JP2021008715A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス処理装置の故障に起因して内燃機関が停止した場合であっても排気処理装置の修理後に作業機関の再稼働を容易に行うことができる作業機械を提供する。【解決手段】機体と、走行体と、作業機関と、内燃機関と、排ガス浄化装置と、コントローラと、を備えた作業機械において、排ガス浄化装置の異常を検出する排ガス浄化異常検出部を有し、コントローラは、排ガス浄化異常検出部によって検出される情報に基づいて排ガス浄化装置が異常か否かを判定する排ガス浄化異常判定部と、作業機関の稼働態様を選択する稼働態様選択部と、作業機関を制御する作業制御部と、を含み、稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定するとき（Ｓ１０）、作業機関の供給側から順に停止または動作速度を遅くすることを選択し（Ｓ２０、Ｓ３０）、作業制御部は稼働態様に応じて作業機関を制御する（Ｓ７０、Ｓ９０）。【選択図】図３

Description

本発明は作業機械に係り、特に排ガス浄化装置を搭載することによる弊害を是正する技術に関する。

一般的に、供給された材料を加工等して排出する作業装置を備えた自走式の作業機械においては、作業装置や走行体の稼働に利用するポンプを駆動するべく、軽油を燃焼することで稼働するディーゼルエンジンが搭載されている。

このディーゼルエンジンは、軽油を燃焼する際に窒素化合物であるＮＯｘを生成するため、排ガス中に含まれるＮＯｘを除去することが課題となっている。
そこで、排ガスに尿素水溶液（尿素水）等の還元剤を噴射してＮＯｘを除去するＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）装置やＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置等の排気処理装置を作業機械に搭載する技術が開発されている（特許文献１）。

国際公開第２０１６／１１０９５５号公報

ところで、作業装置は、材料を加工している途中で停止すると、装置内に材料が残留するような場合が考えられる。このように作業装置が停止してから再稼働するまでの間に材料が固化する等により、再稼働する際の作業装置にかかる負担が増大する虞や、再稼働させるために作業装置内に残留する材料を排出する作業が生じる虞がある。

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、排気処理装置が故障したような場合、それに伴いエンジンが停止することで作業装置が停止する場合については何ら考慮されておらず、さらなる改善の余地があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気処理装置（排ガス処理装置）の故障に起因してエンジン（内燃機関）が停止した場合であっても排気処理装置の修理後に作業装置（作業機関）の再稼働を容易に行うことができる作業機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の作業機械は、機体を走行させる走行体と、供給側から材料を取り入れ、前記材料を加工し、前記加工がされた材料を排出側に排出する作業機関と、前記作業機関の駆動力を生成する内燃機関と、前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、コントローラと、を備えた作業機械において、前記排ガス浄化装置の異常を検出する排ガス浄化異常検出部を有し、前記コントローラは、前記排ガス浄化異常検出部によって検出される前記排ガス浄化装置の異常に関する情報に基づいて前記排ガス浄化装置が異常か否かを判定する排ガス浄化異常判定部６０と、前記作業機関の稼働態様を選択する稼働態様選択部と、前記作業機関を制御する作業制御部と、を含み、前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定するとき、前記作業機関の前記供給側から順に停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択し、前記作業制御部は前記稼働態様に応じて前記作業機関を制御することを特徴とする。

これにより、排ガス浄化異常判定部が排ガス浄化装置の異常を判定するとき、作業機関の供給側から順に停止または動作速度を遅くすることで、内燃機関から排出される排ガスを浄化することができず作業機関が停止したときに作業機関に材料が残留することを軽減することが可能とされる。

その他の態様として、前記作業機関は、前記材料を加工する加工装置と、前記材料を前記供給側から前記加工装置に取り入れる供給装置と、前記加工装置によって加工がされた材料を前記排出側に排出する排出装置と、を有し、前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定するとき、前記供給装置の停止または動作速度を遅くした後に前記加工装置を停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択するのが好ましい。

これにより、排ガス浄化異常判定部が排ガス浄化装置の異常を判定するとき、供給装置の停止または動作速度を遅くした後に加工装置を停止または動作速度を遅くすることで、材料を加工装置に取り入れないようにしまたは取り入れられる材料の量を減らしてから加工装置を停止または動作速度を遅くすることが可能とされる。

その他の態様として、前記稼働態様選択部は、前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する際、前記作業機関のうち最も稼働に負荷を必要とする装置より前記供給側の動作速度を遅くする稼働態様を選択するのが好ましい。

これにより、作業機関のうち最も稼働に負荷を必要とする装置より供給側の動作速度を遅くすることで、最も稼働に負荷を必要とする装置に残留する材料の量を軽減することが可能とされる。

その他の態様として、前記稼働態様選択部は、前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する際、前記内燃機関の出力を低下させ、該出力の低下度合いに従って前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択するのが好ましい。

