(57)【要約】【課題】作業の途中でＤＰＦの再生を促すことができるＤＰＦの制御装置を提供する。【解決手段】エンジン４１からの排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ３１と、堆積した粒子状物質を除去してフィルタ３１を再生する再生手段３２と、を有するＤＰＦの制御装置２である。  そして、ＤＰＦの制御装置２は、エンジン４１によって回転される油圧ポンプ４７から供給される圧油で駆動される作業機と、フィルタ３１に堆積した粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段３３ａ，３３ｂと、堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段５６と、堆積量が所定の再生堆積量に達すると作業機による作業を所定の作業に制限する制御手段２０と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、堆積した粒子状物質を除去して前記フィルタを再生する再生手段と、を有するＤＰＦの制御装置であって、
前記エンジンによって回転される油圧ポンプから供給される圧油で駆動される作業機と、
前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段と、
前記堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段と、
前記堆積量が所定の再生堆積量に達すると前記作業機による作業を所定の作業に制限する制御手段と、を備えることを特徴とするＤＰＦの制御装置。
【請求項２】
前記作業機の制限された作業は、ブームを格納状態での前記ＤＰＦの再生を促す作業であることを特徴とする請求項１に記載のＤＰＦの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記作業機の制限された作業の実行前に、実行中の作業を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＤＰＦの制御装置。
【請求項４】
前記堆積量が所定の再生堆積量に達してからの経過時間を計測する計時機器をさらに備え、
前記制御手段は、前記経過時間が所定の待機時間になれば前記作業機による作業をさらに制限することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＤＰＦの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰＦの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンを搭載するクレーンなどの作業車には、排気ガスに含まれる粒子状物質であるＰＭ（Particulate matter）の量を低減するために、排気経路の途中にＤＰＦ（Diesel Particulate filter）を設置することが一般的である。
【０００３】
このＤＰＦに内蔵されたフィルタは、セラミック等によって多孔質のハニカム構造を形成しており、フィルタを通過するＰＭを多孔質の隔壁によって捕集することで、排気ガス中のＰＭの量を低減する。
【０００４】
したがって、ＰＭが蓄積されてくると多孔質の隔壁が目詰まりを起こし、排気抵抗が増加するようになる。そこで、多孔質の隔壁で捕集したＰＭを燃焼させることで除去する再生手段を備えるＤＰＦが普及するようになってきた。
【０００５】
再生手段は、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置によって圧縮上死点付近のメイン噴射より遅いタイミングでポスト噴射を行うことで、フィルタの触媒上で燃料を酸化反応させ、反応熱によってＰＭを燃焼させる。
【０００６】
ところが、この種の再生手段をクレーンなどの作業車に適用する場合、作業機の動力源としてもディーゼルエンジンを使用するため、再生手段によって自動的に再生が実行されるとディーゼルエンジンの回転数が急変して作業が不安定になるという問題があった。