JP5275200B2 - 建設機械の排気処理装置 - Google Patents

Description

本発明はディーゼルエンジンを備える建設機械の排気処理装置に関する。

ディーゼルエンジンを備える建設機械の排気処理装置には、排気に含まれる粒子状物質（Particulate Matter（以下、ＰＭとする））を除去するフィルタ（マフラーフィルタ）を備えるものがある。この種の排気処理装置では、フィルタに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を適宜除去してフィルタを再生する必要がある。

フィルタの再生には、排気に含ませた未燃燃料を燃焼する等して、排気温度をＰＭが燃焼する温度（以下において「再生可能温度」と称することがある）まで強制的に上昇させる強制再生がある。強制再生には、ある条件が満たされたとき（例えば、ＰＭの推定堆積量が所定の閾値を超えたとき）に自動的に再生を行う方法（自動再生）と、乗員（オペレータ）の操作に基づいて任意のタイミングで再生を行う方法（手動再生）がある。

強制再生を行うと上記のように排気温度が上昇するが、排気を再生可能温度に保った状態で所定時間（例えば数分間）経過しないとＰＭを除去することができない。そのため、強制再生時において排気口周辺に物体（他の車両や構造物等）があると、当該排気口から排出された高温の排気が当該物体に対して熱的な影響を与えるおそれがある。自動車に備えられた排気処理装置について、この点を鑑みた技術としては、排気口から物体までの距離を算出し、当該距離が一定値以内であれば強制的に再生を禁止するものがある（特許文献１等参照）。

特開２００５−１２７２０６号公報

ところで、自動車と異なり、油圧ショベル等の作業機械は、例えば、木材チップを積載した船（チップ船）における作業やプラスチックの積載作業等、排ガスの熱的影響に弱い可燃物が多数存在する環境で利用されることがある。そのため、上記技術の場合と異なり、排気口周辺の物体までの距離に関わらず強制再生を禁止した方が好ましい場合もある。また、上記技術では、排気口周辺の物体の形状によっては当該物体までの距離が正確に測定できない場合も想定され、周囲に可燃物がある場合等、再生を禁止すべきときに禁止できないおそれもある。

この種の課題の解決が可能な技術としては、作業機械に対して強制再生の禁止を指示する装置であって、当該装置の作動中は再生禁止状態が保持される再生禁止指示装置（再生禁止スイッチ）を備えることが考えられる。このようにすれば、作業機械の置かれる状況に応じて再生禁止指示装置を作動させることにより、強制再生の禁止を適宜制御することができる。

しかし、このように再生禁止指示装置によって再生禁止制御を行う場合には、強制再生の禁止を解除することを乗員が失念することがあり、強制再生が可能な場所に移動した後も再生禁止状態が保持され続けることがある。このように再生禁止状態が保持され続けると、フィルタにＰＭが過大捕集されることがあり、場合によってはフィルタの熔解や焼損につながるおそれもある。一方、強制再生が許可されている場所から禁止されている場所に移動したときに、再生禁止指示装置を介して強制再生の禁止を指示することを失念すると、強制再生が許可された状態が保持され続けてしまう。

本発明の目的は、作業機械の利用環境に合わせて強制再生の禁止を制御できる排気処理装置を提供することにある。

（１）本発明は、上記目的を達成するために、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記エンジンの排気温度を強制的に上昇させ、前記フィルタを強制再生する再生手段とを備える作業機械の排気処理装置において、前記再生手段による強制再生を禁止すべき再生禁止区域の位置情報が記憶された記憶手段と、作業機械の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記作業機械の位置が前記再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する判定手段と、前記再生手段に対して強制再生の禁止を指示する再生禁止指示手段と、前記再生手段による強制再生の許否の状態を前記判定部で判定されたものに変更するために必要な警告を報知する報知装置とを備え、前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されている場合において、前記再生手段による強制再生が許可されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示の解除を乗員に促す旨を前記警報として報知するものとする。

（２）本発明は、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記エンジンの排気温度を強制的に上昇させ、前記フィルタを強制再生する再生手段とを備える作業機械の排気処理装置において、前記再生手段による強制再生を禁止すべき再生禁止区域の位置情報が記憶された記憶手段と、作業機械の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記作業機械の位置が前記再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する判定手段と、前記再生手段に対して強制再生の禁止を指示する再生禁止指示手段と、前記再生手段による強制再生の許否の状態を前記判定部で判定されたものに変更するために必要な警告を報知する報知装置とを備え、前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されていない場合において、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示を乗員に促す旨を前記警報として報知するものとする。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されていない場合において、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示を乗員に促す旨を前記警報として報知するものとする。