これにより、作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する際、内燃機関の出力を低下させ、該出力の低下度合いに従って作業機関の動作速度を遅くすることで、内燃機関が消費する燃料の消費量を低減させるとともに排ガスの排出量を低減させてＮＯｘ等の排出量を低減することが可能とされる。

その他の態様として、前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定してから経過した時間に応じて前記作業機関の前記供給側から順に停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択するのが好ましい。

これにより、排ガス浄化異常判定部が排ガス浄化装置の異常を判定してから経過した時間に応じて作業機関の供給側から順に停止または動作速度を遅くすることで、材料が作業機関に残留することを良好に抑制しつつ作業機関が作動することで内燃機関が消費する燃料の消費量を良好に低減させることが可能とされる。

その他の態様として、前記材料は、土砂であり、前記加工装置は、前記土砂に土質改良材を添加するために供給する土質改良材供給装置と、前記土質改良材と前記土砂とを混合する混合機と、を含むのが好ましい。

これにより、排ガス浄化装置に異常が発生したとき、供給装置の停止または動作速度を遅くした後に、土砂に土質改良材を添加するために供給する土質改良材供給装置と土質改良材と土砂とを混合する混合機とを含む加工装置を停止または動作速度を遅くすることで、土砂が混合機に残留することや、土質改良材供給装置によって土砂に土質改良材が過剰に供給されることを抑制することが可能とされる。

本発明の作業機械によれば、排ガス浄化異常判定部が排ガス浄化装置の異常を判定するとき、作業機関の供給側から順に停止または動作速度を遅くしたので、内燃機関から排出される排ガスを浄化することができず作業機関が停止したときに作業機関に材料が残留することを軽減することができる。これにより、排気処理装置（排ガス処理装置）の故障に起因してエンジン（内燃機関）が停止した場合であっても排気処理装置の修理後に作業装置（作業機関）の再稼働を容易に行うことができる。

作業機械の側面図である。 作業機械の制御に係るコントローラの接続構成がブロック図である。 コントローラが実行する、第１実施形態に係る稼働態様判定制御の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第１作動態様における作業機関制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第１警告態様における警告制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第２作動態様における作業機関制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第２警告態様における警告制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第３警告態様における警告制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 コントローラが実行する、第２実施形態に係る稼働態様判定制御の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第３作動態様における作業機関制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。 第４作動態様における作業機関制御部の制御手順のルーチンを示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、図面に基づき本発明の第１実施形態について説明する。
図１を参照すると、作業機械１の側面図が示されている。作業機械１は、供給側から供給された土砂（材料）１０１に固化材（土質改良材）１０２を混合させることで硬度等を調整した改良土（加工がされた材料）１０４を生成し、排出側に排出する所謂自走式土質改良機である。

この作業機械１は、機体２、走行体３、駆動機関４及び作業機関５を備えている。機体２は、作業機械１の本体であり、下部に設けられた例えばクローラ式の走行体３によって走行することが可能である。駆動機関４は、走行体３の駆動力や後述する作業機関５の駆動力を生成する機関であり、エンジン（内燃機関）６及び油圧ポンプ７を有している。

エンジン６は、図示しない燃料タンクに貯留された軽油を燃焼して稼働することで駆動力を生成する内燃機関である。油圧ポンプ７は、エンジン６によって生成された駆動力により稼働する作動油用の油圧式のポンプであり、図示しない斜板の傾転角を制御することで作動油の吐出量を調整することが可能である。

この油圧ポンプ７は、走行体３や後述する作業機関５の各装置に、図示しない油圧ホースや開閉弁によって構成された開回路によって作動油を流通可能に接続されている。したがって、各開閉弁を開閉制御することで、走行体３や作業機関５の各装置を適宜制御することができる。以下、説明の便宜上、各開閉弁の開閉度合いに応じて駆動を制御する装置については、開閉弁の説明はせず、各装置を直接的に制御するものとして説明する。

作業機関５は、供給装置１１、加工装置１３及び排出装置１５を有しており、供給装置１１から供給される土砂を加工装置１３によって加工し、排出装置１５から排出することが可能な機関である。

供給装置１１は、機体前後方向前側、すなわち供給側に設けられた装置であり、土砂ホッパ２１、土砂フィーダ２３、揺動ゲート２５及び均しローラ２７を含んでいる。土砂ホッパ２１は、供給装置１１の上側に形成され、例えば油圧ショベル１００から供給される土砂１０１を仮受けすることが可能なホッパである。

土砂フィーダ２３は、土砂ホッパ２１の下側に配設されるコンベヤであり、土砂ホッパ２１が仮受けした土砂１０１を機体前後方向後方、すなわち加工装置１３に向かって搬送することが可能である。揺動ゲート２５は、土砂フィーダ２３の機体上下方向上方であって、土砂ホッパ２１より後側、すなわち排出側に配設された可動壁である。この揺動ゲート２５は、土砂フィーダ２３の上方に位置しており、揺動ゲート２５の下端より上側の土砂１０１を土砂ホッパ２１に押し戻すようにして土砂１０１を必要量だけ切り出すことが可能である。

