JP5699099B2

JP5699099B2 - 作業機

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Publication number: JP5699099B2
Application number: JP2012041386A
Authority: JP
Inventors: 三浦　敬典; 敬典三浦
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP2013177837A

Description

本発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えたトラクタ、コンバイン、バックホー及びホイルローダ等の作業機に関する。

一般的に、ディーゼルエンジンには、排出ガスに含まれる粒子状物質（パーティキュレートマター）を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられている。ＤＰＦは、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するようになっており、この捕集された粒子状物質は徐々に堆積する。そのため、ＤＰＦを搭載した車両では、ディーゼルエンジンの排気温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼し、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を低減させるというＤＰＦ再生が行われている。

さて、トラクタ、バックホーなどの作業機では、自動車とは異なり様々な場所で作業を行うことがあり、任意にＤＰＦ再生を行うと作業場所によっては様々な支障をきたすことがあるため、特許文献１に示すようにＤＰＦ再生を制限する技術が開発されている。
特許文献１では、建設機械の排気処理装置において、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、位置検出手段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、再生手段による強制再生の許否の状態を判定手段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ている。

特開２０１１−８０４２８号公報

特許文献１の技術では、ＧＰＳ技術を用いて作業機の位置を検出し、作業機械の位置が再生禁止区域内にあるときに再生手段による強制再生を禁止するようにしていることから、再生禁止区域内におけるＤＰＦ再生の禁止を行うことができる。しかしながら、ＧＰＳ技術を用いたとしても作業機械の位置が特定できない場合があったり、ＧＰＳによる作業機の位置が正確に検出できない場合は、再生禁止区域内であっても、ＤＰＦ再生が行われてしまうのが実情である。

しかも、特許文献１の技術では、判定手段で強制再生の許否を判定するもののＤＰＦ再生の禁止や開始などは、建設機械を運転する作業者（オペレータ）に任されているため、禁止区域であっても不用意にＤＰＦ再生を行ってしまうという虞がある。
そこで、本発明は、禁止区域内では確実にＤＰＦ再生を行わないようにすると共に禁止区域外ではＤＰＦ再生を容易に行うことができる作業機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
請求項１に係る作業機によれば、走行車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを備えた排出ガス浄化装置と、前記排出ガス浄化装置のフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させてフィルタ再生を行う再生モードを有するフィルタ再生制御装置と、前記走行車両の位置を検出可能な位置検出装置とを備えた作業機であって、前記フィルタ再生制御装置は、デフォルト状態にて前記再生モードを禁止していて前記走行車両の位置が前記フィルタ再生の禁止区域外であるときには前記再生モードの禁止を解除できることを特徴とする。

請求項２に係る作業機によれば、前記フィルタ再生制御装置は、前記位置検出装置による前記走行車両が検出できないときは前記再生モードの禁止を保持することを特徴とする。
請求項３に係る作業機によれば、前記フィルタ再生制御装置は、前記位置検出装置によって検出された走行車両のピンポイント位置とこのピンポイント位置から所定距離離れた離間位置との間のエリアを前記走行車両の位置とする位置算出部と、前記走行車両の位置と前記禁止区域とが重複しない場合には前記再生モードの禁止を解除する解除部と、前記走行車両の位置と前記禁止区域とが重複した場合には再生モードの禁止を保持する禁止保持部とを備えていることを特徴とする。

請求項１によれば、作業機の始動時などのときには、必ず粒子状物質を燃焼させてフィルタ再生を行うＤＰＦ再生が行われることはなく、ＤＰＦ再生の開始による不都合を防止することができる。特に、ＤＰＦ再生を禁止した状態ではじまり、走行車両が禁止区域外に移動したときにはじめて、ＤＰＦ再生を実行することができるため、禁止区域内でのＤＰＦ再生を確実に防止することができる。

請求項２によれば、例えば、ＧＰＳによって走行車両の位置が検出できない場合などにはＤＰＦ再生が行われることはなく、この点からも、再生禁止区域内における不用意なＤＰＦ再生を確実に防止することができる。
請求項３によれば、例えば、走行車両の位置が実際の位置とずれた場合でのＤＰＦ再生を防止できると共に、禁止区域内から離れた位置でＤＰＦ再生を行うことができ、禁止区域への排気ガスの影響を低減することもできる。

