JP6720108B2 - 作業機及び作業機のフィルタ再生システム - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された作業機は、原動機から排出された排出ガスに含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するフィルタを有する。フィルタで捕集したPMが一定以上堆積すると、PMを燃焼させて除去するフィルタ再生が行われる。このフィルタ再生として、自動再生と、手動再生とがある。自動再生は、PMの堆積量がフィルタ再生が不要なレベル0よりも多いレベル1である場合に自動的にPMを燃焼させる再生動作である。手動再生は、PMの堆積量がレベル1よりも多いレベル2である場合に作業機を操縦するオペレータが手動操作によってPMを燃焼させる再生動作である。
そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、フィルタを綺麗な状態にして貸し出す或いは保管することのできる作業機及び作業機のフィルタ再生システムを提供することを目的とする。
作業機は、前記粒子状物質の燃焼を指令する手動スイッチを備え、前記再生制御部は、前記取得装置が前記レンタル管理情報を取得し且つ前記手動スイッチによる指令を取得した場合に前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う。
前記取得装置は、始動情報を記憶するキーを受け付けるキーシリンダを有し、前記再生制御部は、前記キーに記憶された始動情報がレンタル管理情報である場合に、前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う。
作業機のフィルタ再生システムは、原動機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と、レンタルを管理するレンタル管理情報を取得可能な取得装置と、前記取得装置が前記レンタル管理情報を取得した場合に前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う再生制御部と、を備えている。
[第1実施形態]
図18は、本実施形態に係る作業機1の全体構成を示す概略側面図である。本実施形態では、作業機1として旋回作業機であるバックホーが例示されている。作業機1としては、バックホー以外のコンパクトトラックローダ(CTL)やスキッドステアローダ(SSL)などの建設機械、又はトラクタやコンバインなどの農業機械であってもよい。
図18に示すように、作業機1は、機体(旋回台)2と、走行装置3と、作業装置4とを備えている。機体2上にはキャビン5が搭載されている。キャビン5の室内には運転席6が設けられている。
本実施形態においては、作業機1の運転席6に着座した運転者(オペレータ)の前側(図18の矢印A1方向)を前方、運転者の後側(図18の矢印A2方向)を後方、運転者の左側(図18の手前側)を左方、運転者の右側(図18の奥側)を右方として説明する。
グ8に連結されている。ウエイト10は、機体2の後部に設けられている。旋回基板9は、該旋回基板9上に固着された補強部材や支持部材等と共に旋回フレームを構成しており、該旋回フレームの側方及び前方は旋回カバー21によって覆われている。また、旋回フレームの後方は、ウエイト10によって覆われている。
ボンネット11によって覆われていて当該ボンネット11の内側に形成されたエンジンルームE2には、排出ガス浄化装置31、油圧ポンプP1が設けられている。また、エンジンルームE2には、旋回基板9に立設された支持フレーム12が設けられている。この支持フレーム12にボンネット11が支持されている。ボンネット11は、エンジンルームE2を開閉する開閉カバー11aを有する。開閉カバー11aは、支持フレーム12にヒンジ部材11bを介して上下に揺動可能に支持されている。図16に示すように、開閉カバー11aは、符号X1で示す位置がエンジンルームE2を閉じる閉じ位置であり、この閉じ位置X1から符号X2で示す開き位置に上方に揺動させることで、エンジンルームE2を開放する。
作業装置4は、ブーム15と、アーム16と、バケット(作業具)17とを有している。ブーム15の基部は、スイングブラケット14に横軸(機体幅方向に延伸する軸心)回りに回動自在に枢着されている。これによって、ブーム15が上下に揺動自在とされている。アーム16は、ブーム15の先端側に横軸回りに回動自在に枢着されている。これによって、アーム16が前後或いは上下に揺動自在とされている。バケット17は、アーム16の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。作業機1は、バケット17に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具(予備アタッチメント)を装着することが可能である。他の作業具(予備アタッチメント)としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。