均しローラ２７は、土砂フィーダ２３の機体上下方向上方であって、揺動ゲート２５より後側、すなわち排出側に配設され、揺動ゲート２５によって切り出された土砂１０１の上表面の凹凸に追従して上下動しつつ土砂１０１の上表面に倣って回転する加圧ローラである。これにより、均しローラ２７を通過する土砂１０１は、均しローラ２７の自重により所定の力で適度に加圧されるため、嵩密度を均一にすることができる。

加工装置１３は、機体前後方向中央に設けられた装置であり、固化材ホッパ３１、固化材フィーダ（土質改良材供給装置）３３及び混合室３５を含んでいる。固化材ホッパ３１は、機体前後方向中央の上側に配設され、例えば生石灰等の固化材１０２を貯留することが可能なタンクである。

固化材フィーダ３３は、固化材ホッパ３１の下側に配設されたスクリュであり、回転することで固化材ホッパ３１の下側に位置する固化材１０２を固化材フィーダ３３の下方に排出することが可能である。これにより、固化材フィーダ３３は、土砂フィーダ２３によって供給側から加工装置１３に向かって搬送される土砂１０１に固化材１０２を添加するために供給することで、混合土１０３を生成することができる

混合室３５は、固化材フィーダ３３の下方であって土砂フィーダ２３の排出側下方に配設された筐体である。この混合室３５は、供給側上端に土砂フィーダ２３から混合土１０３を取り入れる取り入れ口が形成されている。また、混合室３５には、パドルミキサ（混合機）３７が配設されており、パドルミキサ３７を駆動することで混合室３５に取り入れられた混合土１０３をむらなく混ぜ合わせ、改良土１０４を生成するとともに、混合室３５の供給側から排出側に向かって移動させ、下方に排出することが可能である。ここで、パドルミキサ３７は、混合土１０３をかき混ぜる作業をするため、作業機関５のうち最も稼働に負荷を必要とする装置である。

排出装置１５は、加工装置１３の下方から機体前後方向後方、すなわち排出側に向かって延びる搬送装置である。この排出装置１５は、混合室３５から下方に排出される改良土１０４を仮受けしたあと排出側に搬送することが可能である。

機体２の駆動機関４には、ＳＣＲ装置（排ガス浄化装置）４１、尿素水タンク４３及びＥＧＲ装置（排ガス浄化装置）４５等の排ガス浄化装置が配設されている。

ＳＣＲ装置４１は、エンジン６が軽油を燃焼して排出する排ガスに尿素水（還元剤）を噴射することで、排ガス中に含まれるＮＯｘを還元して取り除くことが可能な排ガス浄化装置である。尿素水タンク４３は、ＳＣＲ装置４１が排ガスに噴射する尿素水を貯留するタンクである。したがって、ＳＣＲ装置４１は、尿素水タンク４３に貯留される尿素水を消費しつつ排ガスを浄化することが可能である。

ＥＧＲ装置４５は、排ガスの一部を取り入れ、再びエンジン６に吸気させ、燃焼温度を下げて排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する装置である。これにより、ＥＧＲ装置４５は、排ガス中に含まれるＮＯｘを抑制することで排ガスを浄化することが可能である。

機体２には、操作パネル５１、警告灯５３、スピーカ５５、ＳＣＲ故障検出センサ（排ガス浄化異常検出部）５６、ＥＧＲ故障検出センサ（排ガス浄化異常検出部）５８及びコントローラ５９が配設されている。操作パネル５１は、作業機械１の各種操作をする操作ボタンや作業機械１の状態を表示するモニタを備えている。

警告灯５３は、固化材ホッパ３１の上部及び駆動機関４の上部に配設されたランプであり、黄色の光を発する黄ランプ５３ａ及び赤色の光を発する赤ランプ５３ｂを含んでいる。スピーカ５５は、クラクション音を発することが可能な所謂ホーンであり、例えば固化材ホッパ３１の上部に配設されている。

ＳＣＲ故障検出センサ５６は、例えば尿素水を噴射できていない等のＳＣＲ装置４１が稼働できていないこと（故障、異常）を検出するセンサである。
ＥＧＲ故障検出センサ５８は、例えば排ガスの一部を再びエンジン６に吸気させる経路が詰まり、エンジン６に吸気させることができていない等のＥＧＲ装置４５が稼働できていないこと（故障、異常）を検出するセンサである。

コントローラ５９は、エンジン６の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。

図２を参照すると、作業機械１の制御に係るコントローラ５９の接続構成がブロック図で示されている。このコントローラ５９の入力側には、ＳＣＲ故障検出センサ５６及びＥＧＲ故障検出センサ５８が電気的に接続されており、ＳＣＲ装置４１の故障に関する情報やＥＧＲ装置４５の故障に関する情報（以下、総じて排ガス浄化装置の故障に関する情報という）が入力される。

