JP6612178B2 - 作業機 - Google Patents

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Description

本発明は、トラクタ等の作業機に関する。
従来、トラクタ等の作業機において、エンジンから排出された排気ガスを浄化する排気浄化装置として、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に開示された排気浄化装置は、排気ガスに含まれるＮＯＸを浄化する尿素ＳＣＲシステムである。この尿素ＳＣＲシステムでは、タンクに貯留した尿素水をポンプで吸い上げ、当該ポンプで吸い上げた尿素水をインジェクタで排気ガスに噴射することによって、ＮＯＸを無害な物質（Ｈ２Ｏ、Ｎ２）に変換している。
特開２０１５−１７５２６５号公報
さて、作業機にはバッテリが搭載されている。作業機のメンテナンスや修理等を行う際には、バッテリに接続したバッテリコードを外したり、バッテリと機器とを接続するブレーカをＯＦＦするという電源遮断作業を行う。一方、排気浄化装置では、エンジンの駆動を停止後に、配管内に溜まった尿素水を回収するなどの終了処理が必要な場合がある。このように、排気浄化装置で終了処理を行っている際に、電源遮断作業を行った場合、終了処理が途中で停止し、尿素水を適正に回収することができない虞がある。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、排気浄化装置の終了処理中に電源遮断作業を不用意に行ってしまうことを防止することができる作業機を提供することを目的とする。
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
本発明の作業機は、エンジンと、バッテリと、前記エンジンの排気を浄化する浄化処理が可能な排気浄化装置であって、前記浄化処理後に前記バッテリの電力によって作動して終了処理を行う駆動部を有する排気浄化装置と、前記排気浄化装置の駆動部が前記終了処理を行っていることを報知する報知装置と、を備え、前記排気浄化装置は、尿素水を貯留するタンクと、前記尿素水を通過させる流路と、前記流路の尿素水を前記エンジンの排気を通過させる排気路に噴射するノズルと、を有し、前記駆動部は、前記浄化処理時に前記タンク内の前記尿素水を吐出可能で且つ、前記終了処理時に前記バッテリの電力により作動して前記流路の尿素の吸込みを行うポンプを含み、前記報知装置は、前記バッテリの側方、バッテリの上部及びバッテリの端子付近のいずれかに設けられ、且つ、前記浄化処理及び前記終了処理のうち、前記終了処理を行っていることを前記浄化処理後に報知する。
また、作業機は、前記終了処理が完了したことを前記浄化処理後に報知する。
作業機は、エンジンと、バッテリと、前記エンジンの排気を浄化する浄化処理が可能な排気浄化装置であって、前記浄化処理後に前記バッテリの電力によって作動して終了処理を行う駆動部を有する排気浄化装置と、前記排気浄化装置の駆動部が前記終了処理を行っていることを報知する報知装置と、を備え、
前記排気浄化装置は、尿素水を貯留するタンクと、前記尿素水を通過させる流路と、前記流路の尿素水を前記エンジンの排気を通過させる排気路に噴射するノズルと、前記タンク、流路、ポンプのいずれかに接続可能な循環路と、前記バッテリの電力により開放可能な作動弁と、を有し、前記駆動部は、前記浄化処理時及び前記終了処理時に前記タンク内
の前記尿素水を前記流路に吐出可能なポンプを含み、前記終了処理時には、前記ポンプは、前記タンク内の前記尿素水を前記流路に吐出し、前記ノズルは閉鎖し、前記作動弁を開放することで尿素水を前記循環路を通して循環させ、前記報知装置は、前記バッテリの側方、バッテリの上部及びバッテリの端子付近のいずれかに設けられ、且つ、前記作動弁を開放して前記終了処理を行っていることを報知する。
前記排気浄化装置は、前記タンク、流路、ポンプのいずれかに接続可能な循環路を有し、前記駆動部は、前記循環路の中途部に設けられ且つ、前記終了処理時に前記バッテリの電力により開放することで尿素水を前記循環路を通して循環させる作動弁を含み、前記報知装置は、前記作動弁の開放中は前記終了処理を行っていることを報知する。
前記報知装置は、前記バッテリの近傍に配置されている。
本発明によれば、排気浄化装置の終了処理中に電源遮断作業を不用意に行ってしまうことを防止することができる。
