JP2011014003A - 排気浄化装置の管理システム、排気浄化装置の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管理者の管理負担を軽減できる排気浄化装置の管理システムを提供する。
【解決手段】 サーバー１０において、基準設定部１１は、基準堆積量と基準額とを予め定める。第１算定部１２は、基準堆積レベルに対する返却時の堆積レベルの割合を基準額に乗じてメンテナンス費を算定する。記憶部１３は、エンジン稼働時間と再生作動回数と減額係数テーブルとを記憶し、第２算定部１４は、減額係数テーブルに基づき減額係数を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費に減額係数を乗じ、減額後のメンテナンス費を算定する。第３算定部１５は、メンテナンス保証金額からメンテナンス費の額を差し引いた払い戻し金額を算定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は排気浄化装置の管理システムに係わり、特に、フィルタにより排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化するとともに、適宜フィルタに捕集した粒子状物質を焼却除去し、フィルタを再生させる排気浄化装置の管理システムに関する。

油圧ショベル等の建設機械はその駆動源としてディーゼルエンジンを搭載しているが、このディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭとする）の排出量は、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ等とともに年々規制が強化されてきている。このような規制に対して、ＰＭをディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ）と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置では、フィルタのＰＭ堆積量が増加してくるとフィルタは目詰まりを起こしてゆき、そのことによりエンジンの排圧が上昇し、燃費の悪化等を誘発するため、フィルタに捕集したＰＭを適宜燃焼してフィルタの目詰まりを除去し、フィルタを再生している。

フィルタの再生は、通常、酸化触媒を用いることにより行われる。酸化触媒はフィルタの上流側に配置される場合と、フィルタに直接担持される場合と、その両方の場合とがあるが、いずれの場合も酸化触媒を活性化するためには、排気ガスの温度が酸化触媒の活性温度よりも高くなければならず、そのために排気ガス温度を強制的に酸化触媒の活性温度よりも高い温度に上昇させる強制再生と呼ばれる技術がある。この強制再生には、エンジンの筒内主噴射後の膨張行程において燃料を噴射する副噴射（後噴射）を行って排気ガスを昇温する手法、排気管に設けた再生用燃料噴射装置により排気管を流れる排気ガス中に燃料を噴射して排気ガスを昇温する手法等がある。

また、これらの強制再生を開始するための条件としてフィルタのＰＭ堆積量（捕集量）を推定し、そのＰＭ堆積量が予め設定したＰＭの堆積限界値に到達したときに再生を行うようにしている。その場合、フィルタの前後差圧を検出し、この差圧の検出値に基づいてＰＭ堆積量を演算することにより求めるのが一般的である。フィルタの強制再生には自動的に再生を開始する自動再生と、オペレータの操作入力により再生を開始する手動再生とがある。

自動再生では、排気浄化装置の制御部はＰＭ堆積量の取得信号を入力し、ＰＭ堆積量が閾値を超えたと判断すると、再生を開始する指令信号を出力する。これにより排気浄化装置は自動的に再生を開始し、所定時間経過するか、焼却除去によりＰＭ堆積量が所定値以下になったと判断すると、再生を停止する。

しかし、寒冷地などで排気ガス温度が活性温度よりも高くならなかったり、自動再生の途中でエンジンが停止したり、使用状況によっては自動再生をおこなっても良好に燃焼除去できずＰＭが堆積する場合もある。このような場合、オペレータの操作入力により再生を開始する手動再生をおこなう技術が提案されている（特許文献1）。手動再生では、排気浄化装置の制御部はＰＭ堆積量の取得信号を入力し、ＰＭ堆積量が閾値を超えたと判断すると、再生を促す警告信号を出力する。オペレータは警告表示を見て再生スイッチを操作する。排気浄化装置の制御部は操作信号を入力し、再生を開始する指令信号を出力する。

特開２００３−１５５９１４号公報

ところで、近年、油圧ショベルなどの建設機械の稼動実態は、レンタル業者が大量購入して、必要に応じ土木工事等を行う顧客に貸与する形態が主流になっている。この場合、顧客であるオペレータが再生スイッチを操作し、手動再生をおこなう。オペレータの適切な使用により、フィルタに捕集されたＰＭは焼却除去される。油圧ショベルの使用後は、顧客はレンタル業者に返却する。管理者であるレンタル業者は油圧ショベルのメンテナンスをした後、次の顧客に貸与する。返却時にフィルタのＰＭ堆積がほとんどなければ、レンタル業者は排気浄化装置について簡単なメンテナンスのみで済む。

