作業機
【課題】排出ガスの温度をＤＰＦの再生に必要な温度にまで上昇させるために、ディーゼルエンジンの回転数上昇を、作業者に対して適切な時期に要求することができる作業機を提供すること。
【解決手段】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９と、ディーゼルエンジン９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ＤＰＦ４１を備えた排出ガス浄化装置３１と、排出ガス浄化装置３１のＤＰＦ４１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４７とを備えたバックホー１において、フィルタ再生手段４７は、ＤＰＦ４１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っている間に、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。
【解決手段】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９と、ディーゼルエンジン９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ＤＰＦ４１を備えた排出ガス浄化装置３１と、排出ガス浄化装置３１のＤＰＦ４１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４７とを備えたバックホー１において、フィルタ再生手段４７は、ＤＰＦ４１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っている間に、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。
【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。
【背景技術】
【０００２】
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、厳しい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、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）に排出ガスを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。
【０００３】
このようなＤＰＦの再生に関する技術として特許文献１に開示された排ガス浄化フィルタ再生装置がある。
特許文献１に開示の排ガス浄化フィルタ再生装置は、作業用油圧装置に油圧回路を介して作動油を供給するための油圧ポンプを駆動するエンジンの排気流路に設けられた排ガス浄化フィルタを再生する装置において、前記油圧回路に接続された負荷用油路と、前記負荷用油路に配置されると共に油圧ポンプに負荷をかけるためのフィルタ再生用負荷と、排ガス浄化フィルタの再生時に前記負荷用油路及び前記フィルタ再生用負荷に油圧ポンプからの作動油を流すための油路開閉手段と、前記負荷用油路に配置されると共に排ガス浄化フィルタの再生時に油圧ポンプからの作動油の圧力により作動してエンジンの燃料噴射量調節レバーを作動させる油圧作動手段とを備え、排ガス浄化フィルタの再生時に前記油路開閉手段により前記負荷用油路及び前記フィルタ再生用負荷に油圧ポンプからの作動油を流すことにより油圧ポンプの負荷を増大させてエンジンの負荷を増加させると共に、前記油圧作動手段により燃料噴射量調節レバーが作動されることを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３７０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、ＤＰＦの再生が必要であると判断すると、エンジン回転数の変動を防止しつつエンジンの負荷を増加させ、その結果として排出ガスの温度を上昇させてＤＰＦを再生することを意図した技術である。
しかし、特許文献１のようにエンジン負荷をわずかに増加させるだけでは、排出ガスの温度を、ＤＰＦを再生するのに必要な温度にまで上げられないという問題が少なからず生じてしまう。それによって、ＤＰＦを再生できないだけでなく、徒に燃料消費を増加させるという問題も生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、排出ガスの温度をＤＰＦの再生に必要な温度にまで上昇させるために、ディーゼルエンジンの回転数を上げることを、作業者に対して適切な時期に要求する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】
【０００７】
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、請求項１に係る発明の作業機は、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を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行っている間に、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を特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つディーゼルエンジンに関する温度指標が第１温度以下であるときに、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を特徴とする。
請求項３に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、ディーゼルエンジンに関する温度指標が所定時間以上にわたって前記第１温度より高い第２温度以上であったときに、前記要求を停止することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つ前記粒子状物質の堆積量が第１堆積量以上となったときに、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を特徴とする。
請求項５に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、前記粒子状物質の堆積量が、前記第１堆積量より小さい第２堆積量以下となったときに、前記要求を停止することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明の作業機は、前記温度指標が、前記ディーゼルエンジンの吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の少なくとも一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１によれば、作業者の操作と関係なく行われている自動再生の期間中に、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの排気温度が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
請求項２によれば、ディーゼルエンジンに関する温度指標が低いとき、つまり、自動再生の効果が十分に見込めないときに、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの温度指標が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
【００１２】
請求項３によれば、ＰＭ堆積量算出の根拠となるディーゼルエンジンの温度指標が所定温度以上を一定時間維持して、自動再生（粒子状物質の燃焼）が進んでいると思われるときに、ディーゼルエンジンの回転数を上げる要求を停止することができる。即ち、自動再生が進んでいる適正な時期にディーゼルエンジンの回転数を上げる操作を終了することができる。
【００１３】
請求項４によれば、自動再生が行われている期間でＰＭ堆積量が多いときに、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求する。即ち、自動再生の効果が十分に現れていないときに、適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの排気温度が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
【００１４】
請求項５によれば、ＰＭ堆積量が、ディーゼルエンジンの回転数上昇の要求を開始した時点よりも小さくなったときに、ディーゼルエンジンの回転数を上げる要求を停止する。即ち、自動再生が進み、ＰＭ堆積量が確実に減少した時点で適切に回転数上昇の要求を停止することができる。
請求項６によれば、ＰＭ堆積量の算出に関連性のある温度指標を用いて回転数上昇の要求を行うことができ、簡便かつ正確にＰＭ堆積量の増減に合わせて、適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数上昇を要求及び停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるバックホーに設けられたディーゼルエンジンの排気系に設けられる排出ガス浄化装置、制御部、及び表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、稼働時間に対する排出ガス温度の時間変化の一例を表すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態における、表示装置の表示態様を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態における、稼働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５】本発明の実施形態によるバックホーの側面図である。
【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。
【００１７】
図５は、バックホー１の概略構成を示す側面図である。図５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には、ディーゼルエンジン９の出力で動作する油圧ポンプから得た油圧を用いてクローラを走行させる油圧モータが設けられると共に、前部にはドーザ５が設けられている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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する。ブーム１５は、ブーム１５とスイングブラケット１４との間に設けられたブームシリンダ１８の伸縮によって揺動する。アーム１６は、アーム１６とブーム１５との間に設けられたアームシリンダ１９の伸縮によって揺動する。バケット１７は、バケット１７とアーム１６との間に設けられたバケットシリンダ２０の伸縮によってスクイ・ダンプ動作を行う。
