(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
(第1実施形態)
図1〜
図11を参照して第1実施形態の排気浄化制御装置1(建設機械の排気浄化制御装置)について説明する。
【0012】
排気浄化制御装置1は、
図1に示す浄化装置31(後述)の再生を行うための再生動作を制御する装置である。排気浄化制御装置1は、建設機械(作業機械)に設けられ、例えば移動式クレーンに設けられ、例えばホイールクレーンに設けられる。排気浄化制御装置1は、エンジン11と、アクチュエータ回路機器類21〜25と、エンジン周辺機器類31・33と、再生部36と、操作関係機器類41〜45と、制御部50と、を備える。
【0013】
エンジン11は、建設機械の駆動源であり、ディーゼルエンジンである。エンジン11は、排気管11a(排気ガスが通る通路)と、負荷検出部11bと、を備える。負荷検出部11bは、エンジン11にかかる負荷(エンジン負荷、エンジン動力)を検出する。負荷検出部11bは、燃料噴射量に基づいて負荷を検出する。
【0014】
アクチュエータ回路機器類21〜25は、アクチュエータ23を動作させるための機器類であり、ポンプ21と、アクチュエータ23と、コントロールバルブ25と、を備える。
【0015】
ポンプ21は、エンジン11に駆動される。ポンプ21は、油(作動油)を吐出する油圧ポンプである。
【0016】
アクチュエータ23は、建設機械を動作させる。アクチュエータ23は、建設機械のブーム(図示なし)の起伏・伸縮、フック(図示なし)の巻上・巻下、上部旋回体(図示なし)の旋回、及び、下部走行体(図示なし)の走行などに用いられる。アクチュエータ23は、例えば油圧モータや油圧シリンダである。アクチュエータ23は、エンジン11を駆動源とする。さらに詳しくは、エンジン11がポンプ21を駆動させ、ポンプ21が吐出した油によりアクチュエータ23が駆動する。
【0017】
コントロールバルブ25は、アクチュエータ23の動作を制御する弁である。コントロールバルブ25は、ポンプ21からアクチュエータ23に供給される油の流量や方向を切り換える切換弁(切換位置を切り換える弁)である。コントロールバルブ25は、クレーン操作部41c(後述)により操作される。
【0018】
エンジン周辺機器類31・33には、浄化装置31と、堆積量検出部33と、がある。
【0019】
浄化装置31は、エンジン11の排気(排気ガス)中のスス(パーティキュレート)を捕捉(捕集、浄化)する。浄化装置31は、DPF(Diesel particulate filter)装置である。浄化装置31は、ススの燃焼を行う装置である。浄化装置31は、エンジン11の排気管11aに取り付けられる。浄化装置31は、フィルタ本体(図示なし)と、フィルタの上流側に配置された酸化触媒(図示なし、後述)とを備える。
【0020】
再生部36は、再生動作を行う部分(DPF再生装置)である。再生動作とは、浄化装置31に捕捉されたススを燃やして(燃焼させて)浄化装置31を再生する動作(フィルタ再生処理)である。再生部36は、ススが燃えるのに必要な温度(目標温度)までエンジン11の排気温度を昇温させる(昇温制御を行う)。再生部36は、ポスト噴射部37と、排気ブレーキ39と、を備える。
【0021】
ポスト噴射部37は、再生動作をするためのポスト噴射を行う部分(ポスト噴射供給手段、未燃燃料噴射供給手段)である。ポスト噴射部37は、浄化装置31の温度に応じてポスト噴射を行う。ポスト噴射は次の[a]〜[c]のように行われる。[a]ポスト噴射部37は、エンジン11の排気工程でエンジン11内に燃料を噴射させる。排気工程は、膨張行程(燃料の主噴射及び燃料燃焼を行う工程)の後の工程である。[b]未燃焼状態の燃料(未燃燃料)が浄化装置31の酸化触媒上に供給される。[c]未燃燃料は、酸化触媒上で酸化反応熱を発生させる。その結果、エンジン11の排気温度が上がる。
【0022】
排気ブレーキ39は、エンジン11の排気温度を上げるために、エンジン11に負荷を掛ける。排気ブレーキ39は、再生動作に必要な負荷をエンジン11に上乗せする。排気ブレーキ39は、排気管11aを絞る弁である。排気ブレーキ39は「作動」と「非作動」とを切換可能である。「作動」状態の排気ブレーキ39は、排気管11aを絞る。「非作動」状態の排気ブレーキ39は、開状態であり、排気管11aを絞らない。再生部36による再生動作は、ポスト噴射部37でのポスト噴射と、排気ブレーキ39の作動と、の少なくとも一方により行われる。
【0023】
(再生動作の方式)再生動作の方式には、排気ブレーキ39を用いた方式(排気ブレーキ方式)と、負荷掛けバルブ方式(後述する第2実施形態の負荷掛け装置139を用いた方式)と、がある。クレーン操作部41c(後述)の操作(クレーン操作)と再生動作とを同時に行った場合、再生動作がクレーン操作に与える影響(問題)が大きいのは、排気ブレーキ39を用いた方式である。以下、さらに詳細を説明する。
【0024】
(負荷掛けバルブ方式)負荷掛けバルブ方式は、ポンプ21の下流側(吐出側)に設けられる負荷掛け装置139(
図12参照)により、再生動作が行われる方式である。負荷掛けバルブは、ポンプ21とアクチュエータ23との接続に対して直列的に設けられる。負荷掛けバルブ方式では、負荷掛けバルブがポンプ21の吐出圧を上げて、エンジン11にかかる負荷(エンジン負荷)を上げることで、エンジン11の排気温度を上昇させる。ここで、
図10に示すように、負荷掛けバルブにより生じる負荷を負荷Lbとし、クレーン操作による負荷を負荷Lcとする。負荷掛けバルブ方式では、再生動作とクレーン操作とを同時に行った場合のエンジン負荷は、負荷Lbと負荷Lcとの大きさによって異なる。
[1]負荷Lc≦負荷Lbの場合、エンジン11には負荷Lbがかかる。
[2]負荷Lc>負荷Lbの場合、エンジン11にかかる負荷は、クレーン操作に必要な負荷Lc(アクチュエータ23を作動させるための負荷)のみであり、負荷Lbはエンジン11にかからない。よって、再生動作がクレーン操作に影響を与えない。さらに詳しくは、条件[2]においては、再生動作とクレーン操作とを同時に行う場合と、再生動作を行わずにクレーン操作を行う場合とで、エンジン11にかかる負荷は同じである。
よって、負荷掛けバルブ方式では、再生動作とクレーン操作とを同時に行える。また、再生動作を確実に完了させるために、再生動作中にクレーン操作を制限する(例えば禁止する)場合もある。また、後述する第2実施形態のように、所定条件(後述する「自動再生自動停止機能ON」)を満たす場合に限り、再生動作中にクレーン操作を優先させる場合もある。
【0025】
(排気ブレーキ方式)一方、
図11に示すように、排気ブレーキ方式では、再生動作とクレーン操作とを同時に行った場合、クレーン操作には不要な負荷がエンジン11に必ずかかる。ここで、排気ブレーキ39(
図1参照)により生じる負荷を負荷Lb’とする。排気ブレーキ方式では、再生動作とクレーン操作とを同時に行った場合にエンジン11にかかる負荷は、負荷Lb’と負荷Lcとの和である(負荷Lcに対して負荷Lb’が上乗せされる)。これは、排気ブレーキ39を作動させた場合、排気ブレーキ39よる負荷Lb’が常にエンジン11にかかる(作用する)からである。よって、排気ブレーキ方式では、再生動作を行わずにクレーン操作を行う場合と、再生動作とクレーン操作とを同時に行う場合とで、エンジン11にかかる負荷が異なる結果、クレーン操作のフィーリングが異なる(操作性が悪化する、操作者が違和感を感じやすい)。そのため、排気ブレーキ方式では、負荷掛けバルブ方式に比べ、クレーン操作および再生動作のうち一方のみを行うことが重要になる。
【0026】
なお、
図1に示す排気ブレーキ39と、負荷掛け装置139(
図12参照)との両方が設けられてもよい。排気ブレーキ39および負荷掛け装置139のうち一方のみ設けられる場合は、両方設けられる場合に比べ、コストを削減できる。
【0027】
堆積量検出部33は、浄化装置31に捕捉されたススの堆積量(単に「堆積量」ともいう)を検出(検知)する。堆積量検出部33は、例えば、浄化装置31のフィルタの上流側と下流側との差圧を検出することで、ススの堆積量を検出するもの等である。
【0028】
操作関係機器類41〜45には、操作部41と、操作検出部43と、手動再生ボタン45(手動再生切換部)と、がある。
【0029】