しかし、オペレータが手動再生の警告表示をうっかり見落としたり、余分な燃料消費を嫌がったり、手動再生の重要性を軽視したり、様々の理由によって、手動再生の警告表示がされても手動再生がおこなわれない場合もある。その結果、返却時にフィルタのＰＭが多量に堆積すると、ＰＭを除去するメンテナンス作業が必要となり、作業面、時間面での管理負担が増大する。費用面でもメンテナンス費用が発生するばかりでなく、レンタル回転が悪化することにより収入減となる。最悪の場合、フィルタのＰＭが限界を超えて堆積し、排気浄化装置が故障し、修理や交換が必要な可能性もある。

すなわち、オペレータが排気浄化装置を適切に使用しないと、作業面、時間面、費用面での管理者の管理負担が増大する。

本発明の目的は、管理者の管理負担を軽減できる排気浄化装置の管理システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、このフィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去してフィルタを再生する再生装置と、この再生装置を作動させる操作手段とを備えた排気浄化装置の管理システムにおいて、前記排気浄化装置が搭載される車両は、管理者から使用者に貸与されたのち使用者から管理者に返却されるものであり、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得手段と、前記堆積量取得手段により取得された返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金手段とを備えるものとする。

このように返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金手段を備えることにより、返却時にフィルタのＰＭが多量に堆積している場合、管理者は返却時の堆積量に応じてメンテナンスに掛かる費用を確実に確保でき、費用面での管理負担を軽減できる。一方、使用者は、課金されるメンテナンス費を減額しようと、ＰＭ堆積量を少なくするように努める結果、返却時のＰＭ堆積量は少量となり、作業面、時間面での管理負担を軽減できる。すなわち、管理者の管理負担を軽減できる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記課金手段は、基準堆積量とこの基準堆積量に対応するメンテナンス費の基準額を予め定める基準設定部と、前記基準堆積量を表す値に対する前記返却時の堆積量を表す値の割合を基準額に乗じてメンテナンス費を算定する第１算定部とを有するものとする。

これにより、管理システムは、返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金することができる。すなわち、返却時のＰＭ堆積量が多量であれば、課金されるメンテナンス費は多額になり、返却時のＰＭ堆積量が少量であれば、課金されるメンテナンス費は低額になる。

（３）上記（１）において、好ましくは、貸与から返却までの前記車両のエンジン稼働時間と、前記操作手段による前記再生装置の再生作動回数とを記憶する記憶部をさらに備え、前記課金手段は、前記記憶部に記憶されたエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じてメンテナンス費を減額する第２算定部とを有するものとする。

寒冷地など使用状況によっては、警告表示に従って手動再生をおこなう適切な使用をしても、ＰＭが堆積することもある。適切な使用をした使用者と不適切な使用をした使用者を同等に扱い、同額を課金するのは不合理である。再生作動回数に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇する。その結果、使用者は適切な使用をするように努め、返却時のＰＭ堆積量は少量となり、管理者の管理負担を軽減できる。

また、適切な使用をしていても、長時間エンジンを稼動させていると、不可避的にＰＭが堆積することもある。適切な使用をした使用者と不適切な使用をした使用者を同等に扱い、同額を課金するのは不合理である。エンジン稼働時間に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇する。その結果、使用者は適切な使用をするように努め、返却時のＰＭ堆積量は少量となり、管理者の管理負担を軽減できる。

（４）上記（２）において、好ましくは、前記基準堆積量は、該基準堆積量を超える量の粒子状物質がフィルタに堆積すると、排気浄化装置の破損が生じる限界量であるものとする。

これにより限界量を超えＰＭが堆積することはなく、排気浄化装置の破損を防止することができる。その結果、排気浄化装置の修理が必要になる最悪の事態を避け、ＰＭを除去するメンテナンス作業のみで済み、作業面での管理負担を軽減できる。

（５）上記（２）において、好ましくは、前記基準堆積量は、排気浄化装置の破損が生じる限界量より少ない許容上限量であるものとする。

これにより許容上限量を超えＰＭが堆積することはなく、排気浄化装置の破損をより確実に防止することができる。その結果、排気浄化装置の修理が必要になる最悪の事態を避け、ＰＭを除去するメンテナンス作業のみで済み、作業面での管理負担を軽減できる。

（６）上記（２）において、好ましくは、前記基準額は、貸与時に使用者から預かったメンテナンス保証金の額であり、前記課金手段は、このメンテナンス保証金額からメンテナンス費の額を差し引いた払い戻し金額を算定する第３算定部を有するものとする。