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１には、ＤＰＦと制御装置とを備え、ＰＴＯが作動状態にある条件下で制御装置から再生制御指令が出力されないように構成された排気浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１５０４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この特許文献１の排気浄化装置は、作業の実行中にＤＰＦの再生操作を禁止するため、ＰＴＯが作動状態にある条件が連続するとＤＰＦの再生が行えずに、ＰＭの堆積量が限界に達してＤＰＦが再生不能になるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、作業の途中でＤＰＦの再生を促すことができるＤＰＦの制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のＤＰＦの制御装置は、エンジンからの排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、堆積した粒子状物質を除去して前記フィルタを再生する再生手段と、を有するＤＰＦの制御装置であって、前記エンジンによって回転される油圧ポンプから供給される圧油で駆動される作業機と、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段と、前記堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段と、前記堆積量が所定の再生堆積量に達すると前記作業機による作業を所定の作業に制限する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明のＤＰＦの制御装置は、フィルタ及び再生手段を有するＤＰＦの制御装置であって、エンジンによって回転される油圧ポンプから供給される圧油で駆動される作業機と、フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段と、堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段と、堆積量が所定の再生堆積量に達すると作業機による作業を所定の作業に制限する制御手段と、を備えている。
【００１３】
このような構成によれば、粒子状物質の堆積量が増加して所定の再生堆積量に達すると作業が制限されることで、作業者に対して作業の途中でＤＰＦの再生を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ラフテレーンクレーンの全体構成を説明する側面図である。
【図２】実施例のＤＰＦの構成を説明する説明図である。
【図３】実施例のＤＰＦの制御装置の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】実施例のＤＰＦの制御装置の処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１６】
(ラフテレーンクレーンの構成)
まず、図１の側面図を用いて本実施例のＤＰＦの制御装置２を備えるラフテレーンクレーン１の全体構成を説明する。本実施例のラフテレーンクレーン１は、図１に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となるキャリア１０と、キャリア１０の四隅に配置されたアウトリガ１１，・・・と、キャリア１０に水平旋回自在に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、ブーム１４を起伏させる起伏シリンダ１５と、ブーム１４先端からワイヤ１６を介して吊下げられるフック１７と、操作レバーなどが配置されたキャビン１８と、を備えている。
【００１７】
ここで、旋回台１２、ブーム１４、ウインチ（不図示）などの作業機は、後述する図２に示すように、ディーゼルエンジン４１の回転動力を取り出すＰＴＯ（Power Take Off）４６によって回転する油圧ポンプ４７が発生する油圧によって駆動される。このため、ディーゼルエンジン４１の回転数の変化に伴って、これらの作業機の動作速度も変化することになる。
【００１８】
（ＤＰＦの制御装置の構成）
次に、図２を用いて本実施例のＤＰＦの制御装置２の構成を説明する。本実施例のＤＰＦの制御装置２は、ＤＰＦ３の基本的構成として、ディーゼルエンジン４１からの排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ３１と、フィルタ３１に堆積した粒子状物質を除去してフィルタ３１を再生する再生手段３２（図３も参照）と、を有している。
【００１９】
フィルタ３１は、セラミック等によって多孔質のハニカム構造に形成されており、マフラ４３内を通過する粒子状物質（以下、ＰＭ）を多孔質の隔壁によって捕集することで、排気ガス中のＰＭの量を低減する。
【００２０】
加えて、排気経路の途中にはフィルタ３１の上流側に、酸化触媒（不図示）が配置されているため、酸化されやすい一酸化炭素、炭化水素、粒子状物質等が酸化（燃焼）して除去される。
【００２１】