排気浄化装置の概略図である。 排気浄化装置の動作のフローチャートである。 排気浄化装置の変形例の概略図である。 作業機の全体図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態における作業機であるトラクタ１の全体図を示している。なお、作業機は、トラクタに限定されず、コンバイン、田植機等の農業機械であっても、建設機械等であってもよい。
まず、トラクタ１の全体構成について説明する。
図４に示すように、トラクタ１は、車輪を有する走行車体（走行車両）３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。原動機４は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、電動機等である。この実施形態では、原動機４は、ディーゼルエンジン（以降、エンジンという）である。
また、走行車体３には運転席６と、運転席６を囲むキャビン７とが設けられている。また、走行車体３の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部８が設けられている。連結部８には、作業装置２が着脱可能である。例えば、耕耘装置、施肥装置、薬剤散布装置等の作業装置２を連結部８に連結することによって、走行車体３によって作業装置２を牽引することができる。
図１に示すように、トラクタ１は、排気浄化装置１０を備えている。排気浄化装置１０は、エンジン４から排出された排気ガスを浄化する装置であって、例えば、排気ガスに含まれるＮＯＸを浄化する尿素ＳＣＲ装置（尿素ＳＣＲシステム）である。ＳＣＲとは、選択的触媒還元（Selective Catalytic Reduction）の略称である。
具体的には、排気浄化装置１０は、エンジン４が駆動中又はエンジン４から排気ガスが排出されている場合、排気ガスを浄化する浄化処理を実行可能である。また、排気浄化装置１０は、浄化処理後に尿素水を回収する等の終了処理を実行可能である。
排気浄化装置１０は、ＳＣＲ触媒１１と、タンク１２と、駆動部１３と、制御装置１５とを有している。
ＳＣＲ触媒１１は、排気ガス中のＮＯＸを還元する構造体であって、エンジン４の排気を通過させる排気路２０に設けられている。ＳＣＲ触媒１１は、排気路２０に供給された尿素水と排気ガス中のＮＯＸとを反応させて、ＮＯＸを無害な物質（Ｈ２Ｏ、Ｎ２）に変換する。タンク１２は、尿素水を貯留するタンクである。
駆動部１３は、電力等によって駆動することでＮＯＸを浄化する機器である。駆動部１３は、ポンプ１３ａと、ノズル１３ｂとを含んでいる。ポンプ１３ａは、電源ラインＬ１を介してバッテリ１６に接続され、当該バッテリ１６等から供給される電力によって駆動する電動ポンプである。具体的には、ポンプ１３ａは、直流又は交流によって駆動するもので、直流の場合は、バッテリ１６に接続された電源ラインＬ１からの電力により駆動し、交流の場合は、ポンプ１３ａとバッテリ１６との間の電源ラインＬ１に設けられたＤＣ／ＡＣ変換器（図示省略）から出力された電力により駆動する。
ポンプ１３ａは、正転又は逆転可能であって、正転時にはタンク１２内の尿素水を吸込み部から吸い上げて、当該ポンプ１３ａとノズル１３ｂとを接続する流路２１に尿素水を吐出する。また、ポンプ１３ａは、逆転時には流路２１内の尿素水を吸引して、吸引した尿素水をタンク１２に戻す。流路２１は、パイプ、ホース等から構成されていて、一端がポンプ１３ａに接続され、他端がノズル１３ｂに接続されている。
ノズル１３ｂは、流路２１の尿素水を排気路２０に噴射する装置である。例えば、ノズル１３ｂは、ソレノイドを有し、当該ソレノイドが制御装置１５から出力された制御信号によって励磁され、ソレノイドの励磁によって噴射部の開口が変化、即ち、排気路２０の尿素水の噴射量が変化する。ノズル１３ｂには排出路２２の一端が接続されている。排出路２２の他端は、タンク１２の上部に接続されている。したがって、排気路２０に噴射されなかった尿素水は、排出路２２を介してタンク１２に排出される。
制御装置１５は、駆動部１３（ポンプ１３ａ、ノズル１３ｂ）を制御する装置であって、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置１５は、電源ラインＬ１を介してバッテリ１６に接続され、当該バッテリ１６の電力により作動する。制御装置１５は、第１制御部１５ａと、第２制御部１５ｂとを有している。第１制御部１５ａ及び第２制御部１５ｂは、制御装置１５に格納されたプログラム等から構成されている。