また、コントローラ５９の出力側には、エンジン６、油圧ポンプ７、ＳＣＲ装置４１、土砂フィーダ２３、揺動ゲート２５、均しローラ２７、固化材フィーダ３３、パドルミキサ３７、排出装置１５、操作パネル５１、警告灯５３及びスピーカ５５がそれぞれ電気的に接続されており、後述するように適宜コントローラ５９によって制御することができる。

ここで、コントローラ５９は、排ガス浄化異常判定部６０、駆動制御部６１、稼働態様判定部（稼働態様選択部）６３、作業機関制御部（作業制御部）６５及び警告制御部６７を有している。排ガス浄化異常判定部６０は、ＳＣＲ故障検出センサ５６及びＥＧＲ故障検出センサ５８から入力される排ガス浄化装置の故障に関する情報に基づき、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障があるか否かを判定する判定部である。駆動制御部６１は、エンジン６、油圧ポンプ７、ＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５を制御する制御部である。

したがって、駆動制御部６１は、エンジン６を制御して油圧ポンプ７に対する出力を増減することやエンジン６の軽油を燃焼する量及び排出する排ガスの量を調整すること、油圧ポンプ７を制御して作業機関５に供給する作動油の量を調整すること、ＳＣＲ装置４１を制御して排ガスの排出量に基づいて尿素水を噴射する量を制御すること並びにＥＧＲ装置４５を制御して再びエンジン６に吸気させる排ガスの量を調整することができる。

稼働態様判定部６３は、排ガス浄化異常判定部６０がＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障があると判定（故障判定）すると後述する稼働態様判定制御を実行する判定部である。この稼働態様判定部６３は、判定結果次第では、駆動制御部６１を介してエンジン６、油圧ポンプ７及びＳＣＲ装置４１を制御することもできる。

作業機関制御部６５は、稼働態様判定部６３の判定結果に沿って土砂フィーダ２３、揺動ゲート２５、均しローラ２７、固化材フィーダ３３、パドルミキサ３７及び排出装置１５を制御する制御部である。警告制御部６７は、作業機関制御部６５と同様に稼働態様判定部６３の判定結果に沿って操作パネル５１、警告灯５３及びスピーカ５５を制御する制御部である。

図３を参照すると、コントローラ５９が実行する、第１実施形態に係る稼働態様判定制御の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。

ステップＳ１０では、排ガス浄化異常判定部６０により、ＳＣＲ故障検出センサ５６及びＥＧＲ故障検出センサ５８から入力される排ガス浄化装置の故障に関する情報から、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障があるか否かを判定する。ステップＳ１０の判定結果が偽（Ｎｏ）でＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５に故障はないと判定すると、ステップＳ４０に移行し、作業機関５の作業態様を通常態様と判定（選択）し、本ルーチンを終了する。ここで、通常態様とは、例えば単位時間当たりの作業機関５の作業効率が最も高い作業機関５の稼働態様である。
一方、ステップＳ１０の判定結果が真（Ｙｅｓ）でＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定すると、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、ステップＳ１０でＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第１期間経過したか否かを判別する。ここで、第１期間とは、例えばＳＣＲ装置４１の故障であれば３時間、ＥＧＲ装置４５の故障であれば３６時間である。

ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で故障判定から第１期間経過していないと判別すると、ステップＳ５０に移行する。一方、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で故障判定から第１期間経過したと判別すると、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、ステップＳ１０でＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定（故障判定）してから第２期間経過したか否かを判別する。ここで、第２期間とは、例えばＳＣＲ装置４１の故障であれば８時間、ＥＧＲ装置４５の故障であれば１４０時間である。

ステップＳ３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で故障判定から第２期間経過していないと判別すると、ステップＳ９０に移行する。一方、ステップＳ４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で故障判定から第２期間経過したと判別すると、ステップＳ１１０に移行する。

これにより、ステップＳ１０〜Ｓ３０では、ＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５に故障がない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第１期間は経過していない場合（ステップＳ１０でＹｅｓかつステップＳ２０でＮｏ）、故障判定から第１期間経過し、第２期間は経過していない場合（ステップＳ１０でＹｅｓ、ステップＳ２０でＹｅｓかつステップＳ３０でＮｏ）及び故障判定から第２期間経過した場合（ステップＳ１０〜Ｓ３０すべてＹｅｓ）の４つの場合に判別することができる。ゆえに、本ルーチンは、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから経過した時間に応じて作業態様を選択することができる。

また、ＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５に故障がない場合には、作業機関５の作業態様を通常態様を選択することで（ステップＳ４０）、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障が発生しない限り作業効率が最も高い作業機関５の稼働態様で作業機関５を稼働することができる。以下、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第１期間経過していない場合（第１段階）、第１期間経過し、第２期間は経過していない場合（第２段階）及び第２期間経過した場合（第３段階）の３つの場合について、それぞれフローに沿って説明する。

＜第１段階＞
ステップＳ５０では、操作パネル５１のモニタに、例えば「排ガス浄化装置が故障しているため作業停止」といった警告表示をしてステップＳ６０に移行し、警告表示から１秒経過するまでステップＳ６０を繰り返したあと、ステップＳ７０に移行する。