図16に示すように、作業機1には、運転席6を含む操縦部24が設けられている。この実施形態では、キャビン5に囲まれた空間、即ち、キャビン5内に操縦部24が設けら
れている。
操縦部24は、運転席6の周囲の部位であって、運転席6に着座したオペレータが作業機1に装備された機械、装置、器具、部材等(例えば、原動機E1、機体2、走行装置3、作業装置4等)の操作に関係する装置、部材等が集まった部位を含む。
図3に示すように、表示装置29は、液晶パネル112と、LED表示部113と、第2手動スイッチ(手動スイッチ)58とを有する。
LED表示部113は、制御装置46(エンジン制御装置32及び再生制御装置33)に接続されたセンサ等で検出された検出情報を、LED素子の点灯、消灯、点滅によって表示する。詳しくは、LED表示部113として、何らかの警告が発せられていることを示す警告LED表示部113a、エンジン油圧の警告を示す油圧LED表示部113b、バッテリの充電状態の警告を示すバッテリLED表示部113c、速度警告を示す速度LED表示部113d、排気温度の警告を示す排気LED表示部などである。これらLED表示部113は、点灯、消灯、点滅だけでなく、点灯時間、消灯時間、点滅間隔、点灯時の明るさを変更することによっても自由に表示の形態を変えることができる。
まれる粒子状物質(PM)を捕集するフィルタであって、ディーゼルパーティキュレートフィルタ(DPF)である。DPF41は、例えば、セラミック製又は金属製で断面がハニカム構造となるように形成されている。
DPF再生について図2を参照して説明する。
図2は、稼動時間(経過時間)に対するPM堆積量の変化の一例を表すグラフであり、横軸は、稼動時間を示し、縦軸は、PM堆積量を示している。図2は、原動機E1の始動直後から、PM堆積量が徐々に増加した場合を想定している。
PM堆積量が第1堆積量閾値以上であると、自動的にPMを燃焼させるDPF再生である自動再生が行われる。即ち、自動再生は、PM堆積量が第1堆積量閾値以上で且つ第1堆積量閾値よりも大きい第2堆積量閾値未満のレベル(レベル1)で行われる。自動再生は、自動的に行われるDPF再生であり、オペレータの意思とは関係なくポスト噴射やスロットル絞り等が自動的に行われ、排気温度が上昇する。
第1手動スイッチ55は、例えば、押しボタン式、シーソ型のスイッチ等であり、1回の操作でON/OFFが切換可能である。第1手動スイッチ55が押しボタン式の場合は、1回押すとONに保持され、ONの状態から再度押すとOFFに切り換えられる。また、第1手動スイッチ55がシーソ式の場合は、ONに対応する箇所を押すとONに保持され、OFFに対応する箇所を押すとOFFに保持される。つまり、第1手動スイッチ55は、1回の操作によってON/OFFの切換が可能である。
1手動スイッチ55に設けたランプは点灯、消灯、点滅が可能である。
第1手動スイッチ55を設ける場所としては、運転席6に着座したオペレータには見えない位置や、降車した状態で操作される位置が考えられる。例えば、第1手動スイッチ55は、上述したボンネット11、側部カバー22、フード23、旋回カバー等のカバー装置の内部に設けられる。この実施形態では、図17に示すように、第1手動スイッチ55は、ボンネット11内に設けられる。即ち、第1手動スイッチ55は、ボンネット11内の支持フレーム12に取付けられている。第1手動スイッチ55をボンネット11内に設ける場合、ボンネット11内であればどこでもよいが、開閉カバー11aを開けた状態でアクセスしやすい所(例えば、ボンネット11内であって開閉カバー11aの近傍位置)に設けるのが好ましい。第1手動スイッチ55は、ボンネット11の内部以外の部位に設けられてもよい。
また、図18に示すように、第1手動スイッチ55は、旋回カバー21の内部に設けられていてもよい。例えば、第1手動スイッチ55を、旋回カバー21の側部に設けられた開閉蓋57の内方に設けてもよい。開閉蓋57は、旋回カバー21に設けられた開口を開閉可能に塞ぐ蓋であって、機体2内部の機器を点検するための点検用開口を塞ぐ蓋や、機体2内部に設けた工具収納部に対して工具を出し入れするための開口を塞ぐ蓋などである。
排出ガス浄化装置31は、再生制御装置33を有している。再生制御装置33には、差圧センサ44及び温度センサ45が接続されている。再生制御装置33には、差圧センサ44によって検出した差圧及び温度センサ45で検出した排気温度が入力される。再生制御装置33には、原動機E1を制御するエンジン制御装置32が接続されている。言い換えれば、作業機1は、再生制御装置33とエンジン制御装置32とを含む制御装置46が設けられている。また、再生制御装置33には、表示装置29及び第1手動スイッチ55が接続されている。即ち、再生制御装置33は、第1手動スイッチ55及び第2手動スイッチ58からの指令信号を取得する。
