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Description
本発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えたバックホー、ホイルローダ、及びトラクタ等の作業機に関する。 The present invention relates to a work machine such as a backhoe, a wheel loader, and a tractor provided with a diesel particulate filter (DPF).
近年の環境問題を改善及び解決するために、ディーゼルエンジンなどに対する排出ガス規制が強化されている。建設機械や農業機械などの作業機においても、このような排出ガス規制に対処するために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）を低減させる技術が様々に開発されている。
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を捕集する排出ガス浄化装置が設けられている。排出ガス浄化装置は、排出ガスを内部に設けたディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）に通過させて粒子状物質を捕集する。この捕集された粒子状物質は排出ガス浄化装置のＤＰＦに徐々に堆積するので、ＤＰＦが目詰まりを起こして排気系の空気抵抗が大きくならないように、粒子状物質を適宜除去してＤＰＦを再生しなくてはならない。
In order to improve and solve environmental problems in recent years, exhaust gas regulations for diesel engines and the like have been strengthened. In working machines such as construction machines and agricultural machines, various techniques for reducing particulate matter (particulate matter) contained in exhaust gas have been developed in order to cope with such exhaust gas regulations.
In general, diesel engines are provided with an exhaust gas purification device that collects particulate matter contained in the exhaust gas. The exhaust gas purification device collects particulate matter by passing the exhaust gas through a diesel particulate filter (DPF) provided therein. Since the collected particulate matter gradually accumulates in the DPF of the exhaust gas purification device, the particulate matter is appropriately removed to prevent the DPF from becoming clogged and increasing the air resistance of the exhaust system. I have to play it.
このようなＤＰＦの再生に関する技術として特許文献１に開示された作業車両がある。
特許文献１に開示の作業車両は、エンジン停止直前の圧力センサの差圧が所定値以上の圧力を検出すると、エンジン停止後であっても作業車両の電源を自動的に起動して作業者への報知を行ない、作業者が選択スイッチで再生モードを選択すると、エンジンが自動的に始動してアイドリング回転数でＤＰＦの再生を行なう構成を有し、圧力センサの差圧が所定値以下になると、自動的にエンジン停止と電源停止を行っている。
There is a work vehicle disclosed in Patent Document 1 as a technique relating to such DPF regeneration.
The work vehicle disclosed in Patent Document 1 automatically activates the power supply of the work vehicle to the operator when the pressure difference between the pressure sensors immediately before the engine is stopped is detected to be a predetermined value or more, even after the engine is stopped. When the operator selects the regeneration mode with the selection switch, the engine is automatically started to regenerate the DPF at the idling rotational speed, and when the pressure sensor differential pressure becomes a predetermined value or less. The engine and power are automatically stopped.
特許文献１の技術は、粒子状物質の堆積量が所定値以上となったＤＰＦを再生するにあたって、作業車両の動作を停止させて、かつ一旦エンジンを止めることを前提としている。このように、特許文献１は、エンジンを止めることを前提としたＤＰＦ再生の技術を開示しているため、特許文献１の技術によっては、ＤＰＦの再生中に作業を継続することができない。つまり、ＤＰＦの再生のためには、作業車両による作業時であっても、わざわざ作業車両の動作を停止させなければならず、非常に使い勝手の悪い作業車両となっている。 The technique of Patent Document 1 is based on the premise that the operation of the work vehicle is stopped and the engine is stopped once when the DPF whose particulate matter accumulation amount is equal to or greater than a predetermined value is regenerated. As described above, Patent Document 1 discloses a DPF regeneration technique based on the premise that the engine is stopped. Therefore, depending on the technique of Patent Document 1, the operation cannot be continued during the regeneration of the DPF. That is, in order to regenerate the DPF, it is necessary to stop the operation of the work vehicle even when working with the work vehicle, which makes the work vehicle very inconvenient.
さらに、特許文献１の技術では、アイドリング回転数という非常に低いエンジン回転数でＤＰＦを再生しているため、ＤＰＦの再生に時間がかかるだけでなく、十分にＤＰＦの再生を行うことができないおそれがある。
そこで、本発明は、走行時や作業時であっても効率よく十分にＤＰＦを再生することができる作業機を提供することを目的とする。
Furthermore, in the technique of Patent Document 1, since the DPF is regenerated at a very low engine speed, i.e., the idling speed, not only does it take time to regenerate the DPF, but it may not be possible to sufficiently regenerate the DPF. There is.
Therefore, an object of the present invention is to provide a working machine that can efficiently and sufficiently regenerate the DPF even when traveling or working.
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、アクセル操作により回転数を上げることが可能なディーゼルエンジンと、前記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除去するフィルタ再生手段とを備えた作業機であって、前記フィルタ再生手段は、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が第１の堆積量閾値以上になったときに、前記フィルタ装置に堆積した粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行う第１の再生制御モードと、前記自動再生を行っている場合であって、前記粒子状物質の堆積量が前記第１の堆積量閾値よりも高い第２の堆積量閾値以上になったときに、作業者に前記ディーゼルエンジンの回転数を上げることを要求する第２の再生制御モードと、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, technical means for solving the problems in the present invention include a diesel engine capable of increasing the rotational speed by an accelerator operation, and a filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas discharged from the diesel engine. And a filter regeneration means for burning and removing particulate matter deposited on the filter of the exhaust gas purification apparatus, wherein the filter regeneration means is disposed on the filter. A first regeneration control mode for performing automatic regeneration for automatically burning and removing particulate matter deposited on the filter device when the amount of deposited particulate matter becomes equal to or greater than a first deposition amount threshold. when, in a case where performing the automatic regeneration, when the deposition amount of the particulate matter is equal to or greater than the higher second deposition amount threshold than the first deposition amount threshold , And having a second playback control mode that requests to increase the rotational speed of the diesel engine to the operator.
ここで、前記第１の再生制御モードは、前記粒子状物質の堆積量が第１の堆積量閾値以上になったときに前記自動再生を行い、前記第２の再生制御モードは、前記第１の再生制御モードによる自動再生の開始時からの所定時間内に、前記粒子状物質の堆積量が前記第１の堆積量閾値よりも低い警告解除閾値未満になっていなければ、作業者に前記ディーゼルエンジンの回転を上げることを要求することが好ましい。 Here, the first regeneration control mode performs the automatic regeneration when the accumulation amount of the particulate matter is equal to or greater than a first accumulation amount threshold, and the second regeneration control mode includes the first regeneration control mode. of within a predetermined time from the start of the automatic reproduction by the reproduction control mode, unless falls below low warning release threshold than the deposition amount of the particulate matter is first deposited amount threshold, the diesel to the operator It is preferable to request that the engine speed be increased.
また、前記第１の再生制御モードは、前記粒子状物質の堆積量が第１の堆積量閾値以上になったときに、前記自動再生を行い、前記第２の再生制御モードは、前記粒子状物質の堆積量が前記第１の堆積量閾値よりも高い第２の堆積量閾値以上になると、前記ディーゼルエンジンの回転を所定の回転数以上に上げることを要求することが好ましい。
また、前記要求がなされている段階で前記粒子状物質の堆積量が前記第２の堆積量閾値よりも高い第３の堆積量閾値以上になると、前記ディーゼルエンジンに対して出力を制限するように指示する第３の再生制御モードを有することが好ましい。
前記第２の再生制御モードは、前記粒子状物質の堆積量が第２の堆積量閾値以上で且つ前記ディーゼルエンジンの回転数が予め定められた所定値未満である場合に、前記ディーゼルエンジンの回転数を上げることを要求することが好ましい。
In the first regeneration control mode, the automatic regeneration is performed when the amount of the particulate matter deposited exceeds a first deposition amount threshold, and the second regeneration control mode is performed in the particulate regeneration. It is preferable to request that the rotation of the diesel engine be increased to a predetermined number of revolutions or more when the deposition amount of the substance reaches or exceeds a second deposition amount threshold value that is higher than the first deposition amount threshold value.
Further, when the accumulation amount of the particulate matter becomes equal to or higher than a third accumulation amount threshold value higher than the second accumulation amount threshold value at the stage where the request is made, the output is limited to the diesel engine. It is preferable to have a third reproduction control mode to instruct.
In the second regeneration control mode, the rotation speed of the diesel engine is increased when the accumulation amount of the particulate matter is not less than a second accumulation amount threshold value and the rotational speed of the diesel engine is less than a predetermined value. It is preferable to request that the number be increased.
請求項１によれば、作業機を停止させなくても、ＤＰＦの再生を行うことができる。このとき、エンジン回転数の上昇を警告によって作業者に促しているため、警告に気がついた作業者は、作業中においても適宜エンジン回転数を上昇させることができる。その結果、エンジン回転数の上昇に伴う排気温度のさらなる上昇によってＤＰＦの温度が上昇し、粒子状物質が燃焼する。このようにして粒子状物質の堆積量の減少が進むことになり、ＤＰＦの再生を効率よく行うことができる。 According to the first aspect, the DPF can be regenerated without stopping the work machine. At this time, since the worker is prompted to increase the engine speed by a warning, the worker who notices the warning can appropriately increase the engine speed even during the work. As a result, the temperature of the DPF increases due to a further increase in the exhaust gas temperature accompanying the increase in the engine speed, and the particulate matter burns. In this way, the amount of particulate matter deposited decreases, and the DPF can be regenerated efficiently.
請求項２によれば、自動再生を開始してから所定時間後の堆積量の減少傾向（警告解除閾値未満になっているか否か）を見て、エンジンの回転数を上げる必要性を判断している（ＤＰＦの再生を作業者に促すか否かを判断している）。これによって、早い段階（堆積量がそれほど多くない段階）で、ＤＰＦの再生を行うことができる。
請求項３によれば、自動再生を開始後、堆積量の増加傾向（第２の堆積量閾値以上か否か）を見てエンジンの回転数を上げる必要性を判断している（ＤＰＦの再生を作業者に促すか否かを判断している）。これによって、ある程度堆積量が増加した場合（第２の堆積量以上のとき）だけ、エンジン回転数の上昇によってＤＰＦの再生を促進することができる。その結果、堆積量が、第２の堆積量よりも多くなることを抑制しつつ、ＤＰＦの再生による燃料の消費を抑えることができる。
According to claim 2, it is determined whether or not it is necessary to increase the engine speed by observing the decreasing tendency of the accumulation amount after a predetermined time from the start of the automatic regeneration (whether it is less than the warning cancellation threshold). (It is determined whether or not to prompt the operator to regenerate the DPF). As a result, the DPF can be regenerated at an early stage (a stage where the amount of deposition is not so large).