第１実施形態におけるエンジンの排気系の全体構成図である。第１実施形態において、地図上における禁止区域と作業機の位置との関係を示した関係図である。第１実施形態における再生モードを禁止から再生モードの解除までの流れを示すフローチャートである。第２実施形態におけるエンジンの排気系の全体構成図である。第２実施形態における再生モードを禁止から再生モードの解除までの流れを示すフローチャートである。第３実施形態におけるエンジンの排気系の全体構成図である。第３実施形態において、地図上における禁止区域と作業機の位置との関係を示した関係図である。トラクタの全体側面図である。

[第１実施形態]
本発明の作業機は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えると共に、このＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する手段を備えたものである。このような作業機は、トラクタやコンバインなどの農業機械及びバックホーやコンパクトトラックローダ（ＣＴＬ）などの建設機械であって、農作業や建設作業等の作業が行えるものであるが、トラクタを例にとり説明する。

図８に示すように、トラクタ１は、前後に車輪を有する走行車両（走行車体）２に、ディーゼルエンジン３、変速装置４等が搭載されて構成されている。この走行車両２の後部には、３点リンク機構５が昇降可能に設けられている。この３点リンク機構５には、耕耘装置、肥料散布装置、収穫装置などの各種作業装置６が着脱自在となっている。この作業装置６には、ＰＴＯ軸を介してディーゼルエンジン３からの動力が伝達されるようになっている。また、ディーゼルエンジン３の後方には、独立搭載型のキャビン７が設けられており、キャビン７内に運転席８が設けられている。運転席８の前側（前方）にトラクタ１の様々な表示を行う表示装置９が設けられている。

図１は、ディーゼルエンジン３における排気系の構造を示したものである。なお、通常、ディーゼルエンジン３は、複数のシリンダ（気筒）を有する多気筒エンジンである場合が多いが、図１では、そのうちの１つのシリンダを示している。
以下、ディーゼルエンジン３の排気系について詳しく説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以降、エンジンという）３のシリンダ１０の上部には、当該シリンダ１０内に空気を導入するための開口である吸気ポート１１が形成されると共に、燃焼後のガス（燃焼ガス）をシリンダ１０から排出するための開口である排気ポート１２が形成されている。さらにシリンダ１０の上部には、吸気ポート１１を開閉するための吸気バルブ１３と、排気ポート１２を開閉するための排気バルブ１４とが設けられている。

吸気ポート１１には、シリンダ１０内に導入される空気の流路となる管状の吸気マニホールド１５が接続されている。また、排気ポート１２には、シリンダ１０から排出される燃焼ガスの流路となる管状の排気マニホールド１６が接続されている。排気マニホールド１６の端部には排気音を低減するためのサイレンサ１７が設けられていて、燃焼ガスはサイレンサ１７を通過して外部に排出される。

排気マニホールド１６において、排気ポート１２とサイレンサ１７との間には排出ガス浄化装置２０が設けられている。排出ガス浄化装置２０は、通過する排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集して浄化するものである。つまり、シリンダ１０から排気ポート１２を経て排出された燃焼ガスは、排出ガスとなって排気マニホールド１６を通り、排出ガス浄化装置２０で浄化されてサイレンサ１７に至る。

この排出ガス浄化装置２０は、内部にＤＰＦ２１を有している。ＤＰＦ２１は、排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタであり、例えば、セラミック製で断面がハニカム構造となるように形成されている。つまり、ＤＰＦ２１の一端から他端にわたる長手方向に沿って、例えば六角柱のストロー状の多角形貫通孔が多数隣接しており、各貫通孔内には、ＤＰＦ２１の長手方向に沿って所定間隔で多孔質の隔壁が設けられている。