操作部41は、操作者(オペレータ)が建設機械を操作するための手段である。操作部41は、建設機械の運転室(キャビン)(図示なし)内に設けられる(手動再生ボタン45も同様)。操作部41には、アクセル操作部41aと、クレーン操作部41cと、がある。
【0030】
アクセル操作部41aは、エンジン11の回転数を操作者が操作するための手段である。アクセル操作部41aは、クレーン操作の動作速度や建設機械の走行速度を操作するための手段である。アクセル操作部41aは、例えばペダル(アクセルペダル)である。
【0031】
クレーン操作部41cは、アクチュエータ23を(コントロールバルブ25を)操作者が操作するための手段である。クレーン操作部41cは、操作者がクレーン操作を行うための手段である。具体的には、クレーン操作部41cは、レバー(クレーン操作レバー)である。クレーン操作部41cが操作されると、クレーン操作部41cからコントロールバルブ25にパイロット圧が出力される。その結果、コントロールバルブ25の切換位置が切り換わり、アクチュエータ23の動作が変わる。
【0032】
操作検出部43は、操作部41の操作の有無を検出(検知)する。操作検出部43には、アクセル操作検出部43aと、クレーン操作検出部43cと、がある。
【0033】
アクセル操作検出部43aは、アクセル操作(アクセル操作部41aの操作)の有無を検出する。アクセル操作検出部43aによるアクセル操作の検出は、例えば、ポテンショメータの出力電圧の変化によって行われる。同検出は、アクセル操作部41aに設けられたスイッチがオンかオフかにより行われてもよい。同検出は、アクセル操作部41aからエンジン側制御部51(後述)に出力される信号を検出することにより行われてもよい。同検出は、アクセル操作検出部43aからクレーン側制御部53(後述)への通信による指令に基づいて行われてもよい。
【0034】
クレーン操作検出部43cは、クレーン操作(クレーン操作部41cの操作)の有無を検出する。クレーン操作検出部43cによるクレーン操作の検出は、例えば、クレーン操作により発生したパイロット圧を検出することで行われる。同検出は、レバーであるクレーン操作部41cに設けられたスイッチがオンかオフかにより行われてもよい。
【0035】
手動再生ボタン45(手動再生切換部)は、再生動作をする(ON)か、しない(OFF)か、を操作者が選択するための手段である。手動再生ボタン45は、例えばタッチパネル上のスイッチであり、また例えば押ボタンスイッチでもよい。
【0036】
制御部50は、検出結果の入力、演算、判断、各機器の動作の制御などを行う部分である。制御部50は、再生動作の制御を行う。制御部50は、エンジン側制御部51と、クレーン側制御部53と、を備える。
【0037】
エンジン側制御部51は、エンジン11等の動作を制御する、ECU(Engine Control Unit)である。エンジン側制御部51には、堆積量検出部33から堆積量の検出結果が入力される。エンジン側制御部51は、エンジン11及び再生部36の動作を制御する。エンジン側制御部51は、再生部36に対して、再生動作をするかしないかを指示する。エンジン側制御部51は、クレーン側制御部53に再生動作を要求する(要求する信号を出力する)。
【0038】
クレーン側制御部53(機械側制御部)は、エンジン側制御部51からの再生動作の要求に対して、再生動作を許可するか否かを判定する。クレーン側制御部53には、負荷検出部11b、操作検出部43、及び手動再生ボタン45から検出結果や選択結果が入力される。
【0039】
(制御部50の動作)
制御部50(クレーン側制御部53)は、「堆積量レベル」に応じて、再生動作の開始及び停止の条件を切り換える。上記「堆積量レベル」は、ススの堆積量に応じて決定されるレベル(領域、段階、フェーズ)(すすレベル、すす堆積量レベル)である。堆積量レベルは、複数設定される。堆積量レベルは、次の[a]及び[b]のように決定される。[a]堆積量検出部33から、制御部50(エンジン側制御部51)に、堆積量の検出結果が出力される。[b]エンジン側制御部51は、入力された堆積量がどの堆積量レベルであるかを決定する。エンジン側制御部51には、入力された堆積量と堆積量レベルとの関係が予め設定されている。具体的には例えば、堆積量検出部33が検出したススの堆積量が、ある設定値を超えるたびに、堆積量レベルが増加していく。
【0040】
(堆積量レベルに応じた表示の制御)制御部50は、堆積量レベルに応じて、運転室内のモニタ(図示なし)の表示を制御する(表示を変える)。具体的には、制御部50は次のように動作する。制御部50には、例えば0〜10の合計11の堆積量レベルが設定される。「0」が堆積量が最小のレベルであり、「10」が堆積量が最大のレベルである。制御部50は、0〜10の堆積量レベルに関する表示を、モニタに出力させる。なお、堆積量レベルが10のときは、浄化装置31の故障と判断される。
【0041】
(堆積量レベルに応じた再生動作の制御)制御部50(クレーン側制御部53)は、堆積量レベルに応じて、再生部36による再生動作の制御を切り換える。具体的には、制御部50は次のように動作する。制御部50には、例えば、A未満およびA〜Eの合計6の堆積量レベルが設定される。表1に示すように、制御部50は、A未満およびA〜Eの堆積量レベルに応じて、再生動作の開始(再開含む)及び停止(中断含む)の条件を変える。堆積量レベルは、再生効率や安全などの観点から設定されるレベルである。A〜Eの堆積量レベルは、上記の0〜10の堆積量レベルと関連していても、していなくてもよい。この関連は、状態に応じて適宜変更されてもよい。また、堆積量レベルの数は適宜変更してもよい。
【0043】
制御部50は、ススの堆積量が多くなるに従って、操作部41による操作を優先させる制御から、再生動作を優先させる制御に段階的に切り換える。具体的には、制御部50は、以下のように制御を切り換える。
【0044】
(堆積量レベルA未満:再生動作なし)
堆積量レベルが「A未満」のときは、再生動作が行われない。堆積量レベルA未満では、エンジン側制御部51からクレーン側制御部53への再生動作の要求がない。
【0045】
(堆積量レベルA以上)
堆積量レベルA以上のときは、再生動作が行われる場合がある。堆積量レベルA以上のときの再生動作開始の条件には、操作部41の操作がないことが含まれる。これは、操作部41の操作中に再生動作が開始されることによる、アクチュエータ23の動作の急変、及び、エンジン11の回転数の急変を防ぐためである。上記急変を防ぐことで、この急変によって生じる吊荷の揺れ(荷振れ)等を防ぎ、操作者の疲労を軽減させることができる。上記急変は次のように起こる。排気ブレーキ39を作動させると、エンジン11の負荷が上がり、エンジン11の回転数が下がる。そのため、アクセル操作が一定でも、再生動作を開始すればエンジン11の回転数が変わってしまう。また、クレーン操作が一定でも、再生動作を開始すればエンジン11の回転数が変わる結果、ポンプ21の回転数が変わり、アクチュエータ23の動作が変わってしまう。
【0046】
(堆積量レベルA:自動再生制御)
堆積量レベルA(自動再生領域)のときは、再生動作が自動的に開始される。堆積量レベルAのときは、再生動作よりも操作部41の操作を優先させる。具体的には、再生動作中にクレーン操作またはアクセル操作があると、再生動作が一時的に停止される。さらに詳しくは、堆積量レベルAのときは、制御部50は自動再生制御を行う。自動再生制御は、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出されているときに、再生部36に再生動作を行わせる制御である。また、自動再生制御は、操作部41の操作があることが操作検出部43に検出されているときに、再生部36の再生動作を停止させる制御である。
【0047】
(堆積量レベルB〜D:手動再生制御)
堆積量レベルB〜D(手動再生領域)のときは、手動再生ボタン45を「ON」にすることが、再生動作の開始の条件に含まれる。堆積量レベルB〜Dのときは、制御部50は手動再生制御を行う。
【0048】
手動再生制御は、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出され、かつ、手動再生ボタン45により再生動作をすることが選択されているとき(「ON」のとき)、再生部36に再生動作を行わせる制御である。