このように管理者がメンテナンス保証金を貸与時に使用者から預かることにより、管理者はメンテナンスに掛かる費用を確実に確保でき、費用面での管理負担を軽減できる。また、使用者はメンテナンス保証金からメンテナンス費を差し引いた払い戻し金を受け取ることにより、手動再生の重要性を認識し、使用者は適切な使用をするように努め、結果として作業面、時間面での管理負担を軽減できる。

（７）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、このフィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去してフィルタを再生する再生装置と、この再生装置を作動させる操作手段とを備えた排気浄化装置の管理方法において、前記排気浄化装置が搭載される車両は、管理者から使用者に貸与されたのち使用者から管理者に返却されるものであり、前記車両返却時に前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得ステップと、前記堆積量取得ステップで取得した返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金ステップとを具備するものとする。

本発明によれば、管理者は返却時の堆積量に応じてメンテナンスに掛かる費用を確実に確保でき、一方、使用者は課金されるメンテナンス費を減額しようと適切な使用をするように努める結果、返却時のＰＭ堆積量を少量にでき、これにより管理者の管理負担を軽減できる。

また、排気浄化装置の破損をより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係わる排気浄化装置の管理システムの全体構成を示す図である。 排気浄化装置の管理システムの課金手段を示す機能ブロック図である。 減額係数テーブルの一例を示す図である。 サーバーに接続するモニタに表示される課金画面の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

〜構成〜
図１は本発明の一実施形態に係わる排気浄化装置の管理システムの全体構成を示す図である。

本実施形態の排気浄化装置の管理システムは、排気浄化装置３０を管理するものであり、排気浄化装置３０は建設機械（例えば油圧ショベル）に搭載されている。油圧ショベルはディーゼルエンジン１を搭載し、このエンジン１は電子式の燃料噴射制御装置である電子ガバナ１ａを備えている。エンジン１の目標回転数はエンジンコントロールダイヤル２により指令され、エンジン１の実回転数は回転数検出装置３により検出される。エンジンコントロールダイヤル２の指令信号及び回転数検出装置３の検出信号はコントローラ４に入力され、コントローラ４はその指令信号（目標回転数）と検出信号（実回転数）とに基づいて電子ガバナ１ａを制御し、エンジン１の回転数とトルクを制御する。また、エンジン１の始動停止指令装置としてキースイッチ５が設けられ、キースイッチ５の指令信号もコントローラ４に入力され、コントローラ４はそのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいてエンジン１の始動及び停止を制御する。

排気浄化装置３０は、エンジン１の排気系を構成する排気管３１に配置され、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ３２及びフィルタ３２の上流側に配置された酸化触媒３３を含むＤＰＦ装置３４と、フィルタ３２の上流側と下流側の前後差圧（フィルタ３２の圧力損失）を検出する差圧検出装置３６と、フィルタの上流側に設置され、排気ガスの温度を検出する排気温度検出装置３７と、再生スイッチ３８と、排気管３１のエンジン１とＤＰＦ装置３４との間に設けられた再生用燃料噴射装置３９とを備えている。

コントローラ４は、差圧検出装置３６及び排気温度検出装置３７の検出信号を入力し、それらの入力信号と上述した回転数検出装置３及びキースイッチ５からの入力信号に基づいてフィルタ再生演算処理を行い、その演算結果に応じて電子ガバナ１ａ及び再生用燃料噴射装置３９を制御する。また、コントローラ４は、回転数検出装置３、キースイッチ５、差圧検出装置３６、排気温度検出装置３７の各種信号が示す情報やコントローラ４のフィルタ再生演算処理の結果情報を表示信号として表示装置６に送り、それら情報を表示装置６の表示画面に表示させる。表示装置６は油圧ショベルの運転席に設置されている。

ここで、フィルタ再生について説明する。フィルタ再生には自動的に再生を開始する自動再生と、オペレータの操作入力により再生を開始する手動再生とがある。フィルタ３２のＰＭ堆積量が増加するにしたがってフィルタ３２の前後差圧は上昇する。コントローラ４は、差圧検出装置３６の検出したフィルタの前後差圧からフィルタのＰＭ堆積量を推定し、自動再生では、ＰＭ堆積量が第１閾値を超えたと判断すると、再生を開始する指令信号を再生用燃料噴射装置３９に出力する。

