JP6679432B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、ホイールローダ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機に関する。

従来、作業機の冷却制御システムとして特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１に開示された作業機の冷却制御システムは、冷却流体を冷却するために外気を冷却風として導入する冷却ファンの回転数を制御する制御装置を備え、流体温度を検知する流体温度センサと、外気の温度を検知する外気温センサと、流体温度と外気の温度との差分を計算し、差分の大きさに応じて冷却ファンの目標回転数を設定している。

また、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質をフィルタで捕捉し且つフィルタの再生を行う排ガス浄化装置として特許文献２に開示された技術が知られている。

特開２００７−２５５２１６号公報 特開２０１３−１１３２９１号公報

さて、特許文献１に開示された冷却制御システムは、冷却ファンを回転させることによってエンジンルーム等を冷却することができる。一方、特許文献２に開示された排ガス浄化装置は、エンジンの回転数を上昇させることによって排ガスの温度を上昇させ、フィルタに捕捉された粒子状物質の燃焼を促進している。即ち、冷却ファンは主に温度を低下させる動作を行い、排ガス浄化装置は温度を上昇させる動作を行う。そのため、冷却ファンと排ガス浄化装置との両方を作動させる場合には、対策を行う必要がある。

本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、ディーゼルエンジンの動力によって回転するファンを備えていても、排ガス浄化装置によるフィルタの再生を適正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。

技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
作業機は、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタと、前記ディーゼルエンジンに対して当該ディーゼルエンジンの回転数を上昇させる指令を行うことで前記フィルタの再生を行う再生制御部とを有する排ガス浄化装置と、前記ディーゼルエンジンの出力軸の回転動力が入力され且つ当該入力された回転動力である第１回転動力を第２回転動力に変更して出力する動力伝達部と、前記動力伝達部から出力された前記第２回転動力によって回転可能なファンと、制御装置と、を備え、前記動力伝達部は、前記ディーゼルエンジンの回転数に伴って回転数が増減する回転軸と、前記回転軸に回転自在に支持され且つ、前記ファンが装着されたハウジングと、前記回転軸の回転に応じて回転し且つ、前記ハウジングとの間に形成されたギャップに導入された流体によって当該ハウジングと共に回転可能なロータと、前記ギャップに導入する前記流体の導入量を設定する流体設定部と、を有し、前記ロータが、前記排ガス浄化装置による前記フィルタの再生時に前記ディーゼルエンジンの回転数の上昇に応じて回転数が増加することによって前記第１回転動力が増加するようになっており、前記フィルタの再生前の前記ファンの回転数である第２回転動力を「再生前回転数Ｐ１」、前記フィルタの再生によって増加する第１回転動力を前記動力伝達部で減少させなかった場合の前記ファンの回転数である第２回転動力を「第１再生後回転数Ｐ２」、前記フィルタの再生によって増加する第１回転動力を前記動力伝達部で減少した場合の第２回転動力を「第２再生回転数Ｐ３」とした場合、前記前記動力伝達部の前記流体設定部は、再生前回転数Ｐ１＜第２再生回転数Ｐ３＜第１再生後回転数Ｐ２を満たすように、前記ギャップに導入する前記流体の導入量を設定し、前記制御装置は、前記フィルタの再生が行われた場合、前記ディーゼルエンジンの増加した回転数である増加量ΔＭ１を求め、前記増加量ΔＭ１に基づいて、前記ファンの実回転数の増加量である推定増加量ΔＭ２を推定し、再生前回転数Ｐ１及び推定増加量ΔＭ２に基づき、前記フィルタの再生において前記エンジンの回転数を上昇させた場合のファンの実回転数である推定回転数Ｍ３を推定し、前記推定回転数Ｍ３を前記第１再生回転数Ｐ２に設定し、第２再生後回転数Ｐ３を、再生前回転数Ｐ１を超え且つ第１再生後回転数Ｐ２未満に設定する。

作業機は、前記ディーゼルエンジンの冷却水の温度を測定可能な測定装置を備え、前記制御装置は、前記第２再生後回転数Ｐ３を前記測定装置で測定された前記冷却水の温度に基づいて設定する。
作業機は、前記フィルタの再生の指令を手動で行う再生スイッチを備え、前記再生制御部は、前記再生スイッチによって再生の指令が行われた場合に前記ディーゼルエンジンを制御することによって前記フィルタの再生を行う。