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記記憶手段に記憶された前記再生禁止区域は、管理用端末を介して変更可能であるものとする。

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記判定手段において作業機械が前記再生禁止区域内に位置すると判定されたときに、その旨を管理用端末に送信する通信装置をさらに備えるものとする。

（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、好ましくは、作業機械が継続して前記再生禁止区域内に位置する時間を算出する時間算出部をさらに備え、前記報知装置は、前記時間算出部による算出時間が設定値に達したとき、その旨を前記警告として報知するものとする。

本発明によれば、作業機械の利用環境に応じた警告を乗員に報知することができるので、作業機械の利用環境に合わせて強制再生の禁止を制御することができる。

本発明の実施の形態である作業機械の排気処理装置の概略構成図。 本発明の第１の実施の形態における報知コントローラの構成図。 本発明の第１の実施の形態における報知コントローラで行われる処理に係るフローチャート。 本発明の第２の実施の形態における報知コントローラの構成図。 本発明の第２の実施の形態における報知コントローラで行われる処理に係るフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態である作業機械の排気処理装置の概略構成図である。この図に示す排気処理装置は、フィルタ６と、再生コントローラ９と、位置検出装置１４と、報知コントローラ２０と、報知装置１２と、再生指示装置２３と、再生禁止指示装置５１と、通信装置１１を備えている。

フィルタ（マフラーフィルタ）６は、ディーゼルエンジン１の排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するもので、本実施の形態ではマフラー４内に収納されている。フィルタ６に捕集されたＰＭは、再生可能温度以上に保持された排気を通過させることで燃焼除去することができる。また、フィルタ６には、フィルタ６の出入口の差圧を検出する差圧センサ（差圧検出手段）８が取り付けられている。差圧センサ８で検出された差圧は、再生コントローラ９に出力されており、フィルタ６に堆積しているＰＭの量の推定等に利用される。

ディーゼルエンジン（以下「エンジン」と略す）１は、燃焼室（シリンダ）１ａ内の空気をピストン１ｂで圧縮して高温にし、その圧縮空気に燃料噴射装置２を介して燃料を供給して自然着火させることで動力を得ている。燃焼室１ａからの排気は、燃焼室１ａと接続された排気管３を介してマフラー４に導入される。

マフラー４内においては、フィルタ６に対して排気流通方向の上流側に酸化触媒５が設置されている。酸化触媒５は、強制再生時に排気に含まれる未燃燃料と反応して排気温度を上昇させるものである。酸化触媒５における排気の入口側と出口側には、排気温度を検出する排気温度センサ（排気温度検出手段）７ａ，７ｂが取り付けられている。酸化触媒５の入口側の温度センサ７ａは酸化触媒５に流入する排気の温度を検出するもので、酸化触媒５の出口側の温度センサ７ｂはフィルタ６に流入する排気の温度を検出するものである。排気温度センサ７ａ，７ｂで検出された排気温度は再生コントローラ９に出力されている。

再生コントローラ（再生手段）９は、フィルタ６の強制再生を制御する部分である。本実施の形態では、燃料噴射装置２に制御信号を送信し、燃料噴射のタイミングを通常よりも遅らせるマルチ噴射やポスト噴射を利用して排気中に燃料を残存させることで強制再生を制御している。このように排気中に燃料を残存させると、その排気中の未燃燃料が酸化触媒５と反応してフィルタ６の入口における排気温度を再生可能温度にまで強制的に上昇させることができるので、フィルタ６を強制的に再生することができる。なお、上記のように排気中に燃料を残存させる以外にも、エンジン負荷を増加させて排気温度を強制的に上昇させることでフィルタ６の強制再生を行っても良い。

再生コントローラ９が行う強制再生には、ある条件が満たされたタイミングで自動的に行われる自動再生と、乗員の操作に基づいて任意のタイミングで行われる手動再生がある。自動再生が開始されるタイミングには、例えば、フィルタ６に堆積したＰＭの量（ＰＭ堆積量）が設定値に到達したときがある。ＰＭ堆積量の算出方法としては、差圧センサ８によって検出されるフィルタ６の出入口の差圧値に基づいてＰＭ堆積量を推定する方法がある。また、この他のＰＭ堆積量の推定方法としては、直近の再生終了時刻からのエンジン１の累積稼働時間に基づいてＰＭ堆積量を推定する方法等を利用しても良い。一方、手動再生が開始されるタイミングには、再生指示装置２３が乗員に操作されて強制再生開始信号が再生コントローラ９に入力されたときがある。

