コントローラ１４は、エンジン１２の回転数を、所定回転数未満の回転数（走行用回転数）に保っている。
【００３２】
再生運転は、燃費を考慮して、作業用回転数ではなく、走行用回転数又は走行用回転数以上作業用回転数未満の回転数において行われる。
【００３３】
本実施形態において、作業クラッチ２３の接続状況は、エンジン１２の回転数を検出するために利用されている。コントローラ１４は、作業クラッチ２３が接続されているとき、エンジン１２の回転数が作業用回転数に保たれていると認識する。コントローラ１４は、作業クラッチ２３が遮断されているとき、エンジン１２の回転数が走行用回転数に保たれていると認識する。
【００３４】
ステップＳ２において作業クラッチ２３が接続されている場合、ステップＳ２の処理が再度実行される。つまり、作業クラッチ２３が接続されている限り、ステップＳ２の処理が連続して実行される。繰り返し実行されるステップＳ２の処理は、再生運転の実行（ステップＳ５）を保留する第１保留工程である。
【００３５】
ステップＳ２において作業クラッチ２３が遮断されている場合、ステップＳ３の処理が実行される。ステップＳ３において、コントローラ１４は、燃料量が所定値未満か否かを確認する。
【００３６】
ステップＳ３において燃料量が所定値以上である場合、ステップＳ４の処理が実行される。ステップＳ４（実行工程）において、コントローラ１４は再生運転を実行する。コントローラ１４は、再生運転において、燃焼工程後に追加の燃料を噴射する。また、エンジン１２の回転数が、走行用回転数以上作業用回転数未満において高められても良い。ＤＰＦ１６に、高温の排気ガス及び燃料が供給されるので、ＤＰＦ１６において高温で燃焼反応が発生する。この結果、ＤＰＦ１６が再生される。
【００３７】
ステップＳ３において燃料量が所定値未満である場合、ステップＳ５の処理が実行される。ステップＳ５（給油喚起工程）において、コントローラ１４は、オペレータに給油を促すように、警報装置４１を作動させる。警報装置４１の作動によって発せられたブザー音によって、オペレータは、給油の必要性を認識できる。
【００３８】
ステップＳ５に続いて、ステップＳ２の処理が再度実行される。つまり、燃料量が所定値未満である限り、ステップＳ２、Ｓ３、及びＳ５の処理が繰り返し実行され、ステップＳ４（再生運転）の処理が実行されない。つまり、ステップＳ２、Ｓ３、及びＳ５のループ処理は、再生運転の実行（ステップＳ５）を保留する第２保留工程である。
【００３９】
本実施形態は、次の構成により、次の作用、効果を奏する。
【００４０】
排気ガス浄化システム１００が、コントローラ１４と、作業クラッチレバー１７（切換手段）と、燃料量検出センサ３１と、を備えている。コントローラ１４が実行する工程として、決定工程（ステップＳ１）、第１保留工程（ステップＳ２のループ）、及び第２保留工程（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５のループ）を備えている。コントローラ１４は、決定工程、第１保留工程、及び第２保留工程を実行するための決定手段、第１保留手段、及び第２保留手段を備えている。
【００４１】
このため、所定回転数以上の高速回転時を避けて再生運転が実行されると共に、燃料の残量が少ない場合には再生運転の実行が保留される。したがって、高速回転時に再生運転が実行されることによって、再生運転のために過剰な燃料が消費されることが防止される。また、再生運転の実行によって燃料切れが発生することを防止できる。
【００４２】
更に、エンジン１２の回転数を所定回転数以上又は未満に設定する切換手段が、作業クラッチ１７である。
【００４３】
このため、回転数を切り換える手段として作業機に付属の作業クラッチを利用でき、コストアップを防止できる。
【００４４】
更に、排気ガス浄化システム１００が、警報装置４１を備えている。コントローラ１４が実行する工程として、給油喚起工程（ステップＳ５）を備えている。コントローラ１４は、給油喚起工程を実行するための決定手段、給油喚起手段を備えている。
【００４５】
このため、給油の必要性がオペレータに喚起される。したがって、燃料切れを防止できる。
【００４６】
本実施形態は、次の変形構成を適用できる。
【００４７】
作業クラッチレバー１７は、エンジン１２の回転数を所定回転数以上又は未満に設定するための切換手段として、利用されている。当該切換手段は、作業クラッチレバー１７に限定されない。作業クラッチレバー１７に代えて、エンジン１２の回転数自体を操作するための操作手段を、前記切換手段として、設けても良い。
【００４８】
警報装置４１は、ブザー（音声出力装置）に限定されない。警報装置４１は、ディスプレイ（画像表示出力装置）、ランプ（光源）、及びブザー（音声出力装置）のいずれか又はこれらの組み合わせであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  コンバイン
１２  エンジン
１４  コントローラ（制御装置）
１７  作業クラッチ（切換手段）
３０  燃料タンク
３１  燃料量検出センサ（燃料量検出手段）
４１  警報装置
１００  作業機搭載用排気ガス浄化システム
【図１】
2011106418.tif 000003
【図２】
2011106418.tif 000004
【図３】
2011106418.tif 000005
【図４】
2011106418.tif 000006