作業機は、駐車を検出する駐車検出装置と、前記ディーゼルエンジンの回転数を設定する設定部材と、を備え、前記再生制御部は、前記駐車検出装置によって駐車が検出された場合は、前記設定部材で設定されたディーゼルエンジンの回転数に応じて前記ディーゼルエンジンの回転数を上昇させて前記フィルタの再生を行う。
前記動力伝達部は、前記ファンが装着されたハウジングと、前記ディーゼルエンジンの出力軸の回転動力によって回転し、且つ、前記ハウジングとの間に形成されたギャップに導入された流体によって当該ハウジングと共に回転するロータと、前記ギャップに導入する前記流体の導入量を設定する流体設定部と、を備えている。

作業機は、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタを有する排ガス浄化装置と、前記ディーゼルエンジンに対して指令を行うことで前記フィルタの再生を行う再生制御部と、前記ディーゼルエンジンの出力軸の回転動力によって回転可能で且つ前記フィルタの再生時に回転数が変更可能なファンと、を備えている。

本発明によれば、エンジンの動力によって回転するファンを備えていても、排ガス浄化装置によるフィルタの再生を適正に行うことができる。

排ガス浄化装置及び冷却装置を示す図である。 ＤＰＦ再生において、エンジン回転数及び水温の推移を示した図である。 冷却装置の詳細を示す図である。 ＤＰＦ再生におけるエンジン回転数、ファンの回転数の推移を示した図である。 ホイールローダの全体図である。

以下、本発明に係る作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。図５は、ホイールローダの全体図である。
まず、作業機として、ホイールローダを例にあげて説明する。なお、作業機は、ホイールローダに限定されず、コンパクトトラックローダ、スキッドステアローダ、バックホー等であっても、その他の作業機であってもよい。

図５に示すように、ホイールローダ１は、アーティキュレート式の作業機であり、機体２と、前方で作業が可能な作業装置３とを有している。機体２には前輪５及び後輪６が設けられている。機体２には、支持フレーム４が設けられている。作業装置３は、リフトアーム９とバケット１０とを有する。リフトアーム９は、その基端側が支持フレーム４に幅方向の軸心（横軸）回りに揺動自在に支持されている。リフトアーム９はリフトシリンダ１２の伸縮によって作動される。即ち、リフトシリンダ１２を伸縮すると、リフトアーム９は上下方向に揺動する。バケット１０は、リフトアーム９の先端側に横軸回りに揺動自在に支持されている。バケット１０は、バケットシリンダ１３の伸縮によって上下方向に回動する。なお、バケット１０は着脱自在に設けられていて、バケット１０の代わりに、スイーパー、モアー、ブレーカ等の予備アタッチメントをリフトアーム９の先端側に取り付け可能とされている。

機体２には、運転席１４と、ステアリング１６と、作業装置３を操作する操作装置１７と、原動機１８とが設けられている。原動機１８は、ディーゼルエンジン（以降、エンジンという）である。なお、原動機１８は、電動モータとエンジンとの両方から構成されていてもよい。ホイールローダ１には、原動機１８の出力軸１９の回転動力により作動する油圧ポンプが設けられている。油圧ポンプは、ホイールローダ１に装備された油圧アクチュエータ（リフトシリンダ１２、バケットシリンダ１３等）やバケット１０の代わりに装着されるアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給可能である。また、ホイールローダ１には、ＨＳＴ（静油圧式トランスミッション）等の走行装置が設けられている。

図１に示すように、ホイールローダ１は、排ガス浄化装置２０を備えている。
排ガス浄化装置２０は、フィルタ２１と、第１圧力検出装置２２と、第２圧力検出装置２３と、制御装置２４とを有している。フィルタ２１は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）であって、エンジン１８から排出された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る。説明の便宜上、フィルタ２１のことをＤＰＦという。

