JP4580803B2

JP4580803B2 - 内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置

Info

Publication number: JP4580803B2
Application number: JP2005104624A
Authority: JP
Inventors: 敬米田; 信明的場; 晋也野崎
Original assignee: キャタピラーエスエーアールエル
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006283656A

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置のフィルタ部の耐用時間の向上を図ることができる内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置に関するものである。

従来、例えばトンネル向けの油圧ショベルには、油圧ポンプを駆動するエンジンから排出される排気ガスを外部に放出する前にフィルタ部で浄化する黒煙浄化装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１０６１３７号公報

しかしながら、黒煙浄化装置を搭載した油圧ショベルでは、例えば軽作業時やアイドリング時等、エンジン負荷が小さい状態が多い時には、排気ガスの温度が充分に上昇しないために、フィルタ部にて捕捉された煤が燃焼せず、その結果、フィルタ部が完全に目詰りするおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、内燃機関の排気ガス浄化装置のフィルタ部の耐用時間の向上を図ることができる内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置は、エンジンとこのエンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置のフィルタ部との間の位置に配設され、前記エンジンからの排気ガスの圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段にて検出される検出圧力が第１設定圧力以上でかつ第２設定圧力未満であると判断した場合には、報知部の出力により前記フィルタ部の目詰り状態を報知し、前記圧力検出手段にて検出される検出圧力が前記第２設定圧力以上であると判断した場合には、前記報知部の出力と前記エンジンの出力低下制御とにより前記フィルタ部の目詰り状態を報知する目詰り報知手段とを備え、前記目詰り報知手段は、前記エンジンの出力低下制御後に、オペレータにより制御解除用操作部が操作されて前記エンジンに負荷がかけられた場合、前記エンジンに負荷がかけられた時点からの経過時間を計測し、この計測した計測時間と予め設定された設定時間とを比較し、計測時間が設定時間を超えたと判断したときにはオペレータに対して目詰りが解消したことを表示するものである。

請求項２記載の内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置は、請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置において、報知部は、光発生部と音発生部とを有し、目詰り報知手段は、検出圧力が第１設定圧力以上でかつ第２設定圧力未満であると判断した場合には、前記光発生部からの報知光と前記音発生部からの報知音とのいずれか一方または双方によりフィルタ部の目詰り状態を報知し、検出圧力が前記第２設定圧力以上であると判断した場合には、前記光発生部からの報知光と前記音発生部からの報知音とのいずれか一方または双方とエンジンの出力低下制御とにより前記フィルタ部の目詰り状態を報知するものである。

本発明によれば、排気ガス浄化装置のフィルタ部が目詰りする前に、報知部の出力やエンジンの出力低下制御等による目詰り報知手段の報知によりフィルタ部の目詰り状態を知ることができるため、排気ガス浄化装置のフィルタ部が目詰りするのを効果的に防止でき、フィルタ部の耐用時間の向上を適切に図ることができる。

本発明の報知装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図２において、１はトンネル掘削作業向けの油圧ショベル（車両である作業機械）で、この油圧ショベル１は、履帯式の下部走行体２を備えている。

下部走行体２には上部旋回体３が上下方向の回動軸を中心として旋回可能に設けられている。上部旋回体３の前部には、掘削作業をする作業体４およびキャブ５等が設けられている。作業体４は、ブームシリンダ６により回動するブーム７を有し、ブーム７の先端部にはアームシリンダ８により回動するアーム９が設けられ、アーム９の先端部にはバケットシリンダ10により回動するバケット11が設けられている。また、上部旋回体３の後部には、エンジンルーム12が設けられている。

エンジンルーム12内には、油圧ポンプ14と、油圧ポンプ14を駆動するエンジン15と、エンジン15から排出される排気ガスを外部（外気）に放出する前にセラミックフィルタ等のフィルタ部16で浄化する黒煙浄化装置（排気ガス浄化装置）17等が収容されている。

また、油圧ショベル１は、キャブ５内のオペレータに対して、黒煙浄化装置17のフィルタ部16が煤等で完全に目詰りする前に、フィルタ部16の目詰り状態を報知、つまりフィルタ部16がある程度目詰りしていることを報知する目詰まり報知装置20を備えている。