第１制御部１５ａは、エンジン４が駆動している場合、駆動部１３（ポンプ１３ａ、ノズル１３ｂ）に制御信号を出力することで、排気ガスを浄化する制御（浄化制御）を行う。エンジン４の駆動は、当該エンジン４の駆動に関連する複数の走行機器（イグニッションスイッチ、エンジン回転センサ、インジェクタ等）１８の信号に基づいて検出することが可能である。走行機器１８は制御装置１５に接続されている。例えば、イグニッションスイッチがオンである信号、エンジン回転センサで検出されたエンジン回転の信号、インジェクタが作動している信号等が制御装置１５に入力された場合は、第１制御部１５ａは、エンジン４が駆動したと判断し、浄化制御を行う。なお、エンジン４の駆動を判断する方法は、上述した方法に限定されない。
また、排気路２０にセンサ（ガス検知センサ、ガス流量センサ等）を設ける。このセンサによって、排気路２０に排気ガスが流れているか否かを検出する。そして、センサによって排気路２０に排気ガスが流れてことを検出した場合に、第１制御部１５ａは、浄化制御を行っても良い。
浄化制御では、第１制御部１５ａは、ポンプ１３ａを正転させる制御信号を当該ポンプ１３ａに出力する。また、浄化制御では、第１制御部１５ａは、ノズル１３ｂを開放する制御信号を当該ノズル１３ｂのソレノイドに出力する。したがって、第１制御部１５ａが浄化制御を実行すれば、タンク１２に貯留した尿素水がポンプ１３ａを介してノズル１３ｂに供給され、当該ノズル１３ｂに供給された尿素水は排気路２０に噴射され、噴射された尿素水等によって排気路２０の排気ガスを浄化することができる。
第２制御部１５ｂは、浄化制御（浄化処理）後に、終了制御（終了処理）を実行する。終了制御（終了処理）とは、駆動部１３を駆動することによって、尿素水が通る経路（ノズル１３ｂ、流路２１）内の尿素水を回収したり、排気浄化装置１０等の温度を低下させる制御（処理）である。
第２制御部１５ｂは、例えば、エンジン４が駆動状態から停止状態に移行した場合、排気ガスの流れが停止した場合などに、終了制御を実行する。終了制御では、第２制御部１５ｂは、ポンプ１３ａを逆転させる制御信号を当該ポンプ１３ａに出力する。終了制御の完了時間は、制御装置１５の記憶部（メモリ）等に予め記憶されており、例えば、数十分に設定されている。第２制御部１５ｂは、終了制御を行っている時間（経過時間）を内部タイマ等によって計測し、内部タイマで計測した経過時間が完了時間に達した場合に、終了制御を終了する、即ち、ポンプ１３ａへの制御信号の出力を停止する。なお、完了時間は、上述した時間に限定されず、例えば、尿素水を回収する時間に基づいて設定すればよい。
したがって、第２制御部１５ｂが終了制御を実行すれば、排出路２２内の尿素水はノズル１３ｂ及び流路２１を介してポンプ１３ａに戻り、ノズル１３ｂ内の尿素水は流路２１を介してポンプ１３ａに戻り、流路２１の尿素水は直接、ポンプ１３ａに戻る。このように、ノズル１３ｂ、流路２１及び排出路２２内の尿素水は、ポンプ１３ａによって吸引されて、タンク１２に戻るため、配管（流路２１、ノズル１３ｂ、排出路２２）内、即ち、尿素水が通る経路に尿素水が残ることを防止することができる。
さて、終了制御（終了処理）では、少なくとも制御装置１５及びポンプ１３ａが作動する。
終了処理の実行中において、電源ライン（バッテリコード、ハーネス等）Ｌ１の端子がバッテリ１６から取り外された場合、終了処理が途中で終了し、尿素水が通る経路（ノズル１３ｂ、流路２１）に尿素水が残ってしまう虞がある。この実施形態では、以下に示す構成（方向）により、終了処理の実行中に不用意に電源ラインＬ１がバッテリ１６から取り外されることを防止している。
制御装置１５には、報知装置１７が接続されている。報知装置１７は、バッテリ１６の近傍（例えば、バッテリ１６の側方、バッテリ１６の上部、バッテリ１６の端子付近）に設けられている。或いは、報知装置１７は、運転席１６の近傍（例えば、運転席１６の前に設けたメータパネル等）に設けられている。報知装置１７は、スピーカ、ＬＥＤ、液晶パネル等で構成され、排気浄化装置１０の駆動部１３が終了処理を行っていることを、音声、文字表示、光等により報知する。例えば、第２制御部１５ｂがポンプ１３ａに制御信号を出力している間（ポンプ１３ａによる尿素水の吸込み中）は、制御装置１５は、終了処理を行っていることを外部に報知する指令（報知指令）を、報知装置１７に出力する。報知装置１７は、制御装置１５からの報知指令に基づき、終了処理を行っている旨、又は、ポンプ１３ａによる吸込みを行っている旨を報知する。