【0049】
(堆積量レベルB及びC:手動再生 中断制御/再開制御/手動停止制御)
堆積量レベルB及びCのときは、再生動作(手動再生)の中断及び再開が可能である。再生動作の中断(一時的停止)とは、「再生動作の完了」前に再生動作を停止させることである。上記「再生動作の完了」とは、再生動作によりススの堆積量が「所定値」未満になることである。上記「所定値」は、制御部50(エンジン側制御部51)に予め設定される。さらに詳しくは、堆積量レベルB及びCのときは、制御部50は、手動再生中断制御と、手動再生再開制御と、手動再生手動停止制御と、を行う。
【0050】
手動再生中断制御は、手動再生制御中に操作部41の操作があると、再生動作を中断させる制御である。さらに詳しくは、手動再生中断制御は、手動再生制御により再生動作を再生部36が行っているときに操作部41の操作があることが操作検出部43に検出された場合、再生部36の再生動作を停止させる制御である。
【0051】
手動再生再開制御は、再生動作の中断中に操作部41の操作がなくなると、再生動作を再開(復帰)させる制御である。さらに詳しくは、手動再生再開制御は、手動再生中断制御により再生動作が停止されているときに操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出された場合、かつ、手動再生ボタン45により再生動作をすることが選択されているとき(「ON」のとき)、再生部36に再生動作を再開させる制御である。
【0052】
手動再生手動停止制御は、手動再生ボタン45が「OFF」になると、再生動作を中断させる制御である。さらに詳しくは、手動再生手動停止制御は、手動再生ボタン45により再生動作をしないことが選択されたとき(「OFF」のとき)、再生部36の再生動作を停止させる制御である。
【0053】
(堆積量レベルC:アクセル無効制御)
堆積量レベルCのときは、堆積量レベルBのときと異なり、再生動作中断中のアクセル操作が無効とされる。さらに、このときは、エンジン11の回転数が、予め設定された値(例えばLowアイドル回転数)に規制(制限)される。さらに詳しくは、堆積量レベルCのときは、制御部50は、アクセル無効制御を行う。
【0054】
アクセル無効制御は、手動再生中断制御により再生部36の再生動作を停止させるとき、アクセル操作部41aによる操作を無効にするとともにエンジン11の回転数を規制する制御である。
【0055】
(堆積量レベルD:操作無効制御、手動再生切換無効制御)
堆積量レベルDのときは、再生動作の中断が禁止される(操作部41の操作に対して、再生動作を優先させる)。さらに詳しくは、堆積量レベルDのときは、制御部50は、操作無効制御および手動再生切換無効制御を行う。
【0056】
操作無効制御は、手動再生制御により再生部36が再生動作を行うとき、操作部41による操作を無効にし、操作部41による操作の有無にかかわらず再生部36に再生動作を行わせる制御である。
【0057】
手動再生切換無効制御は、手動再生制御により再生部36が再生動作を行うとき、手動再生ボタン45の選択の状態にかかわらず(「ON」か「OFF」かにかかわらず)再生部36に再生動作を行わせる制御である。
【0058】
(堆積量レベルE:強制再生制御)
堆積量レベルE(強制再生領域)のときは、操作部41の操作がない場合、手動再生ボタン45が「OFF」であっても再生動作が開始される。さらに、このときは、再生動作の中断が禁止される。さらに詳しくは、堆積量レベルEのときは、制御部50は、強制再生制御を行う。
【0059】
強制再生制御は、操作検出部43の検出の状態にかかわらず、かつ、手動再生ボタン45の選択の状態にかかわらず、再生部36に再生動作を行わせる制御である。
【0060】
(フローチャート)
図2〜
図9に示すフローチャートを参照して、排気浄化制御装置1の動作(ステップS201〜S931)をより詳しく説明する(以下、排気浄化制御装置1の各構成要素については
図1を参照)。
【0061】
(堆積量レベルの判定:S201〜S206)
ステップS201〜S206では、堆積量レベルが判定される。ススの堆積量が、堆積量レベルA未満の場合(S201でYES)はフローX(
図3)に、堆積量レベルAの場合(S202でYES)はフローA(
図4)に、堆積量レベルBの場合(S204でYES)はフローB(
図5)に、堆積量レベルC(S205でYES)の場合はフローC(
図7)に、堆積量レベルDの場合(S206でYES)はフローD(
図8)に、堆積量レベルEの場合(S206でNO)はフローE(
図9)に、それぞれ進む。ススの堆積量が堆積量レベルAを超える場合(S202でNO)、ステップS203(後述)で再生動作が禁止される。なお、再生動作が完了するまでは、堆積量が小さい側の堆積量レベルに下がることはないとする。例えば、堆積量レベルが「B」と判定された後、再生動作を行うことによりススが減り、堆積量レベルAに相当する堆積量になったとしても、堆積量レベルは「B」のままである。なお、再生動作が完了する前に、堆積量が小さい側の堆積量レベルに下がるようにしてもよい。
【0062】
ステップS203では、再生許可信号が「0」に設定される。再生許可信号は、再生動作が行われているか否かを判定するための信号である。再生許可信号は、再生動作が禁止されているときは「0」、再生動作が許可されているときは「1」である。
【0063】
(フローX:S301〜S303)
図3に示すフローXは、ススの堆積量が堆積量レベルA未満の場合のフローである。また、フローXは、堆積量レベルAで再生動作を行わない場合(
図4に示すS415でYESの場合)のフローである。
ステップS301では、再生許可信号が「0」とされる。
ステップS302では、ポスト噴射が停止される。ポスト噴射が既に停止していた場合は、停止状態を継続させる(以下の、再生動作及びポスト噴射の停止・開始、再生動作の許可・禁止、排気ブレーキ39の作動・非作動、操作の有効・無効などについても同様)。
ステップS303では、排気ブレーキ39が非作動とされる。次に、F2aを介して
図2に示すステップS201に進む。
【0064】
(フローA:S401〜S429)
図4に示すフローAは、ススの堆積量が堆積量レベルAの場合のフローである。フローAでは、自動再生制御(上述)が行われる。
ステップS401では、再生許可信号が「1」とされる。
ステップS415では、クレーン操作およびアクセル操作のうち少なくともいずれかの操作があるか否かが判定される。クレーン操作およびアクセル操作のうち少なくともいずれかがある場合(YESの場合)、フローX(
図3)に進み、再生動作は行われない。これらの操作がいずれもない場合(NOの場合)、ステップS423に進み、再生動作が行われる場合がある。
【0065】
(ステップS423〜S429:再生動作一部停止制御)
ステップS423〜S429では再生動作一部停止制御が行われる。再生動作一部停止制御は、再生動作中に負荷検出部11bが検出した負荷が「負荷設定値」を超えるとき、再生動作の少なくとも一部を停止させる制御である。上記「負荷設定値」(規定値、上限値)は、制御部50に予め設定される。再生動作一部停止制御は、後述するフローB(
図5参照)およびフローC(
図7参照)でも行われる。
【0066】
(全部停止)再生動作一部停止制御で再生動作の全部を停止させる場合には、排気ブレーキ39によるエンジン11の負荷掛けと、ポスト噴射部37によるポスト噴射と、を停止させる。
【0067】
(一部停止)再生動作一部停止制御で再生動作の一部を停止させる場合には、排気ブレーキ39による負荷掛けを停止させ、かつ、ポスト噴射を行う。排気ブレーキ39による負荷掛けを停止させることにより、ススの発生を抑制できるとともに、ススの発生に伴う浄化装置31の溶損を抑制できる。ススの発生および溶損発生の詳細は次の[a]〜[e]の通りである。[a]排気ブレーキ39を閉じると、エンジン11の排気の圧力(背圧)が上昇する。このとき、操作検出部43で検出しない操作(例えばハンドル操作)があれば、さらにエンジン11にかかる負荷が大きくなる。なお、ハンドル操作とは、ステアリングシリンダ(図示なし)を伸縮させることにより、建設機械前後方向に対するホイール(図示なし)の角度を変えるための操作である。本実施形態では、操作検出部43でハンドル操作の検出を行わない(行ってもよい)。[b]すると、エンジン11にかかる負荷が大きすぎてエンストしそうになる場合がある。[c]エンジン11がエンストしそうになると、エンジン11は、燃料を噴射(主噴射)して回転を維持しようとする。しかし、排気ブレーキ39が作動している(排気管11aが絞られている)ため、エンジン11は、十分な空気を吸気し十分に燃料を燃やすことができない(酸欠状態になる)。[d]その結果、大量のススが発生し、浄化装置31に大量のススが堆積する。その結果、浄化装置31の早期目詰まりが生じるおそれがある。[e]浄化装置31に大量のススが堆積しているときに再生動作を行うと、ススが一気に燃え広がり、浄化装置31内部の温度が異常上昇する。その結果、浄化装置31の溶損が発生する。