再生用燃料噴射装置３９は、排気ガス温度上昇狙いの燃料噴射（予備噴射）を行い、次いで、排気温度検出装置３７により検出した排気ガス温度が所定の温度まで上昇したことが確認されると、ＰＭ燃焼狙いの燃料噴射（本噴射）を行う。排気ガス温度上昇狙いの燃料噴射とは、排気管３１内に燃料噴射を行うことで排気管を通過する排気ガスの熱によって燃料を燃焼させ、排気ガスの温度を酸化触媒３３の活性温度よりも高い温度まで上昇させることであり、強制再生を行うための噴射である。ＰＭ燃焼狙いの燃料噴射とは、排気管３１内に燃料噴射を行うことで排気管内で未燃燃料を酸化触媒３３に供給し、その未燃燃料を酸化触媒３３によって酸化させ、そのときに得られる反応熱をフィルタ３２に送り込み、フィルタ３２に堆積したＰＭを焼却除去することである。

しかし、使用状況によっては自動再生をおこなっても良好に燃焼除去できずＰＭが堆積する場合もある。このような場合、オペレータの操作入力により再生を開始する手動再生をおこなう。手動再生では、コントローラ４は、ＰＭ堆積量が第２閾値を超えたと判断すると、再生を促す警告信号を表示装置６に出力する。オペレータは表示装置６に表示された警告表示を見て再生スイッチ３８を操作する。コントローラ４は、操作信号を入力し、再生を開始する指令信号を再生用燃料噴射装置３９に出力する。なお、自動再生を優先的におこなうように、第２閾値は第１閾値より高めに設定されている。

油圧ショベルは無線通信装置７を搭載しており、後述するエンジン稼動時間、手動再生による再生作動回数、ＰＭ堆積量などのコントローラ４内の情報は無線通信装置７を介し管理者であるレンタル会社のサーバー１０へ無線で送信される。また、サーバー１０からの指示情報は無線通信装置７を介しコントローラ４に送信される。

図２は本実施形態に係わる排気浄化装置の管理システムの課金手段を示す機能ブロック図である。

サーバー１０の処理機能は、基準設定部１１と、第１算定部１２と、記憶部１３と、第２算定部１４と、第３算定部１５とを備えている。

基準設定部１１は、基準堆積量とこの基準堆積量に対応するメンテナンス費の基準額を予め定める。

ところで、所定堆積量を超える量の粒子状物質がフィルタに堆積すると、排気浄化装置の破損が生じる。このときのＰＭ堆積量を限界量と呼び、この限界量より少ない許容上限量(例えば、限界量の８〜９割)を基準堆積量とする。本実施形態では、限界量を３．０ｇ／Lとし、許容上限量を２．５ｇ／Lとする。なお、ＰＭ堆積量が基準堆積量を超えると、排気浄化装置３０の破損を防止するため、エンジン１の稼動は停止される。また、場合によっては限界量を基準堆積量としてもよい。

基準額は、基準堆積量に対応するメンテナンス費の予定金額である。排気浄化装置の破損が生じた場合、修理が必要となるが、予想される平均的な修理費用に基づいて基準額を定める。また、基準額は後述するメンテナンス保証金の額に相当する。本実施形態では、基準額を３０万円とする。

第１算定部１２は、基準堆積レベルに対する返却時の堆積レベルの割合を基準額に乗じてメンテナンス費を算定する。基準堆積レベルは基準堆積量に相当する値である。例えば、堆積量に応じて堆積レベルを６段階でレベル分けした場合、基準堆積レベルはレベル５となる。ＰＭ堆積量はコントローラ４から無線通信装置７を介し管理会社のサーバー１０へ入力される。取得したＰＭ堆積量はレベル０〜レベル５のいずれかにレベル分けされる。レベル０を０．０〜０．１ｇ／Lの範囲とし、レベル１を０．１〜０．５ｇ／Lの範囲とし、レベル２を０．５〜１．０ｇ／Lの範囲とし、レベル３を１．０〜１．５ｇ／Lの範囲とし、レベル４を１．５〜２．０ｇ／Lの範囲とし、レベル５を２．０〜２．５ｇ／Lの範囲とする。

記憶部１３は、油圧ショベル貸与から返却までのエンジン稼働時間と、再生スイッチ３８による再生用燃料噴射装置３９の再生作動回数と、エンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数を定める減額係数テーブルを記憶する。エンジン稼働時間と再生作動回数はコントローラ４から無線通信装置７を介し管理会社のサーバー１０へ入力される。なお、上述の通り、ＰＭ堆積量は第１算定部１２に直接入力されているが、記憶部１３を介して第１算定部１２に入力されてもよい。

第２算定部１４は、記憶部１３に記憶されたエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じてメンテナンス費を減額する。減額係数テーブルに基づきエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費に減額係数を乗ずる。

