作業機
【課題】作業に影響を与えることなくＤＰＦ再生を行うことができるようにする。
【解決手段】排出ガス浄化装置２０のフィルタ２１に堆積した粒子状物質の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置２０内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段４０と、第１昇温手段４０による昇温開始後に排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段４１と、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段４２と、昇温確認手段４２によって昇温を行うことが確認されたときに排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段４３とを備えている。
【解決手段】排出ガス浄化装置２０のフィルタ２１に堆積した粒子状物質の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置２０内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段４０と、第１昇温手段４０による昇温開始後に排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段４１と、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段４２と、昇温確認手段４２によって昇温を行うことが確認されたときに排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段４３とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えた作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ディーゼルエンジンには、排出ガスに含まれる粒子状物質（パーティキュレートマスター）を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられている。ＤＰＦは、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するようになっており、この捕集された粒子状物質は徐々に堆積する。そのため、ＤＰＦを搭載した車両では、ディーゼルエンジンの排気温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼し、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を低減させるというＤＰＦの再生技術が開発されている。
【０００３】
ＤＰＦの再生技術の開発は、ディーゼルエンジンを搭載する農業機械や建設機械などの作業機に先行して大型のトラックで行われており、トラックのＤＰＦの再生技術として特許文献１に示すものがある。
特許文献１は、ＤＰＦにおけるパーティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上で且つＤＰＦの温度が再生開始適合温度以上である場合に、運転者に対してＤＰＦの再生を促し、ＤＰＦの再生が促された際に運転者は運転席に設けられた再生スイッチを押すことによりＤＰＦ再生が行われる技術である。
【０００４】
即ち、特許文献１の技術は、走行中の負荷変動が激しく場合によってはＤＰＦの再生が完了しない場合があるため、運転者にＤＰＦの再生に適した時期を伝えるようにし、その上で運転者が運転状況を判断して手動によってＤＰＦの再生を指示できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、農業機械や建設機械の作業機でも、運転状況（走行状況）を判断してＤＰＦの再生を指示したいという要望がある。しかしながら、作業機は、上述したトラックと同じように走行はするものの、運転状況はトラックとは全く異なっている。例えば、トラクタなどの農業機械では、圃場内で作業を行いながら走行することが多く、圃場内での作業中にＤＰＦの再生が自動的に開始されてしまうと、作物等にＤＰＦの再生による高温の排気ガスがあたってしまい、ＤＰＦの再生による排気ガスによって作物にダメージを与えてしまう可能性がある。そのため、トラクタの作業中において、トラクタを運転する作業者は常にＤＰＦの再生に注意を払う必要があり、トラクタによる作業がスムーズに進まず、トラクタによる作業に影響を与える可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、作業機による作業に影響を与えることなくＤＰＦの再生を行うことができる作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
請求項１に係る作業機によれば、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の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段と、前記第１昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段と、前記第１燃焼条件判断手段によって前記排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段と、前記昇温確認手段によって昇温を行うことが確認されたときに前記排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る作業機によれば、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断する第２燃焼条件判断手段と、排気温度が第１目標温度未満でなければ第２昇温手段による昇温を継続し且つ排気温度が第１目標温度未満であれば第２昇温手段による昇温を中止する昇温継続中止手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る作業機によれば、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっていることを報知する条件外れ報知手段と、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記第１目標温度未満となっているときに前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の上昇を行って排気温度を昇温させることを促す昇温案内手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る作業機によれば、前記昇温確認手段は、前記運転席の周囲に設置された再生確認スイッチを操作したときに確認されたと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１によれば、堆積量が所定値以上となったときに排気温度を第１目標温度に昇温させたうえで、さらに、第１目標温度より高い第２目標温度に上昇させて粒子状物質を燃焼させる場合には昇温確認を行ってから排気温度の昇温を行うことができるため、例えば、作業機による作業の合間を見て作業に支障のないときに昇温確認を行ってＤＰＦの再生（フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させること）を自由に実行することができ、作業機による作業に影響を与えることなく容易にＤＰＦの再生を行うことができる。特に、排気温度を第１目標温度に昇温してから第２目標温度に昇温する制御を行っているため、昇温確認後、素早く、排気温度を粒子状物質を燃焼させる温度域まで上げて粒子状物質を燃焼させることができ、作業者による昇温確認とＤＰＦの再生との時間ズレがなく、昇温してよいという作業者の意志を即座に反映することができる。
【００１３】
請求項２によれば、第２昇温手段による昇温開始後に、排気温度が素早く第２目標温度に上がらず第１目標温度未満になった場合、第２昇温手段による昇温を中止して、新たに、第１昇温手段による昇温に切り替え、再び、排気温度が第１目標温度以上になったときに第２昇温手段による昇温を行うことができる。つまり、第２昇温手段による昇温開始後、例えば、作業機の負荷変動などにより仮に排気温度が素早く昇温できないような場合には、リトライ処理を行って排気温度を昇温させることができる。
【００１４】
請求項３によれば、作業機を運転する作業者（運転者）が、排気温度が第１目標温度未満となっていることを知ることができ、エンジン回転数を手動によって上げることで排気温度の不足分を補うことができる。
請求項４によれば、作業者が作業機を運転しながら容易に再生確認スイッチを押すことができ、昇温確認を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図２】排気温度の推移（変化）を示す図である。
【図３】第１実施形態における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図５】第３実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図６】第３実施形態における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の第１の変形例における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態の第１の変形例における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態の第２の変形例における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図１１】トラクタの全体側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照しながら、本発明の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）を備えると共に、このＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する手段を備えたものである。このような作業機は、トラクタやコンバインなどの農業機械及びバックホーやコンパクトトラックローダ（ＣＴＬ）などの建設機械であって、農作業や建設作業等の作業が行えるものであるが、トラクタを例にとり説明する。
【００１７】
図１１に示すように、トラクタ１は、前後に車輪を有する走行車体２に、ディーゼルエンジン３、変速装置４等が搭載されて構成されている。この走行車体２の後部には、３点リンク機構５が昇降可能に設けられている。この３点リンク機構５には、耕耘装置、肥料散布装置、収穫装置などの各種作業装置６が着脱自在となっている。この作業装置６には、ＰＴＯ軸を介してディーゼルエンジン３からの動力が伝達されるようになっている。また、ディーゼルエンジン３の後方には、独立搭載型のキャビン７が設けられており、キャビン７内に運転席８が設けられている。
【００１８】
図１は、ディーゼルエンジン３における排気系の構造を示したものである。なお、通常、ディーゼルエンジン３は、複数のシリンダ（気筒）を有する多気筒エンジンである場合が多いが、図１では、そのうちの１つのシリンダを示している。