【００２１】
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１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。
【００２２】
図１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１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。
【００２３】
さらに図１において、液晶パネル１１２の中央部には、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の再生に関する注意を喚起する文字情報、例えば「ＤＰＦ再生中」や「排気温度上昇」などが表示されている。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、エンジン油圧についての警告を示す油圧ＬＥＤ表示部１１３ｂ、バッテリの充電状態について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、排気温度についての警告を示す排気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。
【００２４】
このように図１では、液晶パネル１１２を備えた表示装置１１が示されているが、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を用いて表示するものに限定されない。
また図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す図である。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。
【００２５】
図１に示すように、ディーゼルエンジン９は、例えばバックホー１に搭載された油圧モータや油圧ポンプ等の各種装置に動力を与えるものである。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、燃焼ガスを浄化するものであって、通過する燃焼ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。つまり、シリンダ３４から排気ポート３６を経て排出された粒子状物質を含む燃焼ガスは、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。
【００２８】
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、燃焼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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
制御部４６は、バックホー１を制御するものであって、１つ又は複数の制御装置（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（アクセルレバー）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減させる。このようにアクセル操作を行うことによって、ディーゼルエンジン９の回転数を増減させることができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図１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及び温度、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（ＰＭ堆積量）を算出し取得する。
【００４０】
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）に分けて実施するものであり、例えば、第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードといった２つのモードの再生動作を実施する。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堆積量に基づいて第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードを実施して、ＤＰＦ４１の再生を行う。
【００４１】
ここで、第１の再生制御モードとは、ＤＰＦ４１の自動再生を実施するモードであり、この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。
また第２の再生制御モードとは、作業者に対して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報知（警告）を発するモードである。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、例えばアイドリング回転数の１．５倍以上に上げることである。
【００４２】
具体的には図３（ｂ）に示すように、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上昇させる（例えば１８００回転以上に上昇させる）ことを要求するアイコンＢを、表示装置１１に表示させるとともに、間欠的な報知音（警告音）も、表示装置１１に発生させる。このとき作業者が、表示されたアイコンＢ及び発せられた警告音に従ってアクセル操作をし、エンジン回転数を例えば１８００回転以上の所定の回転数以上に上昇させると、排気温度がさらに上昇し、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。
【００４３】
フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードの実施を決定するための基準として、ＰＭ堆積量に応じた閾値ＴＨを有している。この閾値ＴＨは、上述したように自動再生を開始するためのものであって、例えばＤＰＦ４１が捕集できる粒子状物質の上限量（捕集限界値）に対して約５０％から約６０％となる値に設定されている。例えば、ＰＭ堆積量が捕集限界値の６０％を超えてしまった状態において、ＤＰＦ４１の再生動作を行わずバックホー１の通常の運転（操作レバーの操作など）を続けてしまうと、ＰＭ堆積量がさらに増加してしまう。このような場合、後からＤＰＦ４１の自動再生を開始したとしても、排気温度などを上昇させるのに時間がかかり、ＤＰＦ４１内のＰＭ堆積量の減少を、自動再生によって進めることが難しくなる可能性がある。そのため、フィルタ再生制御手段６０が、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上となった時点で第１の再生制御モードにより自動再生を開始することとしている。
【００４４】
具体的には、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堆積量を閾値ＴＨと比較して、第１の再生制御モードを実施するか否かを決定する。具体的には、算出した現在のＰＭ堆積量が閾値ＴＨよりも小さければ、第１の再生制御モードを実施せず、現在のＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上であれば、第１の再生制御モードを実施する。
図２は、バックホー１の稼働時間に対する排出ガスの温度変化、つまり排出ガス温度（排気温度）の時間変化の一例を表すグラフである。図２を用いて、フィルタ再生手段４７が行うＤＰＦ４１の再生動作について詳しく説明する。
【００４５】
堆積量取得手段５０は、バックホー１のディーゼルエンジン９が始動すると、継続的にＤＰＦ４１のＰＭ堆積量を算出し取得する。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、算出されたＰＭ堆積量と閾値ＴＨとの比較を行う。
比較の結果、算出されたＰＭ堆積量が閾値ＴＨ未満であるとき、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生は不要であると判断して、第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードを実施しない(ＤＰＦ４１の再生を開始しない)。
【００４６】
反対に、算出されたＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上であるとき、つまり、図２のグラフにおける時間Ｔ１において、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生が必要であると判断して、まず第１の再生制御モードを実施する(ＤＰＦ４１の再生を開始する)。
フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードを実施することによって、自動再生を開始するための指令をエンジンＥＣＵ３２等に出力し、ＤＰＦ４１の再生を行う。自動再生の動作としては、例えば上述したように、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。フィルタ再生制御手段６０は、このようにしてＤＰＦ４１の自動再生を開始し、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、フィルタ再生制御手段６０は、さらに、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。
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。
【００４８】
次に、フィルタ再生制御手段６０は、自動再生の開始後、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満であるときに、第２の再生制御モードを実施する。ここで、温度指標とは、ＤＰＦ４１の再生において粒子状物質が燃焼するか否かといった燃焼状況を評価可能な温度であって、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、冷却水温度などのことである。
【００４９】
例えば、温度指標がディーゼルエンジン９の排気温度である場合、排気温度が高い状態であると、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が燃焼し易くなり、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が進みやすいと考えられる。逆に、排気温度が低い状態であると、堆積した粒子状物質が燃焼しにくくなり、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が進みにくいと考えられる。