また、再生手段３２は、フィルタ３１を使用しながら再生できる連続再生方式のもので、上述の酸化触媒と、酸化触媒の温度を上昇させるポスト噴射を行う燃料噴射装置５０と、燃料噴射装置５０にポスト噴射を命令するコントローラ２０の燃料噴射制御部２５と、によって構成される（図３参照）。
【００２２】
そして、本実施例のＤＰＦの制御装置２は、フィルタ３１及び再生手段３２に加えて、再生手段３２を操作する手動の操作手段としての再生ボタン５４と、メータや安全に関する情報を表示する表示モニタ５５と、警告音及び音声を発するスピーカ５６と、フィルタ３１に堆積したＰＭの堆積量を検出する堆積量検出手段としての圧力センサ３３ａ，３３ｂと、堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段としての警告ランプ５３と、ディーゼルエンジン４１によって回転される油圧ポンプ４７から供給される圧油で駆動される作業機と、堆積量が所定の再生堆積量に達すると作業機による作業を制限する制御手段としてのコントローラ２０と、を備えている。
【００２３】
操作手段としての再生ボタン５４は、警告ランプ５３の点滅によって堆積量の増加を認識した作業者が、再生手段３２を作動させるために手動で操作するもので、キャビン１８内に配置されている。
【００２４】
表示モニタ５５は、制限された作業を実行しながらＤＰＦ３を再生する場合の残り作業時間を表示するもので、キャビン１８内に配置されている。残り時間は、実行中の作業による単位時間当りのＰＭの堆積量の値を求めたうえで、ＰＭの残り容量をこの値で除すことによって計算される。この単位時間当りのＰＭの堆積量は、計算の手間を省くためにあらかじめ実験によって定めることもできる。
【００２５】
報知手段としてのスピーカ５６は、フィルタ３１に堆積したＰＭが所定の再生堆積量に達すると警告音又は音声を発して再生を促すもので、キャビン１８内に配置されている。
【００２６】
この再生堆積量は、待機時間（後述）の間作業を継続し、引き続き作業を実行しても、途中でＤＰＦ３が損傷しないような値に設定される。したがって、待機時間を過ぎれば、作業に優先してＤＰＦ３を強制再生することが望まれる。
【００２７】
堆積量検出手段としての２つの圧力センサ３３ａ，３３ｂは、排気経路においてそれぞれマフラ４３の上流側の入口パイプ４４と下流側の出口パイプ４５の圧力を計測する。計測された圧力値はコントローラ２０に伝送される。
【００２８】
報知手段としての警告ランプ５３は、フィルタ３１に堆積したＰＭが所定の再生堆積量に達すると点滅して再生を促すもので、キャビン１８内に配置されている。
【００２９】
また、作業機は、ディーゼルエンジン４１の回転動力を取り出すＰＴＯ（Power Take Off）４６によって回転する油圧ポンプ４７が発生する油圧によって駆動される。作業機としては、具体的には、旋回台１２、ブーム１４、ウインチ（不図示）などがある。
【００３０】
さらに、制御手段としてのコントローラ２０は、汎用のマイクロコンピュータであり、ディーゼルエンジン４１を制御するエンジンコントローラ（ECU）としての機能の他に、後述するようにＰＭの堆積量が所定の再生堆積量に達すると作業機による作業を制限する制御手段としての機能を備えている。
【００３１】
（制御ブロックの構成）
次に、制御手段としてのコントローラ２０において実行される制御の内容を制御ブロックに分けて説明する。
【００３２】
本実施例のコントローラ２０は、図３に示すように、マフラ４３前後の圧力差に基づいて堆積量を演算する堆積量演算部２１、作業機による作業を制限する制限演算部２２、制限する作業を記憶する記憶部２３、燃料噴射装置５０に燃料噴射の量及びタイミングを命令する燃料噴射制御部２５、堆積量が所定の再生堆積量に達してからの経過時間を計測する計時機器としてのタイマ部２６、などを備えている。そして、コントローラ２０には、ラフテレーンクレーン１の転倒を防止する安全装置２４が接続されている。
【００３３】
堆積量演算部２１は、マフラ４３の上流側の圧力センサ３３ａでの圧力値とマフラ４３の下流側の圧力センサ３３ｂでの圧力値との圧力差に基づいて、フィルタ３１へのＰＭの堆積量を間接的に演算する。すなわち、ＰＭの堆積量が少なければ圧力差は小さくなり、ＰＭの堆積量が多ければ圧力差は大きくなるという関係から、実験データに基づいて両者の関係を表す近似式を作成しておくことで、圧力差に基づいてＰＭの堆積量を演算することができる。
【００３４】
制限演算部２２は、後述する図４に示すように、実測された堆積量と所定の再生堆積量の大小の判定（ステップＳ３）、格納姿勢になったか否かの判定（ステップＳ６）、計測された経過時間と所定の待機時間の大小の判定（ステップＳ７）、及びこれらの判定に関係する演算を行う。
【００３５】