図３は減額係数テーブルの一例を示す図である。エンジン稼働時間に応じて５つのテーブルが形成され、各テーブルには再生作動回数に応じて減額係数が記述されている。減額係数が小さくなればなるほど、メンテナンス費は減額される。

寒冷地など使用状況によっては、警告表示に従って手動再生をおこなう適切な使用をしても、ＰＭが堆積することもある。適切な使用をした使用者と不適切な使用をした使用者を同等に扱い、同額を課金するのは不合理である。再生作動回数に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇するように、減額係数は設定されている。

また、適切な使用をしていても、長時間エンジンを稼動させていると、不可避的にＰＭが堆積することもある。適切な使用をした使用者と不適切な使用をした使用者を同等に扱い、同額を課金するのは不合理である。エンジン稼働時間に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇するように、減額係数は設定されている。

第３算定部１５は、メンテナンス保証金額からメンテナンス費の額を差し引いた払い戻し金額を算定する。メンテナンス保証金額は前述した基準額に相当し、基準設定部１１から入力される。メンテナンス保証金は管理者が貸与時に使用者から預かるものである。払い戻し金は、管理者が返却時に使用者に払い戻すものである。

以上において、差圧検出装置３６とコントローラ４とは、フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得手段を構成し、サーバー１０の、基準設定部１１、第１算定部１２、記憶部１３、第２算定部１４、第３算定部１５の処理機能は、堆積量取得手段により取得された返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金手段を構成する。

〜動作〜
このように構成された本実施形態の動作を説明する。

まず、油圧ショベルのレンタル回転について説明する。レンタル会社は油圧ショベルを顧客である使用者（オペレータ）に貸与する。使用者は油圧ショベルを使用し、使用後、レンタル会社に返却する。管理者であるレンタル会社は、油圧ショベルのメンテナンスをした後、次の顧客に貸与する。このように、油圧ショベルは、貸与、使用、返却、メンテナンス、貸与の順でレンタル回転する。

管理者は、貸与前に油圧ショベルのメンテナンスをする。したがって、フィルタ３２のＰＭ堆積は全くない状態で貸与される。またエンジン稼働時間と再生作動回数はリセットされ０となる。貸与時に、管理者は、手動再生の重要性、操作方法、課金システムについて使用者に説明するとともに、メンテナンス保証金を使用者から預かる。このように管理者がメンテナンス保証金を貸与時に使用者から預かることにより、管理者は確実にメンテナンスに掛かる費用を確保でき、費用面での管理負担を軽減できる。

使用者が油圧ショベルを使用すると、フィルタ３２にＰＭが徐々に堆積する。堆積したＰＭは、自動再生により適宜焼却除去されるが、良好に除去されない場合もあり、表示装置６には手動再生を促す警告表示が表示される。オペレータは警告表示を見て再生スイッチ３８を操作する。これにより、手動再生がおこなわれる。コントローラ４は、再生スイッチ３８からの操作信号を入力して再生用燃料噴射装置３９を作動した再生作動回数をカウントし、キースイッチ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号を入力してエンジン稼働時間の累計を算定し、差圧検出装置３６から検出信号を入力してフィルタ３２のＰＭ堆積量を推定し、適宜、無線通信装置７を介しこれらの情報を管理会社のサーバー１０へ送信する。

以下、課金に係る動作を（１）〜（４）の事例に場合分けをして説明する。

事例（１）：図４Ａは、サーバー１０に接続するモニタ１０aに表示される課金画面の一例を示す図である。８時間／日、２０日間／月稼動の設定でレンタル期間６ヶ月間、適切な使用した事例を示す。適切な使用とは、オペレータが警告表示に従って再生スイッチ３８を操作し、手動再生をおこなうことをいう。

貸与時の堆積レベルはレベル０であり、アワメータは１０００時間である。返却時の堆積レベルはレベル２であり、アワメータは１９６０時間であり、エンジン稼働時間は９６０時間（８時間×２０日×６ヶ月）である。レンタル期間に、自動再生は２００回おこなわれ、オペレータ（使用者）による手動再生は２５回行われている。