【００５０】
本発明では、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質の燃焼の程度（ＤＰＦ４１の再生の進みやすさ）を、ディーゼルエンジン９の排気温度などのような温度指標によって評価する。つまり、排気温度がＤＰＦ４１の再生が進みにくい温度域（第１温度未満）であるときに、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために、第２の再生制御モードを実施する。このように、温度指標はＤＰＦ４１の再生の進みやすさを評価するために用いられるものであるため、第１温度の数値は採用する温度指標によって異なる。上述のように、温度指標がディーゼルエンジン９の排気温度である場合には、第１温度は、例えば２５０℃であり、温度指標が冷却水温度である場合には、第１温度は、例えば７０℃である。
【００５１】
この第１温度は、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が効率よく進むか否かを判断するための基準となる値であるとともに、後述する第２の再生制御モードによる温度上昇を考慮して設定することが好ましい。第１温度を、例えば、ＤＰＦ４１の再生におけるディーゼルエンジン９の排気温度の目標値の５０％以下に設定する。本実施形態では、ＤＰＦ４１の再生における排気温度の目標値を５８０℃以上とし、第１温度を目標値の約４３％である２５０℃に設定している。
【００５２】
次に、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するための第２の再生制御モードについて、ディーゼルエンジン９の排気温度を温度指標とした場合を例にとり説明する。
第２の再生制御モードでは、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、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。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１に対して、エンジン回転数を上昇させることを要求するアイコンＢをアイコンＡと交互に表示させて、かつ間欠的な警告音を発生させる。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、排気温度がさらに上昇し、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。
【００５３】
ここで、排気温度が順調に上昇して、第２の再生制御モードを実施するか否かの基準となる第１温度（２５０℃）よりも高い第２温度（例えば、５８０℃）以上となり、かつ所定時間、言い換えれば継続時間Ｐ（例えば、１０分間）にわたって第２温度以上を継続したとき、つまり、図２のグラフにおける時間Ｔ２から時間Ｔ３にわたって排気温度が第２温度以上を継続したときに、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が燃焼して減少したと判断して、第２の再生制御モード、即ちディーゼルエンジン９の回転数を上げる要求を停止し、表示装置１１でのアイコンＢの表示を終了する。
【００５４】
ここで、第２温度とは、上述したように、ＤＰＦ４１の再生における排気温度の目標値であって、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質がほぼ確実に燃焼すると考えられる温度である。つまり、排気温度が第２温度以上に維持されると、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質は、確実に燃焼して減少していると考えられるため、排気温度が第２温度以上となる状態が継続した場合にはＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するための第２の再生制御モードを終了する。なお、排気温度が第２温度以上となった時間（継続時間）Ｐが長ければ多くの粒子状物質の量が燃焼したと考えられ、また、第２温度の継続時間が短ければ燃焼した粒子状物質の量が少ないと考えられるので、第２温度の継続時間によって燃焼した粒子状物質の量が変化する。このようなことから、本発明では、第２温度以上となった継続時間によって粒子状物質の燃焼した量を算出することとしている。
【００５５】
排気温度が５００℃を超え５８０℃程度となると、１分間当たりに燃焼する粒子状物質の量がほぼ安定して一定値となる。よって第２温度の所定継続時間Ｐとは、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が、時間あたり一定割合で安定的に燃焼した時間であるといえる。
これによって、例えば、本実施形態では、フィルタ再生制御手段６０は、第２温度（５８０℃）が所定継続時間Ｐ（１０分間）にわたって維持されれば、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質を８０％程度減少したと判断する。
【００５６】
ここでフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを終了しても、ただちに第１の再生制御モードを終了するわけではない。第１の再生制御モードは、ＰＭ堆積量を基準として、実施するか終了するかの判断がなされる。よって、第２の再生制御モードを終了した直後は、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１でのアイコンＢの表示を終了し、図３（ａ）のようにアイコンＡだけの表示に戻る。
【００５７】
この後、フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満となったときに、再び第２の再生制御モードを実施する。
なお、上述したように温度指標は、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、冷却水温度のいずれか１つを採用すればよい。
【００５８】
例えば、温度指標として排気温度を選択した場合は、排気温度に対する基準温度（例えば、２５０度）を１つだけ設定すればよいが、例えば排気温度と冷却水温度など２つ以上の温度を選択した場合は、排気温度に対する基準温度と冷却水温度に対する基準温度（例えば、７０度）とをそれぞれ設定する。その上で、排気温度と冷却水温度が、ともにそれぞれに対して設定された基準温度未満であるときに第２の再生制御モードを実施すればよい。また、排気温度及び冷却水温度のいずれか一方が基準温度未満であるときに第２の再生制御モードを実施するようにしてもよい。
【００５９】
図２及び図３を参照しながら、フィルタ再生手段４７による「ＤＰＦの再生動作」についてまとめる。
作業者がバックホー１のディーゼルエンジン９を始動すると、フィルタ再生手段４７の堆積量取得手段５０は、エンジンＥＣＵ３２から、排出ガス浄化装置３１の差圧、排気温度、冷却水の水温、吸入空気中の酸素濃度及び温度、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（ＰＭ堆積量）を算出し取得する。
【００６０】
バックホー１によって低負荷の作業が長時間続くと、堆積量取得手段５０によって算出されるＰＭ堆積量は時間を追って増加してゆき、排出ガス温度の時間変化を表す図２のグラフにおける時間Ｔ１で閾値ＴＨ以上となる。このときフィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生が必要であると判断して、まず第１の再生制御モードを実施し、ＤＰＦ４１の自動再生を開始する。
【００６１】
作業者はこの自動再生の開始に気付かないので、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１に図３（ａ）示すアイコンＡを表示させるとともに連続的な警告音を発生させ、現在自動再生が行なわれていることを作業者に知らせる。
このとき、フィルタ再生制御手段６０は、ディーゼルエンジン９に関する温度指標の一つである排気温度と第１温度とを比較する。排気温度が第１温度未満であれば、フィルタ再生制御手段６０は、排気温度をさらに上昇させてＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために第２の再生制御モードを実施する。
【００６２】
フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを実施することで、図３（ｂ）に示すように、回転数上昇を要求するアイコンＢを、アイコンＡと交互に表示器１１に表示させ、第１の再生制御モードでアイコンＡを表示したときに発した警告音とは異なる警告音を、おなじく表示器１１に発生させる。作業者は、アイコンＢの表示及び警告音によって、ディーゼルエンジン９の回転数を上昇させる必要があることを認識し、作業の合間など、任意のタイミングでアクセルレバーを操作してエンジンの回転数を上昇させる。
【００６３】
このときフィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０によって取得される排気温度が第２温度以上となったか否かを継続的または断続的に判断する。図２に示すように、エンジン回転数が上昇すると、それに伴って排気温度が上昇し始め、時間Ｔ２で排気温度が第２温度以上となると、フィルタ再生制御手段６０は、排気温度が継続的に第２温度以上となっている継続時間Ｐの計時を開始する。
【００６４】
つまり、フィルタ再生制御手段６０は、時間Ｔ２で排気温度が第２温度以上となっているか否かの判断と、継続時間Ｐの計時との両方を行っている。一旦排気温度が第２温度以上となって継続時間Ｐの計時を開始しても、排気温度が第２温度未満となれば、継続時間Ｐの計時を停止して継続時間Ｐを０に戻してリセットする。再び排気温度が第２温度以上となれば、再度、継続時間Ｐの計時を開始する。
【００６５】
このように計時した継続時間Ｐが例えば１０分となったとき、つまり、図２における時間Ｔ３で、フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを停止し、表示器１１へのアイコンＢの表示及び警告音を停止する（上昇要求停止）。これによって、表示装置１１は、図３（ａ）に示すアイコンＡを継続して表示する状態に戻るとともに、アイコンＡに関連した警告音のみを発するようになるため、作業者は、エンジン回転数を上昇させる必要がなくなったと判断し、アクセルレバーをアイドル位置まで戻す。
【００６６】
この後、フィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０が算出したＰＭ堆積量が所定値未満になれば、第１の再生制御モードによる自動再生を停止する。しかし、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満となるまで下がったときには、フィルタ再生制御手段６０は、再び第２の再生制御モードを実施する。