これにより、例えば作業機械１のオペレータが操作パネル５１によって作業機関５を操作しているときにＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に何かしらの故障が発生し、後述するステップＳ７０、Ｓ８０によって供給装置１１の稼働が停止し、警告灯５３が点灯する前にオペレータに予め作業を停止する理由を提示することができる。
ステップＳ７０では、作業機関５の作業態様を第１作業態様と判定（選択）し、作業機関制御部６５によって土砂フィーダ２３、揺動ゲート２５及び均しローラ２７を制御する。

図４を参照すると、第１作動態様における作業機関制御部６５の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ２１０では、土砂フィーダ２３の作動を停止したあとステップＳ２２０に移行し、揺動ゲート２５の作動を停止したあとステップＳ２３０に移行し、均しローラ２７の作動を停止して第１作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了する。

これにより、稼働態様判定部６３が作業機関５の作業態様を第１作業態様と判定すると、作業機関制御部６５によって土砂フィーダ２３、揺動ゲート２５及び均しローラ２７を停止、すなわち、作業機関５のうち最も稼働に負荷を必要とする装置であるパドルミキサ３７より上流の供給装置１１の作動を停止することで、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に何かしらの故障が発生し、エンジン６を停止してパドルミキサ３７が停止するような場合に混合土１０３が混合室３５に残留することを防止することができる。

図３に戻り、第１作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了すると、ステップＳ７５に移行する。ステップＳ７５では、今回の故障判定が前回の故障判定から第３期間以内に発生したものか否かを判別する。ここで、第３期間とは、例えば４０時間である。

ステップＳ７５の判別結果が真（Ｙｅｓ）で今回の故障判定は前回の故障判定から第３期間以内に発生したと判別すると、後述するステップＳ９０に移行する。一方、ステップＳ７５の判別結果が偽（Ｎｏ）で今回の故障判定は前回の故障判定から第３期間経過してから発生したと判別すると、ステップＳ８０に移行する。

このように、今回の故障判定が前回の故障判定からどの程度経過してから発生したかに基づいて判別することで、例えばＳＣＲ装置４１やＥＧＲ装置４５が故障しているにも関わらず、前回の故障判定がＳＣＲ故障検出センサ５６やＥＧＲ故障検出センサ５８の誤検知によるものと誤認してこれらセンサを修理したような場合には、ＳＣＲ装置４１やＥＧＲ装置４５が故障した状態が改善されていない場合であるため、第１段階を継続せずに第２段階に移行することができる。

ステップＳ８０では、警告態様を第１警告態様と判定し、警告制御部６７によって警告灯５３及びスピーカ５５を制御する。

図５を参照すると、第１警告態様における警告制御部６７の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ３１０では、スピーカ５５からクラクション音を例えば１秒間吹鳴してステップＳ３２０に移行し、ステップＳ３２０では、警告灯５３の黄ランプ５３ａを点灯して第１警告態様における警告制御部６７の制御を終了する。

これにより、稼働態様判定部６３が警告態様を第１警告態様と判定すると、スピーカ５５からクラクション音を吹鳴することで（ステップＳ３１０）、オペレータが作業機械１から離間した場所に位置している場合であっても、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があることを警告することができる。また、警告灯５３の黄ランプ５３ａを点灯することで（ステップＳ３２０）、スピーカ５５から吹鳴したクラクション音がオペレータの耳に届かないような場合であっても、光による警告をすることができる。

このように、第１段階の場合は、供給装置１１を停止する第１作動態様を実行し、警告灯５３及びスピーカ５５によってオペレータに警告する第１警告態様を実行したあと、本ルーチンを終了し、再びステップＳ１０から本ルーチンを繰り返し実行する。

＜第２段階＞
第１段階が継続すると、故障判定から第１期間が経過し（ステップＳ１０でＹｅｓ、ステップＳ２０でＹｅｓかつステップＳ３０でＮｏ）、ステップＳ９０に移行する。

図６を参照すると、第２作動態様における作業機関制御部６５の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ４１０では、固化材フィーダ３３の作動を停止したあとステップＳ４２０に移行し、パドルミキサ３７の作動を停止してステップＳ４３０に移行する。

ステップＳ４３０では、パドルミキサ３７の作動を停止してから例えば６秒経過するまでステップＳ４３０を繰り返したあと、ステップＳ４４０に移行し、排出装置１５を停止して第２作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了する。

これにより、稼働態様判定部６３が作業機関５の作業態様を第２作業態様と判定（選択）すると、作業機関制御部６５によって固化材フィーダ３３、パドルミキサ３７及び排出装置１５を停止、すなわち、作業機関５のうちの加工装置１３及び排出装置１５を停止することで、作業機関５の各装置をすべて停止することができる。したがって、作業機関５を稼働するためにエンジン６の稼働をすることを防止することができる。