位置検出装置（位置検出手段）１４は、作業機械の現在位置を検出するもので、ＣＡＮ（Controller Area Network）１０を介して報知コントローラ２０と接続されている。位置検出装置１４の具体例としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受け取るＧＰＳ受信機を有し、そのＧＰＳ受信機で受信した信号を利用して作業機械の位置情報を算出する装置がある。

再生指示装置（再生指示手段）２３は、再生コントローラ９に対して強制再生を開始することを指示するための装置であり、本実施の形態ではＣＡＮ１０を介して再生コントローラ９と接続されている。乗員が所望するタイミングで再生指示装置２３を作動させると、強制再生開始信号が再生コントローラ９に入力され、再生コントローラ９によって強制再生が開始される。なお、再生指示装置２３の具体例としては、例えば、運転室内に設置されたスイッチ（手動再生スイッチ）がある。

再生禁止指示装置（再生禁止指示手段）５１は、再生コントローラ９に対して強制再生の禁止を指示するための装置であり、ＣＡＮ１０を介して再生コントローラ９及び報知コントローラ２０と接続されている。再生禁止指示装置５１を作動させると、再生禁止信号が再生コントローラ９及び報知コントローラ２０の禁止信号入力部３３（後述）に入力される。ここで、再生禁止信号とは、再生コントローラ９に対して強制再生の禁止を指示する信号であり、再生禁止信号が再生コントローラ９に入力されている間は、再生指示装置２３を作動させても又はフィルタ６のＰＭ堆積量が設定値に達しても強制再生は開始されない。なお、再生禁止指示装置５１の具体例としては、例えば、運転室内に設置されたスイッチ（再生禁止スイッチ）がある。

通信装置１１は、無線通信によって管理用端末１６とデータの送受信をするためのもので、ＣＡＮ１０を介して報知コントローラ２０と接続されている。管理用端末１６は、複数の作業機械の排気処理装置に関する情報を管理するための端末であり、例えば、作業機械の作業現場から離れた監視基地局内に設置されている。異なる作業現場で稼働している複数の作業機械から排気処理装置に関する情報を送信し、その送信された情報を１箇所の管理用端末１６で受信するように構成すれば、各作業現場で稼働している作業機械の排気処理装置について一括管理することができる。

報知コントローラ２０は、主に、位置検出装置１４で検出された位置において、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきか又は許可されるべきかについて判定し、報知装置１２が報知する警告の内容を当該判定結果に基づいて制御する部分である。報知コントローラ２０は、ＣＡＮ１０を介して通信装置１１、位置検出装置１４、再生禁止指示装置５１及び報知装置１２と接続されている。

図２は本発明の第１の実施の形態における報知コントローラ２０の構成図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する（後の図も同様とする）。この図に示すように、報知コントローラ２０は、再生禁止区域記憶部３１と、車体位置記憶部３２と、禁止信号入力部３３と、判定部３４と、フラグ記憶部３５と、警告選択部３６と、時間算出部３７と、位置出力部３８を備えている。

再生禁止区域記憶部（記憶手段）３１は、作業機械の作業区域のうち、再生コントローラ９による強制再生を禁止すべき区域（再生禁止区域）の位置情報（例えば、緯度及び経度）が記憶されている部分である。再生禁止区域記憶部３１は判定部３４と接続されており、ここに記憶されている再生禁止区域の位置情報（以下、禁止区域情報と称することがある）は判定部３４に読み込まれる。再生禁止区域としては、例えば、木材チップの存在が前提となるチップ船が作業現場である場合には、チップ船上で木材チップが存在する領域や、チップ船の停泊位置を基準とした所定の領域等が該当する。

なお、運用を容易にする観点から、再生禁止区域記憶部３１に記憶される禁止区域情報は、排気処理装置の組立後も変更可能にすることが好ましい。この場合の具体例としては、図２に示したように、再生禁止区域記憶部３１を通信装置１１を介して管理用端末１６と接続し、管理用端末１６から禁止区域情報を変更可能にするものがある。このように管理用端末１６から禁止区域情報を変更可能にすると、複数の作業機械の排気処理装置に係る再生禁止区域を一括して変更することができる。

車体位置記憶部３２は、位置検出装置１４で検出された作業機械の位置情報が記憶される部分であり、位置検出装置１４と接続されている。車体位置記憶部３２に記憶されている作業機械の位置情報は、作業機械の移動に応じて逐次更新されている。また、車体位置記憶部３２は判定部３４と接続されており、ここに記憶されている作業機械の位置情報は判定部３４に読み込まれる。