記憶部２３は、所定の再生堆積量及び所定の待機時間を記憶する。ここで、所定の再生堆積量は、前述したとおり、所定の待機時間以内にＤＰＦ３を強制的に再生しなければＤＰＦ３が損傷に至る程度の堆積量である。
【００３６】
安全装置２４は、作業半径や転倒の安全率を計算する前提として、作業機の状態を演算しているため、本実施例のコントローラ２０も安全装置２４における演算結果である作業機の状態を用いる。すなわち、安全装置２４は、操作レバー６１〜６４、ブーム格納スイッチ６５等の操作に基づいて、実際の作業機の状態を演算する。
【００３７】
例えば、ブーム格納スイッチ６５がＯＮにされれば、ブーム格納状態であると認識する。一方、旋回操作レバー６１、起伏操作レバー６２、伸縮操作レバー６３、ウインチ操作レバー６４が操作されれば、その時点でのブーム１４の姿勢やフック１７の上下動を演算する。
【００３８】
さらに、安全装置２４は、操作レバー６１〜６４の操作に基づいて作業機を駆動する駆動手段として、旋回駆動手段７１、起伏駆動手段７２、伸縮駆動手段７３、ウインチ駆動手段７４、を備えている。
【００３９】
燃料噴射制御部２５は、制限演算部２２での演算結果に基づいて、燃料噴射装置５０に対してポスト噴射を命令する。すなわち、再生しない場合にはポスト噴射を命令せず、再生する場合にはポスト噴射を命令する。
【００４０】
計時機器としてのタイマ部２６は、内部クロック装置であり、制限演算部２２において経過時間と所定の待機時間の大小を判定できるように、堆積量が所定の再生堆積量に達した時点からの経過時間を計測する。
【００４１】
（作用）
次に、本実施例のＤＰＦの制御装置２の作用について、図３のブロック図及び図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
まず、圧力センサ３３ａ，３３ｂによってマフラ４３前後の圧力を検出し（ステップＳ１）、堆積量演算部２１は検出された圧力の差に基づいて関係式からＰＭの堆積量を演算する（ステップＳ２）。
【００４３】
つづいて、制限演算部２２は、記憶部２３に記憶された所定の再生堆積量と演算された堆積量との大小を比較する（ステップＳ３）。堆積量が再生堆積量以上となっている場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、スピーカ５６を通じて作業者に再生する必要があることを報知する（ステップＳ４）。例えば、ブザー音や「ＰＭの堆積量が増加しています、ブームを格納し、ＤＰＦを再生してください」などの音声によって作業者に知らせ、作業機による作業を所定の作業に制限する。このとき、作業機を一旦停止してＰＭの堆積量が多いことを作業者に知らせるようにしてもよい。また、ブーム１４に吊荷がなくブーム格納が可能な作業状態であれば、ブーム格納のみを許容するように作業を制限してもよい。一方、堆積量が再生堆積量未満の場合には（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ１に戻って圧力を取得し直す。
【００４４】
つづいて、タイマ部２６は、報知後の経過時間を計測するとともに（ステップＳ５）、制限演算部２２は、ブーム１４が格納姿勢になっているか否かを判定する（ステップＳ６）。ブーム１４が格納姿勢になっている場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、ＤＰＦ３を再生する（ステップＳ９）。一方、ブーム１４が格納姿勢になっていない場合には、待機時間の経過を待つ（ステップＳ５〜Ｓ７）。
【００４５】
そして、制限演算部２２は、記憶部２３に記憶された所定の待機時間と計測された経過時間との大小を比較する（ステップＳ７）。
【００４６】
経過時間が待機時間以上となっている場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、制限演算部２２は作業を制限する（ステップＳ８）。具体的には、実行中の作業を停止する。
【００４７】
経過時間が待機時間未満の場合には（ステップＳ７のＮＯ）、制限演算部２２は経過時間が待機時間以上になるまで待つ（ステップＳ５〜Ｓ７）。ここで、経過時間が待機時間に近づくに従い、実行中の作業の速度を通常よりも遅くして、ブーム格納とＤＰＦ再生を促してもよい。また、ブーム格納スイッチ６５が選択された場合には、ＤＰＦ再生を開始してもよい。
【００４８】
そして、作業が制限されたことによってＤＰＦ３の再生を指示された燃料噴射制御部２５は、燃料噴射装置５０に対してポスト噴射を命令することで、酸化触媒の温度を上昇させてフィルタ３１に堆積した粒子状物質を燃焼させる（ステップＳ９）。
（効果）
次に、本実施例のＤＰＦの制御装置２の有する効果を列挙して説明する。
【００４９】