図２は、排気浄化装置の動作のフローチャートの一例である。
図２に示すように、制御装置１５は、まず、走行機器の信号に基づいて、エンジン４が駆動したか否かの判定を行う（Ｓ１）。エンジン４が駆動した場合（Ｓ１、Ｙｅｓ）、第１制御部１５ａは、排気浄化装置１０のポンプ１３ａ及びノズル１３ｂを作動させ、浄化処理を実行する（Ｓ２）。制御装置１５は、走行機器の信号に基づいて、エンジン４が駆動状態から停止状態に移行した否かの判定を行う（Ｓ３）。エンジン４が駆動状態から停止状態に移行していない場合（Ｓ３、Ｎｏ）、第１制御部１５ａは、浄化処理を継続する。一方、エンジン４が駆動状態から停止状態に移行した場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、第２制御部１５ｂは、排気浄化装置１０のポンプ１３ａを作動させ、終了処理を実行する（Ｓ４）。また、制御装置１５は報知装置１７に報知指令を出力して、報知装置１７は終了処理が行われていることを報知する（Ｓ５）。第２制御部１５ｂは、終了処理の経過時間が予め定められた完了時間に達したか否かを判定する（Ｓ６）。終了処理の経過時間が完了時間に達していない場合（Ｓ６、Ｎｏ）、第２制御部１５ｂは、終了処理及び報知を継続する。終了処理の経過時間が完了時間に達した場合（Ｓ６、Ｙｅｓ）、第２制御部１５ｂは、終了処理を停止する（Ｓ７）。また、制御装置１５は報知装置１７への報知指令の出力を停止して、報知装置１７は終了処理の報知を停止する（Ｓ８）。
以上のように、報知装置１７は、排気浄化装置１０が終了処理を行っていることを外部に報知している。そのため、トラクタ１を運転するオペレータやトラクタ１の修理等を行うサービスマン等は、エンジン４の駆動が停止した状態でも、排気浄化装置１０が終了処理のために作動していることを知ることができ、終了処理中に、バッテリコード等をバッテリ１６から取り外すことを防止することができる。
なお、上述した実施形態では、報知装置１７は、駆動部１３が終了処理を行っていることを報知しているが、これに代え、駆動部１３における終了処理が完了したことを報知してもよい。例えば、第２制御部１５ｂが終了制御において、ポンプ１３ａへの制御信号の出力を停止した際に、制御装置１５は、終了処理が完了（終了）したことを示す報知指令を、報知装置１７に出力する。報知装置１７は、制御装置１５からの報知指令に基づき、ポンプ１３ａによる吸込みが完了したことを外部に報知する。このような場合は、オペレータやサービスマン等は、エンジン４が駆動状態から停止状態に移行した後、排気浄化装置１０における終了処理が完了したタイミングを知ることができる。したがって、オペレータやサービスマン等は、終了処理が完了後に、バッテリコード等をバッテリ１６から取り外すことになるため、終了処理中に不用意にバッテリコードをバッテリ１６から取り外すことを防止することができる。
また、図３は、排気浄化装置１０の変形例を示している。排気浄化装置１０は、循環路２３と、作動弁２４と、測定装置２５とを有している。図３に示すように、循環路２３の一端はタンク１２の下部に配置され、循環路２３の他端は排出路２２に接続されている。
循環路２３には、尿素水を循環させるための作動弁２４が設けられている。作動弁２４は、駆動部１３に含まれる構成要素の１つであって、開閉可能な電磁弁で構成されている。作動弁２４は、制御装置１５から出力された制御信号によって開閉する。つまり、作動弁２４は、バッテリ１６の電力によって作動する。測定装置２５は、尿素水の温度、或いは、排気浄化装置１０の周囲の温度を測定する装置である。測定装置２５で測定した尿素水の温度、或いは、周囲の温度は、制御装置１５に入力される。
第１制御部１５ａは、浄化処理の場合、作動弁２４のソレノイドを消磁して当該作動弁２４を閉鎖する。また、第１制御部１５は、ポンプ１３ａを正転させると共にノズル１３ｂを開放する。一方、制御装置１５の第２制御部１５ｂは、終了処理の場合、作動弁２４のソレノイドを励磁して当該作動弁２４を開放する。また、第２制御部１５ｂは、作動弁２４を開放している状態で、ノズル１３ｂのソレノイドを消磁することで当該ノズル１３ｂを閉鎖しつつ、ポンプ１３ａを正転させる。したがって、終了処理では、ポンプ１３ａの吸込み部、流路２１、ノズル１３ｂ、排出路２２及び循環路２３にわたって、尿素水を循環させる。これにより、尿素水が通る経路や排気浄化装置１０の全体を冷却することができる。