【００６７】
本実施形態では、ディーゼルエンジン９に関する温度指標として、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の３つの温度の少なくとも１つを用いると説明した。これらの温度は、上述の通り、堆積量取得手段５０（エンジンＥＣＵ等）によって継続的に取得されていると共に、ＰＭ堆積量の算出に直接的に関連のある温度指標である。よって、このような関連のある温度指標を用いれば、それら温度指標の時間変化を監視するだけで、簡便かつ正確にＰＭ堆積量の増減に合わせて適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数上昇を要求及び停止することができる。
【００６８】
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、自動再生を補助（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。
【００６９】
また、作業者は、バックホー１の走行時や操作レバーの操作時などの作業時でも、アクセル操作によって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を実行することができるので、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い、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。
【００７０】
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。通常、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い、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。
【００７１】
また、乗用車やトラック等の車両（自動車）とは異なり、一般的にバックホー１のディーゼルエンジン９は、例えばバックホー１に搭載された油圧モータや油圧ポンプ等の各種装置に動力を与えるものであるので、作業中や走行中であっても、エンジン回転数を上昇させることは可能である。よって、作業者は、作業や走行の合間に限らず、任意の時期にエンジン回転数を上昇させることができる。
【００７２】
つまり、本実施形態によれば、ＤＰＦ４１の再生をさらに促進するためにエンジン回転数を上昇させる必要があることが警告によって知らされるので、作業者は、走行や作業を中断することなく適宜アクセル操作によってエンジン回転数を上昇させ、排気温度を上げることができる。これによって、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てエンジン回転数を上昇させなくてはならず、その間は走行も作業もできなくなってしまうという問題が生じなくなる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上となって自動再生を開始した後で、かつ排気温度が第１温度未満であるときに、エンジン回転数の上昇を要求し、自動再生によるＤＰＦ４１の燃焼を促す。これに加えて、排気温度が所定の継続時間Ｐにわたって第２温度以上を維持すれば、エンジン回転数上昇の要求を停止する。これによって、不適切なタイミングでの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。
【００７４】
［第２実施形態］
第２実施形態は、フィルタ再生制御手段６０による第２の再生制御モードの開始及び停止の判断基準が、上述の第１実施形態とは異なっている。
本実施形態によるフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止の判断を、堆積量取得手段５０によって算出されたＰＭ堆積量に基づいて行うものである。この点以外の構成及び効果は、第１実施形態とほぼ同じであるので、図４を参照しながら、第１実施形態と異なる点についてだけ説明する。
【００７５】
第１実施形態においてフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止を、排気温度を基準として実施していたが、本実施形態によるフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止を、ＰＭ堆積量を基準として実施する。
まず、フィルタ再生制御手段６０は、ディーゼルエンジン９が始動すると、堆積量取得手段５０からＰＭ堆積量を継続的又は断続的に取得し、取得したＰＭ堆積量を第２堆積量と比較する。ＰＭ堆積量が第２堆積量以上となったとき、フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードを開始する。
【００７６】
第１の再生制御モードを開始した後であっても、バックホー１による低負荷の作業が長時間続き排気温度が上昇しないような状態では、堆積量取得手段５０によって算出されるＰＭ堆積量は時間を追って増加してゆき、図４のグラフに示すように、第２堆積量よりも大きな第１堆積量以上となる場合がある。つまり、ＰＭ堆積量が、第１の再生制御モードの自動再生によってはあまり減少せず、第１堆積量以上に増加してしまう場合がある。第１堆積量は、例えばＤＰＦ４１が捕集できる粒子状物質の上限量に対して約６０％から約７０％となる値に設定される値である。ＰＭ堆積量が第１堆積量を超えるような状態は、第１の再生制御モードによる自動再生の効率を向上させて出来るだけ早くＰＭ堆積量を減少させなくてはならない段階である。このため、ＰＭ堆積量が第１堆積量以上になると、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために第２の再生制御モードを実施する。
【００７７】
作業者が、第２の再生制御モードによる表示器１１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に上昇させた場合は、排気温度がさらに上昇し、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堆積量が順調に減少して、第１の再生制御モードを実施するか否かの基準である第２堆積量未満となったとき、即ち、自動再生よって粒子状物質が順調に燃焼してＰＭ堆積量が少なくなった段階（第２堆積量未満）で、フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを終了する。
【００７８】
本実施形態によれば、ＰＭ堆積量を基にしてエンジン回転数の上昇を要求し、自動再生によるＤＰＦ４１の燃焼を促す。そして、自動再生が進み、ＰＭ堆積量が確実に減少した時点で適切に回転数上昇の要求を停止している。これによって、ＰＭ堆積量が所定値となるまでの適切な期間だけエンジン回転数の上昇を要求することができ、不用意なエンジン回転数の上昇が無くなり、自動再生による燃料消費を抑えることができる。
【００７９】
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。
なお、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。
【００８０】
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の再生制御モードは、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、水温や排気温度が十分に上昇したときに、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。
【００８１】
さらに、上述の各実施形態では、ＰＭ堆積量が所定の堆積量以上となったこときっかけとして自動再生（第１の再生制御モード）を開始したが、自動再生を開始するきっかけは、ＰＭ堆積量を基準としなくてもよい。例えば、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差、つまり差圧センサ４４が検出する差圧を基準としてもよい。差圧センサ４４が検出する差圧が所定圧力以上となれば、既に述べたようにＤＰＦ４１内のＰＭ堆積量が所定の堆積量以上となっていると考えることができるので、差圧センサ４４が検出する差圧を自動再生を開始するきっかけとして用いることができる。
【００８２】
同様に、第２実施形態において、作業者に対して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動作（第２の再生制御モード）も、ＰＭ堆積量ではなく、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を基準として開始してもよい。
第２実施形態において、自動再生（第１の再生制御モード）を開始するきっかけに、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を採用した場合でも、ＰＭ堆積量を採用した場合と同様に、第１の再生制御モードを開始した後に第２の再生制御モードを開始する。このとき、第１の再生制御モードを開始するときの温度指標は、第２の再生制御モードを開始するときの温度指標以下の値である場合が多い。
【００８３】
また、本発明のＤＰＦ４１の再生制御は、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。
【符号の説明】
【００８４】
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
６０ フィルタ再生制御手段
Ａ，Ｂ アイコン
【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。
【背景技術】
【０００２】
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、厳しい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、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）に排出ガスを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。
【０００３】
このようなＤＰＦの再生に関する技術として特許文献１に開示された排ガス浄化フィルタ再生装置がある。