判定部（判定手段）３４は、位置検出装置１４で検出された作業機械の位置が再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する部分であり、フラグ記憶部３５と接続されている。判定部３４の判定結果は、フラグ記憶部３５に出力されて、第１フラグＦａとして記憶される。

第１フラグＦａは、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきか否か（すなわち、判定部３４による上記判定の結果）を示すものであり、判定部３４において、（Ａ１）位置検出装置１４で検出された作業機械の位置が再生禁止区域内に含まれており、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきであると判定されたら第１フラグＦａに「１」が入力され、（Ａ２）作業機械の位置が再生禁止区域内に含まれておらず、再生コントローラ９による強制再生が許可されるべきであると判定されたら第１フラグＦａに「０」が入力される。

禁止信号入力部３３は、再生禁止指示装置５１から再生禁止信号が入力される部分であり、フラグ記憶部３５と接続されている。再生禁止指示装置５１の作動状況は、禁止信号入力部３３を介してフラグ記憶部３５に出力されて、第２フラグＦｂとして記憶される。

第２フラグＦｂは、現在の再生コントローラ９による強制再生が禁止されているか否かを示すものであり、（Ｂ１）再生禁止指示装置５１から禁止信号入力部３３に再生禁止信号が入力されており、再生コントローラ９による強制再生が実際に禁止されている場合には第２フラグＦｂに「１」が入力され、（Ｂ２）禁止信号入力部３３に再生禁止信号が入力されておらず、再生コントローラ９による強制再生が実際に許可されている場合には第２フラグＦｂに「０」が入力される。

フラグ記憶部３５は、上記の第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂが記憶される部分である。フラグ記憶部３５は警告選択部３６、時間算出部３７及び位置出力部３８と接続されており、ここ記憶された第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂは、警告選択部３６、時間算出部３７及び位置出力部３８に出力されている。

警告選択部３６は、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を判定部３４で判定されたものに変更するために必要な警告であって、報知装置１２を介して乗員に報知される警告の内容を、判定部３４の判定結果及び再生禁止指示装置５１の作動状況に基づいて選択する部分であり、ＣＡＮ１０を介して報知装置１２と接続されている。

本実施の形態における警告選択部３６は、フラグ記憶部３５に記憶されている第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂの値に基づいて警告の内容を選択している。具体的には、警告選択部３６は、第１フラグＦａと第２フラグＦｂの値が異なる場合には、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態（実際の状態）と判定部３４の判定結果で得た状態（目標の状態）に齟齬があるものとして、実際の状態を目標の状態に変更するために必要な警告を選択する。この点に関し、本実施の形態における警告選択部３６は、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止指示装置５１によって禁止されている場合（第２フラグＦｂ＝１）において、再生コントローラ９による強制再生が許可されるべきであると判定したとき（第１フラグＦａ＝０）には、再生禁止指示装置５１による強制再生の禁止指示の解除を乗員に促す旨の警告が報知されるように警告情報を報知装置１２に出力する。また、これとは反対に、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止指示装置５１によって禁止されていない場合（第２フラグＦｂ＝０）において、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきであると判定したとき（第１フラグＦａ＝１）には、再生禁止指示装置５１による強制再生の禁止指示を乗員に促す旨の警告が報知されるように警告情報を報知装置１２に出力する。

時間算出部３７は、作業機械が継続して再生禁止区域内に位置する時間を算出する部分である。時間算出部３７は、ＣＡＮ１０を介して通信装置１１と接続されており、算出時間が設定値Ｔ１に達したら、再生禁止区域内で長時間作業している旨を示す警告が報知装置１２を介して乗員に報知されるように報知装置１２に警告情報を出力する。作業機械が継続して再生禁止区域内に位置する時間を算出する方法としては、例えば、第１フラグＦａが「１」に保持されている時間を計測するものがある。すなわち、フラグ記憶部３５から第１フラグＦａを読込み、第１フラグＦａが「０」から「１」に変化した時刻に計測を開始し、その後第１フラグＦａが「１」から「０」に戻った時刻に計測を終了する方法である。このように再生禁止区域内で長時間作業している旨を乗員に報知すると、再生禁止区域外における再生を促すことができるので、フィルタ６に期せずしてＰＭが過大集積されることを防止することができる。なお、上記では、報知装置１２に警告情報を出力する場合について説明したが、作業機械が設定時間Ｔ１以上再生禁止区域内で稼働されている旨を通信装置１１を介して管理用端末１６に出力しても良い。

