(57)【要約】【課題】本発明は、作業車輌において、作業対象領域における作業を終了するまでに自動再生処理が始まるかを作業者に報知することで、作業者が作業計画を立て易くすることを課題とする。【解決手段】作業部（６）を駆動しながら走行している状態において、作業が終了するまでに要する所要移動距離を算出し、又は、作業が終了するまでに要する所要時間を算出し、ＰＭ堆積量推定手段により推定される粒子状物質の堆積量の移動平均から、ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量が予め設定された設定堆積量に到達するまでの再生猶予時間又は再生猶予距離を算出し、再生猶予時間が前記所要時間よりも大きいか、又は、前記再生猶予距離が所要移動距離よりも大きい場合に、当該作業中にＤＰＦ（１０）の自動再生処理が行われることを報知する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（７）からの排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ（１０）と、該ＤＰＦ（１０）内の温度を上昇させて粒子状物質を除去する自動再生処理を行う昇温手段と、ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段と、機体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、事前に設定された作業対象領域の面積と移動距離算出手段により算出される機体の移動距離と作業部（６）の作業幅とから前記作業対象領域中に残された未作業面積を自動的に算出する未作業面積算出手段とを備え、
作業部（６）を駆動しながら走行している状態において、前記未作業面積算出手段により算出された未作業面積（Ａｍ）と作業部（６）の作業幅から作業が終了するまでに要する所要移動距離を算出し、又は、前記未作業面積算出手段により算出された未作業面積（Ａｍ）と機体の走行速度と作業部（６）の作業幅から作業が終了するまでに要する所要時間を算出し、
前記ＰＭ堆積量推定手段により推定される粒子状物質の堆積量の移動平均から、ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量が予め設定された設定堆積量に到達するまでの再生猶予時間又は再生猶予距離を算出し、該再生猶予時間が前記所要時間よりも大きいか、又は、前記再生猶予距離が所要移動距離よりも大きい場合に、当該作業中にＤＰＦ（１０）の自動再生処理が行われることを報知するＤＰＦ再生報知手段を設けた作業車輌のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項２】
前記未作業面積算出手段は、前記作業部（６）を駆動した状態での移動経路によって閉領域が形成された場合に、作業部（６）の作業幅と作業車輌の移動経路とから閉領域内の未作業面積（Ａｍ）を算出する構成とした請求項１に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項３】
前記ＤＰＦ再生報知手段によって再生猶予時間又は再生猶予距離を通知する請求項１又は請求項２に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項４】
前記昇温手段によってＤＰＦ（１０）の自動再生処理が実行された状態においてＰＭ堆積量推定手段により検出される粒子状物質の堆積量が増加する場合に、前記設定堆積量よりも大きい手動再生堆積量に到達するまでの手動再生猶予時間又は手動再生猶予距離をＤＰＦ再生報知手段で報知する請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項５】
前記作業部（６）としての刈取装置と、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置を備えるコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車輌のＤＰＦ再生制御装置及びこの作業車輌のＤＰＦ再生制御装置を備えるコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバイン等の作業車輌は、ディーゼルエンジンが用いられ、その排気ガス浄化装置として、窒素酸化物を昇温させて吸着除去するＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）と、窒素酸化物に尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを窒素酸化物に反応させて窒素酸化物を無害な窒素に変えるＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）とにより構成した技術が特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、排気ガス通路に配置した酸化触媒コンバータ（以下、「ＤＯＣ」という）の酸化触媒の作用により排気ガス中のＮＯからＮＯ２を生成し、このＮＯ２を酸化材としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）で捕集した排気ガス中の黒煙などの粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、以下、「ＰＭ」という）を焼却除去する技術が特許文献２に記載されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、ＤＰＦで捕集したＰＭを焼却除去する再生処理は高温になるために、安全な再生処理場所まで移動する余裕を持って、移動タイミングの到来を報知する報知装置を設けた作業機械が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４５１０号公報
【特許文献２】特許２００６−９７６５２号公報
【特許文献３】特許２０１１−７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＰＦにＰＭが蓄積され続けると排圧上昇等のトラブルが生じるため、蓄積されたＰＭを適宜焼却除去してＤＰＦを再生する必要があり、ＰＭの堆積量が許容量を超えた状態でＰＭを燃焼すると、ＤＰＦが溶損したり焼損したりする可能性があるために、許容量を超える前にＤＰＦの焼却除去を行うことが必要である。そして、ＤＰＦの再生処理には、走行しながらＤＰＦを高温にしてＰＭの焼却を行う自動ＰＤＦ再生処理と走行を完全に停止してエンジンの燃料噴射を調整してＰＭの焼却を行う手動ＰＤＦ再生処理がある。
【０００７】
上記特許文献３に記載の技術では、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置測定装置の移動データで作業位置から再生処理場所までの実測所要時間又は実測距離を利用して安全な再生処理場所でのＤＰＦの再生処理に間に合うように戻り時期を予測して知らせるものであるが、この技術では、作業が完了するまでにＤＰＦの再生処理が実行されるかどうかを判定することはできない。
【０００８】
本発明は、作業車輌の作業対象領域の面積を自動的に認識して、その作業対象領域における作業を終了するまでに自動再生処理が始まるかを作業者に報知することで、作業者が作業計画を立て易くするし、収穫作業を能率的に行うことができる作業車輌を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、エンジン（７）からの排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ（１０）と、該ＤＰＦ（１０）内の温度を上昇させて粒子状物質を除去する自動再生処理を行う昇温手段と、ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量を推定するＰＭ堆積量推定手段と、機体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、事前に設定された作業対象領域の面積と移動距離算出手段により算出される機体の移動距離と作業部（６）の作業幅とから前記作業対象領域中に残された未作業面積を自動的に算出する未作業面積算出手段とを備え、作業部（６）を駆動しながら走行している状態において、前記未作業面積算出手段により算出された未作業面積（Ａｍ）と作業部（６）の作業幅から作業が終了するまでに要する所要移動距離を算出し、又は、前記未作業面積算出手段により算出された未作業面積（Ａｍ）と機体の走行速度と作業部（６）の作業幅から作業が終了するまでに要する所要時間を算出し、前記ＰＭ堆積量推定手段により推定される粒子状物質の堆積量の移動平均から、ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量が予め設定された設定堆積量に到達するまでの再生猶予時間又は再生猶予距離を算出し、該再生猶予時間が前記所要時間よりも大きいか、又は、前記再生猶予距離が所要移動距離よりも大きい場合に、当該作業中にＤＰＦ（１０）の自動再生処理が行われることを報知するＤＰＦ再生報知手段を設けた作業車輌のＤＰＦ再生制御装置とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記未作業面積算出手段は、前記作業部（６）を駆動した状態での移動経路によって閉領域が形成された場合に、作業部（６）の作業幅と作業車輌の移動経路とから閉領域内の未作業面積（Ａｍ）を算出する構成とした請求項１に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記ＤＰＦ再生報知手段によって再生猶予時間又は再生猶予距離を通知する請求項１又は請求項２に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置とする。
請求項４に記載の発明は、前記昇温手段によってＤＰＦ（１０）の自動再生処理が実行された状態においてＰＭ堆積量推定手段により検出される粒子状物質の堆積量が増加する場合に、前記設定堆積量よりも大きい手動再生堆積量に到達するまでの手動再生猶予時間又は手動再生猶予距離をＤＰＦ再生報知手段で報知する請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記作業部（６）としての刈取装置と、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車輌のＤＰＦ再生制御装置を備えるコンバインとする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、コンバイン等の作業車輌を操縦して作業を行う作業者は、作業終了よりも早い段階でＤＰＦ１０の自動再生処理が行われて作業能率が低下することを知ることができ、自動再生処理が行われる場合は、それに応じて作業計画を変更することができるので、収穫作業を能率的に行うことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明による効果に加えて、機体の移動軌跡から自動的に未作業面積（Ａｍ）を算出して自動的にＤＰＦ再生報知手段で作業終了までにＤＰＦ（１０）の再生処理が行われて出力低下が生じるかを作業者に報知することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明による効果に加えて、再生処理が始まって作業能率が低下するまでの余裕を知って、詳細な作業計画を立てることができ、収穫作業を更に能率的に行うことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の発明による効果に加えて、再生条件が良好でなく、ＤＰＦ（１０）の自動再生処理ではＰＭの焼却が充分でない場合に、走行を停止して行う手動再生処理までの手動再生猶予時間または手動再生猶予距離を作業者が把握し、手動再生を行う場所まで安全に移動できる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、コンバインの収穫作業を能率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】排気管の拡大平面図である。
【図３】コンバインのエンジン搭載状態を示す側面図である。
【図４】コンバインのエンジン搭載状態を示す平面図である。
【図５】自動制御のブロック図である。
【図６】自動ＰＤＦ再生の報知制御フローチャート図である。
【図７】自動ＰＤＦ再生の報知制御フローチャート図である。
【図８】コンバインの一部拡大正断面図である。
【図９】本機モニタの正面図である。
【図１０】フロントパネルの正面図である。
【図１１】コンバインの作業形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、左右とはコンバイン側から前方に向かって左と右をいうものとする。
図1はコンバインの側面図を示し、クローラ走行装置１を装備した走行車台２の前部右側にキャビン３を搭載し、このキャビン３の後部にグレンタンク４を搭載し、該グレンタンク４の左側に脱穀装置５を搭載している。走行車台２の前側には刈取装置（作業部）６を昇降可能に装着し、この刈取装置６で刈り取った穀稈をキャビン３の左側に設ける穀稈搬送装置で脱穀装置５に搬送する。
【００２０】
エンジン７は、キャビン３の下部で走行車台２に搭載し、その前部排気管８をＤＯＣ９の上部に繋ぎ、ＤＯＣ９からＤＰＦ１０を通してＤＰＦ１０の後下部から後方の地面に向けて後部排気管１１から排気ガスを排出する。後部排気管１１の後部には排気管冷却装置１２を装着している。この排気管冷却装置１２は、後部排気管１１の外周に設ける吸気口１２aから後部排気管１１を囲んで排気口１２ｂ側に空気を誘導し、後部排気管１１の外周に螺旋状に形成した誘導フィン１１aで空気を後部排気管１１の周囲で旋回させながら後方へ送って後部排気管１１から地面に吹き出す排気ガスを冷却する。