第1再生制御部52は、堆積量取得部50が取得したPM堆積量が第1堆積量閾値以上になったことを受けて自動再生を行う指令信号(第1指令信号)をエンジン制御装置32に出力する。エンジン制御装置32は、第1再生制御部52からの第1指令信号を受けて、原動機E1に対してポスト噴射等の指令をして、ポスト噴射等によって排ガスの温度(排気温度)を、例えば、PM燃焼する温度、600℃以上に上昇させる。即ち、第1再生制御部52は、フィルタ41で捕集したPM堆積量が第1堆積量閾値以上である場合に自動再生を行う。
次に、DPF再生の制御の流れを、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
図4に示すように、再生制御装置33は、PM堆積量が第1堆積量閾値以上であるか否かを判断する(S1)。再生制御装置33は、PM堆積量が第1堆積量閾値以上である場合(S1:Yes)は、S2に進み、S2において、PM堆積量が第2堆積量閾値以上であるか否かを判断する。
再生制御装置33は、自動再生が終了したか否かを判断する(S6)。自動再生が終了すると(S6:Yes)、再生ランプ60が消灯する(S7)。なお、自動再生が終了すると計時部56は、自動再生が終了してからの経過時間を計測する。
第2手動スイッチ58が操作されないと、リターンして、次には進まない(S16:No)。第2手動スイッチ58がONである場合は(S16:Yes)、第2手動スイッチ58から指令信号が再生制御部47に送られ、第2再生制御部53によって手動再生が行われる(S17)。また、手動再生は、所定の条件を満たしている場合に許可され、所定の条件を満たしてしない場合には、手動再生は行われない。手動再生が行われているときには、第2手動スイッチ58が点灯すると共に再生ランプ60が点灯する(S18)。手動再生が終了すると、第2手動スイッチ58及び再生ランプ60は消灯する。なお、上述した実施形態では、レベル1である場合に自動再生を行っているが、レベル2である場合に自動再生を行ってもよい。
一方、貸し出した作業機1が返却されたとき、作業機1を貸し出す前に、第1手動スイッチ55をレンタル会社の管理者等が押すことにより、補助再生を実行することができる。補助再生を行えば、PM堆積量がレベル0の状態で作業機1を貸し出すことができる。また、PM堆積量がレベル0の状態で作業機1を保管することができる。つまり、従来の作業機1では、PM堆積量がレベル1以上で作業機1をレンタル会社に返却された場合は
、次のユーザに貸し出す前にPM堆積量をレベル0の状態で貸し出すことができなかったが、補助再生を実行することにより、PM堆積量がレベル0の状態で貸し出すことができる。
図5に示すように、変形例では、第1手動スイッチ55は、操縦部24に設けられている場合を示している。第1手動スイッチ55は、操縦部24の表示装置29に設けられている。また、第1手動スイッチ55は、開閉可能なカバー(覆い部材)61によって覆われている。このカバー61は、不透明な材料で形成され、カバー61を閉鎖した状態では、オペレータは第1手動スイッチ55を視認することができず、図6に示すように、カバー61を開放することによりオペレータは第1手動スイッチ55を視認することができる。図5及び図6では、カバー61は開閉可能であって且つ第1手動スイッチ55を隠す目隠し部材である。
また、第3再生制御部54は、第1再生制御部52による自動再生が終了してからの経過時間が時間閾値以上になった後に手動スイッチの指令を取得した場合に、補助再生を行う。これによれば、不意に補助再生が始まるのを防止することができる。即ち、自動再生が終了した後に手動スイッチを操作し、その後、経過時間が時間閾値以上になった場合に補助再生が始まると、不意に補助再生が始まることとなるが、この不意の補助再生を防止することができる。
また、手動スイッチは、補助再生の指令を行う第1手動スイッチ55と、手動再生の指令を行う第2手動スイッチ58とを含んでいる。これによれば、補助再生を行うスイッチと、手動再生を行うスイッチとをわけることにより、補助再生と手動再生とを容易に区別することができる。
また、作業機1は、操縦部24とは異なる位置に設けられ且つ粒子状物質の燃焼を指令する第1手動スイッチ55を備えている。これによれば、レンタル会社等の作業機1の管
理者等が、手動操作によって作業機1を貸し出す前にDPF再生を行うことができる。また、作業機1を操縦するオペレータに第1手動スイッチ55を操作されるのを防止することができる。