ここで、目詰まり報知装置20は、エンジン15とフィルタ部16との間の位置に配設されエンジン15からの排気ガスの圧力を検出する圧力検出手段21と、圧力検出手段21からの検出信号に基づいてフィルタ部16の目詰り状態をキャブ５内のオペレータに知らせる目詰り報知手段22とを備えている。

圧力検出手段21は、例えばエンジン排気マニホールドの合流部とフィルタ部16との間の位置に取り付けられ排気ガスの圧力を常時検出する圧力センサである。なお、エンジン15がターボ付の場合には圧力センサをターボ出口部とフィルタ部16との間の位置に取り付ける。

目詰り報知手段22は、例えば制御部23と報知部24とにて構成されている。そして、目詰り報知手段22は、エンジン15が無負荷でかつエンジン15からの排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定している状態下で、圧力検出手段21にて検出される検出圧力と予め設定された設定圧力（例えば第１設定圧力および第２設定圧力）とを制御部23で比較し、検出圧力が第１設定圧力以上でかつ第２設定圧力未満であると判断した場合には報知部24の出力（例えば報知光および報知音）によりフィルタ部16が比較的軽度な目詰り状態であることをオペレータに知らせ、検出圧力が第１設定圧力より大きい第２設定圧力以上であると判断した場合には報知部24の出力（例えば報知光および報知音）とエンジン15の出力低下制御とによりフィルタ部16が重度な目詰り状態であることをオペレータに知らせる。なお、設定圧力である第１設定圧力は注意の閾値で、設定圧力である第２設定圧力は警告の閾値である。

目詰り報知手段22は、検出圧力が第１設定圧力未満であると判断した場合には、エンジン15が無負荷でかつエンジン15からの排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定している状態下で、検出圧力と設定圧力との比較を繰り返す。

また、制御部23によるエンジン15の出力低下制御後に、キャブ５内のオペレータにより制御解除用操作部（スイッチ）が操作され、エンジン15に負荷がかけられた場合、目詰り報知手段22の制御部23は、エンジン15に負荷がかけられた時点からの経過時間をタイマで計測し、この計測した計測時間と予め設定された設定時間とを比較し、計測時間が設定時間（例えば１０分）を超えたと判断したときにはオペレータに対して目詰りが解消したことを表示する。

なお、報知部24は光発生部25と音発生部26とを有し、目詰り報知手段22は、光発生部25からの報知光（例えばインジケータの点灯等）と音発生部26からの報知音（例えばブザー音等）とを利用してフィルタ部16の目詰り状態をオペレータに知らせる。

次に、上記目詰まり報知装置20の動作を図３を参照して説明する。

目詰まり報知装置20の目詰り報知手段22は、エンジン15が無負荷でかつエンジン15からの排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定しているか否かを制御部23で判断する（ステップ１）。なお、排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定している場合とは、予め決められた所定時間（例えば２秒）、排気ガスの圧力の変化が少ない場合をいう。また、ステップ１で排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定していないと判断した場合にはスタートに戻って再度圧力の検知を繰返す。

目詰り報知手段22は、エンジン15が無負荷でかつエンジン15からの排気ガスの圧力（排気抵抗）が安定していると判断すると、圧力検出手段21で排気ガスの圧力（排気抵抗）を検出し（ステップ２）、制御部23で検出圧力と設定圧力とを比較する（ステップ３）。

そして、ステップ４で検出圧力が第１設定圧力（注意の閾値）以上であると判断した場合には、報知部24の出力つまり報知光および／または報知音によりフィルタ部16の目詰り状態をキャブ５内のオペレータに知らせ（ステップ５）、またステップ４で検出圧力が第１設定圧力（注意の閾値）未満であると判断した場合には、スタートに戻って再度圧力の検知を繰返す。

目詰り報知手段22を通してフィルタ部16が目詰り状態にあることを知ったオペレータは、エンジン15に負荷をかけて排気ガスの温度を上昇（例えば３００〜６００度まで上昇）させ、フィルタ部16にて捕捉された煤を燃焼させる。

なお、エンジン15に負荷をかける方法としては、例えばアクチュエータのフルストロークでのレバー操作状態を維持することにより油圧回路中のリリーフ弁をフル作動状態にする、アクセルを踏み込む、エンジン回転数設定ダイアルを高回転数側へ切り換える等がある。