以下、ディーゼルエンジン３の排気系について詳しく説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以降、エンジンという）３のシリンダ１０の上部には、当該シリンダ１０内に空気を導入するための開口である吸気ポート１１が形成されると共に、燃焼後のガス（燃焼ガス）をシリンダ１０から排出するための開口である排気ポート１２が形成されている。さらにシリンダ１０の上部には、吸気ポート１１を開閉するための吸気バルブ１３と、排気ポート１２を開閉するための排気バルブ１４とが設けられている。
【００１９】
吸気ポート１１には、シリンダ１０内に導入される空気の流路となる管状の吸気マニホールド１５が接続されている。また、排気ポート１２には、シリンダ１０から排出される燃焼ガスの流路となる管状の排気マニホールド１６が接続されている。排気マニホールド１６の端部には排気音を低減するためのサイレンサ１７が設けられていて、燃焼ガスはサイレンサ１７を通過して外部に排出される。
【００２０】
排気マニホールド１６において、排気ポート１２とサイレンサ１７との間には排出ガス浄化装置２０が設けられている。排出ガス浄化装置２０は、通過する排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集して浄化するものである。つまり、シリンダ１０から排気ポート１２を経て排出された燃焼ガスは、排出ガスとなって排気マニホールド１６を通り、排出ガス浄化装置２０で浄化されてサイレンサ１７に至る。
【００２１】
この排出ガス浄化装置２０は、内部にＤＰＦ２１を有している。ＤＰＦ２１は、排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタであり、例えば、セラミック製で断面がハニカム構造となるように形成されている。つまり、ＤＰＦ２１の一端から他端にわたる長手方向に沿って、例えば六角柱のストロー状の多角形貫通孔が多数隣接しており、各貫通孔内には、ＤＰＦ２１の長手方向に沿って所定間隔で多孔質の隔壁が設けられている。
【００２２】
ＤＰＦ２１の一端側（入側）から進入した排出ガスは、貫通孔内に形成された多孔質の隔壁を通過しつつＤＰＦ２１の他端側（出側）へ向かって流れる。排出ガスに含まれる粒子状物質は、多孔質の隔壁に付着したり、貫通孔の内壁に付着したりすることでＤＰＦ２１に捕集され、ＤＰＦ２１によって浄化された排気ガスは外部へ放出される。なお、ディーゼルエンジン３の排気系には、図示はしないが、ＤＰＦ２１の入側とエンジン３との間に、粒子状物質中の燃料及び燃焼ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒（ディーゼル用酸化触媒）などが設けられている。
【００２３】
本発明のトラクタ１では、ＣＰＵ等から構成された制御部３０による制御によってＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量という）を低減するクリーニング、即ち、ＤＰＦの再生（ＤＰＦ再生ということがある）を行う。
制御部３０は、ＤＰＦ再生の制御の他、トラクタ全体の動作を制御するもので、例えば、主にエンジン３を制御するエンジンＥＣＵ３１と、このエンジンＥＣＵ３１と連携しながらトラクタ１に搭載した各種装置を制御するメインＥＣＵ３２とから構成されている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ３１は、アクセルレバーの操作量、アクセルペダルの操作量、クランク位置、カム位置、或いは、メインＥＣＵ３２からの制御信号に基づいて、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ等を制御するものである。なお、エンジンＥＣＵ３１におけるディーゼルエンジン制御は、一般的なディーゼルエンジン制御と同じものであり、例えば、インジェクタの制御では燃料噴射量、噴射時期などが設定され、サプライポンプやコモンレールの制御では燃料噴射圧が設定される。当然の如く、トラクタ１においては、作業者がアクセルレバーを操作したり、アクセルペダルを操作することによって、アクセルレバーの操作量やアクセルペダルの操作量が変化し、エンジン回転数を増減させることができる。
【００２５】
メインＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３１とは別にトラクタ１に関する様々な制御を行うものであって、エンジンＥＣＵ３１によるエンジン回転の制御よりも優先してエンジン回転数を設定するという制御も行う。
例えば、メインＥＣＵ３２には、運転席８の周囲に設けられたボリュームにより設定されるエンジン回転上限値が入力されるようになっており、メインＥＣＵ３２は、アクセルレバーやアクセルペダルによるエンジン回転数の指令値がエンジン回転上限値を超えている場合には、エンジン回転数がエンジン回転上限値を超えないようにメインＥＣＵ３２に指令を出力し、メインＥＣＵ３２よりも優先したエンジン回転数の制御を行う。その他、メインＥＣＵ３２は、運転席８の周囲に設けられた操作レバーに基づいて３点リンク機構５などの昇降を制御したり、変速装置の変速制御などを行う。
【００２６】
さて、本実施形態によるＤＰＦ再生の制御は、主に、メインＥＣＵ３２により行う。具体的には、ＤＰＦに堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）が所定値以上（予め定められた閾値以上）になると、メインＥＣＵ３２は、ＤＰＦ再生を行う制御モード、即ち、再生モードとなる。
ここで、ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ２１の入側の排気圧力と、ＤＰＦ２１の出側の排気圧力との差圧により推定することとしている。
【００２７】
詳しくは、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の入側付近の排気圧力を入側圧力センサ３５により検出し、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の出側付近の排気圧力を出側圧力センサ３６により検出し、メインＥＣＵ３２では、入側圧力センサ３５が検出した排気圧力と、出側圧力センサ３６が検出した排気圧力とから排出ガス浄化装置２０の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を計算する。ＰＭ堆積量が多いと排気圧力の差である差圧も大きく、ＰＭ堆積量が少ないと排気圧力の差圧も小さいことから、このような関係を用いて、メインＥＣＵ３２では、計算した差圧からＤＰＦに堆積したＰＭ堆積量を求める。なお、差圧とＰＭ堆積量との関係は、メインＥＣＵ３２に予め制御プログラム又は制御パラメータなどという形態で格納されている。この実施形態では、排気圧力の差からＰＭ堆積量を算出することとしているが、これに限定されず、エンジン３を稼働した稼働時間や燃料の消費量などによりＰＭ堆積量を算出してもよく、ＰＭ堆積量の算出方法はどのようなものであってもよい。
【００２８】
メインＥＣＵ３２は、第１昇温手段４０と、第１燃焼条件判断手段４１と、昇温確認手段４２と、第２昇温手段４３とを備えている。これら第１昇温手段４０、第１燃焼条件判断手段４１、昇温確認手段４２及び第２昇温手段４３は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成され、再生モードは、制御プログラム等により構成された各手段によって動作するようになっている。
【００２９】
以下、再生モードによる動作を各手段と共に説明する。
第１昇温手段４０は、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生を行わなければならない所定値以上となったとき、エンジンＥＣＵ３１等に指令を出力して排出ガス浄化装置２０内の排気温度（ＤＰＦ２１の入側の排気温度、即ち、ＤＰＦ２１内の温度）を、第１段階として第１目標温度に向けて昇温する昇温制御を行うものである。
【００３０】
ここで、第１目標温度とは、後述するように、第１目標温度からさらに排気温度を上昇させるという第２段階の昇温制御を行った時、第２段階の昇温制御による昇温がスムーズに進みやすい段階の温度域であり、この第１目標温度は、第２段階の昇温制御の性能等によって適宜設定される。例えば、第２段階の昇温制御が、燃料の噴射によって排気温度の昇温を行う「ポスト噴射」である場合には、ポスト噴射によるオイルダイリューションなどを防止するために２５０℃に設定されている。
【００３１】
図２に示すように、具体的には、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生を行わなければならない閾値以上となったとき、第１昇温手段４０は、吸気スロットルの絞りを指令する信号をエンジンＥＣＵ３１等に出力して、吸気スロットルを絞り、これにより、排気温度を第１目標温度である２５０℃に向けて自動的に上昇させる。
なお、第１昇温手段４０は、吸気スロットルを絞ることによって排気温度を第１目標温度に向けて上昇させる制御を行うが、第１昇温手段４０は、排気温度が第１目標温度付近となる程度に制御すればよい。言い換えれば、第１昇温手段４０による昇温制御は、第２段階の昇温制御を行ったとき、その昇温がスムーズに進みやすいように予め温度を上げておくのが目的であるため、第１昇温手段４０による昇温は、第１目標温度を少し超える程度でよい。
【００３２】
第１燃焼条件判断手段４１は、第１昇温手段４０による昇温開始後（吸気スロットルの絞りを行った後）、ＤＰＦ２１の入側の排気温度が第１目標温度（例えば、２５０℃）に達しているか否か、第１目標温度以上であるか否かを判断するものである。
具体的には、第１昇温手段４０によって吸気スロットルの絞りが行われると、第１燃焼条件判断手段４１は、ＤＰＦ２１の入側に設けた温度センサ２２によって排気温度を測定し、温度センサ２２によって測定したＤＰＦ２１の入側の排気温度が２５０℃以上となった時点で、吸気スロットルの絞り後の排気温度が第１目標温度に達したと判断する。
【００３３】
昇温確認手段４２は、排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かをトラクタ１を運転している作業者等に確認するものである。
具体的には、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断された後、昇温確認手段４２は、運転席８の周囲に設置された再生確認スイッチ４４の入力を許可する。そして、昇温確認手段４２は、再生確認スイッチ４４の入力許可の状態を保持しておき、再生確認スイッチ４４が押された（オンされた）ときに、「排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる第２段階の昇温制御を行ってよい」ことを作業者が確認したと判断する。一方、排気温度が第１目標温度に達したとしても再生確認スイッチ４４が押されなければ、昇温確認手段４２は、第２段階の昇温制御を行ってよいということは確認されていないと判断する。
【００３４】
第２昇温手段４３は、昇温確認手段４２によって昇温を行うことが確認されたとき（再生確認スイッチ４４が押されたとき）に、ＤＰＦ２１の入側の排気温度（ＤＰＦ２１内の温度）を第１目標温度よりも高い第２目標温度に向けて昇温する第２段階の昇温制御を行う。一方、第２昇温手段４３は、昇温確認手段４２による第２段階の昇温制御の確認が行われていないときは、第２段階の昇温制御は行わない。