図３に戻り、第２作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了すると、ステップＳ１００に移行する。ステップＳ１００では、警告態様を第２警告態様と判定し、警告制御部６７によって警告灯５３及びスピーカ５５を制御する。

図７を参照すると、第２警告態様における警告制御部６７の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ５１０では、スピーカ５５からクラクション音を例えば４秒に１回、１秒間吹鳴するようにしてステップＳ５２０に移行し、ステップＳ５２０では、警告灯５３の黄ランプ５３ａ及び赤ランプ５３ｂを点灯してステップＳ５３０に移行する。

そしてステップＳ５３０では、操作パネル５１のモニタに例えば「至急、排ガス浄化装置を修理してください」といったアラートを点滅表示して第２警告態様における警告制御部６７の制御を終了する。

これにより、稼働態様判定部６３が警告態様を第２警告態様と判定すると、スピーカ５５からクラクション音を第１警告態様のときより多く吹鳴することで（ステップＳ５１０）、オペレータが第１警告態様に気づかない場合であっても、ＳＣＲ装置４１やＥＧＲ装置４５が故障していることを第１警告態様より強調して警告することができる。また、警告灯５３の黄ランプ５３ａ及び赤ランプ５３ｂを点灯することで（ステップＳ５２０）、第１警告態様より強調して光による警告をすることができる。

このように、第２段階の場合は、作業機関５の各装置すべてを停止する第２作動態様を実行し、警告灯５３及びスピーカ５５によってオペレータに第１警告態様より強調して警告する第２警告態様を実行したあと、本ルーチンを終了し、再びステップＳ１０から本ルーチンを繰り返し実行する。

＜第３段階＞
第２段階が継続すると、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第３期間が経過し（ステップＳ１０〜Ｓ３０すべてＹｅｓ）、ステップＳ１１０に移行する。

図８を参照すると、第３警告態様における警告制御部６７の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。なお、第３警告態様については、第２警告態様と共通の構成、作用効果については説明を省略し、ここでは第２警告態様と異なる部分について説明する。

ステップＳ５１５では、スピーカ５５からクラクション音を例えば２秒に１回、１秒間吹鳴するようにしてステップＳ５２０に移行する。これにより、スピーカ５５からクラクション音を第２警告態様のときより多い頻度で吹鳴することで（ステップＳ５１５）、オペレータが第２警告態様に気づかない場合であっても、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に何かしらの故障が発生していることを第２警告態様より強調して警告することができる。

ステップＳ１１０の第３警告態様を実行したあと、ステップＳ１２０では、エンジン６を強制停止して本ルーチンを終了する。

このように、排ガス浄化装置が故障した場合について、第１〜３段階に分けて各作動態様及び各警告態様を適宜実行することで、排ガス浄化装置が故障してからの経過時間にしたがって段階的に停止することができる。特に、供給側から順に停止することで、ＳＣＲ装置４１の故障またはＥＧＲ装置４５の故障によりエンジン６を強制停止して（ステップＳ１２０）パドルミキサ３７が停止したあと、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５を修理して作業機関５を再稼働する際に、混合土１０３及び混合室３５から排出する前の改良土１０４が固化して作業機関５を再稼働することができなくなることを防止することができる。

以上説明したように、第１実施形態に係る作業機械では、機体２を走行させる走行体３と、供給側から土砂１０１を取り入れ、土砂１０１を加工した改良土１０４を排出側に排出する作業機関５と、作業機関５の駆動力を生成するエンジン６と、エンジン６から排出される排ガスを浄化するＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５と、コントローラ５９と、を備えた作業機械１において、ＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５の故障を検出するＳＣＲ故障検出センサ５６及びＥＧＲ故障検出センサ５８を有している。

このコントローラ５９は、ＳＣＲ故障検出センサ５６及びＥＧＲ故障検出センサ５８によって検出されるＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５の異常に関する情報に基づいてＳＣＲ装置４１及びＥＧＲ装置４５が異常か否かを判定する排ガス浄化異常判定部６０と、作業機関５の稼働態様を判定（選択）する稼働態様判定部６３と、作業機関５を制御する作業機関制御部６５とを含み、稼働態様判定部６３は、排ガス浄化異常判定部６０がＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障を判定するとき、作業機関５の供給側から順に停止する第１作業態様及び第２作業態様を判定（選択）し、作業機関制御部６５は第１作業態様及び第２作業態様に応じて作業機関５を制御する。

従って、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障を判定するとき、作業機関５の供給側から順に停止したので、エンジン６から排出される排ガスを浄化することができず作業機関５が停止したときに作業機関５に土砂１０１が残留することを軽減することができる。

そして、作業機関５は、土砂１０１を加工する加工装置１３と、土砂１０１を供給側から加工装置１３に取り入れる供給装置１１と、加工装置１３によって加工がされた土砂１０１を排出側に排出する排出装置１５とを有し、稼働態様判定部は、排ガス浄化異常判定部６０がＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の故障を判定するとき、供給装置１１を停止する第１作業態様と判定した後に加工装置１３を停止する第２作業態様と判定するようにしたので、土砂１０１を加工装置１３に取り入れないようにしてから加工装置１３を停止することができる。