特許文献１に開示の排ガス浄化フィルタ再生装置は、作業用油圧装置に油圧回路を介して作動油を供給するための油圧ポンプを駆動するエンジンの排気流路に設けられた排ガス浄化フィルタを再生する装置において、前記油圧回路に接続された負荷用油路と、前記負荷用油路に配置されると共に油圧ポンプに負荷をかけるためのフィルタ再生用負荷と、排ガス浄化フィルタの再生時に前記負荷用油路及び前記フィルタ再生用負荷に油圧ポンプからの作動油を流すための油路開閉手段と、前記負荷用油路に配置されると共に排ガス浄化フィルタの再生時に油圧ポンプからの作動油の圧力により作動してエンジンの燃料噴射量調節レバーを作動させる油圧作動手段とを備え、排ガス浄化フィルタの再生時に前記油路開閉手段により前記負荷用油路及び前記フィルタ再生用負荷に油圧ポンプからの作動油を流すことにより油圧ポンプの負荷を増大させてエンジンの負荷を増加させると共に、前記油圧作動手段により燃料噴射量調節レバーが作動されることを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３７０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、ＤＰＦの再生が必要であると判断すると、エンジン回転数の変動を防止しつつエンジンの負荷を増加させ、その結果として排出ガスの温度を上昇させてＤＰＦを再生することを意図した技術である。
しかし、特許文献１のようにエンジン負荷をわずかに増加させるだけでは、排出ガスの温度を、ＤＰＦを再生するのに必要な温度にまで上げられないという問題が少なからず生じてしまう。それによって、ＤＰＦを再生できないだけでなく、徒に燃料消費を増加させるという問題も生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、排出ガスの温度をＤＰＦの再生に必要な温度にまで上昇させるために、ディーゼルエンジンの回転数を上げることを、作業者に対して適切な時期に要求する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】
【０００７】
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、請求項１に係る発明の作業機は、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を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行っている間に、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を特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つディーゼルエンジンに関する温度指標が第１温度以下であるときに、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を特徴とする。
請求項３に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、ディーゼルエンジンに関する温度指標が所定時間以上にわたって前記第１温度より高い第２温度以上であったときに、前記要求を停止することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つ前記粒子状物質の堆積量が第１堆積量以上となったときに、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を特徴とする。
請求項５に係る発明の作業機は、前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、前記粒子状物質の堆積量が、前記第１堆積量より小さい第２堆積量以下となったときに、前記要求を停止することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明の作業機は、前記温度指標が、前記ディーゼルエンジンの吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の少なくとも一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１によれば、作業者の操作と関係なく行われている自動再生の期間中に、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの排気温度が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
請求項２によれば、ディーゼルエンジンに関する温度指標が低いとき、つまり、自動再生の効果が十分に見込めないときに、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの温度指標が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
【００１２】
請求項３によれば、ＰＭ堆積量算出の根拠となるディーゼルエンジンの温度指標が所定温度以上を一定時間維持して、自動再生（粒子状物質の燃焼）が進んでいると思われるときに、ディーゼルエンジンの回転数を上げる要求を停止することができる。即ち、自動再生が進んでいる適正な時期にディーゼルエンジンの回転数を上げる操作を終了することができる。
【００１３】
請求項４によれば、自動再生が行われている期間でＰＭ堆積量が多いときに、作業者に対してディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求する。即ち、自動再生の効果が十分に現れていないときに、適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数を上げるように要求することができる。この要求に従って作業者がエンジンの回転数を上昇させるとディーゼルエンジンの排気温度が上昇するので、フィルタ内の粒子状物質の燃焼を促進させて自動再生を補助することができる。
【００１４】
請求項５によれば、ＰＭ堆積量が、ディーゼルエンジンの回転数上昇の要求を開始した時点よりも小さくなったときに、ディーゼルエンジンの回転数を上げる要求を停止する。即ち、自動再生が進み、ＰＭ堆積量が確実に減少した時点で適切に回転数上昇の要求を停止することができる。
請求項６によれば、ＰＭ堆積量の算出に関連性のある温度指標を用いて回転数上昇の要求を行うことができ、簡便かつ正確にＰＭ堆積量の増減に合わせて、適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数上昇を要求及び停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるバックホーに設けられたディーゼルエンジンの排気系に設けられる排出ガス浄化装置、制御部、及び表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、稼働時間に対する排出ガス温度の時間変化の一例を表すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態における、表示装置の表示態様を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態における、稼働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５】本発明の実施形態によるバックホーの側面図である。
【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。
【００１７】
図５は、バックホー１の概略構成を示す側面図である。図５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には、ディーゼルエンジン９の出力で動作する油圧ポンプから得た油圧を用いてクローラを走行させる油圧モータが設けられると共に、前部にはドーザ５が設けられている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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する。ブーム１５は、ブーム１５とスイングブラケット１４との間に設けられたブームシリンダ１８の伸縮によって揺動する。アーム１６は、アーム１６とブーム１５との間に設けられたアームシリンダ１９の伸縮によって揺動する。バケット１７は、バケット１７とアーム１６との間に設けられたバケットシリンダ２０の伸縮によってスクイ・ダンプ動作を行う。
【００２１】
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１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。
【００２２】
図１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１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。
【００２３】
さらに図１において、液晶パネル１１２の中央部には、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の再生に関する注意を喚起する文字情報、例えば「ＤＰＦ再生中」や「排気温度上昇」などが表示されている。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、エンジン油圧についての警告を示す油圧ＬＥＤ表示部１１３ｂ、バッテリの充電状態について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、排気温度についての警告を示す排気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。
【００２４】
このように図１では、液晶パネル１１２を備えた表示装置１１が示されているが、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を用いて表示するものに限定されない。
また図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す図である。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。
【００２５】
図１に示すように、ディーゼルエンジン９は、例えばバックホー１に搭載された油圧モータや油圧ポンプ等の各種装置に動力を与えるものである。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、燃焼ガスを浄化するものであって、通過する燃焼ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。つまり、シリンダ３４から排気ポート３６を経て排出された粒子状物質を含む燃焼ガスは、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。
【００２８】