According to the third aspect of the present invention, after the automatic regeneration is started, it is determined whether or not it is necessary to increase the engine speed by looking at the increasing tendency of the accumulation amount (whether or not the second accumulation amount threshold is exceeded). Whether or not to prompt the worker). Thus, only when the accumulation amount increases to some extent (when the accumulation amount is equal to or greater than the second accumulation amount), regeneration of the DPF can be promoted by increasing the engine speed. As a result, it is possible to suppress the fuel consumption due to the regeneration of the DPF while suppressing the accumulation amount from becoming larger than the second accumulation amount.
請求項４によれば、堆積量が第２の堆積量閾値よりも高い第３の堆積量閾値以上となっている場合において、ディーゼルエンジンに対して出力を制限し、第３の堆積量閾値を超えた後の粒子状物質の増加を抑制することができる。即ち、エンジンの出力を抑制しつつエンジンの回転数を上げる警告を継続しているため、堆積量が過多となってしまう前に、作業者にエンジンの回転数を上げさせることができる。 According to claim 4, when the accumulation amount is equal to or higher than the third accumulation amount threshold value higher than the second accumulation amount threshold value, the output is limited to the diesel engine, and the third accumulation amount threshold value is set. The increase in the particulate matter after exceeding can be suppressed. That is, since the warning for increasing the engine speed while continuing the engine output is continued, the operator can increase the engine speed before the accumulation amount becomes excessive.
以下に、図面を参照しながら、本発明の各実施形態を説明する。
［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）を備えたものである。作業機としては、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、及びトラクタなどの農業機械があるが、本実施形態では、作業機の一例としてバックホーを説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The working machine of the present invention includes a diesel particulate filter (DPF). The working machine includes a construction machine such as a backhoe and a compact truck loader (CTL), and an agricultural machine such as a tractor. In this embodiment, a backhoe will be described as an example of the working machine.
図８は、バックホー１の概略構成を示す側面図である。図８に示すように、バックホー１は、下部の走行装置２と、上部の旋回体３とを備えている。
走行装置２は、ゴム製覆帯を有する左右一対の走行体４を備えたクローラ式走行装置である。また、走行装置２の前部にはドーザ５が設けられている。
旋回体３は、走行装置２上に旋回ベアリング６を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台７と、旋回台７の前部に備えられた作業装置８（掘削装置）とを有している。旋回台７上には、ディーゼルエンジン９、ラジエータ、運転席１０、燃料タンク、作動油タンク、作動油タンクからの作動油を制御する制御弁等が設けられている。運転席１０の周囲には、バックホー１に関する様々な情報を表示する表示装置１１が設けられている。運転席１０は、旋回台７上に設けられたキャビン１２により囲まれている。
FIG. 8 is a side view showing a schematic configuration of the backhoe 1. As shown in FIG. 8, the backhoe 1 includes a lower traveling device 2 and an upper rotating body 3.
The traveling device 2 is a crawler traveling device including a pair of left and right traveling bodies 4 each having a rubber cover. A dozer 5 is provided at the front of the traveling device 2.
The swivel body 3 includes a swivel base 7 supported on the traveling device 2 via a swivel bearing 6 so as to be turnable left and right around a swivel axis in the vertical direction, and a working device 8 (excavation) provided at the front of the swivel base 7. Device). On the swivel base 7, a diesel engine 9, a radiator, a driver's seat 10, a fuel tank, a hydraulic oil tank, a control valve for controlling hydraulic oil from the hydraulic oil tank, and the like are provided. Around the driver's seat 10, a display device 11 that displays various information about the backhoe 1 is provided. The driver's seat 10 is surrounded by a cabin 12 provided on the turntable 7.
作業装置８は、旋回台７の前部に設けられた支持ブラケット１３に左右揺動自在に支持されたスイングブラケット１４と、上下揺動自在となるように基部側がスイングブラケット１４に支持されたブーム１５とを備えている。ブーム１５の先端側には、前後揺動自在となるようにアーム１６が支持されており、アーム１６の先端側に、スクイ・ダンプ動作が可能となるようにバケット１７が設けられている。 The work device 8 includes a swing bracket 14 supported by a support bracket 13 provided at the front portion of the swivel base 7 so as to be swingable left and right, and a boom having a base side supported by the swing bracket 14 so as to be swingable up and down. 15. An arm 16 is supported on the front end side of the boom 15 so as to be swingable back and forth, and a bucket 17 is provided on the front end side of the arm 16 so that a squeeze / dump operation can be performed.
スイングブラケット１４は、旋回台１２内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動される。ブーム１５は、ブーム１５とスイングブラケット１４との間に介装されたブームシリンダ１８の伸縮によって揺動される。アーム１６は、アーム１６とブーム１５との間に介装されたアームシリンダ１９の伸縮によって揺動される。バケット１７は、バケット１７とアーム１６との間に介装されたバケットシリンダ２０の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。 The swing bracket 14 is swung by expansion and contraction of a swing cylinder provided in the swivel base 12. The boom 15 is swung by the expansion and contraction of a boom cylinder 18 interposed between the boom 15 and the swing bracket 14. The arm 16 is swung by the expansion and contraction of an arm cylinder 19 interposed between the arm 16 and the boom 15. The bucket 17 is squeezed and dumped by expansion and contraction of the bucket cylinder 20 interposed between the bucket 17 and the arm 16.
スイングシリンダ、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９、及びバケットシリンダ２０の各シリンダは、制御弁によって流量が制御された作動油によって伸縮動作するように構成されている。
ここで図２を参照しながら、運転席１０の周囲に設けられた表示装置１１について説明する。
Each of the swing cylinder, the boom cylinder 18, the arm cylinder 19, and the bucket cylinder 20 is configured to expand and contract with hydraulic oil whose flow rate is controlled by a control valve.
Here, the display device 11 provided around the driver's seat 10 will be described with reference to FIG.
図２に示すように、表示装置１１は、液晶パネル１１２と、ＬＥＤ表示部１１３とを備えている。液晶パネル１１２は、液晶表示によって文字や図形を自由に表示できると共に、表示する文字や図形を自在に変更することが可能である。例えば、図２において、液晶パネル１１２の左側には、燃料の残量を棒グラフ状のゲージで示す燃料計が表示されており、ゲージの長さ、つまり棒グラフの長さが燃料の残量に対応している。また、液晶パネルの右側には、冷却水の水温をゲージで示す水温計が表示されており、現在の水温を示すカーソルが水温に応じて上下に移動する。 As shown in FIG. 2, the display device 11 includes a liquid crystal panel 112 and an LED display unit 113. The liquid crystal panel 112 can freely display characters and figures by liquid crystal display, and can freely change the characters and figures to be displayed. For example, in FIG. 2, on the left side of the liquid crystal panel 112, a fuel gauge showing the remaining amount of fuel in a bar graph gauge is displayed, and the length of the gauge, that is, the length of the bar graph corresponds to the remaining amount of fuel. doing. In addition, a water temperature gauge indicating the coolant temperature with a gauge is displayed on the right side of the liquid crystal panel, and a cursor indicating the current water temperature moves up and down according to the water temperature.
さらに図２において、液晶パネル１１２の中央部には、現在ＤＰＦの自動再生が行われていることを表すアイコンＡと、ＤＰＦ（ディーゼルパーティキュレートフィルタ）の再生に関する注意を喚起する文字情報が表示されている。液晶パネル１１２に表示される情報の種類や、図形や文字などの表示形態の選択は任意である。
ＬＥＤ表示部１１３は、ＬＥＤ素子の点灯、消灯、点滅によって、後述する制御部４６（エンジンＥＣＵ３２及びメインＥＣＵ３３）に接続された各センサで検出された検出情報を表示するものである。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表示部などがある。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。
Further, in FIG. 2, in the center of the liquid crystal panel 112, an icon A indicating that the automatic regeneration of the DPF is currently being performed and character information for calling attention regarding the regeneration of the DPF (diesel particulate filter) are displayed. ing. The type of information displayed on the liquid crystal panel 112 and the selection of display forms such as graphics and characters are arbitrary.
The LED display unit 113 displays detection information detected by each sensor connected to a control unit 46 (engine ECU 32 and main ECU 33), which will be described later, by turning on, turning off, and blinking LED elements. Specifically, as the LED display unit 113, a warning LED display unit 113a indicating that a certain warning has been issued, a hydraulic LED display unit 113b indicating a warning of engine oil pressure, and a battery LED display unit 113c indicating a warning of the state of charge of the battery There are a speed LED display 113d for indicating a speed warning, an exhaust LED display for indicating an exhaust temperature warning, and the like. The LED display unit 113 can freely change the display form by changing not only lighting, extinguishing, and blinking but also lighting time, extinguishing time, blinking interval, and lighting brightness.
このように図２では、液晶パネル１１２を備えている表示装置１１を示しているが、表示装置１１は、上記の表示が可能なものであれば、液晶パネル１１２にて表示するものに限定されない。
図１は、ディーゼルエンジン９及びディーゼルエンジン９の排気系の構造を示した図である。まず、ディーゼルエンジン９の排気系について説明する。なお、ディーゼルエンジン９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３４の構成を示し説明する。
2 shows the display device 11 including the liquid crystal panel 112, the display device 11 is not limited to the one displayed on the liquid crystal panel 112 as long as the above display is possible. .
FIG. 1 is a diagram showing the structure of the diesel engine 9 and the exhaust system of the diesel engine 9. First, the exhaust system of the diesel engine 9 will be described. Although the diesel engine 9 is often a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders (cylinders), FIG. 1 shows and describes the configuration of one of the cylinders 34.