ＤＰＦ２１は、エンジン１８に設けられた排気マニホールド２５の中途部に設けられている。排気マニホールド２５の端部には、排気音を低減するためのサイレンサが設けられている。第１圧力検出装置２２は、排気マニホールド２５内の排ガスの圧力（以降、排気圧力ということがある）を検出するセンサであり、ＤＰＦ２１の入口付近に設けられている。第２圧力検出装置２３は、排気マニホールド２５内の排気圧力を検出するセンサであり、ＤＰＦ２１の出口付近に設けられている。第１圧力検出装置２２及び第２圧力検出装置２３は、例えば圧電素子などで構成される圧力センサである。第１圧力検出装置２２及び第２圧力検出装置２３で検出された排気圧力は、制御装置２４に出力される。

ＤＰＦ２１に粒子状物質の堆積がなく目詰まりがない場合、ＤＰＦ２１による圧力損失は小さいので、第１圧力検出装置２２が検出した排気圧力（第１排気圧力）と、第２圧力検出装置２３が検出した排気圧力（第２排気圧力）との差圧は小さい。一方、ＤＰＦ２１に粒子状物質が堆積し目詰まりの程度が大きくなってくると、ＤＰＦ２１による圧力損失が大きくなるため、第１排気圧力と第２排気圧力との差圧が大きくなる。この差圧の大きさは、ＤＰＦ２１の目詰まりの程度に対応するので、差圧の大きさを、ＤＰＦ２１の目詰まりの程度、すなわちＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の堆積量（以降、ＰＭ堆積量ということがある）に換算することができる。

さて、制御装置２４には、報知装置２６、設定部材２７、測定装置２８が接続されている。報知装置２６は、スピーカ、ＬＥＤ、液晶パネル等であって、運転席１４の近傍に設けられている。設定部材２７は、揺動自在に支持されたアクセルレバー、揺動自在に支持されたアクセルペダル、回転自在なダイヤル等であって、ホイールローダ１に乗車した作業者等が操作することが可能である。作業者が手動によって、設定部材２７を操作することによって、エンジンの回転数を設定することができる。測定装置２８は、エンジン１８を冷却する冷却水の温度（以降、水温ということがある）を測定する装置である。

制御装置２４は、ＣＰＵ等から構成されていて、再生制御部２４ａを有している。再生制御部２４ａは、制御装置２４を構成する電気電子部品、制御装置２４に格納されたプログラム等から構成されている。
再生制御部２４ａは、第１圧力検出装置２２が検出した第１排気圧力と、第２圧力検出装置２３が検出した第２排気圧力とに基づいて、ＤＰＦ２１に堆積したＰＭ堆積量を演算する。再生制御部２４ａは、エンジン１８に対して所定の指令を行うことによって、排気マニホールド２５の排ガスの温度を上昇させ、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼させることにより、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）を減少させる。即ち、再生制御部２４ａは、ＤＰＦの再生（以降、ＤＰＦ再生ということがある）を行う。

再生制御部２４ａは、ＤＰＦ再生を行う場合に、第１動作、第２動作、第３動作を行う。
次に、再生制御部２４ａによる第１動作、第２動作、第３動作について説明する。
第１動作は、エンジン回転数を上昇させる動作である。再生制御部２４ａは、ＰＭ堆積量が予め定められた量（ＤＰＦ再生が必要な量）以上になると、第１動作として、まず、報知装置２６に対して、報知信号を出力する。報知装置２６は、報知信号を取得すると、「作業者が手動で設定部材２７を操作することによってエンジン回転数をアイドリング回転数よりも高い回転数（再生回転数）に上昇しなければならない」ことを、音声、光、文字等によって知らせる。即ち、報知装置２６は、エンジン回転数を上昇させる必要があることを作業者に知らせる情報を出力する。例えば、報知装置２６は、再生制御部２４ａから出力された報知信号に基づいて、「アクセルを操作し、エンジン回転数を再生回転数である１８００ｒｐｍ以上に設定して下さい」と表示する。