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、燃焼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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
制御部４６は、バックホー１を制御するものであって、１つ又は複数の制御装置（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（アクセルレバー）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減させる。このようにアクセル操作を行うことによって、ディーゼルエンジン９の回転数を増減させることができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図１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及び温度、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（ＰＭ堆積量）を算出し取得する。
【００４０】
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）に分けて実施するものであり、例えば、第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードといった２つのモードの再生動作を実施する。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堆積量に基づいて第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードを実施して、ＤＰＦ４１の再生を行う。
【００４１】
ここで、第１の再生制御モードとは、ＤＰＦ４１の自動再生を実施するモードであり、この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。
また第２の再生制御モードとは、作業者に対して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報知（警告）を発するモードである。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、例えばアイドリング回転数の１．５倍以上に上げることである。
【００４２】
具体的には図３（ｂ）に示すように、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上昇させる（例えば１８００回転以上に上昇させる）ことを要求するアイコンＢを、表示装置１１に表示させるとともに、間欠的な報知音（警告音）も、表示装置１１に発生させる。このとき作業者が、表示されたアイコンＢ及び発せられた警告音に従ってアクセル操作をし、エンジン回転数を例えば１８００回転以上の所定の回転数以上に上昇させると、排気温度がさらに上昇し、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。
【００４３】
フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードの実施を決定するための基準として、ＰＭ堆積量に応じた閾値ＴＨを有している。この閾値ＴＨは、上述したように自動再生を開始するためのものであって、例えばＤＰＦ４１が捕集できる粒子状物質の上限量（捕集限界値）に対して約５０％から約６０％となる値に設定されている。例えば、ＰＭ堆積量が捕集限界値の６０％を超えてしまった状態において、ＤＰＦ４１の再生動作を行わずバックホー１の通常の運転（操作レバーの操作など）を続けてしまうと、ＰＭ堆積量がさらに増加してしまう。このような場合、後からＤＰＦ４１の自動再生を開始したとしても、排気温度などを上昇させるのに時間がかかり、ＤＰＦ４１内のＰＭ堆積量の減少を、自動再生によって進めることが難しくなる可能性がある。そのため、フィルタ再生制御手段６０が、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上となった時点で第１の再生制御モードにより自動再生を開始することとしている。
【００４４】
具体的には、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堆積量を閾値ＴＨと比較して、第１の再生制御モードを実施するか否かを決定する。具体的には、算出した現在のＰＭ堆積量が閾値ＴＨよりも小さければ、第１の再生制御モードを実施せず、現在のＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上であれば、第１の再生制御モードを実施する。
図２は、バックホー１の稼働時間に対する排出ガスの温度変化、つまり排出ガス温度（排気温度）の時間変化の一例を表すグラフである。図２を用いて、フィルタ再生手段４７が行うＤＰＦ４１の再生動作について詳しく説明する。
【００４５】
堆積量取得手段５０は、バックホー１のディーゼルエンジン９が始動すると、継続的にＤＰＦ４１のＰＭ堆積量を算出し取得する。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、算出されたＰＭ堆積量と閾値ＴＨとの比較を行う。
比較の結果、算出されたＰＭ堆積量が閾値ＴＨ未満であるとき、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生は不要であると判断して、第１の再生制御モード及び第２の再生制御モードを実施しない(ＤＰＦ４１の再生を開始しない)。
【００４６】
反対に、算出されたＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上であるとき、つまり、図２のグラフにおける時間Ｔ１において、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生が必要であると判断して、まず第１の再生制御モードを実施する(ＤＰＦ４１の再生を開始する)。
フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードを実施することによって、自動再生を開始するための指令をエンジンＥＣＵ３２等に出力し、ＤＰＦ４１の再生を行う。自動再生の動作としては、例えば上述したように、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。フィルタ再生制御手段６０は、このようにしてＤＰＦ４１の自動再生を開始し、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質を燃焼させて除去する。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、フィルタ再生制御手段６０は、さらに、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。
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。
【００４８】
次に、フィルタ再生制御手段６０は、自動再生の開始後、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満であるときに、第２の再生制御モードを実施する。ここで、温度指標とは、ＤＰＦ４１の再生において粒子状物質が燃焼するか否かといった燃焼状況を評価可能な温度であって、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、冷却水温度などのことである。
【００４９】
例えば、温度指標がディーゼルエンジン９の排気温度である場合、排気温度が高い状態であると、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が燃焼し易くなり、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が進みやすいと考えられる。逆に、排気温度が低い状態であると、堆積した粒子状物質が燃焼しにくくなり、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が進みにくいと考えられる。
【００５０】
本発明では、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質の燃焼の程度（ＤＰＦ４１の再生の進みやすさ）を、ディーゼルエンジン９の排気温度などのような温度指標によって評価する。つまり、排気温度がＤＰＦ４１の再生が進みにくい温度域（第１温度未満）であるときに、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために、第２の再生制御モードを実施する。このように、温度指標はＤＰＦ４１の再生の進みやすさを評価するために用いられるものであるため、第１温度の数値は採用する温度指標によって異なる。上述のように、温度指標がディーゼルエンジン９の排気温度である場合には、第１温度は、例えば２５０℃であり、温度指標が冷却水温度である場合には、第１温度は、例えば７０℃である。
【００５１】
この第１温度は、自動再生によるＤＰＦ４１の再生が効率よく進むか否かを判断するための基準となる値であるとともに、後述する第２の再生制御モードによる温度上昇を考慮して設定することが好ましい。第１温度を、例えば、ＤＰＦ４１の再生におけるディーゼルエンジン９の排気温度の目標値の５０％以下に設定する。本実施形態では、ＤＰＦ４１の再生における排気温度の目標値を５８０℃以上とし、第１温度を目標値の約４３％である２５０℃に設定している。
【００５２】
次に、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するための第２の再生制御モードについて、ディーゼルエンジン９の排気温度を温度指標とした場合を例にとり説明する。
第２の再生制御モードでは、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、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。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１に対して、エンジン回転数を上昇させることを要求するアイコンＢをアイコンＡと交互に表示させて、かつ間欠的な警告音を発生させる。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、排気温度がさらに上昇し、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。
【００５３】