以下、再生動作一部停止制御を
図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0068】
ステップS423では、ポスト噴射が行われる。
ステップS425では、負荷検出部11bで検出されたエンジン11の負荷が負荷設定値以下か否かが判定される。エンジン11の負荷が負荷設定値以下(YES)の場合、ステップS427に進み、排気ブレーキ39が作動する。同負荷が負荷設定値を超える場合(NOの場合)、ステップS429に進み、排気ブレーキ39が非作動とされる。ステップS427及びS429の次に、F2aを介して
図2に示すステップS201に進む。
【0069】
(フローB:S501〜S531)
図5に示すフローBは、ススの堆積量が堆積量レベルBのときのフローである。フローBでは、上述した、手動再生制御、手動再生中断制御、手動再生再開制御、及び手動停止制御が行われる。
【0070】
ステップS501では、再生許可信号が「1」か否か(再生動作中か否か)が判定される。再生許可信号が「0」の場合(再生動作が停止中の場合、NOの場合)、ステップS511に進む。再生許可信号が「1」の場合(再生動作中の場合、YESの場合)、ステップS512に進む。なお、再生動作中に操作部41の操作が行われることにより再生動作が中断した場合は、再生許可信号は「1」(YES)である。
【0071】
ステップS511〜S515の動作は次の通りである。
手動再生ボタン45が「ON」であり(S511又はS512でYES)、かつ、クレーン操作およびアクセル操作のいずれもない(S515でNO)場合、ステップS520に進み、再生動作が行われる。
手動再生ボタン45が「OFF」(S511又はS512でNO)の場合、F6aを介して、
図6に示すステップS601に進み、再生動作を停止させる。また、クレーン操作およびアクセル操作少なくともいずれかがある場合(
図5に示すS515でYESの場合)、F6aを介して、
図6に示すステップS601に進み、再生動作を停止させる。
なお、再生動作中(
図5に示すS501でYES)、かつ、手動再生ボタン45が「OFF」(S512でNO)の場合、再生許可信号が「0」とされる(S513)。
【0072】
ステップS520では、再生許可信号が「1」とされる。
ステップS521では、エンジン11の回転数が制限される。エンジン11の回転数は、例えば870rpmに固定される。これにより、排気ガスの量を確保できるとともに、エンジン11の排気温度を上げやすい。よって、再生動作を確実に行える。
ステップS523では、ポスト噴射が行われる。
ステップS525では、ステップS425と同様、エンジン11にかかる負荷が負荷設定値以下か否かが判定される。同負荷が負荷設定値以下(YES)の場合、ステップS527に進み、排気ブレーキ39を作動させ(S527)、ステップS531に進む。同負荷が負荷設定値を超える(NO)の場合、F6aを介して
図6に示すステップS601に進み、再生動作を停止させる。
【0073】
ステップS531では、
図5に示すように、再生動作が完了したか否かが判定される。再生動作が完了していない場合(NOの場合)、F2bを介して
図2に示すステップS204に進む。再生動作が完了した場合(YESの場合)、F2cを介して
図2に示すステップS551に進む。
【0074】
(ステップS551〜S554:再生動作完了時の動作)
図2に示すように、再生動作が完了した場合の動作は次の通りである。
ステップS551では、クレーン操作が有効とされる。
ステップS552では、エンジン11の回転数が所定値(例えばLowアイドル回転数)とされた後、アクセル操作が有効とされる。
ステップS553では、ポスト噴射が停止される。
ステップS554では、排気ブレーキ39が非作動とされる。
【0075】
(ステップS601〜S603:再生動作中断時の動作)
図6に示すように、再生動作を中断させるときの動作は次の通りである。
ステップS601では、アクセル操作が有効にされる。
ステップS602では、排気ブレーキ39が非作動とされる。
ステップS603では、ポスト噴射が停止される。次に、F2bを介して、
図2に示すステップS204に進む。
【0076】
(フローC:S701〜S731)
図7に示すフローCは、ススの堆積量が堆積量レベルCのときのフローである。フローCでは、上述したアクセル無効制御が行われる。フローCのフローB(
図5参照)との相違点は、フローCにはステップS716がある点である(
図7の破線部分参照)。なお、フローB(
図5参照)とフローCとで共通するステップは、フローBとフローCとで符号の下二桁を同一としている(フローCと
図8に示すフローDとで共通するステップ、及び、フローDと
図9に示すフローEとで共通するステップについても、符号の下二桁を同一としている。
【0077】
図7に示すように、再生動作中(S701でYES)かつ、手動再生ボタン45が「ON」(S712でYES)の場合、ステップS716に進む。
ステップS716では、クレーン操作またはアクセル操作の少なくともいずれかがあるか否かが判定される。クレーン操作およびアクセル操作のいずれもない場合(NOの場合)、ステップS720に進み、再生動作が行われる(再生動作が継続される)。クレーン操作またはアクセル操作のいずれかがある場合(YESの場合)、F6bを介して
図6に示すステップS751に進む。
【0078】
ステップS751では、エンジン11の回転数が制限される。具体的には、エンジン11の回転数がLowアイドルに固定され、アクセル操作は無効とされる。
ステップS752では、排気ブレーキ39が非作動とされる。
ステップS753では、ポスト噴射が停止される。次に、F2bを介して、
図2に示すステップS204に進む。
【0079】
(フローD:S801〜S831)
図8に示すフローDは、ススの堆積量が堆積量レベルDのときのフローである。フローDでは、上述した手動再生切換無効制御が行われる。フローDのフローC(
図7参照)との相違点は、
図8の破線部である。相違点は、ステップS801でYESの場合(再生動作中)にステップS820に進む(
図7に示すステップS712、S713、及びS716がない)点と、
図8に示すステップS822がある点と、
図7に示すステップS725がない点(あってもよい)と、である。
【0080】
ステップS801では、
図8に示すように、再生動作中(YESの場合)であれば、ステップS820に進み、再生動作を継続する。このとき、手動再生ボタン45が「ON」か「OFF」か(
図7のS712)は判断されない。また、クレーン操作またはアクセル操作があるか否か(
図7のS716)は判断されない。フローDでは、再生動作の中断を行うステップ(ロジック)がない(後述するフローEも同様)。
【0081】
ステップS822では、クレーン操作が無効とされる。すなわち、再生動作中は、アクセル操作(S821)もクレーン操作も無効とされる。
【0082】
(フローE:S903〜S931)
図9に示すフローEは、ススの堆積量が堆積量レベルEのときのフローである。フローEでは、上述した強制再生制御が行われる。フローEのフローD(
図8参照)との相違点は、
図9の破線部である。相違点は、
図8のステップS801に代えて
図9のステップS903がある点と、
図8のステップS811がない点である。
【0083】
ステップS903では、
図9に示すように、強制再生制御による再生動作中(強制再生中)か否かが判断される。強制再生中の場合(YESの場合)、ステップS920に進み、再生動作が継続される。この場合、手動再生ボタン45が「ON」か「OFF」かの判断(