再生制御部２４ａは、報知装置２６に報知信号を出力した後、第１動作として、設定部材２７の操作量に基づいてエンジン回転数を制御する。ここで、エンジン回転数が再生回転数以上である場合、再生制御部２４ａは、報知装置２６への報知信号の出力を停止する。エンジン回転数が再生回転数未満の場合、再生制御部２４ａは、報知装置２６への報知信号の出力を継続する。作業者が報知装置２６による報知を認識し、設定部材２７を操作
することによって、エンジン回転数を再生回転数以上にすると、排ガスの温度を上昇させることができる。

第２動作は、エンジン１８に供給する気体（空気）の量、即ち、エンジン１８の吸気を絞る動作である。再生制御部２４ａは、測定装置２８で測定した水温が予め定められた所定温度（例えば、６５℃）以上である場合に、第２動作として、エンジン１８の吸気スロットルを絞る、即ち、吸気スロットルの開度を小さくする。エンジン１８の吸気を絞ることによって、当該エンジン１８の排ガスの温度を上昇させることができる。

第３動作は、エンジン１８の燃焼後の排ガスに燃料を噴射（ポスト噴射）する動作である。再生制御部２４ａは、第３動作として、エンジン１８に対して燃料のポスト噴射を実行する指令を出力する。エンジン１８において、燃料のポスト噴射が行われると、排気マニホールド２５の排ガスの温度が上昇し、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の燃焼を促進することができる。

図２は、第１動作、第２動作、第３動作によるＤＰＦ再生において、エンジン回転数及び水温の推移を示した図である。
図２の時点Ｔ１に示すように、ＰＭ堆積量が所定量以上になった場合、再生制御部２４ａによる第１動作が行われる。時点Ｔ１においては、報知装置２６によってエンジン回転数を上昇することが促される。その結果、作業者は設定部材２７を操作するため、エンジン回転数が上昇する。エンジン回転数の上昇を行うことによって水温が上がり、６５℃以上になると、図２の時点Ｔ２に示すように、再生制御部２４ａによる第２動作が行われる。即ち、エンジン１８の吸気が絞られる。エンジン１８の吸気が絞られることによって、排ガスの温度が上昇し、図２の時点Ｔ３に示すように、排ガスの温度が２５０℃以上になると、再生制御部２４ａによる第３動作が行われる。エンジン１８のポスト噴射が行われると、排ガスの温度は６００℃以上になり、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の燃焼が促進される。

このように、再生制御部２４ａは、ＤＰＦ再生において、第１動作と第２動作と第３動作との３段階に分けて再生に関する動作を行うことにより、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を減少させることができる。
なお、上述した３段階のＤＰＦ再生は、ホイールローダ１を所定の場所に駐車した状態で行うことが好ましい。図１に示すように、制御装置２４には、駐車を検出する駐車検出装置２９が接続されている。駐車検出装置２９は、機体２に揺動自在に支持された駐車レバー（パーキングブレーキ）が当該機体２の制動を行う位置（制動位置）である場合にＯＮとなり、駐車を検出する。また、駐車検出装置２９は、駐車レバーが機体２の制動を解除する位置（解除位置）にある場合にＯＦＦになり、駐車を検出しない。再生制御部２４ａは、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生の必要な量以上である状況下で駐車検出装置２９によって駐車が検出された場合に第１動作を実行する。このように、ホイールローダ１を所定の場所に駐車したことを条件としてＤＰＦ再生を行うことによって、ＤＰＦ再生時の排ガスが直接、高温環境に弱い物に掛かってしまうことを防止することができる。例えば、草、木などの植物、建設資材等は高温環境に弱く、このような物が無い場所を選んでＤＰＦ再生を行うことができる。

図１に示すように、ホイールローダ１は、冷却装置４０を備えている。
冷却装置４０は、エンジン１８を動力源として駆動する装置であって、例えば、粘性の流体を用いた粘性式のクラッチファンである。粘性式のクラッチファンである場合、外気温等が非常に低く、例えば、−３０℃の環境下でも作動させることが可能である。
冷却装置４０は、動力伝達部４１と、ファン４２とを備えている。動力伝達部４１は、エンジン１８の出力軸１９の回転動力が入力され且つ当該入力された回転動力（以降、第１回転動力ということがある）を、第２回転動力に変更してファン４２に出力する伝達装置である。図３に示すように、動力伝達部４１は、回転軸４３と、ロータ４４と、ハウジング（ケース）４５と、流体設定部（流体設定装置）４６とを有している。