図１に示すように、ディーゼルエンジン９のシリンダ３４の上部には、シリンダ３４内に空気を導入するための開口である吸気ポート３５が形成されると共に、燃焼後のガス（燃焼ガス）をシリンダ３４から排出するための開口である排気ポート３６が形成されている。さらにシリンダ３４の上部には、吸気ポート３５を開閉するための吸気バルブ３７と、排気ポート３６を開閉するための排気バルブ３８とが設けられている。 As shown in FIG. 1, an intake port 35, which is an opening for introducing air into the cylinder 34, is formed in the upper part of the cylinder 34 of the diesel engine 9, and the gas after combustion (combustion gas) is stored in the cylinder 34. An exhaust port 36, which is an opening for discharging from 34, is formed. Further, an intake valve 37 for opening and closing the intake port 35 and an exhaust valve 38 for opening and closing the exhaust port 36 are provided at the upper portion of the cylinder 34.
吸気ポート３５には、シリンダ３４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３９が接続されている。また、排気ポート３６には、シリンダ３４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３０が接続されている。排気マニホールド３０の端部には排気音を低減するためのサイレンサ４０が設けられていて、燃焼ガスはサイレンサ４０を通過して環境中に排出される。 The intake port 35 is connected to a tubular intake manifold 39 that serves as a flow path for air introduced into the cylinder 34. The exhaust port 36 is connected to a tubular exhaust manifold 30 serving as a flow path for combustion gas discharged from the cylinder 34. A silencer 40 for reducing exhaust noise is provided at the end of the exhaust manifold 30, and the combustion gas passes through the silencer 40 and is discharged into the environment.
排気マニホールド３０において、排気ポート３６とサイレンサ４０との間には排出ガス浄化装置３１が設けられている。排出ガス浄化装置３１は、通過する燃焼ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して浄化するものである。つまり、シリンダ３４から排気ポート３６を経て排出された燃焼ガスは、排出ガスとして排気マニホールド３０を通り、排出ガス浄化装置３１で浄化されてサイレンサ４０に至る。 In the exhaust manifold 30, an exhaust gas purification device 31 is provided between the exhaust port 36 and the silencer 40. The exhaust gas purification device 31 collects and purifies particulate matter (PM) contained in the passing combustion gas. That is, the combustion gas discharged from the cylinder 34 through the exhaust port 36 passes through the exhaust manifold 30 as exhaust gas, is purified by the exhaust gas purification device 31, and reaches the silencer 40.
この排出ガス浄化装置３１は、内部にディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４１を有している。ＤＰＦ４１は、排出ガスに含まれる粒子状物質ＰＭを捕集するためのフィルタであり、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。つまり、ＤＰＦ４１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、ＤＰＦ４１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。このようなハニカム構造を有するＤＰＦ４１は、貫通孔内に形成された隔壁のＤＰＦ４１の長手方向における位置が、隣り合う貫通孔に形成された隔壁の位置とは異なるように構成されている。 This exhaust gas purification device 31 has a diesel particulate filter (DPF) 41 inside. The DPF 41 is a filter for collecting the particulate matter PM contained in the exhaust gas. For example, the DPF 41 is made of ceramic or metal and has a cross section having a honeycomb structure. In other words, a number of hexagonal column-shaped polygonal through holes are adjacent to each other along the longitudinal direction from one end to the other end of the DPF 41, and each through hole has a predetermined interval along the longitudinal direction of the DPF 41. A porous partition is provided. The DPF 41 having such a honeycomb structure is configured such that the position of the partition wall formed in the through hole in the longitudinal direction of the DPF 41 is different from the position of the partition wall formed in the adjacent through hole.
ＤＰＦ４１の一端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ＤＰＦ４１の他端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ＤＰＦ４１に捕集されて堆積する。つまり、ＤＰＦ４１は、堆積した粒子状物質の量が多くなると目詰まりを起こす構造を有しているので、粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）が多くなり過ぎないように適宜クリーニングをしなくてはならない。 The exhaust gas that has entered from one end of the DPF 41 flows toward the other end of the DPF 41 while passing through a porous partition formed in the through hole. Particulate matter contained in the exhaust gas is collected and deposited in the DPF 41 by adhering to the porous partition walls or adhering to the inner walls of the through holes. In other words, the DPF 41 has a structure that causes clogging when the amount of accumulated particulate matter increases. Therefore, the DPF 41 is not appropriately cleaned so that the amount of particulate matter deposited (PM deposition amount) does not increase too much. must not.
本実施形態では、このＤＰＦ４１のクリーニングを「ＤＰＦの再生」といい、そのための動作を「ＤＰＦの再生動作」という。ＤＰＦ４１の再生では、ＤＰＦ４１の温度を所定温度以上に上昇させることで堆積した粒子状物質を燃焼させてガス化し、排出ガスとともに環境中に排出する。
排出ガス浄化装置３１は、このＤＰＦ４１の他に、図示しないが、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などを有している。
In the present embodiment, this cleaning of the DPF 41 is referred to as “DPF regeneration”, and the operation for that purpose is referred to as “DPF regeneration operation”. In the regeneration of the DPF 41, the particulate matter deposited by burning the DPF 41 to a predetermined temperature or higher is combusted and gasified, and discharged into the environment together with the exhaust gas.
In addition to the DPF 41, the exhaust gas purification device 31 has an oxidation catalyst for oxidizing the fuel in the particulate matter and the nitrogen oxide in the combustion gas, although not shown.
排出ガス浄化装置３１の入側には、排出ガス浄化装置３１の入口付近の排気圧力を検出する入側圧力センサ４２が設けられ、出側には出口付近の排気圧力を検出する出側圧力センサ４３が設けられている。入側圧力センサ４２及び出側圧力センサ４３は、例えば圧電素子などで構成される一般的な圧力センサである。入側圧力センサ４２及び出側圧力センサ４３は、次に説明する差圧センサ４４に接続されている。 An inlet side pressure sensor 42 that detects the exhaust pressure near the inlet of the exhaust gas cleaner 31 is provided on the inlet side of the exhaust gas cleaner 31, and an outlet pressure sensor that detects the exhaust pressure near the outlet on the outlet side. 43 is provided. The entry-side pressure sensor 42 and the exit-side pressure sensor 43 are general pressure sensors composed of, for example, piezoelectric elements. The inlet side pressure sensor 42 and the outlet side pressure sensor 43 are connected to a differential pressure sensor 44 described below.
差圧センサ４４は、入側圧力センサ４２が検出した排気圧力と、出側圧力センサ４３が検出した排気圧力とから、排出ガス浄化装置３１の入側と出側での排気圧力の差、つまり差圧を検出する。一般に、ＤＰＦ４１に粒子状物質の堆積がなく目詰まりがない場合、ＤＰＦ４１による圧力損失は非常に小さいので、入側圧力センサ４２と出側圧力センサ４３が検出した排気圧力の差はわずかであり、差圧センサ４４が検出する差圧も小さな値となる。しかし、ＤＰＦ４１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、ＤＰＦ４１による圧力損失が大きくなるので差圧センサ４４が検出する差圧も大きくなる。この差圧の大きさは、ＤＰＦ４１の目詰まりの程度に対応するので、差圧の大きさを、ＤＰＦ４１の目詰まりの程度、すなわちＤＰＦ４１におけるＰＭ堆積量に換算することができる。 The differential pressure sensor 44 determines the difference between the exhaust pressure detected by the inlet pressure sensor 42 and the exhaust pressure detected by the outlet pressure sensor 43, that is, the difference between the exhaust pressure on the inlet side and the outlet side of the exhaust gas purification device 31. Detect differential pressure. In general, when there is no particulate matter accumulation in the DPF 41 and no clogging, the pressure loss due to the DPF 41 is very small, so the difference between the exhaust pressure detected by the inlet pressure sensor 42 and the outlet pressure sensor 43 is small. The differential pressure detected by the differential pressure sensor 44 is also a small value. However, when particulate matter accumulates on the DPF 41 and the degree of clogging increases, the pressure loss due to the DPF 41 increases, so the differential pressure detected by the differential pressure sensor 44 also increases. Since the magnitude of the differential pressure corresponds to the degree of clogging of the DPF 41, the magnitude of the differential pressure can be converted into the degree of clogging of the DPF 41, that is, the amount of accumulated PM in the DPF 41.
図１に示すように、ディーゼルエンジン９と排出ガス浄化装置３１とをつなぐ排気マニホールド３０には、ディーゼルエンジン９から排出されて排出ガス浄化装置３１へ向かう燃焼ガスの温度（排気温度）を検出する排気温度センサ４５が設けられている。排気温度センサ４５は、例えばサーミスタなどから構成されている。上述のような差圧センサ４４が検出した差圧や、排気温度センサ４５が検出した排気温度は、制御部４６へ送られる。 As shown in FIG. 1, the exhaust manifold 30 that connects the diesel engine 9 and the exhaust gas purification device 31 detects the temperature (exhaust temperature) of the combustion gas that is exhausted from the diesel engine 9 and travels toward the exhaust gas purification device 31. An exhaust temperature sensor 45 is provided. The exhaust temperature sensor 45 is composed of, for example, a thermistor. The differential pressure detected by the differential pressure sensor 44 as described above and the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 45 are sent to the control unit 46.
制御部４６は、バックホー１を制御するものであって、複数の制御装置（ＥＣＵ）から構成されたもので、例えば、ディーゼルエンジン９を制御するエンジンＥＣＵ３２と、バックホー１全体の動作を制御するメインＥＣＵ３３とを有している。エンジンＥＣＵ３２及びメインＥＣＵ３３は、例えば、ＣＰＵ等から構成されている。
エンジンＥＣＵ３２は、ディーゼルエンジン９や動力伝達系の各所に設置したセンサから情報を得て、ディーゼルエンジン９の状態に応じた最適な燃料噴射量や噴射時期、点火時期、アイドル回転数などを演算してディーゼルエンジン９等に制御指令を出すものである。例えば、運転席１０の周囲に設けたアクセルを操作すれば（アクセル操作を行うことによって）、エンジンＥＣＵがアクセルの操作量（開度）を検出して燃料噴射量などを増加させる。このようにして、ディーゼルエンジン９のエンジン回転数を上昇させることができる。
The control unit 46 controls the backhoe 1 and includes a plurality of control devices (ECUs). For example, the engine ECU 32 that controls the diesel engine 9 and the main that controls the operation of the backhoe 1 as a whole. ECU33. The engine ECU 32 and the main ECU 33 are constituted by a CPU, for example.