位置出力部３８は、判定部３４において作業機械が再生禁止区域内に位置すると判定されたときに、その旨を通信装置１１に出力する部分であり、ＣＡＮ１０を介して通信装置１１と接続されている。作業機械が再生禁止区域内に位置すると判定部３４で判定されたことを判断する方法としては、例えば、フラグ記憶部３５から第１フラグＦａを読み込んで、その値が「１」となっていることが確認するものがある。通信装置１１は、作業機械が再生禁止区域内に位置する旨が位置出力部３８から入力されたら、その旨を管理用端末１６に送信する。このように作業機械が再生禁止区域内に位置する旨を管理用端末１６に送信すると、管理用端末１６側で再生禁止区域内に何台の作業機械が稼働しているかを管理することができる。

図１に戻り、報知装置１２は、警告選択部３６から出力される警告情報に基づいて、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を判定部３４で判定されたものに変更するために必要な警告を報知するもので、ＣＡＮ１０を介して報知コントローラ２０と接続されている。報知装置１２の具体例としては、警告メッセージや図形が表示される表示装置、警告音が発せられる音声発生装置、又は警告灯が点灯される点灯装置等がある。なお、表示装置としては、ラジエタ水温や燃料残量等の計器類や、車体の稼働時間を示すアワメータ等が表示される通常の車載表示装置を利用しても良い。なお、図３及び図５を用いて説明する作業機械の排気処理装置の動作説明では、報知装置１２は警告メッセージを表示する表示装置であるものとして説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態における報知コントローラ２０で行われる処理に係るフローチャートである。

この図に示すように、報知コントローラ２０の判定部３４は、まず、車体位置記憶部３２から作業機械の位置情報を読み込み、再生禁止区域記憶部３１から禁止区域情報を読み込む（Ｓ１０１，１０２）。なお、Ｓ１０１とＳ１０２の順番は、前後が逆になっても同時になっても良い。そして、判定部３４は読み込んだ２つの情報から作業機械の位置が再生禁止区域内に含まれるか否かを判断し、その判断に基づいて当該位置では再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する（Ｓ１０３）。

Ｓ１０３において作業機械が再生禁止区域内に位置していると判定されたら、判定部３４は、フラグ記憶部３５に記憶された第１フラグＦａに「１」を入力する（Ｓ１０４）。一方、Ｓ１０３において作業機械が再生禁止区域内に位置していないと判定されたら、判定部３４は、フラグ記憶部３５に記憶された第１フラグＦａに「０」を入力する（Ｓ１０５）。

禁止信号入力部３３は、再生禁止指示装置５１から入力される信号を読み取り（Ｓ１０６）、当該信号に基づいて再生禁止指示装置５１が作動しているか否かを判定する（Ｓ１０７）。Ｓ１０７において、禁止信号入力部３３に再生禁止信号が入力されており、再生禁止指示装置５１が作動している（再生禁止指示装置５１がＯＮ）と判定されたら、禁止信号入力部３３は、フラグ記憶部３５に記憶された第２フラグＦｂに「１」を入力する（Ｓ１０８）。一方、禁止信号入力部３３に再生禁止信号が入力されておらず、再生禁止指示装置５１が作動していない（再生禁止指示装置５１がＯＦＦ）と判定されたら、禁止信号入力部３３は、フラグ記憶部３５に記憶された第２フラグＦｂに「０」を入力する（Ｓ１０９）。なお、ここでは、Ｓ１０６〜１０９の処理は、Ｓ１０１〜１０５の処理の後に行っているように説明したが、両処理は前後を逆に行っても良いし並行して行っても良い。

次に、警告選択部３６は、フラグ記憶部３５に記憶されている第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂの値に応じて報知装置１２に表示する警告を選択する。ここで、警告選択部３６は、まず、フラグ記憶部３５から第１フラグＦａを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。

Ｓ１１０において第１フラグＦａが「１」であれば、警告選択部３６は、さらに、フラグ記憶部３５から第２フラグＦｂを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。

Ｓ１１１において第２フラグＦｂが「１」であれば、作業機械は再生禁止区域内に位置しかつ強制再生が禁止された適正な状態にあることがわかるので、報知装置１２を介した警告をすることなく処理を終了し、Ｓ１０１以後の一連の処理を繰り返す。なお、報知装置１２に何も報知させない代わりに、強制再生の禁止制御が適正に行われている旨が報知装置１２に表示されるようしても良い。また、これに加えて、作業機械が再生禁止区域内に位置している旨を表示しても良い。このような表示をすると、再生禁止指示装置５１を介して現在位置に応じた再生禁止指示が行われているか否かを乗員に容易に認知させることができる。