【００３５】
図２に示すように、例えば、タイミングＰで再生確認スイッチ４４が押されると、第２昇温手段４３は、直ちにエンジンＥＣＵ３１等に指令を出力してポスト噴射を開始し、粒子状物質の燃焼が促進される温度である第２目標温度（６００℃）に向けて、排気温度を一挙に上昇させる。第２昇温手段４３による昇温では、ポスト噴射により排気温度を一挙に６００℃付近まで上昇させるため、ＤＰＦ再生が進み、ＰＭ堆積量が減少する。これから分かるように、第２目標温度とは、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の燃焼が進みＰＭ堆積量が減少する温度域であり、当然の如く６００℃に限定されない。
【００３６】
図３は、第１実施形態における再生モードによる動作をまとめたものである。図３の説明では、説明の便宜上、例えば、トラクタ１の後部に作業装置６として肥料散布装置、収穫装置などが装着されて、トラクタ１で作業を行っているものとする。
図３のステップＳ１に示すように、メインＥＣＵ３２では、ＰＭ堆積量が閾値以上になっているか否かが判断され、ＰＭ堆積量が閾値以上である場合（ステップＳ１、ｙｅｓ）は、ステップＳ２に進み、ステップＳ２でメインＥＣＵ３２は再生モードとなる。ステップＳ３に示すように、再生モードになると第１昇温手段４０による吸気スロットルの絞りが行われ、排気温度が２５０℃（第１目標温度）に向けて昇温される。
【００３７】
次に、ステップＳ４に示すように、第１昇温手段４０によって排気温度の昇温制御が行われると、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したか否かが判断される。ステップ３及びステップＳ４に示すように、排気温度が第１目標温度に達成するまで（排気温度≧第１目標温度）第１昇温手段４０による吸気スロットルの絞りは継続される。
【００３８】
その後、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断される（ステップＳ４、ｙｅｓ）と、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、排気温度を第１目標温度より高い第２目標温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する。
このように、ステップＳ１〜ステップＳ５までの段階では、第１昇温手段４０によるＤＰＦ再生によって排気ガスの温度が上がるものの、ＤＰＦ２１の入側の排気温度で２５０℃程度であるため、排気ガスによる作物などへの影響は少なく、この時点では、再生モードになったとしても、そのまま、トラクタ１での作業を続けてもよい段階である。
【００３９】
しかしながら、粒子状物質を燃焼させて確実に減少させることができる第２目標温度まで上げてしまうと、トラクタ１から排出される排ガスの温度が高く、作物にダメージを与えてしまう可能性がある。そこで、ステップＳ３〜ステップＳ４までの間で、作物にダメージを与えず且つ第２段階の昇温制御がスムーズに進む第１目標温度まで排気温度を上昇させておき、ステップＳ５で、作業者に排気温度をさらに第２目標温度まで上昇させることを確認することとしている。つまり、本発明では、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生が必要な閾値以上となった段階では、自動的に第１目標温度まで温度を上げることとし、それ以上の昇温は指示があるまで待機させ、作業者の確認（指示）、即ち、ステップＳ５の処理を行ってから第２段階での排気温度の上昇を行うこととしている。
【００４０】
例えば、トラクタ１での作業中において、トラクタ１が圃場内にあっても一時的に作物などの可燃物が無い場所を走行しているとき、或いは、圃場内での作業を一時的に中断して農道などを走行しているときなどは、排気温度を第１目標温度よりも上げたとしても排気ガスが作物にダメージを与えることはなく作業に影響を及ぼさない。このように、作業に影響を及ぼさないときに、再生確認スイッチ４４を押して、直ちにＤＰＦ再生を行うことができる。
【００４１】
ステップＳ５において、再生確認スイッチ４４が押され、作業者の確認がとれる（Ｓ５、ｙｅｓ）と、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、第２昇温手段４３によって吸気スロットルの絞りからポスト噴射に切り替えられ、ポスト噴射を直ちに行い、排気温度が第２目標温度の６００℃付近まで昇温されることになる。
このように、予め排気温度を第１目標温度に上げた状態から第２段階であるポスト噴射を行っているため、再生確認スイッチ４４を押すと、直ちに排気温度が粒子状物質を燃焼して減少させるレベルにまで上がり、粒子状物質を減少させることができる。特に、第１目標温度以上である状況下でポスト噴射を開始すると、燃料を噴射したときの昇温性がよいため、排気温度を第１目標温度から第２目標温度に上げる時間が短くて済み、また、ポスト噴射による昇温の不良（なかなか温度が上がらないという現象）を極力少なくすることができる。
【００４２】
ステップＳ７に示すように、ＰＭ堆積量が閾値未満であるか否かを判断し、ＰＭ堆積量が閾値未満である（Ｓ７、ｙｅｓ）と、ポスト噴射を停止して、ＤＰＦ再生を終了する。
上述したように、本発明によれば、作業機１が第１昇温手段４０と、第１燃焼条件判断手段４１と、昇温確認手段４２と、第２昇温手段４３とを備えているため、上述したように作業中であっても作業に影響の出ない合間にＰＭ堆積量を減少させることができるため、作業に影響を与えることなくＤＰＦ再生を行うことができる。また、ＰＭ堆積量を減少させる温度域に対しては必ず作業者の確認が必要となっており、作業者が意図しない排気温度の急激な温度上昇（第１段階の温度域から第２段階の温度域までの上昇）を防止することができ、作業者はＤＰＦ再生による温度上昇を気にすることなく作業を続けることができる。
【００４３】
[第２実施形態]
第２実施形態は、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知するものである。
図４に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知する条件一致報知手段４５を備えている。条件一致報知手段４５は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、第１実施形態と同じ構成は説明を省略する。
【００４４】
条件一致報知手段４５は、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断されたとき、運転席８の周囲に設けられた表示装置４６に排気温度が第１目標温度に達したことを示す報知信号を出力する。表示装置４６では、報知信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された第１報知部４７を点灯又は点滅させることにより、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知する。
【００４５】
このようにすれば、作業者は、表示装置４６の第１報知部４７を見ることにより、排気温度が第１目標温度に達していて、第２段階の昇温の準備が整っていることを把握することができる。第１報知部４７を見ながら作業の状況を考えて、昇温の確認を行うことができる。なお、第１報知部４７は、上述したようなＬＥＤの点灯又は点滅によって排気温度が第１目標温度に達したこと示すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によって排気温度が第１目標温度に達したこと示すものであってもよい。
【００４６】
[第３実施形態]
第３実施形態では、第１実施形態や第２実施形態に対して、第２昇温手段４３による昇温開始後の処理をさらに加えたものである。
図５に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、第２燃焼条件判断手段４８と、昇温継続中止手段４９とを備えている。
【００４７】
第２燃焼条件判断手段４８及び昇温継続中止手段４９は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、第１実施形態や第２実施形態と同じ構成は説明を省略する。
第２燃焼条件判断手段４８は、第２昇温手段４３による昇温開始後に、排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断するものである。具体的には、ポスト噴射が行われている間、ＤＰＦ２１の入側の排気温度が第１目標温度（例えば、２５０℃）未満であるか否かを判断する。
【００４８】
昇温継続中止手段４９は、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満でない（第１目標温度以上）と判断されると第２昇温手段４３による昇温を継続する。また、昇温継続中止手段４９は、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると第２昇温手段４３による昇温を中止する。
図６は、第３実施形態における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップ１〜ステップ７は、上述した動作と同じである。
【００４９】
図６に示すように、ステップＳ６にてポスト噴射が開始されると、ステップＳ１０では、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満（２５０℃未満）であるか否かが判断される。そして、排気温度が２５０℃未満でない場合（Ｓ１０、ｎｏ）には、ステップＳ７に進み、ステップ７にてＰＭ堆積量が閾値未満でなければ、ステップＳ６に戻り、昇温継続中止手段４９によってエンジンＥＣＵ３１へのポスト噴射の指令を継続する。一方、排気温度が２５０℃未満である場合（Ｓ１０、ｙｅｓ）には、ステップＳ１１に進み、昇温継続中止手段４９によってエンジンＥＣＵ３１へのポスト噴射の指令を停止して、ポスト噴射を中止する。なお、ポスト噴射を中止した場合は、改めてステップＳ３に戻り、処理が続けられる。
【００５０】
上述したように、排気温度が２５０℃以上となっている状態でポスト噴射を行うと直ちに排気温度が上昇して６００℃になるが、トラクタ１の負荷が変化し、希にポスト噴射を行っても短期間で排気温度が上がらず、２５０℃未満になることがある。このような場合にポスト噴射を長く続けると、燃費の悪化やオイルダイリューションが発生することになるため、第３実施形態では、ポスト噴射による排気温度の上昇を前提にしながらも、何らかの理由によって、ポスト噴射による排気温度の上昇が見受けられない場合には、ポスト噴射を即座に中止して、新たに、排気温度が２５０℃以上となった時点でポスト噴射をやり直すリトライ処理を行い、燃費の悪化やオイルダイリューションの発生を防止することとしている。
【００５１】
図７は、第３実施形態の第１の変形例を示したものである。
図７に示すように、メインＥＣＵ３２は、第２燃焼条件判断手段４８及び昇温継続中止手段４９の他に、条件外れ報知手段５０と、昇温案内手段５１とを備えている。メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。