The engine ECU 32 obtains information from sensors installed at various locations of the diesel engine 9 and the power transmission system, and calculates the optimal fuel injection amount, injection timing, ignition timing, idle speed, etc. according to the state of the diesel engine 9. The control command is issued to the diesel engine 9 or the like. For example, if an accelerator provided around the driver's seat 10 is operated (by performing the accelerator operation), the engine ECU detects the operation amount (opening) of the accelerator and increases the fuel injection amount. In this way, the engine speed of the diesel engine 9 can be increased.
エンジンＥＣＵ３２に情報を提供するセンサとしては、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排出ガス浄化装置３１の差圧を検出する差圧センサ４４、排気温度を検出する排気温度センサ４５、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ、エンジン回転数を検出するためのクランクポジションセンサ、冷却水の水温を検出するための水温センサ、バルブの開度を検出するためのスロットルポジションセンサなどがある。これら以外にも、クランク位置を検出するためのカムポジションセンサ、吸入空気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサなどがある。 The sensors that provide information to the engine ECU 32 include an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening, a differential pressure sensor 44 that detects the differential pressure of the exhaust gas purification device 31, an exhaust temperature sensor 45 that detects the exhaust temperature, and intake air. There are an air flow meter for detecting the amount, a crank position sensor for detecting the engine speed, a water temperature sensor for detecting the coolant temperature, a throttle position sensor for detecting the opening of the valve, and the like. In addition to these, there are a cam position sensor for detecting the crank position, an oxygen concentration sensor for detecting the oxygen concentration in the intake air, and the like.
メインＥＣＵ３３は、エンジンＥＣＵ３２と連携しながらバックホー１に備えられた各種装置（走行装置、作業装置など）を制御するものである。例えば、メインＥＣＵ３３では、スイングシリンダ、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９及びバケットシリンダ２０などの各シリンダに所定の作動油を供給する流量制御を行う。
この流量制御は、運転席１０の周囲に設けられた操作部材（操作レバー）の操作量に基づいて行うもので、詳しくは、操作レバーを中立位置より一方（左側）に揺動させて左側の操作量を入力すると、操作したアクチュエータ（スイングシリンダ、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９及びバケットシリンダ２０）に対応する電磁比例弁のソレノイドに所定値の電流（作動信号）を出力する。そうすると、電磁比例弁は電流値に応じて開き、操作したアクチュエータに対応する制御弁のパイロット圧が制御され、アクチュエータが一方に動作する。操作レバーを中立位置より上記とは反対側に揺動させて右側の操作量を入力すると、左側に揺動したときとは反対側にアクチュエータを動作させる。このように、操作レバーを操作することによって、バックホー１を作動させることができる。
The main ECU 33 controls various devices (traveling device, working device, etc.) provided in the backhoe 1 in cooperation with the engine ECU 32. For example, the main ECU 33 performs flow control for supplying predetermined hydraulic oil to each cylinder such as the swing cylinder, the boom cylinder 18, the arm cylinder 19, and the bucket cylinder 20.
This flow rate control is performed based on the amount of operation of an operating member (operating lever) provided around the driver's seat 10, and more specifically, the operating lever is swung from the neutral position to one side (left side). When the operation amount is input, a predetermined value of current (operation signal) is output to the solenoid of the electromagnetic proportional valve corresponding to the operated actuator (swing cylinder, boom cylinder 18, arm cylinder 19 and bucket cylinder 20). Then, the electromagnetic proportional valve opens according to the current value, the pilot pressure of the control valve corresponding to the operated actuator is controlled, and the actuator operates in one direction. When the operation lever is swung from the neutral position to the opposite side to input the operation amount on the right side, the actuator is operated on the opposite side from the swinging to the left side. Thus, the backhoe 1 can be operated by operating the operation lever.
また、メインＥＣＵ３３は、運転席１０の周囲に設けられたメータ及びモニタ等であってバックホー１の動作状態を表示する表示装置１１を含むバックホー１全体の動作を制御するものでもある。本実施形態におけるメインＥＣＵ３３は、排出ガス浄化装置３１のＤＰＦ４１を再生するためのフィルタ再生手段４７を有している。フィルタ再生手段４７は、メインＥＣＵ３３で実行されるコンピュータプログラムによって実現されるものである。 The main ECU 33 is a meter and a monitor provided around the driver's seat 10 and controls the operation of the entire backhoe 1 including the display device 11 that displays the operation state of the backhoe 1. The main ECU 33 in the present embodiment has filter regeneration means 47 for regenerating the DPF 41 of the exhaust gas purification device 31. The filter regeneration unit 47 is realized by a computer program executed by the main ECU 33.
ここで、表示装置１１、エンジンＥＣＵ３２、及びメインＥＣＵ３３は、互いにController Area Network（ＣＡＮ通信）などの車両用通信ネットワークＮを介して接続されていて、相互にデータの送受信が可能である。なお、車両用通信ネットワークは、表示装置１１、エンジンＥＣＵ３２、及びメインＥＣＵ３３間でデータを送受信できるものであれば特に規格を限定するものではない。例えば、FlexRay（フレックスレイ）であっても、その他のネットワークであってもよい。 Here, the display device 11, the engine ECU 32, and the main ECU 33 are connected to each other via a vehicle communication network N such as a Controller Area Network (CAN communication), and can exchange data with each other. The vehicle communication network is not particularly limited as long as data can be transmitted and received among the display device 11, the engine ECU 32, and the main ECU 33. For example, it may be FlexRay or another network.
図２は、フィルタ再生手段４７の構成を示すブロック図である。図２に示すように、フィルタ再生手段４７は、ＤＰＦ４１に堆積する粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）を取得する堆積量取得手段５０と、この堆積量取得手段５０によって取得したＰＭ堆積量に基づいてＤＰＦ４１の再生を行うフィルタ再生制御手段６０とを備えている。
堆積量取得手段５０は、エンジンＥＣＵ３２から、排出ガス浄化装置３１の差圧（差圧センサ４４で検出した値）、排気温度センサ４５で検出した排気温度、冷却水の水温、吸入空気中の酸素濃度、燃料の噴射量などの情報を得て、ＤＰＦ４１に堆積する粒子状物質の堆積量を算出し取得する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the filter regeneration means 47. As shown in FIG. 2, the filter regeneration unit 47 includes a deposition amount acquisition unit 50 that acquires a deposition amount (PM deposition amount) of particulate matter deposited on the DPF 41, and a PM deposition amount acquired by the deposition amount acquisition unit 50. Filter regeneration control means 60 for regenerating the DPF 41 based on the above.
The accumulation amount acquisition means 50 receives from the engine ECU 32 the differential pressure of the exhaust gas purification device 31 (value detected by the differential pressure sensor 44), the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 45, the coolant temperature, and the oxygen in the intake air. Information such as concentration and fuel injection amount is obtained, and the amount of particulate matter deposited on the DPF 41 is calculated and acquired.
フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１を再生するための再生動作を複数の態様（モード）に分けて段階的に行うものであり、具体的には、第１の再生制御モード５１、第２の再生制御モード５２、第３の再生制御モード５３との３つのモードで再生動作を段階的に行う。つまり、フィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０が取得したＰＭ堆積量に応じて第１の再生制御モード５１〜第３の再生制御モード５３のうち動作させる再生制御モードを決定し、決定した各再生制御モードにてＤＰＦ４１の再生を行う。 The filter regeneration control means 60 divides the regeneration operation for regenerating the DPF 41 into a plurality of modes (modes) step by step. Specifically, the first regeneration control mode 51 and the second regeneration are performed. The reproduction operation is performed step by step in three modes: a control mode 52 and a third reproduction control mode 53. That is, the filter regeneration control unit 60 determines the regeneration control mode to be operated from among the first regeneration control mode 51 to the third regeneration control mode 53 in accordance with the PM accumulation amount acquired by the accumulation amount acquisition unit 50. The DPF 41 is regenerated in each regeneration control mode.
例えば、フィルタ再生制御手段６０は、ＰＭ堆積量に応じて再生制御モードを決定のための基準となる所定値として４つの閾値を有している。これら４つの閾値は、値が小さなものから順に、警告解除閾値、閾値ＴＨ１（第１の堆積閾値）、閾値ＴＨ２（第２の堆積閾値）、閾値ＴＨ３（第３の堆積閾値）である。これら４つの閾値は、実行されるＤＰＦ４１の再生動作の内容に対応した再生制御レベルに対応している。このフィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０にて算出したＰＭ堆積量と、上記４つの閾値と比較して、現在のＰＭ堆積量がどの閾値の間にあるのかを判断した上で、該当する再生制御レベルを決定する。 For example, the filter regeneration control means 60 has four threshold values as predetermined values serving as a reference for determining the regeneration control mode in accordance with the PM accumulation amount. These four threshold values are a warning release threshold value, a threshold value TH1 (first deposition threshold value), a threshold value TH2 (second deposition threshold value), and a threshold value TH3 (third deposition threshold value) in descending order. These four threshold values correspond to the regeneration control level corresponding to the content of the regeneration operation of the DPF 41 to be executed. The filter regeneration control means 60 compares the PM accumulation amount calculated by the accumulation amount acquisition means 50 with the above four threshold values, and determines which threshold the current PM accumulation amount is between. Determine the appropriate playback control level.
図３は、経過時間に対する粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）の変化の一例を表すグラフである。図３を用いてＤＰＦ４１の再生について詳しく説明する。
バックホー１のディーゼルエンジン９が始動すると、堆積量取得手段５０は、継続的にＤＰＦ４１のＰＭ堆積量を算出し取得する。図３のグラフでは、原点側からスタートしてディーゼルエンジン９の稼働時間の増加に従ってＰＭ堆積量が増加している。
FIG. 3 is a graph showing an example of a change in the amount of particulate matter deposited (PM deposition amount) with respect to elapsed time. The regeneration of the DPF 41 will be described in detail with reference to FIG.