一方、Ｓ１１１において第２フラグＦｂが「０」であれば、作業機械は再生禁止区域内に位置しているにもかかわらず強制再生が許可されている状態にあることがわかるので、警告選択部３６は、再生禁止指示装置５１を作動させることを乗員に促す旨の警告（例えば、「再生禁止区域内にいます。再生禁止スイッチをＯＮにしてください。」）が表示されるように報知装置１２に警告情報を出力する（Ｓ１１２）。これにより、報知装置１２には再生禁止指示装置５１を作動させることを乗員に促す旨の警告が表示される。報知装置１２に警告を表示した以後は、Ｓ１０１に戻って一連の処理を繰り返す。

ところで、Ｓ１１０において第１フラグＦａが「０」であれば、警告選択部３６は、さらに、フラグ記憶部３５から第２フラグＦｂを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ１１３）。

Ｓ１１３において第２フラグＦｂが「１」であれば、作業機械は再生禁止区域外に位置しているにもかかわらず強制再生が禁止されている状態にあることがわかるので、警告選択部３６は、再生禁止指示装置５１を停止させることを乗員に促す旨の警告（例えば、「再生禁止区域外にいます。再生禁止スイッチをＯＦＦにしてください。」）が表示されるように報知装置１２に警告情報を出力する（Ｓ１１４）。これにより、報知装置１２には再生禁止指示装置５１を停止させることを乗員に促す旨の警告が表示される。報知装置１２に警告を表示した以後は、Ｓ１０１に戻って一連の処理を繰り返す。

一方、Ｓ１１１において第２フラグＦｂが「０」であれば、作業機械は再生禁止区域外に位置しかつ強制再生が許可された適正な状態にあることがわかるので、報知装置１２を介した警告をすることなく処理を終了し、Ｓ１０１以後の一連の処理を繰り返す。なお、報知装置１２に何も報知させない代わりに、上記と同様に強制再生の禁止制御が適正に行われている旨等が報知装置１２に表示されるようしても良い。

上記の説明から明らかなように、本実施の形態に係る排気処理装置は、再生禁止区域の位置情報が記憶された再生禁止区域記憶部３１と、作業機械の位置を検出する位置検出装置１４と、位置検出装置１４で検出された作業機械の位置が再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する判定部３４と、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を判定部３４で判定されたものに変更するために必要な警告を報知する報知装置１２を備えている。

このように構成された排気処理装置によれば、まず、（１）再生禁止区域内から脱出したときには、再生コントローラ９による強制再生が禁止された状態から許可された状態に変更するために、再生禁止指示装置５１の停止を促す警告を乗員に報知することができ、一方、（２）再生禁止区域内に進入したときには、再生コントローラ９による強制再生が許可された状態から禁止された状態に変更するために、再生禁止指示装置５１の作動を促す警告を乗員に報知することができる。すなわち、本実施の形態によれば、作業機械の利用環境に応じた警告を乗員に報知することができるので、作業機械の利用環境に合わせて強制再生の禁止を制御することができる。

図４は本発明の第２の実施の形態における報知コントローラ２０Ａの構成図である。この図に示す報知コントローラ２０Ａは、再生禁止制御部３９と、警告選択部３６Ａを備える点で、第１の実施の形態のものと異なる。

再生禁止制御部（再生禁止制御手段）３９は、判定部３４の判定結果と一致するように、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を制御する部分である。本実施の形態における再生禁止制御部３９は、フラグ記憶部３５及び再生禁止指示装置５１と接続されており、フラグ記憶部３５から読み込んだ第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂの値に基づいて再生禁止指示装置５１の動作を制御することで、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を間接的に制御している。

具体的に説明すると、本実施の形態に係る再生禁止制御部３９は、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止指示装置５１によって禁止されている場合（第２フラグＦｂ＝１）において、再生コントローラ９による強制再生が許可されるべきであると判定されたとき（第１フラグＦａ＝０）には、再生禁止指示装置５１を停止させる制御信号を再生禁止指示装置５１に出力し、再生コントローラ９による強制再生を許可する。また、これとは反対に、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止指示装置５１によって禁止されていない場合（第２フラグＦｂ＝０）において、再生コントローラ９による強制再生が禁止されるべきであると判定されたとき（第１フラグＦａ＝１）には、再生禁止指示装置５１を作動させる制御信号を再生禁止指示装置５１に出力し、再生コントローラ９による強制再生を禁止する。

なお、ここでは、再生禁止制御部３９により再生禁止指示装置５１の動作制御を行うことで、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を間接的に制御する構成について説明したが、この構成に代えて、再生禁止制御部３９をＣＡＮ１０を介して再生コントローラ９と接続することで、再生禁止制御部３９による再生コントローラ９の直接制御を可能にし、再生禁止指示装置５１の動作状態又は有無に関わらず、再生コントローラ９による強制再生を制御しても良い。