次に、目詰り報知手段22は、検出圧力が第２設定圧力（警告の閾値）以上であるか否かを判断し（ステップ６）、検出圧力が第２設定圧力（警告の閾値）以上であると判断した場合には報知光および／または報知音とエンジン15の出力低下制御とにより、フィルタ部16の目詰り状態をキャブ５内のオペレータに知らせる（ステップ７）。またステップ６で検出圧力が第２設定圧力（警告の閾値）未満であると判断した場合には、スタートに戻って再度圧力の検知を繰返す。

ステップ７においてオペレータは、エンジン15の出力低下制御により作業体４で作業ができない状況になるので、図示しない制御解除用操作部を解除操作してから（ステップ８）、レバー操作状態の維持によるリリーフ弁のフル作動等によりエンジン15に負荷をかけて排気ガスの温度を上昇（例えば３００〜６００度まで）させ、フィルタ部16にて捕捉された煤を燃焼させる（ステップ９）。

エンジン15に負荷がかけられると、目詰り報知手段22は、エンジン15に負荷がかけられた時点からの経過時間をタイマで計測し（ステップ１０）、計測時間が設定時間を超えたと判断したときには、例えばインジケータへの表示等によりオペレータに対して目詰りが解消したことを表示する（ステップ１１）。

このように上記目詰まり報知装置20によれば、キャブ５内のオペレータは、黒煙浄化装置17のフィルタ部16が目詰りする前に、目詰り報知手段22の報知によりフィルタ部16の目詰り状態を知ることができるため、黒煙浄化装置17のフィルタ部16が目詰りするのを極力防止でき、フィルタ部16の耐用時間の向上を図ることができる。また、フィルタ部16の交換頻度を少なくできることから、フィルタ部16のランニングコストの低減および交換作業時間の低減等を図ることもできる。

なお、目詰まり報知装置は、例えば報知部の出力後に圧力検出手段による検出圧力が第１設定圧力（注意の閾値）未満になった場合に制御部が報知部の出力を停止する構成でもよく、報知部の出力後にオペレータが出力停止用操作部を操作して報知部の出力を停止する構成でもよい。

本発明の目詰まり報知装置の一実施の形態を示す図である。同上目詰まり報知装置を備えた油圧ショベルの側面図である。同上目詰まり報知装置の動作を説明するためのフローチャートである。

15 エンジン
16 フィルタ部
17 排気ガス浄化装置である黒煙浄化装置
20 目詰まり報知装置
21 圧力検出手段
22 目詰り報知手段
25 光発生部
26 音発生部

Claims

エンジンとこのエンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置のフィルタ部との間の位置に配設され、前記エンジンからの排気ガスの圧力を検出する圧力検出手段と、
この圧力検出手段にて検出される検出圧力が第１設定圧力以上でかつ第２設定圧力未満であると判断した場合には、報知部の出力により前記フィルタ部の目詰り状態を報知し、前記圧力検出手段にて検出される検出圧力が前記第２設定圧力以上であると判断した場合には、前記報知部の出力と前記エンジンの出力低下制御とにより前記フィルタ部の目詰り状態を報知する目詰り報知手段とを備え、
前記目詰り報知手段は、前記エンジンの出力低下制御後に、オペレータにより制御解除用操作部が操作されて前記エンジンに負荷がかけられた場合、前記エンジンに負荷がかけられた時点からの経過時間を計測し、この計測した計測時間と予め設定された設定時間とを比較し、計測時間が設定時間を超えたと判断したときにはオペレータに対して目詰りが解消したことを表示する
ことを特徴とする内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置。
報知部は、光発生部と音発生部とを有し、
目詰り報知手段は、検出圧力が第１設定圧力以上でかつ第２設定圧力未満であると判断した場合には、前記光発生部からの報知光と前記音発生部からの報知音とのいずれか一方または双方によりフィルタ部の目詰り状態を報知し、検出圧力が前記第２設定圧力以上であると判断した場合には、前記光発生部からの報知光と前記音発生部からの報知音とのいずれか一方または双方とエンジンの出力低下制御とにより前記フィルタ部の目詰り状態を報知する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置の目詰り報知装置。