ＤＰＦ２１の一端側（入側）から進入した排出ガスは、貫通孔内に形成された多孔質の隔壁を通過しつつＤＰＦ２１の他端側（出側）へ向かって流れる。排出ガスに含まれる粒子状物質は、多孔質の隔壁に付着したり、貫通孔の内壁に付着したりすることでＤＰＦ２１に捕集され、ＤＰＦ２１によって浄化された排気ガスは外部へ放出される。なお、ディーゼルエンジン３の排気系には、図示はしないが、ＤＰＦ２１の入側とエンジン３との間に、粒子状物質中の燃料及び燃焼ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒（ディーゼル用酸化触媒）などが設けられている。

本発明のトラクタ１では、ＣＰＵ等から構成されたフィルタ再生制御装置２５による制御によってＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量という）を低減するクリーニング、即ち、ＤＰＦの再生（ＤＰＦ再生或いはフィルタ再生ということがある）を行う。
フィルタ再生制御装置２５は、エンジン３等を制御するエンジンコントロールユニット（エンジン制御装置）にＤＰＦ再生機能を具備させることで構成されたもので、ＤＰＦ再生を行わない通常時ではトラクタ１における作業の負荷等に応じてエンジン３を制御すると共に、ＤＰＦ再生を行う時には通常時とは異なるようにエンジンの制御を実行してＤＰＦ再生を行う。

このフィルタ再生制御装置２５は、通常時には、アクセルレバーの操作量、アクセルペダルの操作量、クランク位置、カム位置等の制御信号に基づいて、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ等を制御する。なお、通常時でのフィルタ再生制御装置２５のディーゼルエンジン制御は、一般的なディーゼルエンジン制御と同じものであり、例えば、インジェクタの制御では燃料噴射量、噴射時期などが設定され、サプライポンプやコモンレールの制御では燃料噴射圧が設定される。当然の如く、トラクタ１においては、作業者がアクセルレバーを操作したり、アクセルペダルを操作することによって、アクセルレバーの操作量やアクセルペダルの操作量が変化し、エンジン回転数を増減させることができる。また、エンジン３等の動力によって走行車両２が走行するようになっている。

なお、トラクタ１には、フィルタ再生制御装置２５の他に、当該トラクタ１に関する様々な制御を行う作業機制御装置（図示省略）を備えている。この作業機制御装置は、例えば、運転席８の周囲に設けられた操作レバーに基づいて３点リンク機構５などの昇降を制
御したり、変速装置の変速制御などを行う。作業機制御装置は、主に、トラクタ（作業機）における作業に関する制御を行うものであれば、どのような制御を行うものであってもよく、上述した制御に限定されない。

図１に示すように、フィルタ再生制御装置２５には走行車両２の位置を検出するための位置検出装置２４が接続されている。位置検出装置２４は、ＧＰＳ（Global Positioning
System）を用いて走行車両２の位置を検出するものであって、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機を有しており、受信した信号によって走行車両２の位置を検出する。位置検出装置２４による走行車両２の位置を示す信号は、フィルタ再生制御装置２５に入力される。

フィルタ再生制御装置２５は、ＤＰＦ再生を禁止する禁止区域を保存する記憶部２６を備えている。詳しくは、記憶部２６は不揮発性のメモリ等から構成されていて、地形図等をデータとする地図データと、地図データ上に設定された禁止区域を示す禁止区域データとが記憶されている。
図２は、記憶部２６から読み出された地図に禁止区域及びトラクタ１の位置を表示した場合の一例を示している。図２に示すように、地図上Ｍにおいて、例えば、三角形「▲」の記号はトラクタ１（走行車両２）を示しており、三角形の先端部（頂点）が後述する走行車両２の位置Ｐを示している。エリアＡであってハッチングの部分が禁止区域とされ、禁止区域以外の部分はＤＰＦ再生を行ってよいエリアである。

フィルタ再生制御装置２５は、再生モード３０を備えている。再生モード３０は、フィルタ再生制御装置２５に格納されたＤＰＦ再生を行うための制御プログラム等から構成されている。
フィルタ再生制御装置２５は、デフォルト状態（初期状態）では、再生モードは再生モードの実行の禁止を保持している。例えば、作業者（オペ-レータ）がトラクタ１に乗り込み、エンジン３を始動した直後やバッテリーからの電源が供給された直後であってフィルタ再生制御装置２５の起動時（起動直後）は、フィルタ再生制御装置２５は再生モードを禁止していてＤＰＦ再生は行われない。言い換えれば、フィルタ再生制御装置２５は、後述するように、走行車両２の位置がフィルタ再生の禁止区域外であると判断できないときは、再生モードの実行が禁止されている状態を保持する。