条件外れ報知手段５０は、第２昇温手段４３による昇温開始後に第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると、表示装置４６に排気温度が第１目標温度未満であることを示す報知信号を出力する。表示装置４６では、報知信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された第２報知部５２を点灯又は点滅させることにより、排気温度が第１目標温度未満であることを作業者に報知する。
【００５２】
このようにすれば、作業者は、再生確認スイッチ４４を押した後に表示装置４６の第２報知部５２を見ることにより、第２段階の昇温がスムーズに進まない状況であることを把握することができ、再生確認スイッチ４４の押した後での排気ガスの温度が比較的低い状況であることを間接的に知ることができる。なお、条件外れ報知手段５０は、排気温度が第１目標温度未満である状態が連続して数秒間続いたときに、報知信号を出力するようにしてもよい。
【００５３】
昇温案内手段５１は、第２昇温手段４３による昇温開始後に第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると、表示装置４６に、手動操作によってエンジン回転数を上昇させることを案内する案内信号を出力する。表示装置４６では、案内信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された案内部５３を点灯又は点滅させることにより、エンジン回転数の上昇が必要であることを作業者に報知する。
【００５４】
このようにすれば、作業者は、再生確認スイッチ４４を押した後に表示装置４６の案内部５３を見ることにより、アクセルレバーを操作してエンジン回転数を上げることにより排気温度を上げることができる。昇温案内手段５１は、排気温度が第１目標温度未満である状態が連続して数秒間続いたときに、案内信号を出力するようにしてもよい。
図８は、第３実施形態の第１の変形例における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップＳ１〜ステップＳ７、ステップＳ１０は、上述した動作と同じである。
【００５５】
図８に示すように、ステップＳ６にてポスト噴射が開始されると、ステップＳ１０では、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満（２５０℃未満）でないか否かが判断される。そして、排気温度が２５０℃未満である（Ｓ１０、ｙｅｓ）と、ステップ２０に進み、ステップ２０では、条件外れ報知手段５０及び表示装置４６の第２報知部５２により排気温度が第１温度未満であることを報知する。
【００５６】
また、ステップＳ２１及びステップＳ２２に進み、ステップＳ２１にてポスト噴射を中止すると共に、ステップＳ２２では、昇温案内手段５１及び表示装置４６の案内部５３により手動操作によってエンジン回転数の上昇させることを案内する。なお、ポスト噴射を中止すると共にエンジン回転数の上昇を案内した場合は、改めてステップＳ３に戻り、処理が続けられる。
【００５７】
この第１の変形例によれば、ポスト噴射による排気温度の上昇がスムーズにいかなかった場合でも、作業者が作業の合間にアクセルレバーを操作することによってエンジン回転数を上げて、手動によるエンジン回転数の上昇によって排気温度の昇温を補足することができる。この手動操作を行うことにより一旦下がった排気温度を、ポスト噴射を行える状態（排気温度が２５０℃以上）にまで素早く上げることができる。特に、エンジン回転数の上昇と、吸気スロットルの絞りの両者で排気温度を上げる構成であるため、より素早くリカバリ処理を行うことができる。
【００５８】
上述した第１の変形例では、第２昇温手段４３による昇温開始後（ポスト噴射開始後）において、排気温度が第１目標温度以上とならず第１目標温度未満のときに、昇温案内手段５１によってエンジン回転数を上げることを報知しているが、後述する第２の変形例のように、第２昇温手段４３の昇温開始後でなくても、第１昇温手段４０の昇温開始後、排気温度が第１目標温度以上とならなかったときに、昇温案内手段５１によってエンジン回転数を上げることを報知してもよい。
【００５９】
図９は、第２の変形例における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５〜Ｓ７、ステップＳ２０〜Ｓ２２は、上述した動作と同じである。
図９に示すように、ステップＳ４に示すように、第１昇温手段４０によって排気温度の昇温制御が行われた後、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したか否か（排気温度≧第１目標温度）が判断される。ここで、排気温度が第１目標温度に達しておらず第１目標温度未満であると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、昇温案内手段５１が表示装置４６に手動操作によってエンジン回転数を上昇させることを案内する案内信号を出力する。即ち、ステップＳ３０にて、エンジン回転数を上昇させることを案内し、ステップＳ３に戻る。
【００６０】
これによれば、吸気スロットルの絞りによって排気温度が第１目標温度以上にならないことが発生したとしても、作業者が表示装置４６の案内部５３を見て、手動動作によってエンジン回転数を上げることができるため、素早くリカバリ処理を行うことができる。
つまり、第２の変形例では、吸気スロットルの絞りやポスト噴射によって排気温度を所定の第１目標温度や第２目標温度に上げる構成でありながら、仮に目標温度に達しないようば場合が生じたときには、エンジン回転数を手動操作によって上げることができる。
【００６１】
[第４実施形態]
上述した実施形態では、ＰＭ堆積量が閾値以上となったとき、自動的に排気温度を第１目標温度まで上昇させ、その上で、昇温を確認した後、排気温度を第１目標温度よりも高い第２目標温度に上げることによって、作業者が作業の合間などにいつでもＤＰＦ再生を行えるようにしているが、第４実施形態では、作業の合間にいつでもＤＰＦ再生を中断することができるようにしたものである。
【００６２】
図１０に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、昇温中断手段５４を備えている。この昇温中断手段５４は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、上述した実施形態と同じ構成は説明を省略する。昇温中断手段５４は、外部からＤＰＦ再生の中断が指令されると、直ちに第２昇温手段４３による昇温を中断（停止）するものである。
【００６３】
詳しくは、昇温確認後、第２昇温手段４３によってポスト噴射が実行されてＤＰＦ再生が進められている状況下で、例えば、表示装置４６に設置された再生中断スイッチ５５が押され（オンされる）、この再生中断スイッチ５５の操作によりメインＥＣＵ３２にＤＰＦ再生の中断が指令されると、昇温中断手段５４は、第２昇温手段４３による昇温を停止させる。
【００６４】
このようにすれば、昇温確認を行った後でも、作業者は、表示装置４６に設置された再生中断スイッチ５５を押すだけで、いつでもＤＰＦ再生を中断することができる。
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。
【００６５】
上記の実施形態では、第１昇温手段４０や第２昇温手段は、ＤＰＦ２１内の粒子状物質を燃焼させるために排気温度を昇温させるものであると説明しているが、これは実質的に粒子状物質を燃焼させるためにＤＰＦ２１内の温度を上げることであり、これらの排気温度をＤＰＦ２１内の温度や水温等と読み替えても何ら問題ない。
第１昇温手段４０、第１燃焼条件判断手段４１、昇温確認手段４２、第２昇温手段４３、条件一致報知手段４５、第２燃焼条件判断手段４８、昇温継続中止手段４９、条件外れ報知手段５０、昇温案内手段５１などを構成するための制御プログラムは、エンジンＥＣＵ３１に格納していてもメインＥＣＵ３２に格納していてもよく、或いは、作業機（トラクタ１）に搭載した電子機器類に格納していてもよい。また、エンジンＥＣＵ３１とメインＥＣＵ３２とを一体化してもよい。エンジンＥＣＵ３１及びメインＥＣＵ３２における制御は、上述したものに限定されず、適用する作業機によって各種制御を行えばよく、例えば、作業機がコンバインあれば、コンバインに適応した制御を行い、バックホーであれば、バックホーに適応した制御を行う。
【００６６】
第２報知部５２は、ＬＥＤの点灯又は点滅によって排気温度が第１目標温度未満であることを示すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によって排気温度が第１目標温度未満であることを示すものであってもよい。また、案内部５３は、ＬＥＤの点灯又は点滅によってエンジン回転数の上昇を促すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によってエンジン回転数の上昇を促すものであってもよい。さらには、案内部５３は、エンジン回転数を上昇させたときに目標となるエンジン回転数を、エンジン回転数の上昇の案内と共に表すものであることが好ましい。
【００６７】
上述した実施形態では、排気温度を第１目標温度に上げた後、第２目標温度に上げるという２段階方式について説明したが、排気温度が第１目標温度になるまでや第２目標温度になるまで、２段階以上、例えば、３段階や４段階など複数段階に分けて昇温してもよい。当然の如く、上述した各実施形態に示した内容は、適宜組み合わせて構成してもよい。例えば、第４実施形態の内容と、第２実施形態とを組み合わせてもよいし、第１の変形例などと組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１ トラクタ
２ 走行車体
３ ディーゼルエンジン
４ 変速装置
５ ３点リンク機構
６ 作業装置
７ キャビン
８ 運転席
１０ シリンダ
１１ 吸気ポート
１２ 排気ポート
１３ 吸気バルブ
１４ 排気バルブ
１５ 吸気マニホールド
１６ 排気マニホールド
１７ サイレンサ
２０ 排出ガス浄化装置
２１ ＤＰＦ
２２ 温度センサ
３０ 制御部
３１ エンジンＥＣＵ
３２ メインＥＣＵ
３５ 入側圧力センサ
３６ 出側圧力センサ
４０ 第１昇温手段
４１ 第１燃焼条件判断手段
４２ 昇温確認手段
４３ 第２昇温手段
４４ 再生確認スイッチ
４５ 条件一致報知手段
４６ 表示装置
４７ 第１報知部
４８ 第２燃焼条件判断手段
４９ 昇温継続中止手段
５０ 条件外れ報知手段
５１ 昇温案内手段
５２ 第２報知部
５３ 案内部
５４ 昇温中断手段
５５ 再生中断スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えた作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ディーゼルエンジンには、排出ガスに含まれる粒子状物質（パーティキュレートマスター）を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられている。ＤＰＦは、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するようになっており、この捕集された粒子状物質は徐々に堆積する。そのため、ＤＰＦを搭載した車両では、ディーゼルエンジンの排気温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼し、ＤＰＦに堆積した粒子状物質を低減させるというＤＰＦの再生技術が開発されている。
【０００３】