回転軸４３は、第１回転動力により回転する軸である。図１に示すように、例えば、エンジン１８の出力軸１９には、当該出力軸１９と共に回転するプーリ５０が設けられてい
る。また、回転軸４３にも、当該回転軸４３と共に回転するプーリ５１が設けられている。プーリ５０とプーリ５１とには、ベルト（駆動ベルト）５２が掛けられ、プーリ５０の回転動力が駆動ベルト５２を介してプーリ５１に伝達される。プーリ５１の回転動力、即ち、第１回転動力が回転軸４３に伝えられ、当該回転軸４３が回転する。

図３に示すように、ロータ４４は、回転軸４３に固定されていて、回転軸４３と共に回転する。ロータ４４は、円盤状であって、外面に環状のラビリンス部（溝部）４４ａが形成されている。ロータ４４はハウジング４５に収容されている。
ハウジング４５は、回転軸４３に軸受５３を介して回転自在に支持されている。ハウジング４５の外側には、複数枚の羽根を有するファン４２が装着されている。したがって、ハウジング４５を回転させることによってファン４２を回転させることができる。

ハウジング４５は、ロータ４４のラビリンス部４４ａに近接する壁部４５ａを有している。ハウジング４５の壁部４５ａと、ロータ４４のラビリンス部４４ａとの間には、ギャップ（作動ギャップ）４４ｂが形成されている。ギャップ４４ｂに粘性の流体（例えば、シリコン油）を導入することによって、ロータ４４の回転動力がハウジング４５に伝達される。ハウジング４５はロータ４４の回転動力によって回転する。

ハウジング４５は、貯蔵室４５ｂと、流路４５ｃとを有している。貯蔵室４５ｂは、シリコン油を一時的に貯蔵する室であって、回転軸４３の先端側に設けられている。流路４５ｃは、貯蔵室４５ｂとギャップ４４ｂとを連通する循環型の流路である。即ち、流路４５ｃは、ギャップ４４ｂの出側４４ｂ１と貯蔵室４５ｂとを繋ぎ、ギャップ４４ｂの入側４４ｂ２と貯蔵室４５ｂとを繋ぐ流路である。したがって、ギャップ４４ｂに導入されたシリコン油は、流路４５ｃを通過して貯蔵室４５ｂに入った後、貯蔵室４５ｂから流路４５ｃに入って、ギャップ４４ｂに戻ることが可能である。

流体設定部（流体設定装置）４５は、ギャップ４４ｂに導入するシリコン油の導入量を設定する装置である。流体設定装置４５は、流路４５ｃの中途部を閉鎖可能な電磁弁である。即ち、流体設定装置４５は、コイル（ソレノイド）と、コイルの励磁によって移動可能なピンと、ピンの先端に設けられた弁体とを有している。流体設定装置４５のピン及び弁体は、流路４５ｃ内に設けられ、ビンの移動によって流路４５ｃの内部を開放又は閉鎖可能である。流体設定装置４５を作動させて開度を変更すれば、貯蔵室４５ｂから流体設定装置４５を通過してギャップ４４ｂに導入されるシリコン油の導入量を調整することができる。

ギャップ４４ｂに入ったシリコン油は、流路４５ｃを通過して貯蔵室４５ｂに入る。ここで、流体設定部４５によって流路４５ｃを完全に閉鎖した状態では、シリコン油は、貯蔵室４４からギャップ４４ｂに流入することができない。流体設定部４５の弁体を開けば、貯蔵室４５ｂのシリコン油は、流体設定部４５を通過して、ギャップ４４ｂに流入することができる。ギャップ４４ｂに導入されたシリコン油の導入量によって、ファン４２（ハウジング４５）の回転数を変更することができる。