図３は、再生モードを禁止から再生モードの解除までの流れを示したものである。
まず、エンジン３の始動後、位置検出装置２４はＧＰＳ衛星からの信号に基づいて走行車両２の位置を求める（Ｓ１）。具体的には、位置検出装置２４は、ＧＰＳ衛星からの信号に基づき、例えば、１点の経度及び緯度から表される走行車両２の位置（ピンポイント位置）の計算を実行する。以下、説明の便宜上、走行車両２の位置が点で示されるピンポイント位置を単にピンポイント位置という。

次に、フィルタ再生制御装置２５は、位置検出装置２４による走行車両が検出できたか否かを判定する（Ｓ２）。例えば、ピンポイント位置がフィルタ再生制御装置２５に入力された場合（Ｓ２、ｙｅｓ）は、当該フィルタ再生制御装置２５は、位置検出装置２４による走行車両２の位置検出ができたと判断し次に処理を進める。
一方、位置検出装置２４でピンポイント位置の計算ができなかったなどのエラー信号がフィルタ再生制御装置２５に入力された場合、或いは、数十秒（例えば、１０秒以上）経過してもピンポイント位置がフィルタ再生制御装置２５に入力されない場合等（Ｓ２、Ｎｏ）は、当該フィルタ再生制御装置２５は、位置検出装置２４による走行車両２の位置が検出できないと判断し、次の処理に進まず、ピンポイント位置の入力を待つ。つまり、フィルタ再生制御装置２５は、位置検出装置２４による走行車両の位置が検出できないときは再生モードの禁止を保持する。

ピンポイント位置がフィルタ再生制御装置２５に入力されると、フィルタ再生制御装置２５は、記憶部２６の地図データ及び禁止区域を示す禁止区域データを読み込み、走行車両２が禁止区域外であるか否かを判断する（Ｓ３）。
例えば、図２（ｂ）に示すように、地図Ｍ上において走行車両２の位置を示すピンポイント位置Ｐを示す緯度及び経度が禁止区域内にあってピンポイント位置Ｐと禁止区域とが
重なる場合（Ｓ３、Ｎｏ）、フィルタ再生制御装置２５は、走行車両２が禁止区域内であって禁止区域外ではないと判断し処理をＳ１に戻す。

一方、図２（ａ）に示すように、地図Ｍ上においてピンポイント位置Ｐを示す緯度及び経度が禁止区域から外れてピンポイント位置と禁止区域とが重ならない場合（Ｓ３、ｙｅｓ）、ＰＭ堆積量がフィルタ再生制御装置２５は、走行車両２が禁止区域外であると判断し処理を次に進める。
走行車両２が禁止区域外である場合、フィルタ再生制御装置２５は再生モードの禁止を解除してＤＰＦ再生を行える状態にする（Ｓ４）。再生モードの禁止が解除されて再生モードになると、フィルタ再生制御装置２５は、通常の制御から切り替わり、再生モード３０におけるＤＰＦ再生の制御に入る。

再生モードでは、まず、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生が必要な所定値（閾値以上）になっているか否かが判断される（Ｓ５）。例えば、フィルタ再生制御装置２５は、ＤＰＦ２１の入側の排気圧力と、ＤＰＦ２１の出側の排気圧力との差圧によりＰＭ堆積量を推定する。詳しくは、フィルタ再生制御装置２５は、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の入側付近の排気圧力を検出する入側圧力センサ２２が検出した排気圧力と、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の出側付近の排気圧力を検出する出側圧力センサ２３が検出した排気圧力とから排出ガス浄化装置２０の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を計算する。ＰＭ堆積量が多いと排気圧力の差である差圧も大きく、ＰＭ堆積量が少ないと排気圧力の差圧も小さいという関係があることから差圧が分かればＰＭ堆積量を求めることができる。フィルタ再生制御装置２５は、予め制御プログラム又は制御パラメータなどという形態で格納されている差圧とＰＭ堆積量とのデータを用いて、算出した差圧からＰＭ堆積量を求める。この実施形態では、排気圧力の差からＰＭ堆積量を算出することとしているが、これに限定されず、エンジン３を稼働した稼働時間や燃料の消費量などによりＰＭ堆積量を算出してもよく、ＰＭ堆積量の算出方法はどのようなものであってもよい。