ＤＰＦの再生技術の開発は、ディーゼルエンジンを搭載する農業機械や建設機械などの作業機に先行して大型のトラックで行われており、トラックのＤＰＦの再生技術として特許文献１に示すものがある。
特許文献１は、ＤＰＦにおけるパーティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上で且つＤＰＦの温度が再生開始適合温度以上である場合に、運転者に対してＤＰＦの再生を促し、ＤＰＦの再生が促された際に運転者は運転席に設けられた再生スイッチを押すことによりＤＰＦ再生が行われる技術である。
【０００４】
即ち、特許文献１の技術は、走行中の負荷変動が激しく場合によってはＤＰＦの再生が完了しない場合があるため、運転者にＤＰＦの再生に適した時期を伝えるようにし、その上で運転者が運転状況を判断して手動によってＤＰＦの再生を指示できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、農業機械や建設機械の作業機でも、運転状況（走行状況）を判断してＤＰＦの再生を指示したいという要望がある。しかしながら、作業機は、上述したトラックと同じように走行はするものの、運転状況はトラックとは全く異なっている。例えば、トラクタなどの農業機械では、圃場内で作業を行いながら走行することが多く、圃場内での作業中にＤＰＦの再生が自動的に開始されてしまうと、作物等にＤＰＦの再生による高温の排気ガスがあたってしまい、ＤＰＦの再生による排気ガスによって作物にダメージを与えてしまう可能性がある。そのため、トラクタの作業中において、トラクタを運転する作業者は常にＤＰＦの再生に注意を払う必要があり、トラクタによる作業がスムーズに進まず、トラクタによる作業に影響を与える可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、作業機による作業に影響を与えることなくＤＰＦの再生を行うことができる作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
請求項１に係る作業機によれば、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の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段と、前記第１昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段と、前記第１燃焼条件判断手段によって前記排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段と、前記昇温確認手段によって昇温を行うことが確認されたときに前記排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る作業機によれば、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断する第２燃焼条件判断手段と、排気温度が第１目標温度未満でなければ第２昇温手段による昇温を継続し且つ排気温度が第１目標温度未満であれば第２昇温手段による昇温を中止する昇温継続中止手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る作業機によれば、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっていることを報知する条件外れ報知手段と、前記第２昇温手段による昇温開始後に前記第１目標温度未満となっているときに前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の上昇を行って排気温度を昇温させることを促す昇温案内手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る作業機によれば、前記昇温確認手段は、前記運転席の周囲に設置された再生確認スイッチを操作したときに確認されたと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１によれば、堆積量が所定値以上となったときに排気温度を第１目標温度に昇温させたうえで、さらに、第１目標温度より高い第２目標温度に上昇させて粒子状物質を燃焼させる場合には昇温確認を行ってから排気温度の昇温を行うことができるため、例えば、作業機による作業の合間を見て作業に支障のないときに昇温確認を行ってＤＰＦの再生（フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させること）を自由に実行することができ、作業機による作業に影響を与えることなく容易にＤＰＦの再生を行うことができる。特に、排気温度を第１目標温度に昇温してから第２目標温度に昇温する制御を行っているため、昇温確認後、素早く、排気温度を粒子状物質を燃焼させる温度域まで上げて粒子状物質を燃焼させることができ、作業者による昇温確認とＤＰＦの再生との時間ズレがなく、昇温してよいという作業者の意志を即座に反映することができる。
【００１３】
請求項２によれば、第２昇温手段による昇温開始後に、排気温度が素早く第２目標温度に上がらず第１目標温度未満になった場合、第２昇温手段による昇温を中止して、新たに、第１昇温手段による昇温に切り替え、再び、排気温度が第１目標温度以上になったときに第２昇温手段による昇温を行うことができる。つまり、第２昇温手段による昇温開始後、例えば、作業機の負荷変動などにより仮に排気温度が素早く昇温できないような場合には、リトライ処理を行って排気温度を昇温させることができる。
【００１４】
請求項３によれば、作業機を運転する作業者（運転者）が、排気温度が第１目標温度未満となっていることを知ることができ、エンジン回転数を手動によって上げることで排気温度の不足分を補うことができる。
請求項４によれば、作業者が作業機を運転しながら容易に再生確認スイッチを押すことができ、昇温確認を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図２】排気温度の推移（変化）を示す図である。
【図３】第１実施形態における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図５】第３実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図６】第３実施形態における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の第１の変形例における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態の第１の変形例における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態の第２の変形例における再生モードの動作を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態における排出ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図１１】トラクタの全体側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照しながら、本発明の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）を備えると共に、このＤＰＦに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する手段を備えたものである。このような作業機は、トラクタやコンバインなどの農業機械及びバックホーやコンパクトトラックローダ（ＣＴＬ）などの建設機械であって、農作業や建設作業等の作業が行えるものであるが、トラクタを例にとり説明する。
【００１７】
図１１に示すように、トラクタ１は、前後に車輪を有する走行車体２に、ディーゼルエンジン３、変速装置４等が搭載されて構成されている。この走行車体２の後部には、３点リンク機構５が昇降可能に設けられている。この３点リンク機構５には、耕耘装置、肥料散布装置、収穫装置などの各種作業装置６が着脱自在となっている。この作業装置６には、ＰＴＯ軸を介してディーゼルエンジン３からの動力が伝達されるようになっている。また、ディーゼルエンジン３の後方には、独立搭載型のキャビン７が設けられており、キャビン７内に運転席８が設けられている。
【００１８】
図１は、ディーゼルエンジン３における排気系の構造を示したものである。なお、通常、ディーゼルエンジン３は、複数のシリンダ（気筒）を有する多気筒エンジンである場合が多いが、図１では、そのうちの１つのシリンダを示している。
以下、ディーゼルエンジン３の排気系について詳しく説明する。
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以降、エンジンという）３のシリンダ１０の上部には、当該シリンダ１０内に空気を導入するための開口である吸気ポート１１が形成されると共に、燃焼後のガス（燃焼ガス）をシリンダ１０から排出するための開口である排気ポート１２が形成されている。さらにシリンダ１０の上部には、吸気ポート１１を開閉するための吸気バルブ１３と、排気ポート１２を開閉するための排気バルブ１４とが設けられている。
【００１９】
吸気ポート１１には、シリンダ１０内に導入される空気の流路となる管状の吸気マニホールド１５が接続されている。また、排気ポート１２には、シリンダ１０から排出される燃焼ガスの流路となる管状の排気マニホールド１６が接続されている。排気マニホールド１６の端部には排気音を低減するためのサイレンサ１７が設けられていて、燃焼ガスはサイレンサ１７を通過して外部に排出される。
【００２０】
排気マニホールド１６において、排気ポート１２とサイレンサ１７との間には排出ガス浄化装置２０が設けられている。排出ガス浄化装置２０は、通過する排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集して浄化するものである。つまり、シリンダ１０から排気ポート１２を経て排出された燃焼ガスは、排出ガスとなって排気マニホールド１６を通り、排出ガス浄化装置２０で浄化されてサイレンサ１７に至る。
【００２１】
この排出ガス浄化装置２０は、内部にＤＰＦ２１を有している。ＤＰＦ２１は、排出ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタであり、例えば、セラミック製で断面がハニカム構造となるように形成されている。つまり、ＤＰＦ２１の一端から他端にわたる長手方向に沿って、例えば六角柱のストロー状の多角形貫通孔が多数隣接しており、各貫通孔内には、ＤＰＦ２１の長手方向に沿って所定間隔で多孔質の隔壁が設けられている。
【００２２】
ＤＰＦ２１の一端側（入側）から進入した排出ガスは、貫通孔内に形成された多孔質の隔壁を通過しつつＤＰＦ２１の他端側（出側）へ向かって流れる。排出ガスに含まれる粒子状物質は、多孔質の隔壁に付着したり、貫通孔の内壁に付着したりすることでＤＰＦ２１に捕集され、ＤＰＦ２１によって浄化された排気ガスは外部へ放出される。なお、ディーゼルエンジン３の排気系には、図示はしないが、ＤＰＦ２１の入側とエンジン３との間に、粒子状物質中の燃料及び燃焼ガス中の窒素酸化物を酸化するための酸化触媒（ディーゼル用酸化触媒）などが設けられている。
【００２３】