ここで、排気温度が順調に上昇して、第２の再生制御モードを実施するか否かの基準となる第１温度（２５０℃）よりも高い第２温度（例えば、５８０℃）以上となり、かつ所定時間、言い換えれば継続時間Ｐ（例えば、１０分間）にわたって第２温度以上を継続したとき、つまり、図２のグラフにおける時間Ｔ２から時間Ｔ３にわたって排気温度が第２温度以上を継続したときに、フィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が燃焼して減少したと判断して、第２の再生制御モード、即ちディーゼルエンジン９の回転数を上げる要求を停止し、表示装置１１でのアイコンＢの表示を終了する。
【００５４】
ここで、第２温度とは、上述したように、ＤＰＦ４１の再生における排気温度の目標値であって、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質がほぼ確実に燃焼すると考えられる温度である。つまり、排気温度が第２温度以上に維持されると、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質は、確実に燃焼して減少していると考えられるため、排気温度が第２温度以上となる状態が継続した場合にはＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するための第２の再生制御モードを終了する。なお、排気温度が第２温度以上となった時間（継続時間）Ｐが長ければ多くの粒子状物質の量が燃焼したと考えられ、また、第２温度の継続時間が短ければ燃焼した粒子状物質の量が少ないと考えられるので、第２温度の継続時間によって燃焼した粒子状物質の量が変化する。このようなことから、本発明では、第２温度以上となった継続時間によって粒子状物質の燃焼した量を算出することとしている。
【００５５】
排気温度が５００℃を超え５８０℃程度となると、１分間当たりに燃焼する粒子状物質の量がほぼ安定して一定値となる。よって第２温度の所定継続時間Ｐとは、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質が、時間あたり一定割合で安定的に燃焼した時間であるといえる。
これによって、例えば、本実施形態では、フィルタ再生制御手段６０は、第２温度（５８０℃）が所定継続時間Ｐ（１０分間）にわたって維持されれば、ＤＰＦ４１に堆積した粒子状物質を８０％程度減少したと判断する。
【００５６】
ここでフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを終了しても、ただちに第１の再生制御モードを終了するわけではない。第１の再生制御モードは、ＰＭ堆積量を基準として、実施するか終了するかの判断がなされる。よって、第２の再生制御モードを終了した直後は、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１でのアイコンＢの表示を終了し、図３（ａ）のようにアイコンＡだけの表示に戻る。
【００５７】
この後、フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満となったときに、再び第２の再生制御モードを実施する。
なお、上述したように温度指標は、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、冷却水温度のいずれか１つを採用すればよい。
【００５８】
例えば、温度指標として排気温度を選択した場合は、排気温度に対する基準温度（例えば、２５０度）を１つだけ設定すればよいが、例えば排気温度と冷却水温度など２つ以上の温度を選択した場合は、排気温度に対する基準温度と冷却水温度に対する基準温度（例えば、７０度）とをそれぞれ設定する。その上で、排気温度と冷却水温度が、ともにそれぞれに対して設定された基準温度未満であるときに第２の再生制御モードを実施すればよい。また、排気温度及び冷却水温度のいずれか一方が基準温度未満であるときに第２の再生制御モードを実施するようにしてもよい。
【００５９】
図２及び図３を参照しながら、フィルタ再生手段４７による「ＤＰＦの再生動作」についてまとめる。
作業者がバックホー１のディーゼルエンジン９を始動すると、フィルタ再生手段４７の堆積量取得手段５０は、エンジンＥＣＵ３２から、排出ガス浄化装置３１の差圧、排気温度、冷却水の水温、吸入空気中の酸素濃度及び温度、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（ＰＭ堆積量）を算出し取得する。
【００６０】
バックホー１によって低負荷の作業が長時間続くと、堆積量取得手段５０によって算出されるＰＭ堆積量は時間を追って増加してゆき、排出ガス温度の時間変化を表す図２のグラフにおける時間Ｔ１で閾値ＴＨ以上となる。このときフィルタ再生制御手段６０は、ＤＰＦ４１の再生が必要であると判断して、まず第１の再生制御モードを実施し、ＤＰＦ４１の自動再生を開始する。
【００６１】
作業者はこの自動再生の開始に気付かないので、フィルタ再生制御手段６０は、表示装置１１に図３（ａ）示すアイコンＡを表示させるとともに連続的な警告音を発生させ、現在自動再生が行なわれていることを作業者に知らせる。
このとき、フィルタ再生制御手段６０は、ディーゼルエンジン９に関する温度指標の一つである排気温度と第１温度とを比較する。排気温度が第１温度未満であれば、フィルタ再生制御手段６０は、排気温度をさらに上昇させてＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために第２の再生制御モードを実施する。
【００６２】
フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを実施することで、図３（ｂ）に示すように、回転数上昇を要求するアイコンＢを、アイコンＡと交互に表示器１１に表示させ、第１の再生制御モードでアイコンＡを表示したときに発した警告音とは異なる警告音を、おなじく表示器１１に発生させる。作業者は、アイコンＢの表示及び警告音によって、ディーゼルエンジン９の回転数を上昇させる必要があることを認識し、作業の合間など、任意のタイミングでアクセルレバーを操作してエンジンの回転数を上昇させる。
【００６３】
このときフィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０によって取得される排気温度が第２温度以上となったか否かを継続的または断続的に判断する。図２に示すように、エンジン回転数が上昇すると、それに伴って排気温度が上昇し始め、時間Ｔ２で排気温度が第２温度以上となると、フィルタ再生制御手段６０は、排気温度が継続的に第２温度以上となっている継続時間Ｐの計時を開始する。
【００６４】
つまり、フィルタ再生制御手段６０は、時間Ｔ２で排気温度が第２温度以上となっているか否かの判断と、継続時間Ｐの計時との両方を行っている。一旦排気温度が第２温度以上となって継続時間Ｐの計時を開始しても、排気温度が第２温度未満となれば、継続時間Ｐの計時を停止して継続時間Ｐを０に戻してリセットする。再び排気温度が第２温度以上となれば、再度、継続時間Ｐの計時を開始する。
【００６５】
このように計時した継続時間Ｐが例えば１０分となったとき、つまり、図２における時間Ｔ３で、フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを停止し、表示器１１へのアイコンＢの表示及び警告音を停止する（上昇要求停止）。これによって、表示装置１１は、図３（ａ）に示すアイコンＡを継続して表示する状態に戻るとともに、アイコンＡに関連した警告音のみを発するようになるため、作業者は、エンジン回転数を上昇させる必要がなくなったと判断し、アクセルレバーをアイドル位置まで戻す。
【００６６】
この後、フィルタ再生制御手段６０は、堆積量取得手段５０が算出したＰＭ堆積量が所定値未満になれば、第１の再生制御モードによる自動再生を停止する。しかし、第１の再生制御モードによる自動再生が行なわれている期間内に、ディーゼルエンジン９に関する温度指標が第１温度未満となるまで下がったときには、フィルタ再生制御手段６０は、再び第２の再生制御モードを実施する。
【００６７】
本実施形態では、ディーゼルエンジン９に関する温度指標として、ディーゼルエンジン９の吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の３つの温度の少なくとも１つを用いると説明した。これらの温度は、上述の通り、堆積量取得手段５０（エンジンＥＣＵ等）によって継続的に取得されていると共に、ＰＭ堆積量の算出に直接的に関連のある温度指標である。よって、このような関連のある温度指標を用いれば、それら温度指標の時間変化を監視するだけで、簡便かつ正確にＰＭ堆積量の増減に合わせて適切なタイミングでディーゼルエンジンの回転数上昇を要求及び停止することができる。
【００６８】
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、自動再生を補助（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。
【００６９】
また、作業者は、バックホー１の走行時や操作レバーの操作時などの作業時でも、アクセル操作によって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を実行することができるので、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い、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。
【００７０】
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。通常、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い、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。
【００７１】
また、乗用車やトラック等の車両（自動車）とは異なり、一般的にバックホー１のディーゼルエンジン９は、例えばバックホー１に搭載された油圧モータや油圧ポンプ等の各種装置に動力を与えるものであるので、作業中や走行中であっても、エンジン回転数を上昇させることは可能である。よって、作業者は、作業や走行の合間に限らず、任意の時期にエンジン回転数を上昇させることができる。
【００７２】
つまり、本実施形態によれば、ＤＰＦ４１の再生をさらに促進するためにエンジン回転数を上昇させる必要があることが警告によって知らされるので、作業者は、走行や作業を中断することなく適宜アクセル操作によってエンジン回転数を上昇させ、排気温度を上げることができる。これによって、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てエンジン回転数を上昇させなくてはならず、その間は走行も作業もできなくなってしまうという問題が生じなくなる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、ＰＭ堆積量が閾値ＴＨ以上となって自動再生を開始した後で、かつ排気温度が第１温度未満であるときに、エンジン回転数の上昇を要求し、自動再生によるＤＰＦ４１の燃焼を促す。これに加えて、排気温度が所定の継続時間Ｐにわたって第２温度以上を維持すれば、エンジン回転数上昇の要求を停止する。これによって、不適切なタイミングでの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。