ここで、ＰＭ堆積量が閾値以上であれば（Ｓ５、ｙｅｓ）、フィルタ再生制御装置２５は、自動的に再生モードによるＤＰＦ再生を行う（Ｓ６）。具体的には、フィルタ再生制御装置２５は、エンジン３等に吸気スロットルの絞りを指令する信号を出力して吸気スロットルの絞りを行うと共にポスト噴射を行い、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の排気温度を、例えば、６００℃に向けて昇温する。このようなＤＰＦ再生によって、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質は燃焼し、ＰＭ堆積量は減少する。再生モードにおいて、ＰＭ堆積量が大幅に減少したとき、例えば、再生モードを実行する前と比べてＰＭ堆積量が８０％減少したとき、ＤＰＦ再生は終了する。

なお、再生モードによるＤＰＦ再生中においては、位置検出装置２４によって走行車両２のピンポイント位置を検出し、フィルタ再生制御装置２５がピンポイント位置が禁止区域内になっていないか否か（禁止区域外であるか否か）判断し、ピンポイント位置が禁止区域内であるときは（禁止区域外でないときは）、再生モードを禁止状態に戻して、ＤＰＦ再生を中止するようにしてもよい。即ち、本発明では、再生モードの禁止を解除した後も、走行車両２の位置を繰り返し検出し、走行車両２がフィルタ再生の禁止区域外にある場合には再生モードの禁止の解除を継続し、禁止区域内にある場合には、再生モードを再び禁止するようにしてもよい。

本発明の作業機１によれば、フィルタ再生制御装置２５は、デフォルト状態にて再生モードを禁止しているため、例えば、エンジンなどを始動させて走行車両２（作業機１）を動かす時点（動かし初めは）、確実にＤＰＦ再生を行わないようにすることができ、禁止区域内における不用意なＤＰＦ再生を確実に防止することができる。また、フィルタ再生制御装置２５は、走行車両２の位置がフィルタ再生の禁止区域外であるときには再生モードの禁止を解除するようにしているため、作業機１が確実に禁止区域外の場所に居るときだけ、ＤＰＦ再生を行うことができる。

図２（ｂ）に示すように、例えば、家畜がいる家畜小屋を禁止区域に指定しいる場合、作業機１のエンジン３を家畜小屋内で始動したとしても当該家畜小屋内では確実にＤＰＦ再生は行われず、ＤＰＦ再生による高温の排気ガスが家畜に吹きかかってしまうことを防
止することができる。図２（ａ）に示すように、作業機１が家畜小屋から出て、家畜に影響のない場所に移動すると、ＤＰＦ再生は可能となり、家畜小屋外でのＤＰＦ再生を実行することができる。

また、フィルタ再生制御装置２５は、位置検出装置２４による走行車両２の位置が検出できないときは再生モードの禁止を保持するようにしているため、禁止区域内におけるＤＰＦ再生を確実に防止することができる。
例えば、位置検出装置２４がＧＰＳ衛星からの信号が十分に受信できず、作業機１の位置が特定できないときや位置検出装置２４の故障や不具合などによって作業機１の位置の計算ができないときなどといった場合であっても、ＤＰＦ再生の実行を防止でき、確実に、作業機１が禁止区域外であると確定したときのみＤＰＦ再生を行うことができる。

[第２実施形態]
上述した実施形態では、エンジンコントロールユニット（エンジン制御装置）にＤＰＦ再生機能を具備させることでフィルタ再生制御装置２５を構成したが、図４に示すように、第２実施形態では、フィルタ再生制御装置２５を、作業機の制御を行う作業機制御装置（作業制御部）２７と、エンジンの制御を行うエンジン制御装置（エンジン制御部）２８とで構成している。上述したような再生モード３０はエンジン制御装置２８に具備されている。