サーバー１０において、基準設定部１１は、基準堆積量（２．５ｇ／L、レベル５に相当）と、基準額（３０万円）とを予め定める。第１算定部１２は、基準堆積レベル（レベル５）に対する返却時の堆積レベル（レベル２）の割合（２／５）を基準額（３０万円）に乗じてメンテナンス費（１２万円）を算定する。記憶部１３は、エンジン稼働時間（９６０時間）と、再生作動回数（２５回）を記憶する。第２算定部１４は、減額係数テーブル（図３参照）に基づきエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数（０．５）を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費（１２万円）に減額係数（０．５）を乗じ、減額後のメンテナンス費（６万円）を算定する。第３算定部１５は、メンテナンス保証金額（３０万円）からメンテナンス費の額（６万円）を差し引いた払い戻し金額（２４万円）を算定する。メンテナンス保証金額（３０万円）、メンテナンス費の額（６万円）、払い戻し金額（２４万円）がサーバー１０のモニタ１０aに表示される。

これにより、管理者は返却時の堆積量に応じてメンテナンスに掛かる費用の一部（６万円）を確実に確保でき、費用面での管理負担を軽減できる。使用者は、課金されるメンテナンス費を減額しようと、適切な使用をするように努めた結果、返却時のＰＭ堆積量は後述する比較例（４）に比べ少量となる（レベル４→レベル２）。

油圧ショベル返却後、管理者であるレンタル業者は次の顧客に貸与するため油圧ショベルのメンテナンスをする。返却時のフィルタのＰＭ堆積が少量となるので、作業面、時間面での管理負担を軽減できる。

使用者は、後述する比較例（４）に比べ多額の払い戻し金額（６万円→２４万円）を受け取る。これにより、使用者は手動再生の重要性を認識し、適切な使用をするように益々努める。

事例（２）：図４Ｂは、８時間／日、２０日間／月稼動の設定でレンタル期間６ヶ月間、適切な使用した事例の課金画面を示す。返却時の堆積レベルはレベル３であり、エンジン稼働時間は９６０時間（８時間×２０日×６ヶ月）である。レンタル期間に、自動再生は２５０回おこなわれ、オペレータによる手動再生は３５回行われている。

サーバー１０において、基準設定部１１は、基準堆積量と基準額（３０万円）を定める。第１算定部１２は、基準堆積レベル（レベル５）に対する返却時の堆積レベル（レベル３）の割合（３／５）を基準額（３０万円）に乗じてメンテナンス費（１８万円）を算定する。記憶部１３は、エンジン稼働時間（９６０時間）と、再生作動回数（３５回）を記憶する。第２算定部１４は、減額係数テーブル（図３参照）に基づきエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数（０．４）を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費（１８万円）に減額係数（０．４）を乗じ、減額後のメンテナンス費（７．２万円）を算定する。第３算定部１５は、メンテナンス保証金額（３０万円）からメンテナンス費の額（７．２万円）を差し引いた払い戻し金額（２４．６万円）を算定する。メンテナンス保証金額（３０万円）、メンテナンス費の額（５．４万円）、払い戻し金額（２２．８万円）がサーバー１０のモニタ１０aに表示される。

寒冷地など使用状況によっては、警告表示に従って手動再生をおこなう適切な使用をしても、ＰＭが堆積することもある。本事例では、事例（１）とエンジン稼働時間は同じなのに、堆積レベルはレベル２からレベル３に増加している。これは、寒冷地での使用など使用状況の差異に起因するものであり、自動再生の回数が増加（２００回→２５０回）するに伴って、オペレータは手動再生の回数も増加（２５回→３５回）させている。すなわち、オペレータは適切な使用をするように努めたものと思われる。再生作動回数に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇するようにする。本事例では、事例（１）に比べて堆積レベルが増加しているにもかかわらず、メンテナンス費（６万円→７．２万円）も払い戻し金（２４万→２２．８万円）も同額程度であり、使用者にとって過度の負担増とならないよう優遇されている。

これにより、使用者は使用状況の如何にかかわらず手動再生の重要性を常に認識し、適切な使用をするように益々努める。その結果、再生に適していない使用状況であってもＰＭの堆積を可能な限り抑制でき、管理負担を軽減できる。

事例（３）：図４Ｃは、８時間／日、２０日間／月稼動の設定でレンタル期間１年間、適切な使用した事例の課金画面を示す。返却時の堆積レベルはレベル３であり、エンジン稼働時間は１９２０時間（８時間×２０日×１２ヶ月）である。レンタル期間に、自動再生は４００回おこなわれ、オペレータによる手動再生は４５回行われている。