【００２１】
ＤＯＣ９とＤＰＦ１０の配置位置は、左側の脱穀装置５と右側のグレンタンク４の間で、かつピッチング油圧シリンダ１３の左側で、走行車台２の左右及び前後の中央に位置して、キャビン３内の操縦席から離れている。このようなＤＰＦ１０の位置は、脱穀装置５のトウミが吸い込む空気を暖めて収穫する穀粒を乾燥する効果がある。
【００２２】
図８は、ＤＰＦ１０の取付構造を示し、受バンド６４にＤＰＦ１０を載せて前後二か所の締め付けバンド６５を受バンド６４にボルト６７に締め付けて取り付けている。締め付けバンド６５には取手６６を設けて、締め付けバンド６５及びＤＰＦ１０の取り外しが容易に出来るようにしている。なお、締め付けバンド６５をＤＰＦ１０に固着すると、さらに取り外しが容易になる。
【００２３】
なお、ピッチング油圧シリンダ１３は、クローラ走行装置１の左右高さを調整する油圧シリンダである。
ＤＰＦ１０は、フィルターで捕集した排気ガス中の黒煙などの粒子状物質（ＰＭ）が所定量以上になるとポスト噴射によって燃焼させる再生処理を自動的に行うが、走行速度が一定速度以下であると、一定箇所に高温の排気ガスが排出されて排藁に着火する危険性がある。
【００２４】
そして、ＤＰＦ１０の再生処理には、作業走行しながらＤＰＦ１０を高温にしてＰＭの焼却を行う自動ＰＤＦ再生処理と、安全な場所で走行を完全に停止してエンジンの燃料噴射を調整してＰＭの焼却を行う手動ＰＤＦ再生処理がある。
【００２５】
上記の自動ＰＤＦ再生処理は、エンジン７の出力低下を招き、収穫作業の効率が低下して作業時間が長引くので、収穫作業中に再生処理が行われるかどうかを作業者に報知するために、次の制御を行っている。
【００２６】
図５に自動制御のブロック図を示している。
本機コントローラ１５に入力するデータ信号は、スピン旋回スイッチ１６のオン・オフ信号と、刈取・脱穀スイッチ１７のオン・オフ信号と、ＨＳＴ開度センサ１９の開口信号と、移動速度検出手段としての車速センサ２０による機体の走行速度と、オーガ排出スイッチ２１のオン・オフ信号と、駐車ブレーキスイッチ２５のオン・オフ信号と、麦・米切換スイッチ６２のオン・オフ信号と、ＧＰＳデータ６３としてＧＰＳからの信号で検出する機体の現在位置データである。
【００２７】
本機コントローラ１５から出力する制御信号は、脱穀クラッチモータ３０へのオン・オフ出力信号と、刈取クラッチモータ３１へのオン・オフ出力信号と、オーガクラッチモータ３２へのオン・オフ出力信号と、ＨＳＴポンプ比例弁３７である。
【００２８】
エンジンコントローラ３８に入力するデータ信号は、水温センサ３９のラジエータ水温と、ブースト温度センサ４０の排気温度と、ブースト圧センサ４１の排気圧と、エンジン回転センサ４２のエンジン出力軸の回転数と、アクセル開度センサ４３のアクセル開度と、燃料温度センサ４４の燃料温度と、コモンレール圧力センサ４５のコモンレール圧と、エアフローメータ４６の吸気量とＤＰＦ差圧センサ４７のＤＰＦの吸排気圧力差（ＤＰＦ前側圧力センサ４７ＡとＤＰＦ後側圧力センサ４７Ｂの圧力差）と、ＤＯＣ入口温度センサ４８のＤＯＣ入口温度と、ＤＰＦ入口温度センサ４９のＤＰＦ入口温度と、ＤＰＦ出口温度センサ５０のＤＰＦ出口温度である。
【００２９】
エンジンコントローラ３８から出力するする制御信号は、インジェクションノズル５１への噴射信号と、ＤＰＦインジケータ５２へのＤＰＦの詰まり情報と、ＤＰＦ手動再生スイッチ５３へのオン信号と、吸気スロットル５４の吸気絞り信号で、本機モニタ５５にＤＰＦ情報５６と、水温５７と、負荷５８と、グロー温度５９と、オイルプレシャー６０と、エンジン回転数６１が送られて表示する。
【００３０】
ＰＭ堆積量推測手段は、エンジンコントローラ３８が取得するＤＰＦ差圧センサ４７のＤＰＦの吸排気圧力差からＰＭの堆積量を推測し、走行開始のＰＭ堆積量と走行距離から読み取るＰＭ堆積推移グラフのデータで、現在のＰＭの堆積量を推測する。
【００３１】
移動距離算出手段は、前記車速センサ２０から入力されるパルス信号と駆動輪の単位回転量あたりの移動距離を元に移動距離を算出する。この移動距離は、ＧＰＳによる位置情報から算出するようにしてもよい。
【００３２】
また、未刈面積検出手段（未作業面積算出手段）は、図１１に示すとおり、本機コントローラ１５が取得するＧＰＳからの地図データで、コンバインＣの移動軌跡Ｔｋがが圃場の周囲を回刈りして閉ループを描くとその閉ループを作業圃場として認識し、閉ループ内の領域から刈取装置６の作業幅におけるＧＰＳの通信装置の位置よりも未刈側に張出した分の面積を減じて未刈面積（未作業面積）Ａｍを積分により算出する。すなわち、事前に作業圃場の形状や面積が入力されていなくても回刈り作業により移動軌跡Ｔｋが閉ループを描くと未刈領域を算出できる。