作業機制御装置２７は、第１実施形態で説明したように作業機１に関する制御を行うものであって、エンジン制御装置２８とはＣＡＮなどの車載ネットワークを介してデータのやりとりが行えるようになっている。
作業機制御装置２７は、デフォルト状態において再生モードを禁止状態するため、作業機制御装置２７やエンジン制御装置２８がバッテリーなどの電源が供給された時点（例えば、エンジン３を始動時にキースイッチが入力された時点）で、エンジン制御装置２８に再生モードを禁止するための信号（禁止信号）を出力するようになっている。エンジン制御装置２８は、作業機制御装置２７からの禁止信号が入力されると、再生モードの実行を禁止する。

なお、エンジン制御装置２８は、作業機制御装置２７の禁止信号が入力された時点で再生モードを禁止するのではなく、当該エンジン制御装置２８への電源投入時点（起動時）で既に再生モードを禁止している状態となっていてもよい。
また、作業機制御装置２７には、地図データ及び禁止区域を示す禁止区域データを保存する記憶部２６が設けられていると共に、位置検出装置２４が接続されいる。この作業機制御装置２７は、位置検出装置２４にて検出された走行車両の位置がフィルタ再生の禁止区域外であるときには、エンジン制御装置２８に再生モードの禁止の解除を示し解除信号を出力して、エンジン制御装置２８の再生モードの禁止を解除するようになっている。

図５は、作業機制御装置２７及びエンジン制御装置２８による再生モードを禁止から再生モードの解除までの流れを示したものである。図５の説明では、エンジン始動時には、エンジン制御装置２８の再生モードは禁止されているとする。
まず、エンジン３の始動後、位置検出装置２４はＧＰＳ衛星からの信号に基づいて走行車両２の位置を求め（Ｓ１０）、走行車両２の位置（ピンポイント位置）を作業機制御装置２７に出力する。

作業機制御装置２７は、位置検出装置２４による走行車両が検出できたか否かを判定する。（Ｓ１１）。作業機制御装置２７は、ピンポイント位置が入力されると、位置検出装置２４による走行車両２の位置検出ができたと判断し、次に処理を進める。一方、作業機制御装置２７は、エラー信号が入力された場合やピンポイント位置の入力が数十秒間無い場合は、位置検出装置２４による走行車両２の位置が検出できないと判断し、次の処理に進まず、ピンポイント位置の入力を待つ。

ピンポイント位置が作業機制御装置２７に入力されると、当該作業機制御装置２７は記憶部２６の地図データ及び禁止区域を示す禁止区域データを読み込み、走行車両２が禁止区域外であるか否かを判断する（Ｓ１２）。走行車両２が禁止区域外である場合、作業機制御装置２７は、エンジン制御装置２８に解除信号を出力して、エンジン制御装置２８の
再生モードの禁止を解除する（Ｓ１３）。再生モードの禁止が解除されて再生モードになると、フィルタ再生制御装置２５は、通常の制御から切り替わり、再生モード３０におけるＤＰＦ再生の制御に入る。ここで、図３に示したＳ５及びＳ６におけるフィルタ再生制御装置２５の制御をエンジン制御装置２８に読み替えると、エンジン制御装置２８によるＤＰＦ再生の制御になるため、エンジン制御装置２８によるＤＰＦ再生制御の説明を省略する。

なお、エンジン制御装置２８の再生モードによるＤＰＦ再生中においても、位置検出装置２４によって走行車両２のピンポイント位置を検出し、作業機制御装置２７が、ピンポイント位置が禁止区域内になっていないか否か（禁止区域外であるか否か）判断することが好ましい。また、ピンポイント位置が禁止区域内であるときは（禁止区域外でないときは）、作業機制御装置２７は、禁止信号をエンジン制御装置２８に出力して当該エンジン制御装置２８の再生モードを禁止状態に戻して、ＤＰＦ再生を中止するようにしてもよい。