図8のS811)はされない。強制再生中でない場合(NOの場合)、ステップS915に進み、
図8に示すステップS815と同様にクレーン操作またはアクセル操作があるか否かが判定される。
【0084】
(効果1(発明1))
次に、
図1に示す排気浄化制御装置1による効果を説明する。排気浄化制御装置1は、エンジン11と、エンジン11を駆動源とするアクチュエータ23と、アクチュエータ23又はエンジン11を操作者が操作するための操作部41と、操作部41の操作の有無を検出する操作検出部43と、エンジン11の排気中のススを捕捉する浄化装置31と、浄化装置31に捕捉されたススの堆積量を検出する堆積量検出部33と、再生動作(浄化装置31に捕捉されたススを燃やして浄化装置31を再生する動作)を行う再生部36と、再生動作の制御を行う制御部50と、を備える。
[構成1]制御部50は、堆積量検出部33に検出されるススの堆積量が多くなるに従って、操作部41による操作を優先させる制御から、再生動作を優先させる制御に段階的に切り換える。
【0085】
上記[構成1]では、ススの堆積量が少ないほど操作(操作部41による操作)を優先させる制御が行われるので、建設機械の作業性を確保できる(操作部41を操作することによる作業を行いやすい)。また、上記[構成1]では、ススの堆積量が多いほど再生動作を優先させる制御が行われるので、浄化装置31の再生の機会が確保される(再生動作を完了させやすい)。その結果、浄化装置31のスス詰まりを抑制できる。
上記[構成1]では、ススの堆積量が多くなるに従って、再生動作の優先度に比べ、操作部41による操作の優先度が下がっていく。よって、再生動作するように操作者は促される。さらに詳しくは、操作者は、ススの堆積量が多くなっていることに気付きやすい。また、操作者は、ススの堆積量が少ない段階で(操作の優先度が高いうちに)再生動作を行おうと考えやすい。これらのように、再生動作するように操作者は促されるので、浄化装置31の再生の機会が確保されやすい。また、堆積量が少ない段階で操作者が再生動作を行う場合は、堆積量が多い段階で再生動作を行う場合に比べ、短い時間で再生動作が完了する。その結果、作業性をより確保できる。
【0086】
(効果2(発明2))
制御部50が行う制御には、自動再生制御がある(
図4参照)。自動再生制御は、以下の動作を行う制御である。
[構成2−1]操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出されているときに(
図4のS415でNO)、再生部36に再生動作を行わせる。
[構成2−2]操作部41の操作があることが操作検出部43に検出されているときに(
図4のS415でYES)、再生部36の再生動作を停止させる(
図3のフローX参照)。
【0087】
上記[構成2−1]により、操作者が再生動作を意識しなくても、再生動作が自動的に行われる。よって、浄化装置31の再生の機会を確保できる。
上記[構成2−2]では、再生動作よりも操作部41の操作が優先される。よって、作業性を確実に確保できる。
【0088】
(効果3(発明5))
排気浄化制御装置1は、再生動作をするかしないかを操作者が選択するための手動再生ボタン45(手動再生切換手段)を備える。制御部50が行う制御には、手動再生制御(
図5等参照)がある。手動再生制御は、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出され(
図5のS515でNO)、かつ、手動再生ボタン45により再生動作をすることが選択されているとき(
図5のS511又はS512でYES)、再生部36に再生動作を行わせる制御である。
【0089】
この手動再生制御で再生動作を行うには、操作者は、手動再生ボタン45で再生動作をすることを選択する(ONにする)必要がある。よって、手動再生制御で再生動作を行うには、再生動作を行おうという操作者の意思が必要である。一方、自動的に再生動作が開始される場合(例えば自動再生制御)は、操作者の意思が不要である。よって、手動再生制御では、自動的に再生動作が開始される場合(例えば自動再生制御)に比べ、ススの堆積量がたまっていることを操作者は意識しやすい。その結果、手動再生制御では、再生動作するように操作者を促すことができる。
【0090】
(効果4(発明6))
制御部50が行う制御には、手動再生中断制御がある。手動再生中断制御は、手動再生制御により再生動作を再生部36が行っているときに(
図5のS501でYES)、操作部41の操作があることが操作検出部43に検出された場合(
図5のS515でYES)、再生部36の再生動作を停止させる制御である。
【0091】
この手動再生中断制御では、操作部41の操作が再生動作よりも優先される。よって、作業性を確実に確保できる。
【0092】
(効果5(発明7))
操作部41は、エンジン11の回転数を操作者が操作するためのアクセル操作部41aを備える。制御部50が行う制御には、アクセル無効制御(
図6のF6b等参照)がある。アクセル無効制御は、手動再生中断制御により再生部36の再生動作を停止させるとき(
図7のS716でYES)、アクセル操作部41aによる操作を無効にするとともにエンジン11の回転数を規制する制御である(
図6のS751)。
【0093】
このアクセル無効制御では、アクセル操作部41aによる操作の無効およびエンジン11の回転数の規制がない場合に比べ、より再生動作が優先される。よって、操作者は、アクセル無効制御がない制御(操作優先側の制御)から、アクセル無効制御がある制御(再生動作優先側の制御)に移ったことに気付きやすい。その結果、操作者は、ススの堆積量が多くなっていることに気付きやすい。
【0094】
(効果6(発明8))
制御部50が行う制御には、手動再生再開制御(
図5参照)がある。手動再生再開制御は、手動再生中断制御により再生動作が停止されているときに(このとき再生許可信号が「1」であり、
図5のS501でYES)、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出された場合(
図5のS515でNO)、かつ、手動再生ボタン45により再生動作をすることが選択されているとき(S512でYES)、再生部36に再生動作を再開させる制御である。
【0095】
この手動再生再開制御では、操作部41の操作があることにより再生動作が中断した後(手動再生中断制御の後)、操作部41の操作がなくなると再生動作が再開される。よって、浄化装置の再生の機会を確保できる。例えば、操作者が意図せずに操作部41を「操作あり」の状態にした場合(操作者の気付かないところでクレーン操作部41cが何かに当たった場合等)でも、操作部41の操作がない状態になれば、再生動作を再開させることができる。
【0096】
(効果7(発明9))
制御部50が行う制御には、手動再生手動停止制御(
図5参照)がある。手動再生手動停止制御は、手動再生ボタン45により再生動作をしないこと(「OFF」)が選択されたとき(
図5のS512でNO)、再生部36の再生動作を停止させる制御である(
図5のS513等)。
【0097】
この手動再生手動停止制御では、操作者は再生動作を手動で(手動再生ボタン45の操作で)停止させることができる。よって、作業性を確保できる。また、緊急時の退避ができる。「緊急時の退避」には、例えば、急遽ブームを動かす必要が生じた場合にブームを動かす、等がある。
【0098】
(効果8(発明10))
制御部50が行う制御には、操作無効制御(
図8参照)がある。操作無効制御は、手動再生制御により再生部36が再生動作を行うとき(
図8のS820等参照)、操作部41による操作を無効にし(
図8のS821及びS822)、操作部41による操作の有無にかかわらず再生部36に再生動作を行わせる制御である(フローDでは、
図7のS716の判断がされない)。
【0099】
この操作無効制御では、操作部41による操作に対して、再生動作を優先させる。よって、浄化装置の再生の機会を確保でき、再生動作を確実に完了させやすい。
【0100】
(効果9(発明11))
制御部50が行う制御には、手動再生切換無効制御(
図8参照)がある。手動再生切換無効制御は、手動再生制御により再生部36が再生動作を行うとき(
図8のS801でYES)、手動再生ボタン45の選択の状態にかかわらず再生部36に再生動作を行わせる制御である(
図8のフローDでは、
図7のS712の判断がされない)。