本発明のトラクタ１では、ＣＰＵ等から構成された制御部３０による制御によってＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量という）を低減するクリーニング、即ち、ＤＰＦの再生（ＤＰＦ再生ということがある）を行う。
制御部３０は、ＤＰＦ再生の制御の他、トラクタ全体の動作を制御するもので、例えば、主にエンジン３を制御するエンジンＥＣＵ３１と、このエンジンＥＣＵ３１と連携しながらトラクタ１に搭載した各種装置を制御するメインＥＣＵ３２とから構成されている。
【００２４】
エンジンＥＣＵ３１は、アクセルレバーの操作量、アクセルペダルの操作量、クランク位置、カム位置、或いは、メインＥＣＵ３２からの制御信号に基づいて、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ等を制御するものである。なお、エンジンＥＣＵ３１におけるディーゼルエンジン制御は、一般的なディーゼルエンジン制御と同じものであり、例えば、インジェクタの制御では燃料噴射量、噴射時期などが設定され、サプライポンプやコモンレールの制御では燃料噴射圧が設定される。当然の如く、トラクタ１においては、作業者がアクセルレバーを操作したり、アクセルペダルを操作することによって、アクセルレバーの操作量やアクセルペダルの操作量が変化し、エンジン回転数を増減させることができる。
【００２５】
メインＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ３１とは別にトラクタ１に関する様々な制御を行うものであって、エンジンＥＣＵ３１によるエンジン回転の制御よりも優先してエンジン回転数を設定するという制御も行う。
例えば、メインＥＣＵ３２には、運転席８の周囲に設けられたボリュームにより設定されるエンジン回転上限値が入力されるようになっており、メインＥＣＵ３２は、アクセルレバーやアクセルペダルによるエンジン回転数の指令値がエンジン回転上限値を超えている場合には、エンジン回転数がエンジン回転上限値を超えないようにメインＥＣＵ３２に指令を出力し、メインＥＣＵ３２よりも優先したエンジン回転数の制御を行う。その他、メインＥＣＵ３２は、運転席８の周囲に設けられた操作レバーに基づいて３点リンク機構５などの昇降を制御したり、変速装置の変速制御などを行う。
【００２６】
さて、本実施形態によるＤＰＦ再生の制御は、主に、メインＥＣＵ３２により行う。具体的には、ＤＰＦに堆積した粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）が所定値以上（予め定められた閾値以上）になると、メインＥＣＵ３２は、ＤＰＦ再生を行う制御モード、即ち、再生モードとなる。
ここで、ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ２１の入側の排気圧力と、ＤＰＦ２１の出側の排気圧力との差圧により推定することとしている。
【００２７】
詳しくは、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の入側付近の排気圧力を入側圧力センサ３５により検出し、ＤＰＦ２１（排出ガス浄化装置２０）の出側付近の排気圧力を出側圧力センサ３６により検出し、メインＥＣＵ３２では、入側圧力センサ３５が検出した排気圧力と、出側圧力センサ３６が検出した排気圧力とから排出ガス浄化装置２０の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を計算する。ＰＭ堆積量が多いと排気圧力の差である差圧も大きく、ＰＭ堆積量が少ないと排気圧力の差圧も小さいことから、このような関係を用いて、メインＥＣＵ３２では、計算した差圧からＤＰＦに堆積したＰＭ堆積量を求める。なお、差圧とＰＭ堆積量との関係は、メインＥＣＵ３２に予め制御プログラム又は制御パラメータなどという形態で格納されている。この実施形態では、排気圧力の差からＰＭ堆積量を算出することとしているが、これに限定されず、エンジン３を稼働した稼働時間や燃料の消費量などによりＰＭ堆積量を算出してもよく、ＰＭ堆積量の算出方法はどのようなものであってもよい。
【００２８】
メインＥＣＵ３２は、第１昇温手段４０と、第１燃焼条件判断手段４１と、昇温確認手段４２と、第２昇温手段４３とを備えている。これら第１昇温手段４０、第１燃焼条件判断手段４１、昇温確認手段４２及び第２昇温手段４３は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成され、再生モードは、制御プログラム等により構成された各手段によって動作するようになっている。
【００２９】
以下、再生モードによる動作を各手段と共に説明する。
第１昇温手段４０は、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生を行わなければならない所定値以上となったとき、エンジンＥＣＵ３１等に指令を出力して排出ガス浄化装置２０内の排気温度（ＤＰＦ２１の入側の排気温度、即ち、ＤＰＦ２１内の温度）を、第１段階として第１目標温度に向けて昇温する昇温制御を行うものである。
【００３０】
ここで、第１目標温度とは、後述するように、第１目標温度からさらに排気温度を上昇させるという第２段階の昇温制御を行った時、第２段階の昇温制御による昇温がスムーズに進みやすい段階の温度域であり、この第１目標温度は、第２段階の昇温制御の性能等によって適宜設定される。例えば、第２段階の昇温制御が、燃料の噴射によって排気温度の昇温を行う「ポスト噴射」である場合には、ポスト噴射によるオイルダイリューションなどを防止するために２５０℃に設定されている。
【００３１】
図２に示すように、具体的には、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生を行わなければならない閾値以上となったとき、第１昇温手段４０は、吸気スロットルの絞りを指令する信号をエンジンＥＣＵ３１等に出力して、吸気スロットルを絞り、これにより、排気温度を第１目標温度である２５０℃に向けて自動的に上昇させる。
なお、第１昇温手段４０は、吸気スロットルを絞ることによって排気温度を第１目標温度に向けて上昇させる制御を行うが、第１昇温手段４０は、排気温度が第１目標温度付近となる程度に制御すればよい。言い換えれば、第１昇温手段４０による昇温制御は、第２段階の昇温制御を行ったとき、その昇温がスムーズに進みやすいように予め温度を上げておくのが目的であるため、第１昇温手段４０による昇温は、第１目標温度を少し超える程度でよい。
【００３２】
第１燃焼条件判断手段４１は、第１昇温手段４０による昇温開始後（吸気スロットルの絞りを行った後）、ＤＰＦ２１の入側の排気温度が第１目標温度（例えば、２５０℃）に達しているか否か、第１目標温度以上であるか否かを判断するものである。
具体的には、第１昇温手段４０によって吸気スロットルの絞りが行われると、第１燃焼条件判断手段４１は、ＤＰＦ２１の入側に設けた温度センサ２２によって排気温度を測定し、温度センサ２２によって測定したＤＰＦ２１の入側の排気温度が２５０℃以上となった時点で、吸気スロットルの絞り後の排気温度が第１目標温度に達したと判断する。
【００３３】
昇温確認手段４２は、排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かをトラクタ１を運転している作業者等に確認するものである。
具体的には、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断された後、昇温確認手段４２は、運転席８の周囲に設置された再生確認スイッチ４４の入力を許可する。そして、昇温確認手段４２は、再生確認スイッチ４４の入力許可の状態を保持しておき、再生確認スイッチ４４が押された（オンされた）ときに、「排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる第２段階の昇温制御を行ってよい」ことを作業者が確認したと判断する。一方、排気温度が第１目標温度に達したとしても再生確認スイッチ４４が押されなければ、昇温確認手段４２は、第２段階の昇温制御を行ってよいということは確認されていないと判断する。
【００３４】
第２昇温手段４３は、昇温確認手段４２によって昇温を行うことが確認されたとき（再生確認スイッチ４４が押されたとき）に、ＤＰＦ２１の入側の排気温度（ＤＰＦ２１内の温度）を第１目標温度よりも高い第２目標温度に向けて昇温する第２段階の昇温制御を行う。一方、第２昇温手段４３は、昇温確認手段４２による第２段階の昇温制御の確認が行われていないときは、第２段階の昇温制御は行わない。
【００３５】
図２に示すように、例えば、タイミングＰで再生確認スイッチ４４が押されると、第２昇温手段４３は、直ちにエンジンＥＣＵ３１等に指令を出力してポスト噴射を開始し、粒子状物質の燃焼が促進される温度である第２目標温度（６００℃）に向けて、排気温度を一挙に上昇させる。第２昇温手段４３による昇温では、ポスト噴射により排気温度を一挙に６００℃付近まで上昇させるため、ＤＰＦ再生が進み、ＰＭ堆積量が減少する。これから分かるように、第２目標温度とは、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質の燃焼が進みＰＭ堆積量が減少する温度域であり、当然の如く６００℃に限定されない。
【００３６】
図３は、第１実施形態における再生モードによる動作をまとめたものである。図３の説明では、説明の便宜上、例えば、トラクタ１の後部に作業装置６として肥料散布装置、収穫装置などが装着されて、トラクタ１で作業を行っているものとする。
図３のステップＳ１に示すように、メインＥＣＵ３２では、ＰＭ堆積量が閾値以上になっているか否かが判断され、ＰＭ堆積量が閾値以上である場合（ステップＳ１、ｙｅｓ）は、ステップＳ２に進み、ステップＳ２でメインＥＣＵ３２は再生モードとなる。ステップＳ３に示すように、再生モードになると第１昇温手段４０による吸気スロットルの絞りが行われ、排気温度が２５０℃（第１目標温度）に向けて昇温される。
【００３７】
次に、ステップＳ４に示すように、第１昇温手段４０によって排気温度の昇温制御が行われると、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したか否かが判断される。ステップ３及びステップＳ４に示すように、排気温度が第１目標温度に達成するまで（排気温度≧第１目標温度）第１昇温手段４０による吸気スロットルの絞りは継続される。
【００３８】
その後、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断される（ステップＳ４、ｙｅｓ）と、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、排気温度を第１目標温度より高い第２目標温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する。
このように、ステップＳ１〜ステップＳ５までの段階では、第１昇温手段４０によるＤＰＦ再生によって排気ガスの温度が上がるものの、ＤＰＦ２１の入側の排気温度で２５０℃程度であるため、排気ガスによる作物などへの影響は少なく、この時点では、再生モードになったとしても、そのまま、トラクタ１での作業を続けてもよい段階である。
【００３９】