サーバー１０において、基準設定部１１は、基準堆積量と基準額（３０万円）を定める。第１算定部１２は、基準堆積レベル（レベル５）に対する返却時の堆積レベル（レベル３）の割合（３／５）を基準額（３０万円）に乗じてメンテナンス費（１８万円）を算定する。記憶部１３は、エンジン稼働時間（１９２０時間）と、再生作動回数（４５回）を記憶する。第２算定部１４は、減額係数テーブル（図３参照）に基づきエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数（０．３）を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費（１８万円）に減額係数（０．３）を乗じ、減額後のメンテナンス費（５．４万円）を算定する。第３算定部１５は、メンテナンス保証金額（３０万円）からメンテナンス費の額（５．４万円）を差し引いた払い戻し金額（２４．６万円）を算定する。メンテナンス保証金額（３０万円）、メンテナンス費の額（５．４万円）、払い戻し金額（２４．６万円）がサーバー１０のモニタ１０aに表示される。

適切な使用をしていても、長時間エンジンを稼動させていると、不可避的にＰＭが堆積することもある。本事例では、事例（１）に比べてエンジン稼働時間は２倍となっており、堆積レベルはレベル２からレベル３に増加している。しかし、適切な使用により、堆積レベルの増加を可能な限り抑制したと考えることもできる。エンジン稼働時間に応じてメンテナンス費を減額することにより、適切な使用をした使用者を優遇するようにする。本事例では、事例（１）に比べて堆積レベルが増加しているにもかかわらず、メンテナンス費（６万円→５．４万円）も払い戻し金（２４万→２４．６万円）も同額程度である。

これにより、使用者は長期間の使用であっても手動再生の重要性を継続的に認識し、適切な使用をするように益々努める。その結果、長期間の使用であってもＰＭの堆積を可能な限り抑制でき、管理負担を軽減できる。

比較例（４）：図４Ｄは、８時間／日、２０日間／月稼動の設定でレンタル期間６ヶ月間、不適切な使用した比較例の課金画面を示す。返却時の堆積レベルはレベル４であり、エンジン稼働時間は９６０時間（８時間×２０日×６ヶ月）である。レンタル期間に、自動再生は２４０回おこなわれ、オペレータによる手動再生は８回行われている。

サーバー１０において、基準設定部１１は、基準堆積量と基準額（３０万円）を定める。第１算定部１２は、基準堆積レベル（レベル５）に対する返却時の堆積レベル（レベル４）の割合（４／５）を基準額（３０万円）に乗じてメンテナンス費（２４万円）を算定する。記憶部１３は、エンジン稼働時間（９６０時間）と、再生作動回数（８回）を記憶する。第２算定部１４は、減額係数テーブル（図３参照）に基づきエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じて減額係数（１．０）を定め、第１算定部１２で算定したメンテナンス費（２４万円）に減額係数（１．０）を乗じ、減額せずメンテナンス費（２４万円）を算定する。第３算定部１５は、メンテナンス保証金額（３０万円）からメンテナンス費の額（２４万円）を差し引いた払い戻し金額（６万円）を算定する。メンテナンス保証金額（３０万円）、メンテナンス費の額（２４万円）、払い戻し金額（６万円）がサーバー１０のモニタ１０aに表示される。

比較例では、事例（１）とエンジン稼働時間は同じなのに、堆積レベルはレベル２からレベル４に増加している。これは、オペレータの不適切な使用に起因するものと思われる。つまり、オペレータは手動再生を８回しかしていない。また、その結果堆積レベルが増加したため自動再生の回数は増加（２００回→２４０回）している。このように、不適切な使用により堆積レベルが増加した場合は、より多額のメンテナンス費（６万円→２４万円）を課金する。

〜効果〜
以上のように構成した本実施の形態によれば、下記の効果が得られる。

返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金することにより、管理者は返却時の堆積量に応じてメンテナンスに掛かる費用を確実に確保でき、費用面での管理負担を軽減できる。一方、使用者は、課金されるメンテナンス費を減額しようと、ＰＭ堆積量を少なくするように努める結果、返却時のＰＭ堆積量は少量となり、管理者の作業面、時間面での管理負担を軽減できる。

また、適切な使用をしていても、不可避的にＰＭが堆積することもある。このような場合でも、適切な使用をした使用者を優遇することにより、使用者は手動再生の重要性を認識し、適切な使用をするように益々努める。その結果、ＰＭの堆積を可能な限り抑制でき、管理負担を軽減できる。

なお、ＰＭ堆積量が基準堆積量を超えると、エンジン１の稼動を停止することにより、排気浄化装置３０の破損を防止することができる。

また、使用者が適切な使用をするように努めることは、結果として排気浄化装置３０の破損を防止することにもなり、排気浄化装置３０の長寿命化を図る事ができる。

〜変形例〜
以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明はそれらの実施形態に制限されるものではなく、本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。以下にその変形例を列挙する。