【0101】
この手動再生切換無効制御では、操作部41による操作に対して、再生動作を優先させる。よって、浄化装置31の再生の機会を確保でき、再生動作を確実に完了させやすい。
【0102】
(効果10(発明12))
排気浄化制御装置1は、再生動作をするかしないかを操作者が選択するための手動再生ボタン45を備える。制御部50が行う制御には、強制再生制御(
図9参照)がある。強制再生制御は、操作検出部43の検出の状態にかかわらず、かつ、手動再生ボタン45の選択の状態にかかわらず、再生部36に再生動作を行わせる制御である(
図9のフローEでは、
図7のS711、S712、S715、S716の判断がされない)。
【0103】
この強制再生制御では、浄化装置31の再生の機会を確実に確保でき、再生動作を確実に完了させやすい。
【0104】
(効果11(発明13))
エンジン11は、エンジン11の負荷を検出する負荷検出部11bを備える。制御部50には、負荷設定値が設定される。制御部50が行う制御には、再生動作一部停止制御(
図4等参照)がある。再生動作一部停止制御は、再生動作中に負荷検出部11bが検出した負荷が負荷設定値を超えるとき(
図4のS425でNO)、再生部36の動作の少なくとも一部を停止させる(
図4のS429)制御である。
【0105】
この再生動作一部停止制御により、エンジン11に負荷がかかりすぎることを抑制できる。よって、エンジン11がエンストになりそうになったときの多量のススの排出を抑制できる。よって、浄化装置31へのススの堆積を抑制できる。よって、浄化装置31のスス詰まりを抑制できる。また、多量のススが一気に燃え広がることによる浄化装置31の溶損を抑制できる。
【0106】
(第2実施形態)
図12〜
図17を参照して、第2実施形態の排気浄化制御装置101について、第1実施形態との相違点を説明する。相違点は次の通りである。
図12に示すように、排気浄化制御装置101は、第1実施形態の排気ブレーキ39(
図1参照)に代えて、負荷掛け装置139を備える。排気浄化制御装置101は、第1実施形態にはない微速機能スイッチ147(自動再生自動停止選択スイッチ、吐出流量設定スイッチ)を備える。第2実施形態のクレーン側制御部153の動作は、第1実施形態のクレーン側制御部53(
図1参照)の動作と異なる。以下、上記相違点をさらに説明する。なお、排気浄化制御装置101の構成要素やステップのうち、第1実施形態との共通点については、同一の符号を付し、説明を省略した。
【0107】
排気浄化制御装置101は、例えばクローラクレーンに用いられる(ホイールクレーンに用いられてもよい)。
【0108】
(負荷掛け装置139)再生部36は、管路22(後述)に圧力を発生させることでエンジン11に負荷を掛ける負荷掛け装置139を備える。負荷掛け装置139は、エンジン11の排気温度を上げるために、エンジン11に負荷を掛ける。負荷掛け装置139は、再生動作に必要な負荷をエンジン11に掛ける。負荷掛け装置139は、ポンプ21の吐出圧を上昇させる装置である。負荷掛け装置139は、ポンプ21とコントロールバルブ25との間(ポンプ21とコントロールバルブ25とをつなぐ管路22上)に配置される。負荷掛け装置139は、バルブ(負荷掛けバルブ)である。負荷掛け装置139は、「作動」と「非作動」とを切換可能である。「作動」状態の負荷掛け装置139は、管路22に圧力を発生させる(負荷掛け動作を行う)。「非作動」状態の負荷掛け装置139は管路22に圧力を発生させない(負荷掛け動作を行わない)。再生部36による再生動作は、ポスト噴射部37でのポスト噴射と、負荷掛け装置139の作動と、の少なくとも一方により行われる。負荷掛け装置139を用いた再生動作では、ポンプ21の吐出流量は、例えば最大値(略最大値でもよい)に設定される。ポンプ21の吐出流量の制御は、吐出流量制御装置21aにより行われる。吐出流量制御装置21aは、ポンプ21の吐出流量を制御する装置であり、例えばバルブである。吐出流量制御装置21aは、クレーン側制御部153に制御される。
【0109】
(微速機能スイッチ147)操作関係機器類41〜45・147には、操作部41と、操作検出部43と、手動再生ボタン45と、微速機能スイッチ147と、がある。微速機能スイッチ147は、建設機械の運転室内(図示なし)に設けられる。微速機能スイッチ147は、例えば、タッチパネル上のスイッチであり、また例えば押ボタンスイッチでもよい。
【0110】
この微速機能スイッチ147(自動再生自動停止選択スイッチ、吐出流量設定スイッチ)は、微速機能を用いるか否か(微速機能ONか微速機能OFFか)を操作者が選択するためのスイッチである。微速機能とは、アクチュエータ23の微速操作を行いやすくするための機能である。具体的には、微速機能スイッチ147により「微速機能ON」が選択された場合、ポンプ21の吐出流量が規制され、例えばポンプ21の吐出流量が最小値(略最小値でもよい)に設定される。このように、微速機能スイッチ147は、吐出流量設定スイッチでもある。吐出流量設定スイッチとは、ポンプ21の吐出流量に影響を及ぼす機能に関する選択をするためのスイッチである。また、微速機能スイッチ147は、自動再生自動停止選択スイッチでもある。自動再生自動停止選択スイッチとは、スイッチの選択状態に応じて、自動再生自動停止機能(後述)を用いるか否か(自動再生自動停止機能ONか否か)が切り換わるスイッチである。
【0111】
クレーン側制御部153(機械側制御部)は、負荷掛け装置139の動作を制御する。クレーン側制御部153は、負荷掛け装置139に対して、再生動作(負荷掛け動作)をするかしないかを指示する。クレーン側制御部153は、エンジン側制御部51からの再生動作の要求に対して、再生動作を許可するか否かを判定する。クレーン側制御部153には、負荷検出部11b、操作検出部43、手動再生ボタン45、および微速機能スイッチ147から検出結果や選択結果が入力される。
【0112】
なお、
図1に示す第1実施形態ではアクセル操作部41aの出力信号が、エンジン側制御部51に入力された。一方、
図12に示す第2実施形態ではアクセル操作部41aの出力信号は、エンジン側制御部51に入力されず、アクセル操作検出部43aを介してクレーン側制御部153に入力される。
【0113】
(堆積量レベルに応じた再生動作の制御))
制御部50(クレーン側制御部153)は、堆積量レベルやエンジン側制御部51からの要求に応じて、再生部36による再生動作の制御を切り換える。制御部50には、例えば、A未満、A、B、D、及びEの合計5の体積量レベルが設定される。表2に示すように、制御部50は、A未満、A、B、D、及びEの堆積量レベルに応じて、再生動作の開始及び停止の条件を変える。
【0115】
(堆積量レベルA以上)
第1実施形態では、堆積量レベルA以上のときの再生動作開始の条件には、「操作部41(
図1参照)の操作がない」ことが含まれた。第2実施形態では、上記「操作部41の操作がない」には、「操作部41の操作が無効である」(後述)ことが含まれる。再生動作開始の条件に操作部41の操作がない(又は無効である)ことが含まれる理由は、操作部41の操作中に再生動作が開始されることによる、アクチュエータ23の動作の急変を防ぐためである。この急変は次のように起こる。負荷掛け装置139を作動させると、ポンプ21に負荷がかかる。そのため、エンジン11の回転数やクレーン操作が安定していても、ポンプ21の吐出流量が変化する。その結果、アクチュエータ23の動作の急変が発生する。
【0116】
(堆積量レベルA:自動再生制御、自動再生手動停止制御)
堆積量レベルA(自動再生領域)のときは、再生動作が自動的に開始される。堆積量レベルAのときは、再生動作よりも操作部41の操作を優先させる。第1実施形態では、堆積量レベルAのとき、再生動作中にクレーン操作またはアクセル操作があると、再生動作が一時的に停止された。一方、第2実施形態では、この制御(再生動作中にクレーン操作またはアクセル操作があると、再生動作が一時的に停止されるという制御)は行われない。第2実施形態では、「自動再生自動停止機能ON」(後述)のときにクレーン操作があると、再生動作が一時的に停止される。「自動再生自動停止機能OFF」のときはクレーン操作があっても、再生動作は一時停止されない。さらに詳しくは、堆積量レベルAのときは、制御部50は次の自動再生制御(第2実施形態の自動再生制御)を行う。