警告選択部３６Ａは、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止制御部３９によって禁止されているか否かに基づいて、報知装置１２を介して乗員に報知される警告の内容を選択する部分であり、ＣＡＮ１０を介して報知装置１２と接続されている。

具体的に説明すると、本実施の形態に係る警告選択部３６Ａは、再生禁止指示装置５１を停止させる制御信号を再生禁止指示装置５１に出力し、再生コントローラ９による強制再生を許可したときには、再生コントローラ９による強制再生を自動的に許可した旨の警告が報知されるように警告情報を報知装置１２に出力する。また、再生禁止指示装置５１を作動させる制御信号を再生禁止指示装置５１に出力し、再生コントローラ９による強制再生を禁止したときには、再生コントローラ９による強制再生を自動的に禁止した旨の警告が報知されるように警告情報を報知装置１２に出力する。

図５は本発明の第２の実施の形態における報知コントローラ２０Ａで行われる処理に係るフローチャートである。この図に示すようにＳ１０１からＳ１０９までは図３に示したフローチャートと同じ処理を行うので説明は省略する。

Ｓ１０９までの処理が完了したら、再生禁止制御部３９は、フラグ記憶部３５に記憶されている第１フラグＦａ及び第２フラグＦｂの値に基づいて再生禁止指示装置５１の動作を制御する。ここで、再生禁止制御部３９は、まず、フラグ記憶部３５から第１フラグＦａを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。

Ｓ２０１において第１フラグＦａが「１」であれば、再生禁止制御部３９は、さらに、フラグ記憶部３５から第２フラグＦｂを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。

Ｓ２０２において第２フラグＦｂが「１」であれば、作業機械は再生禁止区域内に位置しかつ強制再生が禁止された適正な状態にあることがわかるので、報知装置１２を介した警告をすることなく処理を終了し、Ｓ１０１以後の一連の処理を繰り返す。なお、報知装置１２に何も報知させない代わりに、強制再生の禁止制御が適正に行われている旨が報知装置１２に表示されるようしても良い。また、これに加えて、作業機械が再生禁止区域内に位置している旨を表示しても良い。このような表示をすると、再生禁止指示装置５１を介して現在位置に応じた再生禁止指示が行われているか否かを乗員に容易に認知させることができる。

一方、Ｓ２０２において第２フラグＦｂが「０」であれば、作業機械は再生禁止区域内に位置しているにもかかわらず強制再生が許可されている状態にあることがわかるので、再生禁止制御部３９は、再生禁止指示装置５１を作動させて強制再生を禁止する（Ｓ２０３）。そして、警告選択部３６Ａは、再生コントローラ９による強制再生が自動的に禁止された旨の警告（例えば、「再生禁止区域内に入りました。再生禁止スイッチは自動的にＯＮにされました。」）が表示されるように報知装置１２に警告情報を出力する。これにより、報知装置１２には、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止制御部３９によって自動的に禁止された旨の警告が表示される（Ｓ２０４）。このように報知装置１２に警告を表示した以後は、Ｓ１０１に戻って一連の処理を繰り返す。

ところで、Ｓ２０１において第１フラグＦａが「０」であれば、再生禁止制御部３９は、さらに、フラグ記憶部３５から第２フラグＦｂを読込み、その値が「１」であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。

Ｓ２０５において第２フラグＦｂが「１」であれば、作業機械は再生禁止区域外に位置しているにもかかわらず強制再生が禁止されている状態にあることがわかるので、再生禁止制御部３９は、再生禁止指示装置５１を停止させて強制再生を許可する（Ｓ２０６）。そして、警告選択部３６Ａは、再生コントローラ９による強制再生が自動的に許可された旨の警告（例えば、「再生禁止区域外に出ました。再生禁止スイッチは自動的にＯＦＦにされました。」）が表示されるように報知装置１２に警告情報を出力する。これにより、報知装置１２には、再生コントローラ９による強制再生が再生禁止制御部３９によって自動的に許可された旨の警告が表示される（Ｓ２０７）。このように報知装置１２に警告を表示した以後は、Ｓ１０１に戻って一連の処理を繰り返す。

一方、Ｓ２０５において第２フラグＦｂが「０」であれば、作業機械は再生禁止区域外に位置しかつ強制再生が許可された適正な状態にあることがわかるので、報知装置１２を介した警告をすることなく処理を終了し、Ｓ１０１以後の一連の処理を繰り返す。なお、報知装置１２に何も報知させない代わりに、上記と同様に強制再生の禁止制御が適正に行われている旨等が報知装置１２に表示されるようしても良い。