このように、第２実施形態では、作業機制御装置２７の指令によってエンジン制御装置２８の再生モードの禁止、再生モードの禁止の解除を行うようになっている。
このようにすれば、エンジン制御装置２８と作業機制御装置２７とが別々の場所で製造されるような場合でも、作業機制御装置２７側でＤＰＦ再生に関する設定を簡単に行うことができる。

[第３実施形態]
上述した実施形態では、位置検出装置によって検出された走行車両２のピンポイント位置と禁止区域とに基づいて、再生モードの禁止の解除を判定していたが、この実施形態では、走行車両２の位置をピンポイント（１点）ではなく、所定の大きさのエリアを走行車両２の位置として、再生モードの禁止の解除の判定に適用するものである。

図６に示すように、フィルタ再生制御装置２５は、位置算出部３１と、解除部３２と、禁止保持部３３とを備えている。位置算出部３１、解除部３２及び禁止保持部３３は、フィルタ再生制御装置２５に格納されたプログラム等から構成されている。
位置算出部３１は、走行車両２の位置を１点（ピンポイント）とするものではなく、所定範囲を走行車両２の位置として求めるものである。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、位置算出部３１は、位置検出装置から出力される走行車両２のピンポイント位置Ｐと、ピンポイント位置Ｐから所定距離離れた離間位置Ｓとの間のエリア全体Ｑを走行車両２の位置とする。ピンポイント位置Ｐから離間位置Ｓまでの距離は数ｍ〜数十ｍであって、ＤＰＦ再生を行ったときに排出される排気ガスが影響を与える範囲やＧＰＳの測定誤差範囲を考慮して設定するとよい。

詳しくは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、位置算出部３１は、位置検出装置から走行車両のピンポイント位置Ｐが入力されると、このピンポイント位置を中心とし、ピンポイント位置Ｐの中心から数十ｍ（例えば、３０ｍ程度）離れた離間位置Ｓまでの円のエリア全体Ｑを走行車両２の位置とする。
解除部３２は、位置算出部３１で算出されたエリア（走行車両の位置）と、禁止区域とが重複しない場合には再生モードの禁止を解除する。図７（ａ）に示すように、例えば、位置算出部３１で算出されたエリアＱと、禁止区域Ａとが重複しない場合に再生モードの禁止を解除する。禁止保持部３３は、走行車両の位置と禁止区域とが重複した場合には再生モードの禁止を保持するもので、図７（ｂ）に示すように、位置算出部３１で算出されたエリアＱと、禁止区域Ａとが重複した場合に再生モードの禁止を保持する。

以上、フィルタ再生制御装置２５では、エンジン３を始動して位置検出装置２４からピンポイント位置が入力されると、当該フィルタ再生制御装置２５の位置算出部３１は、円状のエリアＱで示される走行車両２の位置を算出する。そして、解除部３２及び禁止保持部３３によって、走行車両２の位置と禁止区域との重複しているか否かが判断されて、重複している場合には禁止保持部３３により再生モードは保持され、重複していない場合は、走行車両の位置が禁止区域外であるとされて再生モードが解除される。再生モードが解除されると、上述したように、ＤＰＦ再生が行われる。なお、ＤＰＦ再生中であっても、
位置算出部３１により走行車両２の位置を検出して、解除部３２及び禁止保持部３３によって、再生モードの禁止を行うか否かを判断することが好ましい。

この実施形態の作業機１によれば、フィルタ再生制御装置２５は、位置算出部３１と、解除部３２と、禁止保持部３３とを備えているため、再生モードの禁止の解除や再生モードの禁止をより適正に行うことができる。例えば、ＧＰＳによって検出した走行車両の位置と、実際の走行車両２の位置とに誤差（ズレ）が生じている場合であっても、位置算出部３１によって走行車両２の位置がエリアとなっているため誤差を吸収することができる。また、ＧＰＳによる走行車両の位置と、実際の走行車両２の位置とに誤差が殆どない場合であっても、走行車両２が実際の禁止区域と少し離れた場所でＤＰＦ再生を実行することができ、禁止区域に対してＤＰＦ再生による排気ガスの影響をより少なくすることができる。