例えば、ギャップ４４ｂへのシリコン油の導入量を多くすることによって、エンジン１８の回転数と、ファン４２の回転数とを略一致するまで上昇させることができる。即ち、動力伝達部４１（回転軸４３）に入力された第１回転動力が低下することなく、第２回転動力としてハウジング４５を介してファン４２に出力することができる。
また、ギャップ４４ｂへのシリコン油の導入量を少なくすることによって、エンジン１８の回転軸１９からロータ４４を介してハウジング４５に伝達するトルクが小さくなる。即ち、ギャップ４４ｂへのシリコン油の導入量を少なくすることによって、エンジン１８の回転数に対するファン４２の回転数の比率が減少する。言い換えれば、ギャップ４４ｂへのシリコン油の導入量を減少させることによって、動力伝達部４１（回転軸４３）に入力された第１回転動力を低下させて、第２回転動力としてハウジング４５を介してファン４２に出力することができる。

さて、冷却装置４０は、排ガス浄化装置２０においてＤＰＦ再生を行う際、ファン４２の回転数を変更する。図４は、第１回転動力（エンジン回転数）、第２回転動力（ファンの回転数）の推移を示した図である。なお、回転動力は、実質的に回転数に置き換えるこ
とができるため、説明の便宜上、回転動力のことを回転数と同等として説明を進める。
図４に示すように、例えば、ＤＰＦ再生の第１動作を行った場合、エンジン回転数は上昇する。図４のＬ１に示すように、エンジン回転数の上昇に伴って動力伝達部４１に入力される第１回転動力が増加することから、第２回転動力（ファン４２の回転数）が増加する。

そこで、冷却装置４０の動力伝達部４１は、ＤＰＦ再生時においてエンジンの回転数の上昇に伴って増加した第１回転動力を減少させて、減少させた回転動力を第２回転動力としてファン４２に伝達する。
詳しくは、図４に示すように、ＤＰＦ再生前の第２回転動力（ファン４２の回転数）を「再生前動力（再生前回転数）Ｐ１」、ＤＰＦ再生において増加する第１回転動力を動力伝達部４１で減少させなかった場合の第２回転動力（ファン４２の回転数）を「第１再生後動力（第１再生後回転数）Ｐ２」、ＤＰＦ再生において増加する第１回転動力を動力伝達部４１減少させた場合の第２回転動力（ファン４２の回転数）を「第２再生後動力（第２再生後回転数）Ｐ３」とした場合、動力伝達部４１は、第２再生後回転数Ｐ３をＰ１＜Ｐ３＜Ｐ２を満たすように設定する。

詳しくは、第２再生後回転数Ｐ３の設定は、ＣＰＵ等で構成された制御装置６０で行う。制御装置６０は、流体設定装置４５に制御信号を出力して当該流体設定装置４５の開度を変更することによって、ファン４２の回転数を制御する。即ち、制御装置６０は、ファン４２の目標回転数とファン４２の実回転数とが一致するように、流体設定装置４５を制御する。

制御装置６０は、制御装置２４に接続され、当該制御装置２４からＤＰＦ再生に関する情報を取得する。以降、説明の便宜上、制御装置６０のことを第１制御装置６０、制御装置２４のことを第２制御装置２４という。
図３に示すように、第１制御装置６０には、回転検出装置６１が接続されている。回転検出装置６１は、ファン４２（ハウジング２３）の実回転数を検出する装置である。即ち、回転検出装置６１は、ファン４２又はハウジング２３の近傍に設けられ、ファン４２の実回転数を検出する。第１制御装置６０は、設定部６２を備えている。設定部６２は、第２再生後回転数Ｐ３の設定を行う部分であって、第１制御装置６０を構成する電気・電子部品、当該第１制御装置６０に組み込まれたプログラム等から構成されている。

以下、図４を用いて設定部６２について説明する
設定部６２は、第２再生後回転数Ｐ３がＰ１＜Ｐ３＜Ｐ２を満たすように設定する。
具体的には、第１制御装置６０がＤＰＦ再生の開始（再生制御部２４ａによる第１動作の開始）の信号を取得すると、設定部６２は、ＤＰＦ再生の開始直前の回転検出装置６１で検出されたファン４２の実回転数を、再生前回転数Ｐ１として保持する。