When the diesel engine 9 of the backhoe 1 is started, the accumulation amount acquisition unit 50 continuously calculates and acquires the PM accumulation amount of the DPF 41. In the graph of FIG. 3, the PM accumulation amount increases as the operating time of the diesel engine 9 starts from the origin side.
まず、堆積量取得手段５０がＰＭ堆積量を算出すると、フィルタ再生制御手段６０は、取得したＰＭ堆積量と、警告解除閾値、閾値ＴＨ１、閾値ＴＨ２、及び閾値ＴＨ３の４つの閾値との比較を行う。
ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ１未満であるとき、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ０とし、Ｌｅｖｅｌ０であるときはＤＰＦ４１の再生を必要としないと判断して、ＤＰＦ４１の再生を行わない(ＤＰＦ４１の再生を開始しない)。
First, when the accumulation amount acquisition unit 50 calculates the PM accumulation amount, the filter regeneration control unit 60 compares the acquired PM accumulation amount with the four threshold values of the warning cancellation threshold value, the threshold value TH1, the threshold value TH2, and the threshold value TH3. Do.
When the PM accumulation amount is less than the threshold TH1, the filter regeneration control means 60 sets the regeneration control level to Level 0, and when it is Level 0, determines that the regeneration of the DPF 41 is not required, and does not perform the regeneration of the DPF 41 (DPF 41). Does not start playing).
次に、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ１以上閾値ＴＨ２未満となったとき、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ０からＬｅｖｅｌ１に移行（シフト）する。Ｌｅｖｅｌ１以上では、ＰＭ堆積量がＤＰＦ４１の自動再生を開始しなくてはならない程度となっていることを示すものである。フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ１となったことを受けて、ＤＰＦ４１の自動再生を行うための第１の再生制御モード５１を選択して、第１の再生制御モード５１における自動再生のための指令を制御部４６等に出力し、ＤＰＦ４１の再生を行う。自動再生の動作として例えばディーゼルエンジン９の吸気スロットルが絞られ、この吸気スロットルの絞りによって排気温度が上昇する。 Next, when the PM accumulation amount is equal to or greater than the threshold value TH1 and less than the threshold value TH2, the filter regeneration control unit 60 shifts (shifts) the regeneration control level from Level0 to Level1. Level 1 or higher indicates that the PM accumulation amount is such that the automatic regeneration of the DPF 41 must be started. The filter regeneration control means 60 selects the first regeneration control mode 51 for performing the automatic regeneration of the DPF 41 in response to the regeneration control level becoming Level 1, and automatically reproduces in the first regeneration control mode 51. Is output to the control unit 46 and the like, and the DPF 41 is regenerated. As an automatic regeneration operation, for example, the intake throttle of the diesel engine 9 is throttled, and the exhaust temperature rises due to the throttle of the intake throttle.
第１の再生制御モード５１では、粒子状物質の堆積量が閾値ＴＨ１以上（再生制御レベルがＬｅｖｅｌ１）になった場合に、ＤＰＦ４１の自動再生を開始し、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する。
さらに、第１の再生制御モード５１では、表示装置１１に対して自動再生が実行されていることを示すアイコンＡを表示させ、連続的な警告音を発生させる。
In the first regeneration control mode 51, automatic regeneration of the DPF 41 is started and the particulate matter deposited on the filter is combusted when the amount of particulate matter accumulated exceeds the threshold TH1 (regeneration control level is Level 1). To remove.
Further, in the first reproduction control mode 51, an icon A indicating that automatic reproduction is being performed is displayed on the display device 11, and a continuous warning sound is generated.
上述したように、自動再生とは、バックホー１を操作している作業者に対して特別な操作を要求しない再生動作のことであって、バックホー１が独自に、つまり作業者から見れば自動的にＤＰＦ４１の温度を上昇させて堆積した粒子状物質を燃焼させようとする動作である。
次に、自動再生の開始後、Ｌｅｖｅｌ１における第１の再生制御モード５１の実行にもかかわらず、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ２以上閾値ＴＨ３未満となったとき、排気温度を上昇させてＤＰＦ４１の自動再生をさらに効率的に行うために、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ２に移行（シフト）し、第２の再生制御モード５２に移行する。
As described above, the automatic regeneration is a regeneration operation that does not require a special operation for the operator operating the backhoe 1, and is automatically performed when the backhoe 1 is uniquely, that is, viewed from the operator. In this operation, the temperature of the DPF 41 is raised to burn the deposited particulate matter.
Next, after the start of the automatic regeneration, when the PM accumulation amount becomes equal to or higher than the threshold value TH2 and lower than the threshold value TH3 in spite of the execution of the first regeneration control mode 51 in Level 1, the exhaust temperature is raised and the automatic regeneration of the DPF 41 is performed. Therefore, the filter regeneration control means 60 shifts (shifts) the regeneration control level from Level 1 to Level 2 and transitions to the second regeneration control mode 52.
第２の再生制御モード５２では、自動再生は継続して行いつつ、ディーゼルエンジン９の回転数を上げることを要求する警告を発する。ここで、エンジン９の回転数を上げるとは、少なくともアイドリング回転数以上にエンジンの回転数を上げることであって、好ましくは、エンジン回転数を、アイドリング回転数の２倍以上にすることである。
具体的には、第２の再生制御モード５２では、作業者に対して、エンジン回転数を、例えば１８００回転以上に上昇させることを指示するアイコンＢを表示装置１１に表示させて、かつ間欠的な警告音を発生させる。第２再生制御モード５２であるとき、作業者がこの表示及び警告音に従ってアクセル操作をして、エンジン回転数を所定の回転数以上（アイドリングの回転数よりも高い回転数であって、例えば、１８００回転以上）に上昇させた場合は、さらに排気温度が上昇することとなり、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質の燃焼が促進されてＰＭ堆積量が減少する。ここで、ＰＭ堆積量が警告解除閾値を下回れば、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ０に戻し、ＤＰＦ４１の自動再生及び表示装置１１でのアイコンＡ及びアイコンＢの表示を終了する。
In the second regeneration control mode 52, a warning requesting to increase the rotational speed of the diesel engine 9 is issued while the automatic regeneration is continued. Here, increasing the rotational speed of the engine 9 is to increase the rotational speed of the engine to at least the idling rotational speed, and preferably to increase the rotational speed of the engine 9 to twice or more the idling rotational speed. .
Specifically, in the second regeneration control mode 52, the display device 11 is displayed intermittently with an icon B instructing the operator to increase the engine speed to, for example, 1800 revolutions or more. Generate a warning sound. When in the second regeneration control mode 52, the operator operates the accelerator according to this display and warning sound, and the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed (higher than the idling speed, for example, If it is increased to 1800 revolutions or more), the exhaust temperature further increases, and the combustion of particulate matter deposited on the DPF 41 is promoted to reduce the PM deposition amount. If the PM accumulation amount falls below the warning cancellation threshold value, the filter regeneration control unit 60 returns the regeneration control level to Level 0, and ends the automatic regeneration of the DPF 41 and the display of the icons A and B on the display device 11.
さて、エンジン回転数を上昇させなかったときなど、ＰＭ堆積量がさらに増加して、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ３以上となった場合、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ２からＬｅｖｅｌ３に移行（シフト）し、第３の再生制御モード５３に移行する。
第３の再生制御モード５３では、第２の再生制御モード５２によって警告が発せられている段階でＰＭ堆積量が閾値ＴＨ２よりも高い閾値ＴＨ３以上になると、ディーゼルエンジン９に対して出力を所定範囲に制限するように指示する再生動作のことである。この第３の再生制御モード５３では、自動再生を継続しつつ、エンジンの出力を制限する。
When the PM accumulation amount further increases and the PM accumulation amount becomes equal to or greater than the threshold TH3, such as when the engine speed is not increased, the filter regeneration control means 60 shifts the regeneration control level from Level 2 to Level 3. (Shift) and shift to the third reproduction control mode 53.
In the third regeneration control mode 53, when the PM accumulation amount becomes equal to or higher than the threshold value TH3 higher than the threshold value TH2 at the stage where the warning is issued in the second regeneration control mode 52, the output is output to the diesel engine 9 within a predetermined range. This is a reproduction operation instructing to limit to. In the third regeneration control mode 53, the engine output is limited while continuing automatic regeneration.
第３の再生制御モード５３である場合、フィルタ再生制御手段６０は、ディーゼルエンジン９の最大出力を所定値以下（例えば、規定最大出力の５０％以下）に制限する馬力制限をエンジンＥＣＵ３２に指示すると共に、表示装置１１に対してＰＭ堆積量が多くなりすぎていることを示すアイコンを表示させて連続的な警告音を発生させる。
このＬｅｖｅｌ３においても、Ｌｅｖｅｌ２と同じく、エンジン回転数を上昇させることを指示するアイコンＢを表示装置１１に表示させている。作業者が、この警告に従ってエンジン回転数を上昇させ、ＰＭ堆積量が警告解除閾値を下回れば、フィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ０に戻し、ＤＰＦ４１の自動再生及び表示装置１１での各アイコンの表示を終了する。
In the third regeneration control mode 53, the filter regeneration control means 60 instructs the engine ECU 32 to limit the horsepower that restricts the maximum output of the diesel engine 9 to a predetermined value or less (for example, 50% or less of the specified maximum output). At the same time, an icon indicating that the amount of accumulated PM is too large is displayed on the display device 11 to generate a continuous warning sound.
In Level 3, as with Level 2, an icon B for instructing to increase the engine speed is displayed on the display device 11. When the operator increases the engine speed in accordance with this warning and the PM accumulation amount falls below the warning cancellation threshold, the filter regeneration control means 60 returns the regeneration control level to Level 0, the automatic regeneration of the DPF 41 and the display device 11 End the display of each icon.