そして、稼働態様判定部６３は、排ガス浄化異常判定部６０がＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５の異常を判定してから経過した時間に応じて作業機関５の供給側から順に停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択したので（ステップＳ２０、Ｓ３０）、土砂１０１が作業機関５に残留することを良好に抑制しつつ作業機関５が作動することでエンジン６が消費する燃料の消費量を良好に低減させることができる。

特に、加工装置１３は、土砂１０１に固化材１０２を添加するために供給する固化材フィーダ３３と、固化材１０２と土砂１０１とを混合するパドルミキサ３７と、を含む。
従って、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障が発生したとき、供給装置１１の停止した後に、固化材フィーダ３３とパドルミキサ３７とを含む加工装置１３を停止するようにしたので、土砂１０１がパドルミキサ３７に残留することや、固化材フィーダ３３によって土砂１０１に固化材１０２が過剰に供給されることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図９〜１１に基づき第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と共通の構成、作用効果については説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる部分について説明する。

図９を参照すると、コントローラ５９が実行する、第２実施形態に係る稼働態様判定制御の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。第２実施形態では、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第１期間経過していない場合（ステップＳ１０でＹｅｓかつステップＳ２０でＮｏ、第１段階）のとき、ステップＳ５０での警告表示から１秒経過するまでステップＳ６０を繰り返したあと、作業機関５の作業態様を第３作動態様と判定（選択）し、ステップＳ６７０に移行する。

図１０を参照すると、第３作動態様における作業機関制御部６５の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ７１０では、土砂フィーダ２３の駆動速度を低（例えば通常態様の３分の１）にしたあとステップＳ７２０に移行し、揺動ゲート２５の駆動速度を低にしたあとステップＳ７３０に移行し、均しローラ２７の駆動速度を低にしたあとステップＳ７４０に移行する。すなわち、ステップＳ７１０〜Ｓ７３０では、供給装置１１の各装置の駆動速度を低にしてステップＳ７４０に移行する。

ステップＳ７４０では、固化材フィーダ３３の駆動速度を中（例えば通常態様の３分の２）にしたあとステップＳ７５０に移行し、パドルミキサ３７の駆動速度を中にしたあとステップＳ７６０に移行し、排出装置１５の駆動速度を中にして第３作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了する。

ここで、具体的には、駆動制御部６１を介してエンジン６の回転数を低減することで、作業機関５における各装置の駆動速度を、エンジン６の出力の低下度合いに従って遅くし、供給装置１１の稼働速度を図示しない各制御弁を制御してさらに遅くしている。

これにより、第１段階のときであっても、作業機関５の稼働を停止はせずに駆動速度を遅くすることで、エンジン６の出力を低下して排ガスの排出量を低減しつつ、作業を続行することができる。
また、第１期間経過し、第２期間は経過していない場合（ステップＳ１０でＹｅｓ、ステップＳ２０でＹｅｓかつステップＳ３０でＮｏ、第２段階）、作業機関５の作業態様を第４作動態様と判定（選択）し、ステップＳ６９０に移行する。

図１１を参照すると、第４作動態様における作業機関制御部６５の制御手順のルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ８１０では、土砂フィーダ２３の作動を停止したあとステップＳ８２０に移行し、揺動ゲート２５の作動を停止したあとステップＳ８３０に移行し、均しローラ２７の作動を停止してステップＳ８４０に移行する。

すなわち、ステップＳ８１０〜Ｓ８３０では、第１実施形態に係る第１作動態様における作業機関制御部６５の制御手順と同様に供給装置１１の作動を停止してステップＳ８４０に移行する。

ステップＳ８４０では、固化材フィーダ３３の駆動速度を低にしたあとステップＳ８５０に移行し、パドルミキサ３７の駆動速度を低にしたあとステップＳ８６０に移行し、排出装置１５の駆動速度を低にして第４作動態様における作業機関制御部６５の制御を終了する。

ここで、具体的には、駆動制御部６１を介してエンジン６の回転数を第３作動態様より低減することで、作業機関５における各装置の駆動速度を、エンジン６の出力の低下度合いに従って遅くし、さらに供給装置１１の作動を停止している。これにより、第２段階のときであっても、作業機関５のうち加工装置１３及び排出装置１５の稼働は停止せずに駆動速度を第３作動態様より遅くすることで、エンジン６の出力を低下して排ガスの排出量を低減しつつ、加工装置１３及び排出装置１５に混合土１０３や改良土１０４が残留することを抑制することができる。

そして、ＳＣＲ装置４１またはＥＧＲ装置４５に故障があると判定してから第３期間が経過した場合（ステップＳ１０〜Ｓ３０すべてＹｅｓ、第３段階）、作業機関５の作業態様を第２作動態様と判定（選択）し、ステップＳ９０に移行する。なお、ステップＳ９０についての詳細な説明は、第１実施形態と同様のため省略する。