上記のように構成された排気処理装置によれば、まず、（１）再生禁止区域内から脱出したときには、再生コントローラ９による強制再生が許可された状態に自動的に変更し、その旨を示す警告を乗員に報知することができ、一方、（２）再生禁止区域内に進入したときには、再生コントローラ９による強制再生が禁止された状態に自動的に変更し、その旨を示す警告を乗員に報知することができる。したがって、本実施の形態によっても、作業機械の利用環境に応じた警告を乗員に報知することができるので、作業機械の利用環境に合わせて強制再生の禁止を制御することができる。特に、本実施の形態に係る排気処理装置によれば、再生コントローラ９による強制再生の許否の状態を、作業機械の位置に適したものに自動的に変更することができるので、再生禁止指示装置５１を乗員に操作させる必要が無い点がメリットとなる。

なお、先の実施の形態と同様に、図４に示した報知コントローラ２０Ａに対して時間算出部３７を設けて、再生禁止区域内で長時間作業している旨を示す警告が乗員に報知されるように報知装置１２に警告情報を出力しても良いし、位置出力部３８を設けて、作業機械が再生禁止区域内に位置する旨を通信装置１１を介して管理用端末１６に送信しても良い。

１ エンジン
４ マフラー
６ フィルタ
７ 温度センサ
８ 差圧センサ
９ 再生コントローラ
１１ 通信装置
１２ 報知装置
１４ 位置検出装置
１６ 管理用端末
２０ 報知コントローラ
２３ 再生指示装置
３１ 再生禁止区域記憶部
３２ 車体位置記憶部
３３ 禁止信号入力部
３４ 判定部
３５ フラグ記憶部
３６ 警告選択部
３７ 時間算出部
３８ 位置出力部
３９ 再生禁止制御部
Ｆａ 第１フラグ
Ｆｂ 第２フラグ

Claims (6)

1. ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記エンジンの排気温度を強制的に上昇させ、前記フィルタを強制再生する再生手段とを備える作業機械の排気処理装置において、
   前記再生手段による強制再生を禁止すべき再生禁止区域の位置情報が記憶された記憶手段と、
   作業機械の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段で検出された前記作業機械の位置が前記再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する判定手段と、
   前記再生手段に対して強制再生の禁止を指示する再生禁止指示手段と、
   前記再生手段による強制再生の許否の状態を前記判定部で判定されたものに変更するために必要な警告を報知する報知装置とを備え、
   前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されている場合において、前記再生手段による強制再生が許可されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示の解除を乗員に促す旨を前記警報として報知することを特徴とする作業機械の排気処理装置。
2. ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記エンジンの排気温度を強制的に上昇させ、前記フィルタを強制再生する再生手段とを備える作業機械の排気処理装置において、
   前記再生手段による強制再生を禁止すべき再生禁止区域の位置情報が記憶された記憶手段と、
   作業機械の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段で検出された前記作業機械の位置が前記再生禁止区域内に含まれるか否かに基づいて、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきか否かを判定する判定手段と、
   前記再生手段に対して強制再生の禁止を指示する再生禁止指示手段と、
   前記再生手段による強制再生の許否の状態を前記判定部で判定されたものに変更するために必要な警告を報知する報知装置とを備え、
   前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されていない場合において、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示を乗員に促す旨を前記警報として報知することを特徴とする作業機械の排気処理装置。
3. 請求項１に記載の作業機械の排気処理装置において、
   前記報知装置は、前記再生手段による強制再生が前記再生禁止指示手段によって禁止されていない場合において、前記再生手段による強制再生が禁止されるべきであると前記判定手段によって判定されたときに、前記再生禁止指示手段による強制再生の禁止指示を乗員に促す旨を前記警報として報知することを特徴とする作業機械の排気処理装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の作業機械の排気処理装置において、
   前記記憶手段に記憶された前記再生禁止区域は、管理用端末を介して変更可能であることを特徴とする作業機械の排気処理装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の作業機械の排気処理装置において、
   前記判定手段において作業機械が前記再生禁止区域内に位置すると判定されたときに、その旨を管理用端末に送信する通信装置をさらに備えることを特徴とする作業機械の排気処理装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の作業機械の排気処理装置において、
   作業機械が継続して前記再生禁止区域内に位置する時間を算出する時間算出部をさらに備え、
   前記報知装置は、前記時間算出部による算出時間が設定値に達したとき、その旨を前記警告として報知することを特徴とする作業機械の排気処理装置。

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