しかしながら、粒子状物質を燃焼させて確実に減少させることができる第２目標温度まで上げてしまうと、トラクタ１から排出される排ガスの温度が高く、作物にダメージを与えてしまう可能性がある。そこで、ステップＳ３〜ステップＳ４までの間で、作物にダメージを与えず且つ第２段階の昇温制御がスムーズに進む第１目標温度まで排気温度を上昇させておき、ステップＳ５で、作業者に排気温度をさらに第２目標温度まで上昇させることを確認することとしている。つまり、本発明では、ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生が必要な閾値以上となった段階では、自動的に第１目標温度まで温度を上げることとし、それ以上の昇温は指示があるまで待機させ、作業者の確認（指示）、即ち、ステップＳ５の処理を行ってから第２段階での排気温度の上昇を行うこととしている。
【００４０】
例えば、トラクタ１での作業中において、トラクタ１が圃場内にあっても一時的に作物などの可燃物が無い場所を走行しているとき、或いは、圃場内での作業を一時的に中断して農道などを走行しているときなどは、排気温度を第１目標温度よりも上げたとしても排気ガスが作物にダメージを与えることはなく作業に影響を及ぼさない。このように、作業に影響を及ぼさないときに、再生確認スイッチ４４を押して、直ちにＤＰＦ再生を行うことができる。
【００４１】
ステップＳ５において、再生確認スイッチ４４が押され、作業者の確認がとれる（Ｓ５、ｙｅｓ）と、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、第２昇温手段４３によって吸気スロットルの絞りからポスト噴射に切り替えられ、ポスト噴射を直ちに行い、排気温度が第２目標温度の６００℃付近まで昇温されることになる。
このように、予め排気温度を第１目標温度に上げた状態から第２段階であるポスト噴射を行っているため、再生確認スイッチ４４を押すと、直ちに排気温度が粒子状物質を燃焼して減少させるレベルにまで上がり、粒子状物質を減少させることができる。特に、第１目標温度以上である状況下でポスト噴射を開始すると、燃料を噴射したときの昇温性がよいため、排気温度を第１目標温度から第２目標温度に上げる時間が短くて済み、また、ポスト噴射による昇温の不良（なかなか温度が上がらないという現象）を極力少なくすることができる。
【００４２】
ステップＳ７に示すように、ＰＭ堆積量が閾値未満であるか否かを判断し、ＰＭ堆積量が閾値未満である（Ｓ７、ｙｅｓ）と、ポスト噴射を停止して、ＤＰＦ再生を終了する。
上述したように、本発明によれば、作業機１が第１昇温手段４０と、第１燃焼条件判断手段４１と、昇温確認手段４２と、第２昇温手段４３とを備えているため、上述したように作業中であっても作業に影響の出ない合間にＰＭ堆積量を減少させることができるため、作業に影響を与えることなくＤＰＦ再生を行うことができる。また、ＰＭ堆積量を減少させる温度域に対しては必ず作業者の確認が必要となっており、作業者が意図しない排気温度の急激な温度上昇（第１段階の温度域から第２段階の温度域までの上昇）を防止することができ、作業者はＤＰＦ再生による温度上昇を気にすることなく作業を続けることができる。
【００４３】
[第２実施形態]
第２実施形態は、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知するものである。
図４に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知する条件一致報知手段４５を備えている。条件一致報知手段４５は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、第１実施形態と同じ構成は説明を省略する。
【００４４】
条件一致報知手段４５は、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したと判断されたとき、運転席８の周囲に設けられた表示装置４６に排気温度が第１目標温度に達したことを示す報知信号を出力する。表示装置４６では、報知信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された第１報知部４７を点灯又は点滅させることにより、排気温度が第１目標温度に達したことを作業者に報知する。
【００４５】
このようにすれば、作業者は、表示装置４６の第１報知部４７を見ることにより、排気温度が第１目標温度に達していて、第２段階の昇温の準備が整っていることを把握することができる。第１報知部４７を見ながら作業の状況を考えて、昇温の確認を行うことができる。なお、第１報知部４７は、上述したようなＬＥＤの点灯又は点滅によって排気温度が第１目標温度に達したこと示すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によって排気温度が第１目標温度に達したこと示すものであってもよい。
【００４６】
[第３実施形態]
第３実施形態では、第１実施形態や第２実施形態に対して、第２昇温手段４３による昇温開始後の処理をさらに加えたものである。
図５に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、第２燃焼条件判断手段４８と、昇温継続中止手段４９とを備えている。
【００４７】
第２燃焼条件判断手段４８及び昇温継続中止手段４９は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、第１実施形態や第２実施形態と同じ構成は説明を省略する。
第２燃焼条件判断手段４８は、第２昇温手段４３による昇温開始後に、排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断するものである。具体的には、ポスト噴射が行われている間、ＤＰＦ２１の入側の排気温度が第１目標温度（例えば、２５０℃）未満であるか否かを判断する。
【００４８】
昇温継続中止手段４９は、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満でない（第１目標温度以上）と判断されると第２昇温手段４３による昇温を継続する。また、昇温継続中止手段４９は、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると第２昇温手段４３による昇温を中止する。
図６は、第３実施形態における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップ１〜ステップ７は、上述した動作と同じである。
【００４９】
図６に示すように、ステップＳ６にてポスト噴射が開始されると、ステップＳ１０では、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満（２５０℃未満）であるか否かが判断される。そして、排気温度が２５０℃未満でない場合（Ｓ１０、ｎｏ）には、ステップＳ７に進み、ステップ７にてＰＭ堆積量が閾値未満でなければ、ステップＳ６に戻り、昇温継続中止手段４９によってエンジンＥＣＵ３１へのポスト噴射の指令を継続する。一方、排気温度が２５０℃未満である場合（Ｓ１０、ｙｅｓ）には、ステップＳ１１に進み、昇温継続中止手段４９によってエンジンＥＣＵ３１へのポスト噴射の指令を停止して、ポスト噴射を中止する。なお、ポスト噴射を中止した場合は、改めてステップＳ３に戻り、処理が続けられる。
【００５０】
上述したように、排気温度が２５０℃以上となっている状態でポスト噴射を行うと直ちに排気温度が上昇して６００℃になるが、トラクタ１の負荷が変化し、希にポスト噴射を行っても短期間で排気温度が上がらず、２５０℃未満になることがある。このような場合にポスト噴射を長く続けると、燃費の悪化やオイルダイリューションが発生することになるため、第３実施形態では、ポスト噴射による排気温度の上昇を前提にしながらも、何らかの理由によって、ポスト噴射による排気温度の上昇が見受けられない場合には、ポスト噴射を即座に中止して、新たに、排気温度が２５０℃以上となった時点でポスト噴射をやり直すリトライ処理を行い、燃費の悪化やオイルダイリューションの発生を防止することとしている。
【００５１】
図７は、第３実施形態の第１の変形例を示したものである。
図７に示すように、メインＥＣＵ３２は、第２燃焼条件判断手段４８及び昇温継続中止手段４９の他に、条件外れ報知手段５０と、昇温案内手段５１とを備えている。メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。
条件外れ報知手段５０は、第２昇温手段４３による昇温開始後に第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると、表示装置４６に排気温度が第１目標温度未満であることを示す報知信号を出力する。表示装置４６では、報知信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された第２報知部５２を点灯又は点滅させることにより、排気温度が第１目標温度未満であることを作業者に報知する。
【００５２】
このようにすれば、作業者は、再生確認スイッチ４４を押した後に表示装置４６の第２報知部５２を見ることにより、第２段階の昇温がスムーズに進まない状況であることを把握することができ、再生確認スイッチ４４の押した後での排気ガスの温度が比較的低い状況であることを間接的に知ることができる。なお、条件外れ報知手段５０は、排気温度が第１目標温度未満である状態が連続して数秒間続いたときに、報知信号を出力するようにしてもよい。
【００５３】
昇温案内手段５１は、第２昇温手段４３による昇温開始後に第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満であると判断されると、表示装置４６に、手動操作によってエンジン回転数を上昇させることを案内する案内信号を出力する。表示装置４６では、案内信号を受けて、例えば、ＬＥＤなどから構成された案内部５３を点灯又は点滅させることにより、エンジン回転数の上昇が必要であることを作業者に報知する。
【００５４】
このようにすれば、作業者は、再生確認スイッチ４４を押した後に表示装置４６の案内部５３を見ることにより、アクセルレバーを操作してエンジン回転数を上げることにより排気温度を上げることができる。昇温案内手段５１は、排気温度が第１目標温度未満である状態が連続して数秒間続いたときに、案内信号を出力するようにしてもよい。
図８は、第３実施形態の第１の変形例における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップＳ１〜ステップＳ７、ステップＳ１０は、上述した動作と同じである。
【００５５】
図８に示すように、ステップＳ６にてポスト噴射が開始されると、ステップＳ１０では、第２燃焼条件判断手段４８によって排気温度が第１目標温度未満（２５０℃未満）でないか否かが判断される。そして、排気温度が２５０℃未満である（Ｓ１０、ｙｅｓ）と、ステップ２０に進み、ステップ２０では、条件外れ報知手段５０及び表示装置４６の第２報知部５２により排気温度が第１温度未満であることを報知する。
【００５６】
また、ステップＳ２１及びステップＳ２２に進み、ステップＳ２１にてポスト噴射を中止すると共に、ステップＳ２２では、昇温案内手段５１及び表示装置４６の案内部５３により手動操作によってエンジン回転数の上昇させることを案内する。なお、ポスト噴射を中止すると共にエンジン回転数の上昇を案内した場合は、改めてステップＳ３に戻り、処理が続けられる。
【００５７】