【0117】
第2実施形態の自動再生制御は、第1実施形態と同様に、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出されているときに再生部36に再生動作を開始させる制御である。さらに、第2実施形態の自動再生制御は、操作部41の操作があることが操作検出部43に検出されているとき、かつ、自動再生自動停止機能(後述)を用いること(自動再生自動停止機能ON)が自動再生自動停止選択スイッチ(微速機能スイッチ147)により選択されているときに、再生部36による再生動作を停止させる制御である。自動再生自動停止機能とは、自動再生領域のときに、操作部41の操作があることが操作検出部43に検出されているときに、再生部36による再生動作を停止させる(一時的に停止させる)機能である。
【0118】
自動再生自動停止機能のONおよびOFFは、微速機能(ポンプ21の吐出流量に影響を及ぼす機能)のONおよびOFFと連動する。これらを連動させる理由は次の通りである。上記のように、微速機能を用いる場合は、ポンプ21の吐出流量が規制される。一方、負荷掛け装置139を用いた再生動作を行う場合は、ポンプ21の吐出流量を大きく(再生動作に必要な流量以上に)設定する必要がある。そこで、微速機能(吐出流量小)と再生動作(吐出流量大)とのうち一方を優先させる。具体的には、微速機能ONが微速機能スイッチ147より選択されているとき、制御部50は、自動再生自動停止機能をONとする(自動再生自動停止機能を用いる)。微速機能OFFが微速機能スイッチ147により選択されているとき、制御部50は、自動再生自動停止機能をOFFとする(自動再生自動停止機能を用いない)。この制御で再生動作が停止(一時的に停止)した場合、微速機能が動作する。具体的には、ポンプ21の吐出流量が規制(例えば最小値に設定)された状態で、操作部41の操作が可能となる。また、この制御で再生動作が停止した後、操作部41の操作が無いことが操作検出部43に検出されると、制御部50は再生部36に再生動作を再開させる。具体的には、ポンプ21の吐出流量が例えば最大値に設定され、再生部36(負荷掛け装置139)が作動状態となる。
【0119】
(堆積量レベルB・D:手動再生制御、手動再生時操作無効制御)
堆積量レベルB・D(手動再生領域)のときは、制御部50は、手動再生制御(第1実施形態と同様)と、手動再生時操作無効制御と、を行う。手動再生時操作無効制御は、手動再生領域のとき、かつ、再生動作が行われているとき、操作部41による操作を無効にする制御である。手動再生時操作無効制御では、制御部50(クレーン側制御部153)は、操作部41の指令を受け付けない(建設機械を操作できない状態とする)(操作部41を操作してもアクチュエータ23が作動しないようにする)(再生動作を優先させる)。一方、手動再生領域のとき、かつ、再生動作が行われていないとき、制御部50は、操作部41による操作を有効にする。
【0120】
(堆積量レベルB:手動再生手動停止制御)
堆積量レベルBのときは、再生動作(手動再生)の中断及び再開が可能である。堆積量レベルBのときは、制御部50は、第1実施形態で行われた手動再生中断制御および手動再生再開制御を行わず、第1実施形態とほぼ同様の手動再生手動停止制御を行う。手動再生手動停止制御は、第1実施形態と同様に、手動再生ボタン45が「OFF」になると、再生動作を中断させる制御である。第2実施形態では、手動再生ボタン45が「OFF」になったとき、負荷掛け装置139の再生動作を停止させ、操作部41による操作を有効にする(アクチュエータ23の動作停止を解除する)。
【0121】
なお、第1実施形態において堆積量レベルCのときに行われたアクセル無効制御は、第2実施形態では行われない。
【0122】
(堆積量レベルD:手動再生手動停止無効制御
(手動再生切換無効制御))
堆積量レベルDのときは、再生動作の中断が禁止される。堆積量レベルDのときは、第1実施形態で行われた操作無効制御は行われず、手動再生手動停止無効制御(第1実施形態の手動再生切換無効制御とほぼ同様の制御)が行われる。手動再生手動停止無効制御は、手動再生ボタン45が一度「ON」となり手動再生制御が開始されたとき、上記の手動再生手動停止制御を無効とする制御である。具体的には、手動再生ボタン45が一度「ON」となり手動再生制御が開始されると、手動再生ボタン45を「OFF」にしても再生動作が中断しない(「OFF」を受け付けない)。
【0123】
(堆積量レベルE:強制再生制御)
堆積量レベルE(強制再生領域)のときは、第1実施形態と同様に、操作部41の操作がない場合、手動再生ボタン45が「OFF」であっても自動で再生動作が開始される。さらに、このときは、再生動作の中断が禁止される。
【0124】
(フローチャート)
図13〜
図17に示すフローチャートを参照して、排気浄化制御装置101(
図12参照)の動作(ステップS1301〜S1931)について、第1実施形態との相違点をより詳しく説明する(以下、排気浄化制御装置101の各構成要素については
図12を参照)。
【0125】
(堆積量レベルの判定:S1301〜S1306)
図13に示すように、第2実施形態のステップS1301〜S1306では、第1実施形態のステップS201〜S206(
図2参照)とほぼ同様に、堆積量レベルが判定される。ススの体積量が体積量レベルA未満の場合(S1301でYES)、ステップS1301に戻る(第2実施形態では
図3に示すフローXはない)。第2実施形態では堆積量レベルCが設定されないので、堆積量レベルCか否かの判定(
図2のS205参照)は行われない。
【0126】
(フローA:S1401〜S1431)
図14に示すフローAでは、自動再生制御(上述)が行われる。
ステップS1401では、再生許可信号が「1」とされる。
ステップS1402では、ポスト噴射が開始される(上記のように、既にポスト噴射が開始されている場合、ポスト噴射を継続させる)。
ステップS1411では、微速機能がONか否か(自動再生自動停止機能がONか否か)が判定される。微速機能OFFの場合(NOの場合)、ステップS1421に進む。微速機能ONの場合(YES)の場合、ステップS1425に進む。
【0127】
ステップS1421およびステップS1425では、クレーン操作があるか否かが判定される。クレーン操作がない場合(NOの場合)、再生動作が行われる。具体的には、制御部50は、負荷掛け装置139を作動させ(S1422)、ポンプ21の吐出流量を最大とする(S1423)。微速機能OFF(S1411でNO)かつクレーン操作がある場合(S1421でYESの場合)、ステップS1431に進む。微速機能ON(S1411でYES)かつクレーン操作がある場合(S1425でYESの場合)、ポンプ21の吐出流量が最小に設定され(自動再生自動停止機能により再生動作が一時停止され)、微速機能を用いてクレーン操作が行われる。
【0128】
ステップS1431では再生動作が完了したか否かが判定される(
図5のステップS531と同様)。再生動作が完了した場合、
図13のステップS1451に進む。再生動作が完了していない場合、ステップS1301に戻る。
【0129】
(ステップS1451〜S1456:再生動作完了時の動作)
図13に示すように、再生動作が完了した場合の動作は次の通りである。
ステップS1451では、再生許可信号が「0」に設定される。
ステップS1452では、ポスト噴射が停止される。
ステップS1453では、ポンプ21の吐出流量が例えば最小に設定される。
ステップS1454では、負荷掛け装置139が「非作動」状態とされる。
ステップS1455では、エンジン11の回転数の制限(固定)が解除される。
ステップS1456では、クレーン操作の制限が解除される。
【0130】
(フローB:S1501〜S1531)
図15に示すフローBでは、上述した、手動再生制御、手動再生時操作無効制御、および手動再生手動停止制御が行われる。
【0131】
ステップS1501では、第1実施形態のステップS501(
図5参照)と同様に、再生許可信号が「1」か否か(再生動作中か否か)が判定される。再生許可信号が「0」の場合(再生動作停止中、NOの場合)、ステップS1511に進む。再生許可信号が「1」の場合(再生動作中、YESの場合)、ステップS1513に進む。
【0132】
ステップS1511およびS1512の動作は次の通りである。クレーン操作がある場合(S1511でYES)、ステップS1451(