このように、Ｌｅｖｅｌ１〜Ｌｅｖｅｌ３のいずれであっても、ＰＭ堆積量が警告解除閾値を下回れば、堆積量取得手段５０は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ０に戻し、ＤＰＦ４１の自動再生及び表示装置１１での各アイコンの表示を終了する。
図４及び図５を参照しながら、上述したＤＰＦ４１の再生制御についてさらに説明する。図４は、フィルタ再生制御手段６０によって再生制御レベルが決まった後の動作を示すフロー図であり、図５は、各再生制御レベルにおける表示装置１１の表示態様を示す図である。
In this way, in any of Level 1 to Level 3, if the PM accumulation amount falls below the warning cancellation threshold, the accumulation amount acquisition unit 50 returns the regeneration control level to Level 0, the automatic regeneration of the DPF 41 and the display device 11 End the display of each icon.
The above-described regeneration control of the DPF 41 will be further described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the operation after the regeneration control level is determined by the filter regeneration control means 60, and FIG. 5 is a diagram showing the display mode of the display device 11 at each regeneration control level.
図４において、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ１のとき（第１の再生制御モード５１のとき）、フィルタ再生制御手段６０は、エンジンＥＣＵ３２に対して燃焼処理として自動再生を実行させる（Ｓ１）と共に、自動再生が実行されていることを示すアイコン（ＤＰＦ燃焼中ランプ）Ａを、メインＥＣＵ３３によって表示装置１１に点灯させる（Ｓ２）。
図５に示すように、第１の再生制御モード５１のとき、表示装置１１は、フィルタ再生制御手段６０による指令に従って、液晶パネル１１２にアイコン（ＤＰＦ燃焼中ランプ）Ａを表示すると共に、「ＤＰＦ再生中」、「排気温度上昇」のメッセージを表示する。このとき表示装置１１は、ＬＥＤ表示部１１３の最上部に設けられた警告ＬＥＤ表示部１１３ａを橙色で点滅させる。
In FIG. 4, when the regeneration control level is Level 1 (in the first regeneration control mode 51), the filter regeneration control means 60 causes the engine ECU 32 to perform automatic regeneration as a combustion process (S1) and automatic regeneration. Is displayed on the display device 11 by the main ECU 33 (S2).
As shown in FIG. 5, in the first regeneration control mode 51, the display device 11 displays an icon (DPF burning lamp) A on the liquid crystal panel 112 in accordance with a command from the filter regeneration control means 60 and “DPF “Reproducing” and “Exhaust temperature rise” messages are displayed. At this time, the display device 11 causes the warning LED display portion 113a provided at the uppermost portion of the LED display portion 113 to blink orange.
次に、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ２のとき（第２の再生制御モード５２のとき）、フィルタ再生制御手段６０は、エンジンＥＣＵ３２に対して燃焼処理として自動再生を継続する（Ｓ３）と共に、自動再生が実行されていることを示すアイコン（ＤＰＦ燃焼中ランプ）Ａとエンジン回転数を上昇させることを指示するアイコン（Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプ）Ｂを、メインＥＣＵ３３によって表示装置１１に点灯させる（Ｓ４）。さらに、第２の再生制御モード５２であるとき、フィルタ再生制御手段６０は、エンジンＥＣＵ３２から取得したエンジン回転数が、例えば１８００回転以上であるか否かを判断し（Ｓ５）、１８００回転以上であれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプＢを消灯するように表示装置１１に指示する（Ｓ６）。また、エンジン回転数が１８００回転未満であれば（Ｓ５：ＮＯ）、フィルタ再生制御手段６０は、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプＢを点滅させるように表示装置１１に指示する（Ｓ７）。 Next, when the regeneration control level is Level 2 (in the second regeneration control mode 52), the filter regeneration control means 60 continues automatic regeneration as a combustion process for the engine ECU 32 (S3), and automatic regeneration is performed. An icon (DPF burning lamp) A indicating that the engine is being executed and an icon (Eng rotation speed increase request lamp) B instructing to increase the engine speed are turned on the display device 11 by the main ECU 33 (S4). . Further, when in the second regeneration control mode 52, the filter regeneration control means 60 determines whether or not the engine speed acquired from the engine ECU 32 is, for example, 1800 revolutions or more (S5), and 1800 revolutions or more. If there is (S5: YES), the display device 11 is instructed to turn off the Eng speed increase request lamp B (S6). If the engine speed is less than 1800 rpm (S5: NO), the filter regeneration control means 60 instructs the display device 11 to blink the Eng speed increase request lamp B (S7).
図５に示すように、第２の再生制御モード５２のとき、表示装置１１は、第２の再生制御モード５２によって、ＤＰＦ燃焼中ランプ（アイコン）Ａを表示する画面とＥｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面とを液晶パネル１１２に交互に表示する。このとき表示装置１１は、ＬＥＤ表示部１１３の最上部に設けられた警告ＬＥＤ表示部１１３ａを橙色で点滅させている。 As shown in FIG. 5, in the second regeneration control mode 52, the display device 11 displays a screen for displaying the DPF burning lamp (icon) A and the Eng rotation speed increase request lamp in the second regeneration control mode 52. A screen displaying (icon) B is alternately displayed on the liquid crystal panel 112. At this time, the display device 11 blinks the warning LED display portion 113a provided at the top of the LED display portion 113 in orange.
作業者が、表示された指示通りにエンジン回転数を上昇させ、エンジンＥＣＵ３２から取得したエンジン回転数が１８００回転以上であると、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１に対してＥｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面を表示させず、ＤＰＦ燃焼中ランプ（アイコン）Ａを表示する画面だけを表示するように指示する。 When the operator increases the engine speed in accordance with the displayed instruction and the engine speed acquired from the engine ECU 32 is 1800 or more, the filter regeneration control means 60 increases the Eng speed relative to the display device 11. An instruction is given to display only the screen for displaying the DPF burning lamp (icon) A without displaying the screen for displaying the request lamp (icon) B.
続いて、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ３のとき（第３の再生制御モード５３のとき）は、フィルタ再生制御手段６０は、エンジンＥＣＵ３２に対して燃焼処理として自動再生を継続する（Ｓ８）と共に、自動再生が実行されていることを示すアイコン（ＤＰＦ燃焼中ランプ）Ａとエンジン回転数を上昇させることを指示するアイコン（Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプ）Ｂを、表示装置１１に点灯させる（Ｓ９）。さらに、第３の再生制御モード５３であるとき、フィルタ再生制御手段６０は、エンジンＥＣＵ３２から取得したエンジン回転数が、例えば１８００回転以上であるか否かを判断し（Ｓ１０）、１８００回転以上であれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプＢを消灯するように表示装置１１に指示する（Ｓ１１）。また、エンジン回転数が１８００回転未満であれば（Ｓ１０：ＮＯ）、フィルタ再生制御手段６０は、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプＢを点滅させるように表示装置１１に指示し（Ｓ１２）、ＬＥＤ表示部１１３の最上部に設けられた警告ＬＥＤ表示部１１３ａを赤色で点滅させるようメインＥＣＵ３３によって表示装置１１に指示する（Ｓ１３）。 Subsequently, when the regeneration control level is Level 3 (in the third regeneration control mode 53), the filter regeneration control means 60 continues automatic regeneration as a combustion process for the engine ECU 32 (S8) and automatic regeneration. Is displayed (DPF burning lamp) A and an icon (Eng rotation speed increase request lamp) B for instructing to increase the engine speed is lit on the display device 11 (S9). Further, when in the third regeneration control mode 53, the filter regeneration control means 60 determines whether or not the engine speed acquired from the engine ECU 32 is, for example, 1800 revolutions or more (S10), and 1800 revolutions or more. If there is (S10: YES), the display device 11 is instructed to turn off the Eng speed increase request lamp B (S11). If the engine speed is less than 1800 (S10: NO), the filter regeneration control means 60 instructs the display device 11 to blink the Eng speed increase request lamp B (S12), and the LED display unit. The main ECU 33 instructs the display device 11 to blink the warning LED display 113a provided at the top of 113 in red (S13).
図５に示すように、Ｌｅｖｅｌ３における表示装置１１は、フィルタ再生制御手段６０からの指示に従って、ＤＰＦ燃焼中ランプ（アイコン）Ａを表示する画面とＥｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面とを液晶パネル１１２に交互に表示する。Ｌｅｖｅｌ３ではバックホー１の馬力制限が行われているので、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面の下段には、「出力制限中」のメッセージが表示されている。このとき表示装置１１は、ＬＥＤ表示部１１３の最上部に設けられた警告ＬＥＤ表示部１１３ａを赤色で点滅させている。 As shown in FIG. 5, the display device 11 in Level 3 displays a screen for displaying a DPF burning lamp (icon) A and an Eng rotation speed increase request lamp (icon) B in accordance with an instruction from the filter regeneration control means 60. The screen is alternately displayed on the liquid crystal panel 112. In Level 3, since the horsepower of the backhoe 1 is limited, a message “output is being limited” is displayed at the bottom of the screen displaying the Eng rotation speed increase request lamp (icon) B. At this time, the display device 11 blinks the warning LED display portion 113a provided at the top of the LED display portion 113 in red.
作業者が、表示された指示通りにエンジン回転数を上昇させ、エンジンＥＣＵ３２から取得したエンジン回転数が１８００回転以上であると、フィルタ再生制御手段６０によって表示装置１１に対して、Ｅｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面において、「エンジン回転を上げてください」というメッセージの表示をしないように指示する。これによって、エンジン回転数が１８００回転以上である場合には、表示装置１１は、フィルタ再生制御手段６０からの指示に従って、ＤＰＦ燃焼中ランプ（アイコン）Ａを表示する画面と、「エンジン回転を上げてください」というメッセージの表示がされないＥｎｇ回転数上昇要求ランプ（アイコン）Ｂを表示する画面とを液晶パネル１１２に交互に表示する。このとき表示装置１１は、ＬＥＤ表示部１１３の最上部に設けられた警告ＬＥＤ表示部１１３ａを赤色の点滅から橙色の点滅に変更する。 When the operator increases the engine speed in accordance with the displayed instruction and the engine speed acquired from the engine ECU 32 is 1800 or more, the filter regeneration control means 60 increases the Eng speed relative to the display device 11. On the screen displaying the request lamp (icon) B, it is instructed not to display the message “Please increase the engine speed”. Accordingly, when the engine speed is 1800 rpm or more, the display device 11 displays a screen for displaying the DPF burning lamp (icon) A in accordance with an instruction from the filter regeneration control means 60, and “increases the engine speed”. The screen displaying the Eng rotational speed increase request lamp (icon) B on which the message “Please do” is not displayed is alternately displayed on the liquid crystal panel 112. At this time, the display device 11 changes the warning LED display unit 113a provided at the uppermost part of the LED display unit 113 from flashing red to flashing orange.