これにより、固化材フィーダ３３、パドルミキサ３７及び排出装置１５の駆動速度を低（ステップＳ８４０〜ステップＳ８６０）にしたのち、第２作動態様（ステップＳ９０）で固化材フィーダ３３、パドルミキサ３７及び排出装置１５の駆動を停止することで、作業機関５を稼働するためのエンジン６の稼働を防止することができる。

以上説明したように、第２実施形態に係る作業機械１では、稼働態様判定部６３は、作業機関５の動作速度を遅くする稼働態様を判定（選択）する際、作業機関５のうち最も稼働に負荷を必要とする装置、すなわちパドルミキサ３７より供給側の動作速度を遅くする稼働態様である第３作動態様を判定（選択）したので、パドルミキサ３７に土砂１０１が残留することを軽減することができる。

そして、稼働態様判定部６３は、作業機関５の動作速度を遅くする稼働態様を判定（選択）する際、エンジン６の出力を低下させ、該出力の低下度合いに従って作業機関５の動作速度を遅くするようにしたので、エンジン６が消費する燃料の消費量を低減させるとともに排ガスの排出量を低減させてＮＯｘ等の排出量を低減することができる。

以上で本発明に係る作業機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、本実施形態では、自走式土質改良機を例に説明したが、供給された石材等の固形物を細かく砕く作業をするクラッシャ、供給された木材をチップ状にする作業をする木材破砕機、供給された土砂の中に含まれる大小様々な礫を大きさに応じて選別する作業をするスクリーン、供給された金属等をせん断してチップ状にする作業をする二軸せん断機等であってもよく、作業機械は供給された材料に対し何かしらの作業（加工）をする機械であればよい。

また、本実施形態では、図３〜１１のフローを用いて制御態様を説明したが、同フローの順番は一例であり、本発明を実施可能な程度に順番を入れ替えるようにしてもよい。

１ 作業機械
２ 機体
３ 走行体
５ 作業機関
６ エンジン（内燃機関）
１１ 供給装置
１３ 加工装置
１５ 排出装置
３３ 固化材フィーダ（土質改良材供給装置）
３７ パドルミキサ（混合機）
４１ ＳＣＲ装置（排ガス浄化装置）
５６ ＳＣＲ故障検出センサ（排ガス浄化異常検出部）
５８ ＥＧＲ故障検出センサ（排ガス浄化異常検出部）
５９ コントローラ
６０ 排ガス浄化異常判定部
６３ 稼働態様判定部（稼働態様選択部）
６５ 作業機関制御部（作業制御部）
１０１ 土砂（材料）
１０２ 固化材（土質改良材）
１０４ 改良土（加工がされた材料）

Claims (6)

1. 機体を走行させる走行体と、
   供給側から材料を取り入れ、前記材料を加工し、前記加工がされた材料を排出側に排出する作業機関と、
   前記作業機関の駆動力を生成する内燃機関と、
   前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置と、
   コントローラと、を備えた作業機械において、
   前記排ガス浄化装置の異常を検出する排ガス浄化異常検出部を有し、
   前記コントローラは、
   前記排ガス浄化異常検出部によって検出される前記排ガス浄化装置の異常に関する情報に基づいて前記排ガス浄化装置が異常か否かを判定する排ガス浄化異常判定部と、
   前記作業機関の稼働態様を選択する稼働態様選択部と、
   前記作業機関を制御する作業制御部と、を含み、
   前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定するとき、前記作業機関の前記供給側から順に停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択し、
   前記作業制御部は前記稼働態様に応じて前記作業機関を制御する作業機械。
2. 前記作業機関は、
   前記材料を加工する加工装置と、
   前記材料を前記供給側から前記加工装置に取り入れる供給装置と、
   前記加工装置によって加工がされた材料を前記排出側に排出する排出装置と、を有し、
   前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定するとき、前記供給装置の停止または動作速度を遅くした後に前記加工装置を停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択する、請求項１に記載の作業機械。
3. 前記稼働態様選択部は、前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する際、前記作業機関のうち最も稼働に負荷を必要とする装置より前記供給側の動作速度を遅くする稼働態様を選択する、請求項１に記載の作業機械。
4. 前記稼働態様選択部は、前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する際、前記内燃機関の出力を低下させ、該出力の低下度合いに従って前記作業機関の動作速度を遅くする稼働態様を選択する、請求項１に記載の作業機械。
5. 前記稼働態様選択部は、前記排ガス浄化異常判定部が前記排ガス浄化装置の異常を判定してから経過した時間に応じて前記作業機関の前記供給側から順に停止または動作速度を遅くする稼働態様を選択する、請求項１に記載の作業機械。
6. 前記材料は、土砂であり、
   前記加工装置は、
   前記土砂に土質改良材を添加するために供給する土質改良材供給装置と、
   前記土質改良材と前記土砂とを混合する混合機と、を含む、請求項２に記載の作業機械。

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