図13参照)に進む(再生動作が行われない)。クレーン操作がなく(S1511でNO)かつ手動再生ボタン45が「OFF」の場合(S1512でNO)、ステップS1451に進む(再生動作が行われない)。クレーン操作がなく(S1511でNO)かつ手動再生ボタン45が「ON」の場合(S1512でYESの場合)、ステップS1520に進み、再生動作が行われる。
【0133】
ステップS1513の動作は次の通りである。再生動作中(S1501でYES)に、手動再生ボタン45が「OFF」になると(S1513でNO)、再生動作が停止され(S1514)(手動再生手動停止制御)、ステップS1451(
図13参照)に進む。再生動作中(S1501でYES)に、手動再生ボタン45が「ON」の場合(S1513でYESの場合)、ステップS1511に進む。
【0134】
再生動作が行われる場合(S1512でYESの場合)の動作は次の通りである。
ステップS1520では、再生許可信号が「1」に設定される。
ステップS1521では、ポスト噴射が開始される。
ステップS1522では、クレーン操作の制限が開始される(手動再生時操作無効制御)。
ステップS1523では、エンジン11の回転数が例えば1000rpmに固定される。
ステップS1524では、負荷掛け装置139が「作動」状態とされる。
ステップS1525では、ポンプ21の吐出流量が例えば最大に設定される。
ステップS1531では、ステップS1431(
図14参照)と同様に、再生動作が完了したか否かが判定される。
【0135】
(フローD:S1801〜S1831)
図16に示すフローDでは、上記の手動再生手動停止無効制御が行われる。
ステップS1801では、ステップS1501(
図15参照)と同様に、再生許可信号が「1」か否かが判定される。再生許可信号が「1」の場合(再生動作中、YESの場合)、ステップS1820に進み、再生動作が継続される。再生許可信号が「0」(再生動作停止中)の場合、ステップS1811に進む。
【0136】
ステップS1811およびS1812の動作は次の通りである。クレーン操作がある(S1811でYES)か、手動再生ボタン45が「OFF」(S1812でNO)か、の少なくともいずれかの場合、再生動作は行われず、ステップS1451(
図13参照)に進む。クレーン操作がなく(S1811でNO)かつ手動再生ボタン45が「ON」の場合(S1812でYESの場合)、ステップS1820に進み、再生動作が開始される。
【0137】
ステップS1820〜ステップS1831の動作は、
図15に示すステップS1520〜S1531の動作と同じである。
【0138】
(フローE:S1901〜S1915)
図17に示すフローEでは、上記の強制再生制御が行われる。
ステップS1901およびS1915の動作は次の通りである。再生許可信号が「0」(再生動作停止中、S1901でNO)かつ、クレーン操作がある場合(S1915でYESの場合)、再生動作が開始されず、ステップS1451(
図13参照)に進む。再生許可信号が「0」(再生動作停止中、S1901でNO)かつ、クレーン操作がない場合(S1915でNOの場合)、ステップS1920に進み、再生動作が開始される。再生許可信号が「1」(再生動作中、S1901でYES)の場合、ステップS1920に進み、再生動作が継続される。
【0139】
ステップS1920〜ステップS1931の動作は、
図15に示すステップS1520〜S1531の動作と同じである。
【0140】
(効果12(発明3))
図12に示す第2実施形態の排気浄化制御装置101による効果を説明する。排気浄化制御装置101は、自動再生自動停止機能を用いるか否かが切り換わる自動再生自動停止選択スイッチ(微速機能スイッチ147)を備える。制御部50が行う制御には、自動再生制御がある(
図14参照)。
[構成12−1]自動再生制御は、操作部41の操作がないことが操作検出部43に検出されているときに(
図14のS1421でNOまたはS1425でNO)、再生部36に再生動作を行わせる制御である。
[構成12−2]自動再生制御は、操作部41の操作があることが操作検出部43に検出されているとき(
図14のS1425でYES)、かつ、自動再生自動停止機能を用いること(自動再生自動停止機能ON(微速機能ON))が自動再生自動停止選択スイッチ(微速機能スイッチ147)により選択されているときに(
図14のS1411でYES)、再生部36の再生動作を停止させる制御である(
図14のS1426参照)。
【0141】
上記[構成12−1]により、操作者が再生動作を意識しなくても、再生動作が自動的に行われる。よって、浄化装置31の再生の機会を確保できる。
上記[構成12−2]では、自動再生自動停止機能がONの場合、再生動作よりも操作部41の操作が優先される。よって、作業性を確実に確保できる。
【0142】
(効果13(発明4))
排気浄化制御装置101は、エンジン11に駆動されるポンプ21と、吐出流量設定スイッチ(微速機能スイッチ147)と、を備える。
[構成13−1]吐出流量設定スイッチ(微速機能スイッチ147)は、ポンプ21の吐出流量に影響を及ぼす機能に関する選択をするためのスイッチである。
[構成13−2]再生部36は、ポンプ21に負荷を掛けることでエンジン11に負荷を掛けることにより再生動作を行う負荷掛け装置139を備える。
[構成13−3]吐出流量設定スイッチ(微速機能スイッチ147)は、自動再生自動停止選択スイッチ(上記[構成12−2]参照)である。
【0143】
上記[構成13−2]の構成では、負荷掛け装置139で再生動作を行うために、ポンプ21に負荷が掛けられる。このとき、再生動作を適切に行える程度に、ポンプ21の吐出流量を大きくする必要がある。一方、上記[構成13−1]の吐出流量設定スイッチの操作により、ポンプ21の吐出流量に影響が及ぶ場合がある。そのため、吐出流量設定スイッチにより選択される機能(例えば微速機能)か、負荷掛け装置139による再生動作か、のどちらかを優先させる必要が生じる場合がある。そこで、上記[構成13−3]では、吐出流量設定スイッチ(微速機能スイッチ147)は、自動再生自動停止選択スイッチ(上記[構成12−2]参照)でもある。よって、吐出流量設定スイッチ(微速機能スイッチ147)による選択の状態に、自動再生自動停止機能のONおよびOFFを連動させることができる。よって、吐出流量設定スイッチによるポンプ21の吐出流量の設定(例えば最小流量)を優先させるか、負荷掛け装置139による再生動作(例えば最大流量)を優先させるか、を適切に切り換えることができる。
【0144】
(変形例)
上記の第2実施形態では、微速機能スイッチ147が、自動再生自動停止選択スイッチかつ吐出流量設定スイッチであった。しかし、自動再生自動停止選択スイッチや吐出流量設定スイッチとして、微速機能スイッチ147に加えて(または代えて)、他のスイッチが設けられてもよい。「他のスイッチ」には、例えば、作業モード切替スイッチや、ドラムブレーキ切替スイッチなどが含まれてもよい。また、上記「他のスイッチ」には、例えば、過負荷防止装置解除スイッチ、および、過負荷防止装置冗長スイッチなどがある。例えば、過負荷防止装置解除スイッチにより、過負荷防止装置が解除された場合(過負荷防止装置解除機能ONの場合)、上記の自動再生自動停止機能がONとなる(自動再生領域のときに操作部41の操作があると再生動作が一時的に停止する)。過負荷防止装置解除機能OFFの場合、自動再生自動停止機能がOFFとなる。また例えば、過負荷防止装置冗長スイッチにより、過負荷防止装置冗長機能(後述)を用いることが選択された場合(過負荷防止装置冗長機能ONの場合)上記の自動再生自動停止機能がONとなる。過負荷防止装置冗長機能OFFの場合、上記の自動再生自動停止機能がOFFとなる。なお、過負荷防止装置冗長機能とは、過負荷防止装置が故障したときに、過負荷防止装置の最低限の機能のみを働かせることにより、建設機械の最低限の作業(クレーン作業など)を行えるようにする機能である。
【0145】
図1や
図12に示すブロック図の各機器間の接続は適宜変更してもよい。また、
図2〜9及び
図13〜
図17に示すフローチャートの各ステップの順序は適宜変更してもよい。また、第1実施形態の構成や制御の全部または一部と、第2実施形態の構成や制御の全部または一部と、を組み合わせてもよい。