１．上記実施形態では、堆積レベル、メンテナンス保証金額、メンテナンス費の額、払い戻し金額などの情報を示す課金画面を、サーバー１０のモニタ１０aのみに表示するが、さらに油圧ショベルの運転席に設置されている表示装置６にも表示するとよい。

この場合、レンタル会社のサーバ１０の課金画面に表示される情報は、無線通信装置７を介しコントローラ４に送信される。コントローラ４は、課金画面を表示装置６に表示する。このとき、返却時のみだけでなく、随時間欠的に課金画面を表示すると尚良い。

オペレータ（使用者）は随時間欠的に課金画面を確認する事により、適切な使用により優遇されメンテナンス費が減額されていることを常時認識できる。これにより、オペレータは手動再生の重要性を随時認識し、適切な使用をするように益々努める。その結果、ＰＭの堆積を可能な限り抑制でき、管理負担を軽減できる。

２．上記実施形態では、課金手段を構成する基準設定部１１、第１算定部１２、記憶部１３、第２算定部１４、第３算定部１５の処理機能は、レンタル会社のサーバ１０に備えられているが、油圧ショベルのコントローラ４に備えられていてもよい。

この場合、コントローラ４は、課金画面を表示装置６に表示する。このとき、返却時のみだけでなく、随時間欠的に課金画面を表示すると尚良い。表示装置６の課金画面に表示される情報は、無線通信装置７を介しレンタル会社のサーバ１０に送信され、モニタ１０aにも表示する。これにより、第１変形例と同じ効果が得られる。

１ ディーゼルエンジン
１ａ 電子ガバナ
２ エンジンコントロールダイヤル
３ 回転数検出装置
４ コントローラ
５ キースイッチ
６ 表示装置
７ 無線通信装置
１０ サーバー
１０ａ モニタ
１１ 基準設定部
１２ 第１算定部
１３ 記憶部
１４ 第２算定部
１５ 第３算定部
３０ 排気浄化装置
３１ 排気管
３２ フィルタ
３３ 酸化触媒
３４ ＤＰＦ装置
３６ 差圧検出装置
３７ 排気温度検出装置
３８ 再生スイッチ
３９ 再生用燃料噴射装置

Claims (7)

1. エンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、このフィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去してフィルタを再生する再生装置と、この再生装置を作動させる操作手段とを備えた排気浄化装置の管理システムにおいて、
   前記排気浄化装置が搭載される車両は、管理者から使用者に貸与されたのち使用者から管理者に返却されるものであり、
   前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得手段と、
   前記堆積量取得手段により取得された返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金手段とを備えることを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
2. 請求項１記載の排気浄化装置の管理システムにおいて、
   前記課金手段は、
   基準堆積量とこの基準堆積量に対応するメンテナンス費の基準額を予め定める基準設定部と、
   前記基準堆積量を表す値に対する前記返却時の堆積量を表す値の割合を基準額に乗じてメンテナンス費を算定する第１算定部とを有することを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
3. 請求項１記載の排気浄化装置の管理システムにおいて、
   貸与から返却までの前記車両のエンジン稼働時間と、前記操作手段による前記再生装置の再生作動回数とを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記課金手段は、
   前記記憶部に記憶されたエンジン稼働時間と再生作動回数とに応じてメンテナンス費を減額する第２算定部とを有することを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
4. 請求項２記載の排気浄化装置の管理システムにおいて、
   前記基準堆積量は、該基準堆積量を超える量の粒子状物質がフィルタに堆積すると、排気浄化装置の破損が生じる限界量であることを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
5. 請求項２記載の排気浄化装置の管理システムにおいて、
   前記基準堆積量は、排気浄化装置の破損が生じる限界量より少ない許容上限量であることを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
6. 請求項２記載の排気浄化装置の管理システムにおいて、
   前記基準額は、貸与時に使用者から預かったメンテナンス保証金の額であり、
   前記課金手段は、
   このメンテナンス保証金額からメンテナンス費の額を差し引いた払い戻し金額を算定する第３算定部を有することを特徴とする排気浄化装置の管理システム。
7. エンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、このフィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去してフィルタを再生する再生装置と、この再生装置を作動させる操作手段とを備えた排気浄化装置の管理方法において、
   前記排気浄化装置が搭載される車両は、管理者から使用者に貸与されたのち使用者から管理者に返却されるものであり、
   前記車両返却時に前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得ステップと、
   前記堆積量取得ステップで取得した返却時の堆積量に応じてメンテナンス費を課金する課金ステップとを具備することを特徴とする排気浄化装置の管理方法。
   

Images