なお、この実施形態では、位置算出部３１、解除部３２及び禁止保持部３３をエンジン制御機能を有するフィルタ再生制御装置２５に設けたが、第２実施形態の場合と同じように、位置算出部３１、解除部３２及び禁止保持部３３を、作業機制御装置２７に設けるようにしてもよい。作業機制御装置２７に設けた場合は、解除部３２が再生モードを解除するときには解除信号をエンジン制御装置２８に出力する。また。再生モードの禁止が既に行われている場合は、作業機制御装置２７の禁止保持部３３は、解除信号をエンジン制御装置２８に出力しないようにすることで当該エンジン制御装置２８の再生モードの禁止を保持する。一旦、再生モードの禁止が解除した場合であって、再生モードの禁止を行うときは、作業機制御装置２７の禁止保持部３３は、禁止信号をエンジン制御装置２８に出力してエンジン制御装置２８の再生モードを禁止する。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
上記の実施形態では、吸気スロットルの絞りやポスト噴射を行うことでＰＭ堆積量を減少させるＤＰＦ再生を行っているが、ＤＰＦ再生の方法は、吸気スロットルの絞りやポスト噴射に限定されず、ＤＰＦ２１内の粒子状物質を燃焼させるものであればどのような方式であってもよい。

上記の実施形態では、地図データ及び禁止区域データを記憶部２６に記憶しておくとしているが、作業機１に外部のネットワークや外部端末と通信可能な通信機器（例えば、ＷｉＦｉ（Ｒ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｏｔｈ（Ｒ）、ＺｉｇＢｅｅ（Ｒ）等により無線通信を行う近距離無線ユニット）を設けて、地図データや禁止区域データを外部のネットワークを通じて作業機１内にダウンロードしてもよい。

また、禁止区域は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン（smartphone）、タブレットＰＣ（Tablet PC）、携帯電話などの外部端末を用いて、地図上で設定し、設定した禁止区域を含むデータを、有線又は無線でフィルタ再生制御装置２５に送り、当該フィルタ再生制御装置２５の記憶部２６に保存するようにしてもよい。
位置検出装置２６とフィルタ再生制御装置２５とを別々のユニットで構成せずに一体化してもよい。フィルタ再生制御装置２５、エンジン制御装置２８及び作業機制御装置２７における制御は、上述したものに限定されず、適用する作業機によって各種制御を行えばよく、例えば、作業機がコンバインあれば、コンバインに適応した制御を行い、バックホーであれば、バックホーに適応した制御を行う。

１トラクタ
２走行車両
３ディーゼルエンジン
４変速装置
５３点リンク機構
６各種作業装置
７キャビン
８運転席
９表示装置
１０シリンダ
１１吸気ポート
１２排気ポート
１３吸気バルブ
１４排気バルブ
１５吸気マニホールド
１６排気マニホールド
１７サイレンサ
２０排出ガス浄化装置
２１ＤＰＦ
２２入側圧力センサ
２３出側圧力センサ
２５フィルタ再生制御装置
２６位置検出装置
２７作業機制御装置
２８エンジン制御装置
３０再生モード
３１位置算出部
３２解除部
３３禁止保持部

Claims

走行車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出された排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを備えた排出ガス浄化装置と、前記排出ガス浄化装置のフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させてフィルタ再生を行う再生モードを有するフィルタ再生制御装置と、前記走行車両の位置を検出可能な位置検出装置とを備えた作業機であって、
前記フィルタ再生制御装置は、デフォルト状態にて前記再生モードを禁止していて前記走行車両の位置が前記フィルタ再生の禁止区域外であるときには前記再生モードの禁止を解除できることを特徴とする作業機。
前記フィルタ再生制御装置は、前記位置検出装置による前記走行車両の位置が検出できないときは前記再生モードの禁止を保持することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
前記フィルタ再生制御装置は、前記位置検出装置によって検出された走行車両のピンポイント位置とこのピンポイント位置から所定距離離れた離間位置との間のエリアを前記走行車両の位置とする位置算出部と、前記走行車両の位置と前記禁止区域とが重複しない場合には前記再生モードの禁止を解除する解除部と、前記走行車両の位置と前記禁止区域とが重複した場合には再生モードの禁止を保持する禁止保持部とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機。