【００３３】
また、未刈面積算出手段は、予め入力された作業圃場の面積と走行距離算出手段により算出される機体の移動距離と、作業部６の作業幅とから未刈面積Ａｍを算出するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、コンバインの作業開始は刈取・脱穀スイッチ１７を入れることで検出する。
図６は、一つの圃場を収穫作業するに、収穫作業中に自動ＰＤＦ再生（ＤＰＦ１０の温度を上昇させてＰＭを焼却する制御で、エンジン出力が低下して作業能率が低下する。）があるかどうかを作業者に知らせる自動ＤＰＦ再生通知制御である。この自動ＤＰＦ再生通知制御は作業見通しを立てるのに利用することができる。
【００３５】
前記のＰＭ堆積量推測手段でＤＰＦ１０のＰＭ堆積状況を推定し、回刈り等、コンバインの移動軌跡によって閉領域が形成された場合に未刈面積Ａｍ検出手段によって未刈地の面積を算出する。そして、この閉領域が形成された段階でのＤＰＦ１０のＰＭ堆積量を推定し、外周移動中の移動距離算出手段によって移動距離を算出し、前記作業面積算出手段により算出された未刈面積Ａｍと移動距離算出手段により算出された移動距離と刈取装置６の作業幅とから、作業圃場の収穫が終了するまでに要する作業所要時間（所要移動時間）又は作業所要距離（所要移動距離）を算出し、前記未刈面積Ａｍと前記移動距離と外周移動中のＰＭ堆積量の変化量から粒子状物質の堆積量が予め設定された設定堆積量に到達するまでの再生猶予時間又は再生猶予距離を算出し、再生猶予時間が前記作業所要時間より大きい場合か、又は、再生猶予距離が作業所要距離より大きい場合は、ＤＰＦ再生報知手段としての本機モニタ５５のＤＰＦ情報５６に何分後の作業中に自動ＰＤＦ再生が始まることを表示して作業者に通知する。なお、未刈面積Ａｍは、作業者が手動で入力するようにしても良い。
【００３６】
図７は、作業中の自動ＤＰＦ再生が出来ない場合の制御で、前記のＰＭ堆積量推測手段で自動ＤＰＦ再生が行われるかを判断し、現在の作業状態で自動ＤＰＦ再生を行える条件(外気温が低すぎなくてＤＰＦ１０の温度上昇が可能)であるかを判断し、条件を満たせば自動ＤＰＦ再生を実行して、再生途中では再生状況を本機モニタ５５のＤＰＦ情報５６に表示しながら再生が終了すると自動再生の終了をＤＰＦ情報５６に表示する。
【００３７】
また、外気温が低すぎて自動ＤＰＦ再生が出来なければ、自動再生の出来ない原因（外気温が低い等）及びその原因に対する対処方法（安全な場所への移動等）をＤＰＦ情報５６に表示して通知し、さらに現状のままであると走行を停止して手動ＤＰＦ再生処理を行わなければならなくなるまでの手動再生猶予時間をＤＰＦ情報５６に表示して通知する。
【００３８】
なお、作業中に自動ＤＰＦ再生が始まると、エンジン７のトルク設定を低くし、変速レバーによる車速低下を速くし車速増加を緩やかにし、自動での車速低下を大きくすることで、急激なエンジン回転の低下を防止して安定した自動ＤＰＦ再生が行われる。
【００３９】
また、収穫物選択手段としての麦・米切換スイッチ６２を麦に切り換えると、自動ＤＰＦ再生が始まるブースト温度センサ４０の温度を高く切り換えることで、軽負荷による自動ＤＰＦ再生の繰り返しを少なくする。
【００４０】
図９は、本機モニタ５５を示し、その表示部５５ａにＤＰＦ情報５６を表示するのであるが、ＤＰＦの再生中は「ＤＰＦ自動再生中」の表示を繰り返し表示し、さらに、フロントパネル６８に設けるＤＰＦランプ６９を点灯し、さらにアラームランプ７０を点滅してＤＰＦ１０が高温になっていることも注意を促す。なお、表示部５５ａへの表示は、「マフラー排気温度が高温になります。」や「停止時には十分注意してください。」と交互に表示しても良い。また、再生処理の進行状態をバー表示のランプを順次点灯することで表示すれば進行状態が分かり易い。
【００４１】
ＤＰＦ手動再生スイッチ５３はフロントパネルの側部で作業者の膝近くや座席後方の電装品ボックス内に設け、受動再生時にも前記の表示部５５ａへの警告表示を行う。
【符号の説明】
【００４２】
６    作業部（刈取装置）
７    エンジン
１０  ＤＰＦ
５６  収穫物選択手段（麦・米切換スイッチ）
Ａｍ  未刈面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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