また、作業機1は、操縦部24に設けられ且つ再生制御部47に粒子状物質の燃焼を指令する第2手動スイッチ58を備えている。また、再生制御部47は、フィルタ41で捕集した粒子状物質の堆積量が第1堆積量閾値以上である場合に粒子状物質を燃焼する補助再生と、フィルタ41で捕集した粒子状物質の堆積量が第2堆積量閾値以上である場合に粒子状物質を燃焼する手動再生とを行い、第1手動スイッチ55は補助再生を再生制御部47に指令するスイッチであり、第2手動スイッチ58は手動再生を再生制御部47に指令するスイッチである。これによれば、作業機1を操縦するオペレータは第2手動スイッチ58によってDPF再生を実行し、レンタル会社等の管理者は第1手動スイッチ58によってDPF再生を実行することができる。
[第2実施形態]
図7〜図10は、第2実施形態を示している。上述した第1実施形態では、第1手動スイッチ55を作業機に設けることにより、補助再生を実行できるようにしていたが、第2実施形態は、少なくとも作業機のレンタルを管理するレンタル管理情報が作業機に入力された場合に、補助再生を実行する実施形態である。第2実施形態では、第1実施形態と同様の部分は説明を省略し異なる点を説明する。また、第2実施形態では、第1手動スイッチ55(補助再生スイッチ)が作業機1に設けられていないものとして説明を進める。
は、店舗を特定するための情報であって、店舗名、店舗管理番号、店舗住所等である。ユーザ情報とは、ユーザを特定する情報であって、貸出者(予約者)の氏名、性別、年齢、住所、電話番号、メールアドレス等である。機械情報は、機械を特定する情報であって、作業機に割り当てられた機種、型式、管理番号、製造番号等である。
キー(管理キー)128Aは、レンタル会社等が管理して店舗に保管されるキーであって、管理専用のキーである。管理キー128Aは、レンタル会社が保有する複数の作業機1を、ユーザではなくレンタル会社が作動させるために使用されるキーである。管理キー128Aは、例えば、作業機の貸し出し前、又は、作業機の返却後にレンタル会社の管理者がメンテナンス等で作業機1を作動させる際に使用するキーである。
図9は、自動再生及び手動再生の制御の流れを図示したフローチャートである。図9のS1〜S7は、図4と同様である。図9のS15〜S18は図4と同様である。図9に示すように、第1再生制御部52は、PM堆積量が第1堆積量閾値以上で且つ第2堆積量閾値未満(レベル1)である場合、自動再生を行う(S5)。また、第2再生制御部53は、第2手動スイッチ58がONである場合は(S16:Yes)、手動再生を行う(S17)。
レンタル管理情報とは、レンタル会社等が管理する情報であって、レンタルが行われる作業機1の貸し出し前、又は、貸出後に作業機1に入力される情報である。言い換えれば、レンタル管理情報とは、ユーザに作業機が貸し出されている間に入力される情報とは区別される情報である。この実施形態では、レンタル管理情報とは、管理キー128Aに格納された第1始動情報であり、キーシリンダ62は、レンタル管理情報を取得可能な取得装置である。したがって、第3再生制御部54は、管理キー128Aがキーシリンダ(取得装置)62に差し込まれ、当該キーシリンダ(取得装置)62が第1始動情報(レンタ
ル管理情報)を取得した場合に、補助再生を行う指令信号(第3指令信号)をエンジン制御装置32に出力する。
キーシリンダ62(取得装置)にキー128A、128Bが差し込まれ、アンテナ127がキー128A、128Bに記憶されたキー情報(第1始動情報、第2始動情報)を受信すると(S21、Yes)、制御装置46(再生制御装置33、エンジン制御装置32)は、S22に進む。詳しくは、キーをキーシリンダ62に差し込んで回転させることにより、アンテナ127がキーに記録されたキー情報を取得情報として受信すると、制御装置46は、S22に進む。
図11は、第1変形例を示している。この第1変形例の作業機1では、取得装置は、キ
ーシリンダ62ではなく、管理者等からの入力を受け付ける入力装置131である。入力装置131は、例えば、0〜9までの数値を入力するテンキーである。入力装置131は、入力を受け付ける装置であれば何でもよく、作業機1に設けられ且つ作業機1に関する情報を表示する表示装置29であってもよい。
図12は、補助再生及び盗難防止の制御の流れを図示したフローチャートである。図12のS23〜S28は、図10と同様であるため説明を省略する。
制御装置46は、テンキー131が受け付けた取得情報(4桁の数字)がレンタル管理情報であるか否かを判断する(S32)。例えば、再生制御装置33には、予め補助再生を実行するための管理情報(例えば、4桁の数字)が記憶されており、テンキー131が受け付けた取得情報(4桁の数字)と、再生制御装置33に記憶されている管理情報(4桁の数字)とが一致すると、制御装置46は、レンタル情報を取得したと判断する(S32、Yes)。