【００７４】
［第２実施形態］
第２実施形態は、フィルタ再生制御手段６０による第２の再生制御モードの開始及び停止の判断基準が、上述の第１実施形態とは異なっている。
本実施形態によるフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止の判断を、堆積量取得手段５０によって算出されたＰＭ堆積量に基づいて行うものである。この点以外の構成及び効果は、第１実施形態とほぼ同じであるので、図４を参照しながら、第１実施形態と異なる点についてだけ説明する。
【００７５】
第１実施形態においてフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止を、排気温度を基準として実施していたが、本実施形態によるフィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードの開始及び停止を、ＰＭ堆積量を基準として実施する。
まず、フィルタ再生制御手段６０は、ディーゼルエンジン９が始動すると、堆積量取得手段５０からＰＭ堆積量を継続的又は断続的に取得し、取得したＰＭ堆積量を第２堆積量と比較する。ＰＭ堆積量が第２堆積量以上となったとき、フィルタ再生制御手段６０は、第１の再生制御モードを開始する。
【００７６】
第１の再生制御モードを開始した後であっても、バックホー１による低負荷の作業が長時間続き排気温度が上昇しないような状態では、堆積量取得手段５０によって算出されるＰＭ堆積量は時間を追って増加してゆき、図４のグラフに示すように、第２堆積量よりも大きな第１堆積量以上となる場合がある。つまり、ＰＭ堆積量が、第１の再生制御モードの自動再生によってはあまり減少せず、第１堆積量以上に増加してしまう場合がある。第１堆積量は、例えばＤＰＦ４１が捕集できる粒子状物質の上限量に対して約６０％から約７０％となる値に設定される値である。ＰＭ堆積量が第１堆積量を超えるような状態は、第１の再生制御モードによる自動再生の効率を向上させて出来るだけ早くＰＭ堆積量を減少させなくてはならない段階である。このため、ＰＭ堆積量が第１堆積量以上になると、ＤＰＦ４１の自動再生を補助し促進するために第２の再生制御モードを実施する。
【００７７】
作業者が、第２の再生制御モードによる表示器１１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に上昇させた場合は、排気温度がさらに上昇し、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堆積量が順調に減少して、第１の再生制御モードを実施するか否かの基準である第２堆積量未満となったとき、即ち、自動再生よって粒子状物質が順調に燃焼してＰＭ堆積量が少なくなった段階（第２堆積量未満）で、フィルタ再生制御手段６０は、第２の再生制御モードを終了する。
【００７８】
本実施形態によれば、ＰＭ堆積量を基にしてエンジン回転数の上昇を要求し、自動再生によるＤＰＦ４１の燃焼を促す。そして、自動再生が進み、ＰＭ堆積量が確実に減少した時点で適切に回転数上昇の要求を停止している。これによって、ＰＭ堆積量が所定値となるまでの適切な期間だけエンジン回転数の上昇を要求することができ、不用意なエンジン回転数の上昇が無くなり、自動再生による燃料消費を抑えることができる。
【００７９】
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。
なお、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。
【００８０】
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の再生制御モードは、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、水温や排気温度が十分に上昇したときに、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。
【００８１】
さらに、上述の各実施形態では、ＰＭ堆積量が所定の堆積量以上となったこときっかけとして自動再生（第１の再生制御モード）を開始したが、自動再生を開始するきっかけは、ＰＭ堆積量を基準としなくてもよい。例えば、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差、つまり差圧センサ４４が検出する差圧を基準としてもよい。差圧センサ４４が検出する差圧が所定圧力以上となれば、既に述べたようにＤＰＦ４１内のＰＭ堆積量が所定の堆積量以上となっていると考えることができるので、差圧センサ４４が検出する差圧を自動再生を開始するきっかけとして用いることができる。
【００８２】
同様に、第２実施形態において、作業者に対して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動作（第２の再生制御モード）も、ＰＭ堆積量ではなく、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を基準として開始してもよい。
第２実施形態において、自動再生（第１の再生制御モード）を開始するきっかけに、ＤＰＦ４１（又は、排出ガス浄化装置３１）の入側と出側での排気圧力の差（差圧）を採用した場合でも、ＰＭ堆積量を採用した場合と同様に、第１の再生制御モードを開始した後に第２の再生制御モードを開始する。このとき、第１の再生制御モードを開始するときの温度指標は、第２の再生制御モードを開始するときの温度指標以下の値である場合が多い。
【００８３】
また、本発明のＤＰＦ４１の再生制御は、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。
【符号の説明】
【００８４】
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
６０ フィルタ再生制御手段
Ａ，Ｂ アイコン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行っている間に、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を特徴とする作業機。
【請求項２】
前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つディーゼルエンジンに関する温度指標が第１温度以下であるときに、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を特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、ディーゼルエンジンに関する温度指標が所定時間以上にわたって前記第１温度より高い第２温度以上であったときに、前記要求を停止することを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つ前記粒子状物質の堆積量が第１堆積量以上となったときに、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を特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項５】
前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、前記粒子状物質の堆積量が、前記第１堆積量より小さい第２堆積量以下となったときに、前記要求を停止することを特徴とする請求項４に記載の作業機。
【請求項６】
前記温度指標が、前記ディーゼルエンジンの吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２又は３に記載の作業機。
【請求項１】
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を自動的に燃焼させて除去する自動再生を行っている間に、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を特徴とする作業機。
【請求項２】
前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つディーゼルエンジンに関する温度指標が第１温度以下であるときに、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を特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、ディーゼルエンジンに関する温度指標が所定時間以上にわたって前記第１温度より高い第２温度以上であったときに、前記要求を停止することを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記フィルタ再生手段は、前記自動再生が行われている状態で、且つ前記粒子状物質の堆積量が第１堆積量以上となったときに、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を特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項５】
前記フィルタ再生手段は、前記要求がなされている状態で、前記粒子状物質の堆積量が、前記第１堆積量より小さい第２堆積量以下となったときに、前記要求を停止することを特徴とする請求項４に記載の作業機。
【請求項６】
前記温度指標が、前記ディーゼルエンジンの吸気温度、排気温度、及び冷却水温度の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２又は３に記載の作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１１３２９１（Ｐ２０１３−１１３２９１Ａ）
【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２０１１−２６３４７５（Ｐ２０１１−２６３４７５）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【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１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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