また、第１制御装置６０がＤＰＦ再生の開始の信号を取得すると、設定部６２は、ＤＰＦ再生の開始後のエンジン目標回転数を監視する。設定部６２は、エンジン目標回転数が急峻に増加した場合、増加したエンジン目標回転数の増加量ΔＭ１を求め、当該エンジン目標回転数の増加量ΔＭ１に基づいて、ファン４２の実回転数の増加量ΔＭ２を推定する。例えば、設定部６２は、エンジン目標回転数の増加量ΔＭ１に所定の係数を乗算することによって、ファン４２の実回転数の増加量ΔＭ２（以降、推定増加量ΔＭ２という）を推定する。

また、設定部６２は、再生前回転数Ｐ１及び推定増加量ΔＭ２に基づき、エンジン回転数を上昇させた場合のファンの２５の実回転数（以降、推定回転数Ｍ３）を推定する。即ち、設定部６２は、推定回転数Ｍ３＝再生前回転数Ｐ１＋推定増加量ΔＭ２によって、推定回転数Ｍ３を求める。設定部６２は、推定回転数Ｍ３を第１再生後回転数Ｐ２に設定する。そして、設定部６２は、ＤＰＦ再生中は、第２再生後回転数Ｐ３を再生前回転数Ｐ１を超え且つ第１再生後回転数Ｐ２未満に設定する（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２を満たすように設定する）。即ち、設定部６２は、ＤＰＦ再生中におけるファン４２の目標回転数を、第２再生後回転数Ｐ３で示された値にする。上述したように、第２再生後回転数Ｐ３（ファン４２の目標回転数）をＰ１＜Ｐ３＜Ｐ２を満たすように設定するにあたって、第２再生後回
転数Ｐ３の値は、測定装置２８で測定した水温に基づいて設定することが好ましい。言い換えれば、第１回転動力の減少量を水温に基づいて設定することが好ましい。例えば、ＤＰＦ再生の開始後における水温が第２動作を行うための閾値である６５℃に近い場合（例えば、５℃以内）、設定部６２は、第１回転動力の減少量、即ち、再生前回転数Ｐ１と第２再生後回転数Ｐ３との差を小さくする。一方で、ＤＰＦ再生の開始後における水温が６５℃から離れている場合（例えば、３０℃）、再生前回転数Ｐ１と第２再生後回転数Ｐ３との差を大きくする。

第１制御装置６０では、測定装置２８で測定した水温に基づいて、再生前回転数Ｐ１と第２再生後回転数Ｐ３との差（第１回転動力の減少量）を設定している。そのため、ＤＰＦ再生の第１動作において、出来るだけ早く、水温を６５℃以上にすることができる。
上述した実施形態では、ＤＰＦ再生において、設定部材２７を作業者が手動で操作することによってエンジン回転数を上昇させていたが、スイッチを切り換えることによってエンジン回転数を上昇させてもよい。具体的には、図１に示すように、制御装置２４には、再生スイッチ６３が接続されている。再生スイッチ６３は、手動でＯＮ又はＯＦＦに切換可能なスイッチである。再生スイッチ６３がＯＮである場合は、再生の指令（以降、再生指令という）を制御装置２４に出力する。再生スイッチ６３がＯＦＦである場合には、再生指令を停止する。ＰＭ堆積量が所定量以上になった場合、再生スイッチ６３は入力を受け付け可能の状態になる。作業者が再生スイッチ６３をＯＮし、再生指令が制御装置２４に入力されると、再生制御部２４ａは自動的にエンジン回転数を上昇させる動作（第１動作）を行う。この場合も、上述したように、第１制御装置６０の設定部６２は、第２再生後回転数Ｐ３を求め、ＤＰＦ再生前よりもファン４２の回転数を減少させる。

以上の実施形態によれば、ＤＰＦ再生を行うにあたって、エンジン回転数を上昇させた場合、エンジン回転数の上昇に伴ってファン４２の回転数が上昇するものの、ファン４２の回転数を抑えているため、ファン４２の冷却動作がＤＰＦ再生における温度上昇を阻害してしまうことを防止することができる。即ち、エンジンの動力によって回転するファンを備えていても、排ガス浄化装置によるフィルタの再生を適正に行うことができる
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。上述した実施形態では、第１制御装置６０と第２制御装置２４とを別体に構成していたが、これに代えて、一体化してもよい。