本実施形態によれば、作業者に警告を発してエンジン回転数の上昇を促しているため、警告に気づいた作業者は、作業中においても適宜ディーゼルエンジン９の回転数を上昇させて、排気温度を上昇させることができる。排気温度が上昇した結果、吸気スロットルの絞りなどの自動再生によって上昇したＤＰＦ４１の温度がさらに上昇し、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が燃焼する。このように本実施形態によれば、自動再生をバックアップする操作（エンジン回転数の上昇）を作業者に促すことができるので、ＰＭ堆積量の減少を促進させることができ、ＤＰＦ４１の再生を効率よく行うことができる。 According to the present embodiment, since a warning is issued to the worker and an increase in the engine speed is urged, the worker who notices the warning appropriately increases the rotational speed of the diesel engine 9 even during the work and exhausts the engine. The temperature can be raised. As a result of the rise in the exhaust temperature, the temperature of the DPF 41 that has been raised by automatic regeneration such as the throttle of the intake throttle further rises, and the particulate matter deposited on the DPF 41 burns. As described above, according to the present embodiment, the operator can be prompted to perform an operation for backing up the automatic regeneration (increase in the engine speed), so that the reduction of the PM accumulation amount can be promoted and the regeneration of the DPF 41 can be efficiently performed. Can be done well.
上述したような自動再生のバックアップ操作であるエンジン回転数の上昇は、作業者によるアクセル操作によって行われるようになっているため、従来のように、ＤＰＦ４１の再生のためだけにバックホー１を停止させて作業を中断する必要がなくなる。
例えば、作業現場内で移動するためや作業現場から退避するために、バックホー１を走行させる場合がある。その場合、作業者は、運転席１０の周囲に設けられた操作レバーを操作してバックホー１を走行させる。このような走行は、作業時に断続的に繰り返し行われることが多いので、繰り返し行われる走行の合間である空き時間に作業者の任意のタイミングでアクセル操作を手動で行うことによってエンジン回転数を上昇させて排気温度を上げることができる。
Since the increase in engine speed, which is a backup operation for automatic regeneration as described above, is performed by an accelerator operation by an operator, the backhoe 1 is stopped only for regeneration of the DPF 41 as in the prior art. This eliminates the need to interrupt work.
For example, the backhoe 1 may be run to move within the work site or to evacuate from the work site. In that case, the operator operates the operation lever provided around the driver's seat 10 to drive the backhoe 1. Since such traveling is often repeated intermittently during work, the engine speed is increased by manually performing the accelerator operation at any timing of the worker during idle time between repeated traveling. The exhaust temperature can be raised.
また、作業現場において作業者は、バックホー１の走行に用いたものとは別の操作レバーを操作することで作業装置などを動作させて、例えば掘削作業などを実施することもある。作業現場で行われる作業は複数の作業単位が連続しているので、作業者は、一つの作業単位が終了してから次の作業単位を開始するまでの間である空き時間に、任意のタイミングでアクセル操作を手動で行うことによって走行時と同様にエンジン回転数を上昇させて排気温度を上げることができる。 Further, in the work site, an operator may operate a work device or the like by operating an operation lever different from that used for traveling the backhoe 1, for example, excavation work. Since the work performed at the work site is a series of multiple work units, the worker can set an arbitrary timing in the idle time between the end of one work unit and the start of the next work unit. By manually operating the accelerator, the exhaust temperature can be raised by increasing the engine speed in the same way as during traveling.
また、本実施形態によれば、走行中や作業中であっても、ＤＰＦ４１の再生をさらに促進する必要がある場合には、まず、エンジン回転数を上昇させることを警告によって作業者に知らせたうえで、任意にエンジン回転数の上昇をアクセル操作によって行えるようにしている。そのため、従来のように、ＤＰＦ４１の再生のためだけにバックホー１を安全な場所に停車させる必要はなく、簡単にＤＰＦ４１の再生を行うことができる。 Further, according to the present embodiment, when it is necessary to further promote the regeneration of the DPF 41 even during traveling or during work, first, the operator is notified by a warning that the engine speed will be increased. In addition, the engine speed can be arbitrarily increased by an accelerator operation. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to stop the backhoe 1 at a safe place just for the regeneration of the DPF 41, and the DPF 41 can be easily reproduced.
また、本実施形態によれば、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ１以上となって自動再生が開始した後に、ＰＭ堆積量の増加傾向（閾値ＴＨ２以上となったか否か）に基づいてディーゼルエンジン９の回転数を上げる必要性（ＤＰＦ４１の再生を作業者に促すか否か）を判断している。即ち、自動再生を開始したにもかかわらず十分な再生効果を得ることができずにＰＭ堆積量がさらに増加した場合（閾値ＴＨ２以上の場合）だけ、エンジン回転数の上昇する必要があることを作業者に、警報によって通知することとしている。 Further, according to the present embodiment, after the PM accumulation amount becomes equal to or greater than the threshold value TH1 and automatic regeneration starts, the rotation of the diesel engine 9 is determined based on the increasing tendency of the PM accumulation amount (whether or not it is equal to or greater than the threshold value TH2). The necessity of increasing the number (whether or not to prompt the operator to regenerate the DPF 41) is determined. That is, it is necessary to increase the engine speed only when the PM accumulation amount further increases (when the threshold value is TH2 or more) because a sufficient regeneration effect cannot be obtained even though the automatic regeneration is started. The operator is notified by an alarm.
つまり、再生効果が十分である場合（閾値ＴＨ２未満）は、エンジン回転数を上昇させる警告を行わないため、不必要なエンジン回転数の上昇を回避することができ、その結果、エンジン回転数の上昇に伴う燃料悪化を防止することができる。
加えて、本実施形態によれば、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ３になるとディーゼルエンジン９の出力（馬力）を制限している。このＬｅｖｅｌ３は、ＤＰＦ４１にて捕集可能なＰＭ堆積量に対して、現状のＰＭ堆積量が多くなってきている段階であるが、この段階でディーゼルエンジン９の馬力制限をすることによって、多くなったＰＭ堆積量を低減させることが可能である。
That is, when the regeneration effect is sufficient (less than the threshold value TH2), the warning for increasing the engine speed is not performed, so that an unnecessary increase in the engine speed can be avoided. It is possible to prevent the deterioration of the fuel accompanying the increase.
In addition, according to this embodiment, when the regeneration control level becomes Level 3, the output (horsepower) of the diesel engine 9 is limited. This Level 3 is a stage in which the current PM accumulation amount is increasing with respect to the PM accumulation amount that can be collected by the DPF 41, but this level is increased by limiting the horsepower of the diesel engine 9 at this stage. It is possible to reduce the amount of accumulated PM.
即ち、ディーゼルエンジン９の馬力制限を行う段階では、自動再生によってＰＭ堆積量を低減させる（燃焼によって減らす）ことも行われ、さらに、この馬力制限によって排出ガスの排出量が抑えてＰＭ堆積量の増加を抑えることも行われており、燃焼によるＰＭ堆積量の低減と、排出ガスの排出量の抑制によるＰＭ堆積量の低減との両面から全体のＰＭ堆積量の増加が抑制されることになる。しかも、ディーゼルエンジン９の馬力制限では、ディーゼルエンジン９は回転中であるため、負荷の軽い作業であれば続けることができる。
本実施形態では、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ３以上となっても、エンジン回転数の上昇を促す警告を継続して発しているため、ＰＭ堆積量が過多となってしまう前に、作業者にディーゼルエンジン９の回転数を上げさせ、排気温度を上昇させることができる。
That is, at the stage of limiting the horsepower of the diesel engine 9, the PM accumulation amount is also reduced (reduced by combustion) by automatic regeneration, and further, the exhaust amount of exhaust gas is suppressed by this horsepower limitation to reduce the PM accumulation amount. An increase in the amount of accumulated PM is suppressed from both aspects of reducing the amount of accumulated PM due to combustion and reducing the amount of accumulated PM by suppressing the amount of exhaust gas emitted. . In addition, in the horsepower limitation of the diesel engine 9, since the diesel engine 9 is rotating, the operation can be continued if the load is light.
In the present embodiment, even if the PM accumulation amount is equal to or higher than the threshold TH3, the warning for continuously increasing the engine speed is continuously issued. The rotational speed of the engine 9 can be increased and the exhaust temperature can be increased.
［第２実施形態］
第２実施形態は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ２に移行させる際の基準が、上述の第１実施形態とは異なっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment described above in terms of the standard for shifting the playback control level from Level 1 to Level 2.
図６及び図７を参照しながら、第１実施形態と異なる点について説明する。
図６を参照すると、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ１以上となったときに再生制御レベルはＬｅｖｅｌ１となっている。その後、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ２以上となっていなくても、Ｌｅｖｅｌ１となった時点から所定時間Ｔ秒（ｓｅｃ）後のＰＭ堆積量が、閾値ＴＨ１よりも小さい警告解除閾値未満となっていなければ（警告解除閾値以上であれば）、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ１からＬｅｖｅｌ２に移行している。以下、このような第１実施形態とは異なる点について詳しく説明する。
Differences from the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
Referring to FIG. 6, the regeneration control level is Level 1 when the PM accumulation amount is equal to or greater than the threshold value TH1. After that, even if the PM accumulation amount is not equal to or greater than the threshold TH2, the PM accumulation amount after a predetermined time T seconds (sec) from the time when the level becomes Level 1 is not less than the warning cancellation threshold smaller than the threshold TH1. If it is equal to or higher than the warning cancellation threshold, the playback control level is shifted from Level 1 to Level 2. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described in detail.