この第１の変形例によれば、ポスト噴射による排気温度の上昇がスムーズにいかなかった場合でも、作業者が作業の合間にアクセルレバーを操作することによってエンジン回転数を上げて、手動によるエンジン回転数の上昇によって排気温度の昇温を補足することができる。この手動操作を行うことにより一旦下がった排気温度を、ポスト噴射を行える状態（排気温度が２５０℃以上）にまで素早く上げることができる。特に、エンジン回転数の上昇と、吸気スロットルの絞りの両者で排気温度を上げる構成であるため、より素早くリカバリ処理を行うことができる。
【００５８】
上述した第１の変形例では、第２昇温手段４３による昇温開始後（ポスト噴射開始後）において、排気温度が第１目標温度以上とならず第１目標温度未満のときに、昇温案内手段５１によってエンジン回転数を上げることを報知しているが、後述する第２の変形例のように、第２昇温手段４３の昇温開始後でなくても、第１昇温手段４０の昇温開始後、排気温度が第１目標温度以上とならなかったときに、昇温案内手段５１によってエンジン回転数を上げることを報知してもよい。
【００５９】
図９は、第２の変形例における再生モードによる動作をまとめたものである。なお、ステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５〜Ｓ７、ステップＳ２０〜Ｓ２２は、上述した動作と同じである。
図９に示すように、ステップＳ４に示すように、第１昇温手段４０によって排気温度の昇温制御が行われた後、第１燃焼条件判断手段４１によって排気温度が第１目標温度に達したか否か（排気温度≧第１目標温度）が判断される。ここで、排気温度が第１目標温度に達しておらず第１目標温度未満であると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、昇温案内手段５１が表示装置４６に手動操作によってエンジン回転数を上昇させることを案内する案内信号を出力する。即ち、ステップＳ３０にて、エンジン回転数を上昇させることを案内し、ステップＳ３に戻る。
【００６０】
これによれば、吸気スロットルの絞りによって排気温度が第１目標温度以上にならないことが発生したとしても、作業者が表示装置４６の案内部５３を見て、手動動作によってエンジン回転数を上げることができるため、素早くリカバリ処理を行うことができる。
つまり、第２の変形例では、吸気スロットルの絞りやポスト噴射によって排気温度を所定の第１目標温度や第２目標温度に上げる構成でありながら、仮に目標温度に達しないようば場合が生じたときには、エンジン回転数を手動操作によって上げることができる。
【００６１】
[第４実施形態]
上述した実施形態では、ＰＭ堆積量が閾値以上となったとき、自動的に排気温度を第１目標温度まで上昇させ、その上で、昇温を確認した後、排気温度を第１目標温度よりも高い第２目標温度に上げることによって、作業者が作業の合間などにいつでもＤＰＦ再生を行えるようにしているが、第４実施形態では、作業の合間にいつでもＤＰＦ再生を中断することができるようにしたものである。
【００６２】
図１０に示すように、具体的には、メインＥＣＵ３２は、昇温中断手段５４を備えている。この昇温中断手段５４は、メインＥＣＵ３２に格納された制御プログラム等により構成されている。なお、上述した実施形態と同じ構成は説明を省略する。昇温中断手段５４は、外部からＤＰＦ再生の中断が指令されると、直ちに第２昇温手段４３による昇温を中断（停止）するものである。
【００６３】
詳しくは、昇温確認後、第２昇温手段４３によってポスト噴射が実行されてＤＰＦ再生が進められている状況下で、例えば、表示装置４６に設置された再生中断スイッチ５５が押され（オンされる）、この再生中断スイッチ５５の操作によりメインＥＣＵ３２にＤＰＦ再生の中断が指令されると、昇温中断手段５４は、第２昇温手段４３による昇温を停止させる。
【００６４】
このようにすれば、昇温確認を行った後でも、作業者は、表示装置４６に設置された再生中断スイッチ５５を押すだけで、いつでもＤＰＦ再生を中断することができる。
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。
【００６５】
上記の実施形態では、第１昇温手段４０や第２昇温手段は、ＤＰＦ２１内の粒子状物質を燃焼させるために排気温度を昇温させるものであると説明しているが、これは実質的に粒子状物質を燃焼させるためにＤＰＦ２１内の温度を上げることであり、これらの排気温度をＤＰＦ２１内の温度や水温等と読み替えても何ら問題ない。
第１昇温手段４０、第１燃焼条件判断手段４１、昇温確認手段４２、第２昇温手段４３、条件一致報知手段４５、第２燃焼条件判断手段４８、昇温継続中止手段４９、条件外れ報知手段５０、昇温案内手段５１などを構成するための制御プログラムは、エンジンＥＣＵ３１に格納していてもメインＥＣＵ３２に格納していてもよく、或いは、作業機（トラクタ１）に搭載した電子機器類に格納していてもよい。また、エンジンＥＣＵ３１とメインＥＣＵ３２とを一体化してもよい。エンジンＥＣＵ３１及びメインＥＣＵ３２における制御は、上述したものに限定されず、適用する作業機によって各種制御を行えばよく、例えば、作業機がコンバインあれば、コンバインに適応した制御を行い、バックホーであれば、バックホーに適応した制御を行う。
【００６６】
第２報知部５２は、ＬＥＤの点灯又は点滅によって排気温度が第１目標温度未満であることを示すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によって排気温度が第１目標温度未満であることを示すものであってもよい。また、案内部５３は、ＬＥＤの点灯又は点滅によってエンジン回転数の上昇を促すものに限定されず、音声の出力、文字による表示によってエンジン回転数の上昇を促すものであってもよい。さらには、案内部５３は、エンジン回転数を上昇させたときに目標となるエンジン回転数を、エンジン回転数の上昇の案内と共に表すものであることが好ましい。
【００６７】
上述した実施形態では、排気温度を第１目標温度に上げた後、第２目標温度に上げるという２段階方式について説明したが、排気温度が第１目標温度になるまでや第２目標温度になるまで、２段階以上、例えば、３段階や４段階など複数段階に分けて昇温してもよい。当然の如く、上述した各実施形態に示した内容は、適宜組み合わせて構成してもよい。例えば、第４実施形態の内容と、第２実施形態とを組み合わせてもよいし、第１の変形例などと組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１ トラクタ
２ 走行車体
３ ディーゼルエンジン
４ 変速装置
５ ３点リンク機構
６ 作業装置
７ キャビン
８ 運転席
１０ シリンダ
１１ 吸気ポート
１２ 排気ポート
１３ 吸気バルブ
１４ 排気バルブ
１５ 吸気マニホールド
１６ 排気マニホールド
１７ サイレンサ
２０ 排出ガス浄化装置
２１ ＤＰＦ
２２ 温度センサ
３０ 制御部
３１ エンジンＥＣＵ
３２ メインＥＣＵ
３５ 入側圧力センサ
３６ 出側圧力センサ
４０ 第１昇温手段
４１ 第１燃焼条件判断手段
４２ 昇温確認手段
４３ 第２昇温手段
４４ 再生確認スイッチ
４５ 条件一致報知手段
４６ 表示装置
４７ 第１報知部
４８ 第２燃焼条件判断手段
４９ 昇温継続中止手段
５０ 条件外れ報知手段
５１ 昇温案内手段
５２ 第２報知部
５３ 案内部
５４ 昇温中断手段
５５ 再生中断スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段と、
前記第１昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段と、
前記第１燃焼条件判断手段によって前記排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段と、
前記昇温確認手段によって昇温を行うことが確認されたときに前記排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段と、
を備えていることを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断する第２燃焼条件判断手段と、
排気温度が第１目標温度未満でなければ第２昇温手段による昇温を継続し且つ排気温度が第１目標温度未満であれば第２昇温手段による昇温を中止する昇温継続中止手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっていることを報知する条件外れ報知手段と、
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記第１目標温度未満となっているときに前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の上昇を行って排気温度を昇温させることを促す昇温案内手段と、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記昇温確認手段は、前記運転席の周囲に設置された再生確認スイッチを操作したときに確認されたと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。
【請求項１】
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の堆積量が所定値以上であるときに排出ガス浄化装置内の排気温度を第１目標温度に向けて昇温させる第１昇温手段と、
前記第１昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度に達しているか否かを判断する第１燃焼条件判断手段と、
前記第１燃焼条件判断手段によって前記排気温度が第１目標温度に達していると判断された後、さらに、当該排気温度を第１目標温度より高い温度に上昇させる昇温を行うか否かを確認する昇温確認手段と、
前記昇温確認手段によって昇温を行うことが確認されたときに前記排気温度を第１目標温度よりも高く且つ粒子状物質の燃焼が促進される第２目標温度に向けて昇温する第２昇温手段と、
を備えていることを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっているか否かを判断する第２燃焼条件判断手段と、
排気温度が第１目標温度未満でなければ第２昇温手段による昇温を継続し且つ排気温度が第１目標温度未満であれば第２昇温手段による昇温を中止する昇温継続中止手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記排気温度が第１目標温度未満となっていることを報知する条件外れ報知手段と、
前記第２昇温手段による昇温開始後に前記第１目標温度未満となっているときに前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の上昇を行って排気温度を昇温させることを促す昇温案内手段と、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記昇温確認手段は、前記運転席の周囲に設置された再生確認スイッチを操作したときに確認されたと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１３１４２（Ｐ２０１３−１１３１４２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７８１８（Ｐ２０１１−２５７８１８）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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