（１）このように、本実施例のＤＰＦの制御装置２は、フィルタ３１及び再生手段３２を有するＤＰＦの制御装置２であって、ディーゼルエンジン４１によって回転される油圧ポンプ４７から供給される圧油で駆動される作業機と、フィルタ３１に堆積したＰＭの堆積量を検出する堆積量検出手段としての圧力センサ３３ａ，３３ｂと、堆積量が所定の再生堆積量に達したことを報知する報知手段としてのスピーカ５６と、堆積量が所定の再生堆積量に達すると作業機による作業を制限する制御手段としてのコントローラ２０と、を備えている。
【００５０】
このような構成によれば、ＰＭの堆積量が増加して所定の再生堆積量に達すると作業が制限されることで、ＤＰＦ３の再生を促すことができる。ここにおいて、制限された作業には、通常の作業に何らかの規制を加えて限定された作業、又は、通常の作業を停止することを含むものとする。
【００５１】
つまり、作業機による作業を完全には禁止せず、比較的軽微で一時的な制限を加えることで、作業を継続しにくくなるため、作業者はＤＰＦ３を再生することを希望するようになる。
【００５２】
（２）また、作業機の制限された作業は、ブームを格納状態でのＤＰＦ３の再生を促す作業であることで、作業を中止してブーム１４を格納した状態でのＤＰＦ３の再生を促すことができる。
【００５３】
（３）さらに、制御手段としてのコントローラ２０は、作業機の制限された作業の実行前に、実行中の作業を停止することで、ＰＭの堆積量が多いことを作業者に確実に気づかせることができる。
【００５４】
つまり、実行中の作業が、偶然に制限された作業に該当している場合には、そのままの状態で作業を継続できるため、作業者がＰＭの増加に気付かないおそれがある。そこで、実行中の作業を一時的に停止することで、作業者にＰＭの増加を確実に気付かせることができる。この場合、実行中の作業を停止させる際には、緩停止させることが好ましい。
【００５５】
（４）そして、堆積量が所定の再生堆積量に達してからの経過時間を計測する計時機器としてのタイマ部２６をさらに備え、制御手段としてのコントローラ２０は、経過時間が所定の待機時間になれば作業機による作業をさらに制限することを特徴とする。
【００５６】
すなわち、ＰＭの堆積量の増加を報知した後、待機時間が経過してもブーム１４が格納されない場合に、再生する意思がないものと擬制して作業を停止してＤＰＦ３の再生を強制することができる。
【００５７】
また、ＤＰＦ３を再生する意思があるにもかかわらず、堆積量が再生堆積量に達するとすぐに実行中の作業が制限されてしまい、作業しにくくなることを防止できる。
【００５８】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５９】
例えば、前記実施例では、ＤＰＦの制御装置２を搭載するラフテレーンクレーンについて説明したが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーン、カーゴクレーンなどの移動式クレーンや、高所作業車などにも本発明を適用できる。
【００６０】
また、前記実施例では、報知手段としてスピーカ５６を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、報知手段として警告ランプ５３又は表示モニタ５５を用いることもできる。
【００６１】
さらに、前記実施例では、計時機器としてのタイマ部２６がコントローラ２０の内部に配置される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、計時機器はコントローラ２０と別のものであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１          ラフテレーンクレーン
１４        ブーム
２          ＤＰＦの制御装置
２０        コントローラ（制御手段）
３          ＤＰＦ
３１        フィルタ
３２        再生手段
３３ａ，３３ｂ  圧力センサ（堆積量検出手段）
４１        ディーゼルエンジン（エンジン）
４３        マフラ
４６        ＰＴＯ
４７        油圧ポンプ
５０        燃料噴射装置
５４        再生ボタン
６１        旋回操作レバー
６２        起伏操作レバー
６３        伸縮操作レバー
６４        ウインチ操作レバー
６５        ブーム格納スイッチ
６６        ＥＳＰブーム格納スイッチ
【図１】
2012097680.tif 000003
【図２】
2012097680.tif 000004
【図３】
2012097680.tif 000005
【図４】
2012097680.tif 000006