図13は、第2変形例を示している。この第2変形例の作業機1では、取得装置は、携帯端末134等の管理端末から送信されたレンタル管理情報を受信する通信部132である。
通信部132は、携帯端末134から送信されたレンタル管理情報を受信可能である。携帯端末(管理端末)134は、レンタル会社等が管理して店舗に保管される端末であり、レンタル会社の管理者等が所持する。携帯端末134は、例えば、比較的演算能力の高いスマートフォン(多機能携帯電話)やタブレットPC等で構成されている。携帯端末134には、様々な情報が入力可能であって、入力した情報(入力情報)を通信部132に送信可能である。
携帯端末134に入力された入力情報を通信部(取得装置)132が取得すると(S41)、制御装置46(再生制御装置33)は、S42に進む。詳しくは、携帯端末134に4桁の数字の入力情報が入力された後、当該4桁の数字の入力情報を通信部132が携帯端末134に送信され、当該通信部132が携帯端末134から送信された4桁の数字の入力情報を受信すると、制御装置46は、S32に進む。
た取得情報(4桁の数字)と、再生制御装置33に記憶されている管理情報(4桁の数字)とが一致すると、制御装置46は、レンタル情報を取得したと判断する(S42、Yes)。レンタル情報を取得した場合、再生制御装置33の第3再生制御部54は、補助再生を許可する(S43)。補助再生の許可後は、S23〜S25に示すように、手動スイッチ58がONになった時点で補助再生を実行する。なお、補助再生が終了後は、原動機E1は停止する。一方、レンタル管理情報を取得しなかった場合、再生制御装置33の第3再生制御部54は、補助再生を許可しない(S44)。
図15は、第3変形例を示している。この第3変形例では、取得装置は、通信装置136等の管理端末から送信されたレンタル管理情報を受信する通信部132である。
また、取得装置130は、入力された情報を受け付ける入力装置131を有し、再生制御部47は、入力装置131が受け付けた取得情報がレンタル管理情報である場合に、フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う。これによれば、管理者が入力装置にレンタル管理情報を入力することによって、DPF再生を行うことができる。
47 再生制御部
58 手動スイッチ
55 補助再生スイッチ(手動スイッチ)
62 キーシリンダ(取得部材)
128A キー
130 取得装置
131 テンキー(取得部材)
132 通信部
E1 原動機
Claims (6)
- 原動機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と、
レンタルを管理するレンタル管理情報を取得可能な取得装置と、
前記取得装置が前記レンタル管理情報を取得した場合に前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う再生制御部と、
を備えた作業機。 - 前記粒子状物質の燃焼を指令する手動スイッチを備え、
前記再生制御部は、前記取得装置が前記レンタル管理情報を取得し且つ前記手動スイッチによる指令を取得した場合に前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う請求項1に記載の作業機。 - 前記取得装置は、入力された情報を受け付ける入力装置を有し、
前記再生制御部は、前記入力装置が受け付けた取得情報がレンタル管理情報である場合に、前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う請求項1に記載の作業機。 - 前記取得装置は、始動情報を記憶するキーを受け付けるキーシリンダを有し、
前記再生制御部は、前記キーに記憶された始動情報がレンタル管理情報である場合に、前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う請求項1に記載の作業機。 - 前記取得装置は、携帯端末から送信された情報を受信する通信部を有し、
前記再生制御部は、前記通信部が受信した情報がレンタル管理情報である場合に、前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う請求項1に記載の作業機。 - 原動機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と、
レンタルを管理するレンタル管理情報を取得可能な取得装置と、
前記取得装置が前記レンタル管理情報を取得した場合に前記フィルタで捕集した粒子状物質の燃焼を行う再生制御部と、
を備えた作業機のフィルタ再生システム。
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