また、第２制御部１５ｂは、終了処理において、尿素水を循環させている状況下で、測定装置２５で測定した尿素水の温度、或いは、周囲の温度が予め定められた温度以下になった場合、作動弁２４を開放した状態で、ポンプ１３ａを逆転させる。例えば、第２制御部１５ｂは、測定装置２５で測定した尿素水の温度が３０℃以下になった場合、作動弁２４を開放した状態でポンプ１３ａを逆転させ、尿素水を回収する、即ち、尿素水の温度が３０℃以下になった時点で尿素水の循環を停止して、尿素水の回収を行う。なお、尿素水の回収を行う尿素水の温度は、より好ましくは２５℃以下である。
したがって、上述した変形例では、終了処理において、作動弁２４を開放して尿素水を循環させることによって冷却を行うと共に、ポンプ１３ａを逆転することによって尿素水を回収することができる。
図３に示す変形例の場合も、報知装置１７は終了処理を外部に報知する。具体的には、制御装置１５は、作動弁２４を開放しているとき、及びポンプ１３ａを逆転させているときに、報知指令を報知装置１７に出力する。報知装置１７は、制御装置１５からの報知指令に基づき、作動弁２４を開放して尿素水を循環させていること、或いは、ポンプ１３ａによる尿素水の吸込みを行っていることを報知する。なお、上述した実施形態と同様に、報知装置１７は、終了処理を完了したことを外部に報知してもよい。
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。
１ 作業機（トラクタ）
４ 原動機（エンジン）
１０ 排気浄化装置
１１ ＳＣＲ触媒
１２ タンク
１３ 駆動部
１３ａ ポンプ
１３ｂ ノズル
１５ 制御装置
１６ バッテリ
１７ 報知装置
２０ 排気路
２１ 流路
２２ 排出路
２３ 循環路
２４ 作動弁
２５ 測定装置

Claims (3)

  1. エンジンと、
    バッテリと、
    前記エンジンの排気を浄化する浄化処理が可能な排気浄化装置であって、前記浄化処理後に前記バッテリの電力によって作動して終了処理を行う駆動部を有する排気浄化装置と、
    前記排気浄化装置の駆動部が前記終了処理を行っていることを報知する報知装置と、
    を備え、
    前記排気浄化装置は、
    尿素水を貯留するタンクと、
    前記尿素水を通過させる流路と、
    前記流路の尿素水を前記エンジンの排気を通過させる排気路に噴射するノズルと、
    を有し、
    前記駆動部は、前記浄化処理時に前記タンク内の前記尿素水を吐出可能で且つ、前記終了処理時に前記バッテリの電力により作動して前記流路の尿素の吸込みを行うポンプを含み、
    前記報知装置は、前記バッテリの側方、バッテリの上部及びバッテリの端子付近のいずれかに設けられ、且つ、前記浄化処理及び前記終了処理のうち、前記終了処理を行っていることを前記浄化処理後に報知する作業機。
  2. 前記報知装置は、前記終了処理が完了したことを報知する請求項１に記載の作業機。
  3. エンジンと、
    バッテリと、
    前記エンジンの排気を浄化する浄化処理が可能な排気浄化装置であって、前記浄化処理後に前記バッテリの電力によって作動して終了処理を行う駆動部を有する排気浄化装置と、
    前記排気浄化装置の駆動部が前記終了処理を行っていることを報知する報知装置と、
    を備え、
    前記排気浄化装置は、
    尿素水を貯留するタンクと、
    前記尿素水を通過させる流路と、
    前記流路の尿素水を前記エンジンの排気を通過させる排気路に噴射するノズルと、
    前記タンク、流路、ポンプのいずれかに接続可能な循環路と、
    前記バッテリの電力により開放可能な作動弁と、
    を有し、
    前記駆動部は、前記浄化処理時及び前記終了処理時に前記タンク内の前記尿素水を前記流路に吐出可能なポンプを含み、
    前記終了処理時には、前記ポンプは、前記タンク内の前記尿素水を前記流路に吐出し、前記ノズルは閉鎖し、前記作動弁を開放することで尿素水を前記循環路を通して循環させ、
    前記報知装置は、前記バッテリの側方、バッテリの上部及びバッテリの端子付近のいずれかに設けられ、且つ、前記作動弁を開放して前記終了処理を行っていることを報知する作業機。
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