１ 作業機
２ 機体
１８ 原動機
１９ 出力軸
２０ 排ガス浄化装置
２１ フィルタ（ＤＰＦ）
２２ 第１圧力検出装置
２３ 第２圧力検出装置
２４ 制御装置
２４ａ 再生制御部
２６ 報知装置
２７ 設定部材
２８ 再生スイッチ
２９ 駐車検出装置
４０ 冷却装置
４１ 動力伝達部
４２ ファン
４３ 回転軸
４４ ロータ
４６ 流体設定部
６０ 制御装置
６１ 回転検出装置
６２ 設定部
６３ 再生スイッチ

Claims (4)

1. ディーゼルエンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタと、前記ディーゼルエンジンに対して当該ディーゼルエンジンの回転数を上昇させる指令を行うことで前記フィルタの再生を行う再生制御部とを有する排ガス浄化装置と、
   前記ディーゼルエンジンの出力軸の回転動力が入力され且つ当該入力された回転動力である第１回転動力を第２回転動力に変更して出力する動力伝達部と、
   前記動力伝達部から出力された前記第２回転動力によって回転可能なファンと、
   制御装置と、
   を備え、
   前記動力伝達部は、
   前記ディーゼルエンジンの回転数に伴って回転数が増減する回転軸と、
   前記回転軸に回転自在に支持され且つ、前記ファンが装着されたハウジングと、
   前記回転軸の回転に応じて回転し且つ、前記ハウジングとの間に形成されたギャップに導入された流体によって当該ハウジングと共に回転可能なロータと、
   前記ギャップに導入する前記流体の導入量を設定する流体設定部と、
   を有し、
   前記ロータが、前記排ガス浄化装置による前記フィルタの再生時に前記ディーゼルエンジンの回転数の上昇に応じて回転数が増加することによって前記第１回転動力が増加するようになっており、
   前記フィルタの再生前の前記ファンの回転数である第２回転動力を「再生前回転数Ｐ１」、前記フィルタの再生によって増加する第１回転動力を前記動力伝達部で減少させなかった場合の前記ファンの回転数である第２回転動力を「第１再生後回転数Ｐ２」、前記フィルタの再生によって増加する第１回転動力を前記動力伝達部で減少した場合の第２回転動力を「第２再生回転数Ｐ３」とした場合、前記前記動力伝達部の前記流体設定部は、再生前回転数Ｐ１＜第２再生回転数Ｐ３＜第１再生後回転数Ｐ２を満たすように、前記ギャップに導入する前記流体の導入量を設定し、
   前記制御装置は、前記フィルタの再生が行われた場合、前記ディーゼルエンジンの増加した回転数である増加量ΔＭ１を求め、前記増加量ΔＭ１に基づいて、前記ファンの実回転数の増加量である推定増加量ΔＭ２を推定し、再生前回転数Ｐ１及び推定増加量ΔＭ２に基づき、前記フィルタの再生において前記エンジンの回転数を上昇させた場合のファンの実回転数である推定回転数Ｍ３を推定し、前記推定回転数Ｍ３を前記第１再生回転数Ｐ２に設定し、第２再生後回転数Ｐ３を、再生前回転数Ｐ１を超え且つ第１再生後回転数Ｐ２未満に設定する作業機。
2. 前記ディーゼルエンジンの冷却水の温度を測定可能な測定装置を備え、
   前記制御装置は、前記第２再生後回転数Ｐ３を前記測定装置で測定された前記冷却水の温度に基づいて設定する請求項１に記載の作業機。
3. 前記フィルタの再生の指令を手動で行う再生スイッチを備え、
   前記再生制御部は、前記再生スイッチによって再生の指令が行われた場合に前記ディーゼルエンジンを制御することによって前記フィルタの再生を行う請求項１又は２に記載の作業機。
4. 駐車を検出する駐車検出装置と、
   前記ディーゼルエンジンの回転数を設定する設定部材と、
   を備え、
   前記再生制御部は、前記駐車検出装置によって駐車が検出された場合は、前記設定部材で設定されたディーゼルエンジンの回転数に応じて前記ディーゼルエンジンの回転数を上昇させて前記フィルタの再生を行う請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。

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