フィルタ再生手段４７は、計時部５４を備えている。この計時部５４は、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ１となった時点から計時を開始して、Ｌｅｖｅｌ１となった時点からの経過時間を計測する。
フィルタ再生制御手段６０は、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判断して、閾値ＴＨ２以上の場合は、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ２に移行する。
The filter regeneration means 47 includes a timer 54. The timer 54 starts counting from the time when the regeneration control level becomes Level 1 and measures the elapsed time from the time when Level 1 is reached.
The filter regeneration control unit 60 determines whether or not the PM accumulation amount is equal to or greater than the threshold value TH2. If the PM accumulation amount is equal to or greater than the threshold value TH2, the regeneration control level is shifted to Level2.
また、フィルタ再生制御手段６０は、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ２未満であると判断しても、所定時間後のＰＭ堆積量が警告解除閾値未満でなければ、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ２に移行する。即ち、Ｌｅｖｅｌ１となった時点から所定時間Ｔ秒（ｓｅｃ）後においてＰＭ堆積量が警告解除閾値未満となっていなければ、再生制御レベルをＬｅｖｅｌ２に移行する。 Further, even if it is determined that the PM accumulation amount is less than the threshold value TH2, the filter regeneration control means 60 shifts the regeneration control level to Level 2 if the PM accumulation amount after a predetermined time is not less than the warning cancellation threshold value. That is, if the PM accumulation amount is not less than the warning release threshold after a predetermined time T seconds (sec) from the time when Level 1 is reached, the regeneration control level is shifted to Level 2.
このように第２実施形態によるフィルタ再生制御手段６０は、再生制御レベルがＬｅｖｅｌ１にある時間が所定時間Ｔ秒（ｓｅｃ）以上だと自動再生動作において吸気スロットルを絞るのみでは十分な再生効果が得られていないと判断できるので、次の再生制御レベルに移行する。
このような動作を行う堆積量取得手段５０を有するフィルタ再生手段４７によって、ＰＭ堆積量の上昇を待つことなく、作業者にエンジン回転数を上昇させる警告を発することができる。よって、常に早めにＤＰＦ再生を実行することができる。
As described above, the filter regeneration control means 60 according to the second embodiment can obtain a sufficient regeneration effect only by reducing the intake throttle in the automatic regeneration operation when the regeneration control level at Level 1 is equal to or longer than the predetermined time T seconds (sec). Since it can be determined that it is not, the process proceeds to the next playback control level.
The filter regeneration means 47 having the accumulation amount acquisition means 50 that performs such an operation can issue a warning to the operator to increase the engine speed without waiting for an increase in the PM accumulation amount. Therefore, DPF regeneration can always be executed early.
本実施形態によれば、自動再生を開始してからの経過時間（所定時間Ｔ秒）後のＰＭ堆積量の減少傾向（警告解除閾値未満になっているか否か）に基づいてディーゼルエンジン９の回転数を上げる必要性（ＤＰＦ４１の再生を作業者に促すか否か）を判断している。即ち、自動再生の開始後、ＰＭ堆積量が警告解除閾値未満となっていて減少傾向にあるときは、エンジン９の回転数を上げる必要はなく、一方で、ＰＭ堆積量が警告解除閾値以上であって減少傾向でない場合は、エンジン９の回転数を上げることを作業者に通知して、出来るだけ早く自動再生のバックアップを行えるようにしている。つまり、常に早い段階（ＰＭ堆積量があまり多くなっていない段階）で、自動再生をバックアップしてＤＰＦを再生することができるので、ＤＰＦの初期性能の低下及び劣化を抑制することができる。 According to the present embodiment, the diesel engine 9 is based on the decreasing tendency of the PM accumulation amount after the elapsed time (predetermined time T seconds) from the start of the automatic regeneration (whether it is less than the warning cancellation threshold). The necessity of increasing the rotational speed (whether or not to prompt the operator to regenerate the DPF 41) is determined. That is, after the start of automatic regeneration, when the PM accumulation amount is less than the warning cancellation threshold value and tends to decrease, it is not necessary to increase the rotation speed of the engine 9. If there is no tendency to decrease, the operator is notified that the number of revolutions of the engine 9 is to be increased so that automatic reproduction backup can be performed as soon as possible. In other words, since the DPF can be regenerated by backing up the automatic regeneration at an early stage (a stage where the PM accumulation amount is not so much), it is possible to suppress the deterioration and deterioration of the initial performance of the DPF.
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。
上述した実施形態における自動再生について、「吸気スロットルの絞り」を一例として説明したが、自動再生は「吸気スロットルの絞り」だけに限定されず、燃料のポスト噴射によるＤＰＦの再生を自動再生に加えてもよい。ポスト噴射とは燃焼後のガスに燃料を噴射することによって、ＤＰＦ４１の温度上昇を促進する動作のことである。
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
The automatic regeneration in the above-described embodiment has been described by taking “intake throttle throttle” as an example, but automatic regeneration is not limited to “intake throttle throttle”, and DPF regeneration by fuel post-injection is added to automatic regeneration. May be. Post-injection is an operation that promotes the temperature rise of the DPF 41 by injecting fuel into the gas after combustion.
また、各再生制御モードで行う自動再生において、「吸気スロットルの絞り」を行うか、「ポスト噴射」を行うかは、適宜組み合わせてもよい。例えば、第１の再生制御モード５１〜第３の再生制御モード５３は、全て吸気スロットルの絞りを行うこととし、そのうえで、第２の再生制御モード５２において、水温や排気温度が第１の再生制御モード５１のときよりも高くなったときに、吸気スロットルの絞りに加えてポスト噴射を開始してもよい。この場合、第３の再生制御モード５３でも、継続してポスト噴射を行うことが好ましい。また、ＤＰＦ４１の制御は、バックホー１の他、コンパクトトラックローダ（ＣＴＬ）、トラクタなどの作業を行う建設機械や農業機械についても、適用することができる。 In the automatic regeneration performed in each regeneration control mode, “throttle intake throttle” or “post-injection” may be appropriately combined. For example, in the first regeneration control mode 51 to the third regeneration control mode 53, the intake throttle is all throttled, and then, in the second regeneration control mode 52, the water temperature and the exhaust temperature are the first regeneration control. When it becomes higher than that in the mode 51, the post injection may be started in addition to the throttle of the intake throttle. In this case, it is preferable to continue the post injection even in the third regeneration control mode 53. In addition to the backhoe 1, the control of the DPF 41 can be applied to a construction machine or an agricultural machine that performs operations such as a compact truck loader (CTL) and a tractor.
１ バックホー
２ 走行装置
３ 旋回体
４ 走行体
５ ドーザ
６ 旋回ベアリング
７ 旋回台
８ 作業装置
９ ディーゼルエンジン
１０ 運転席
１１ 表示装置
１２ キャビン
１３ 支持ブラケット
１４ スイングブラケット
１５ ブーム
１６ アーム
１７ バケット
１８ ブームシリンダ
１９ アームシリンダ
２０ バケットシリンダ
３０ 排気マニホールド
３１ 排出ガス浄化装置
３２ エンジンＥＣＵ
３３ メインＥＣＵ
３４ シリンダ
３５ 吸気ポート
３６ 排気ポート
３７ 吸気バルブ
３８ 排気バルブ
３９ 吸気マニホールド
４０ サイレンサ
４１ ＤＰＦ
４２ 入側圧力センサ
４３ 出側圧力センサ
４４ 差圧センサ
４５ 排気温度センサ
４６ 制御部
４７ フィルタ再生手段
５０ 堆積量取得手段
５１ 第１の再生制御モード
５２ 第２の再生制御モード
５３ 第３の再生制御モード
５４ 計時部
Ａ，Ｂ アイコン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Backhoe 2 Traveling device 3 Revolving body 4 Traveling body 5 Dozer 6 Swivel bearing 7 Swivel stand 8 Working device 9 Diesel engine 10 Driver's seat 11 Display device 12 Cabin 13 Support bracket 14 Swing bracket 15 Boom 16 Arm 17 Bucket 18 Boom cylinder 19 Arm Cylinder 20 Bucket cylinder 30 Exhaust manifold 31 Exhaust gas purification device 32 Engine ECU
33 Main ECU
34 Cylinder 35 Intake port 36 Exhaust port 37 Intake valve 38 Exhaust valve 39 Intake manifold 40 Silencer 41 DPF
42 Inlet pressure sensor 43 Outlet pressure sensor 44 Differential pressure sensor 45 Exhaust temperature sensor 46 Control unit 47 Filter regeneration means 50 Deposit amount acquisition means 51 First regeneration control mode 52 Second regeneration control mode 53 Third regeneration control Mode 54 Timekeeping part A, B icon
Claims (3)
前記フィルタ再生手段は、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が第１の堆積量閾値以上になったときに、前記フィルタ装置に堆積した粒子状物質を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行う第１の再生制御モードと、
前記自動再生を行っている場合であって、前記粒子状物質の堆積量が前記第１の堆積量閾値よりも高い第２の堆積量閾値以上になったときに、前記ディーゼルエンジンの回転数を上げることを要求する第２の再生制御モードと、を有することを特徴とする作業機。 A diesel engine capable of increasing the number of revolutions by an accelerator operation, an exhaust gas purification device including a filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas exhausted from the diesel engine, and the exhaust gas purification device A working machine comprising filter regeneration means for burning and removing particulate matter deposited on the filter,
The filter regeneration means includes
When the amount of particulate matter deposited on the filter becomes equal to or greater than a first deposition amount threshold, automatic regeneration is performed to automatically burn and remove particulate matter deposited on the filter device. Playback control mode,
In the case where the automatic regeneration is performed, when the accumulation amount of the particulate matter becomes equal to or higher than a second accumulation amount threshold value that is higher than the first accumulation amount threshold value , the rotational speed of the diesel engine is set. And a second regeneration control mode for requesting to be raised.
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