特開 2024-159002 作業機械の制御方法、プログラム、制御システム、及び作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159002

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】作業機械の制御方法、プログラム、制御システム、及び作業機械

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/00 20060101AFI20241031BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20241031BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20241031BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

F02D29/00 B

F01N3/023 A

E02F9/00 M

E02F9/22 Q

E02F9/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074705

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蒲田 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 勝也

(72)【発明者】

【氏名】竹田 一基

(72)【発明者】

【氏名】川口 大輔

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

3G093

3G190

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB01

2D003BA08

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB02

2D003DB06

2D015CA02

3G093AA10

3G093BA04

3G093DA02

3G093DA05

3G093DA14

3G093DB09

3G093DB21

3G093DB22

3G093EA02

3G093EA03

3G093EB06

3G093EB07

3G093EC04

3G190DA04

3G190DA39

3G190DB02

3G190DB12

3G190DB32

3G190DB67

3G190DC11

3G190EA01

3G190EA02

3G190EA14

3G190EA24

3G190EA26

3G190EA53

(57)【要約】

【課題】機関室内部の過剰な温度上昇を抑制する。
【解決手段】エンジン３２を収容する機関室３０内に外気を取り込むファン３２１の回転数がエンジン３２の回転数Ｎとともに変化する作業機械１の制御方法は、エンジン３２の排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部６８を排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、定常状態から特定状態に変化すると、エンジン３２の駆動により油圧ポンプ６１から吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、第１制御及び第２制御が同時に実行されると、エンジン３２の回転数Ｎを上昇させる第３制御を実行することと、を備える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを収容する機関室内に外気を取り込むファンの回転数が前記エンジンの回転数とともに変化する作業機械の制御方法であって、
前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、
定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジンの駆動により油圧ポンプから吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行することと、
を備える、作業機械の制御方法。

【請求項2】

前記特定状態は、前記機関室内の温度が前記定常状態での温度よりも高い温度閾値以上である状態を含む、請求項１に記載の作業機械の制御方法。

【請求項3】

前記第３制御は、前記第１制御の終了により停止する、請求項１に記載の作業機械の制御方法。

【請求項4】

前記第３制御において回転数設定部により前記エンジンの目標回転数が小さく設定されると、前記エンジンの回転数を上昇させたまま、前記第２制御における設定よりも前記作業油の吐出量をさらに低下させる第４制御を実行することを備える、請求項１に記載の作業機械の制御方法。

【請求項5】

前記第４制御において、前記回転数設定部の設定が低回転側に設定されるとともに、前記作業油の吐出量が減少する、請求項４に記載の作業機械の制御方法。

【請求項6】

前記第３制御において、前記回転数設定部により設定される前記目標回転数が、閾値回転数よりも低く設定されると、前記第４制御を停止するとともに、前記目標回転数に基づいて前記エンジンを制御する第５制御を実行することを備える、請求項４に記載の作業機械の制御方法。

【請求項7】

前記第１制御は、前記作業機械が作業可能な状態で実行される、請求項１に記載の作業機械の制御方法。

【請求項8】

エンジンを収容する機関室内に外気を取り込むファンの回転数が前記エンジンの回転数とともに変化する作業機械の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、
定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジンの駆動により油圧ポンプから吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行することと、
を行う手段として機能させる、プログラム。

【請求項9】

機関室に収容されるエンジンと、
回転数が前記エンジンの回転数とともに変化し、前記機関室内に外気を取り込むファンと、
前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部と、
前記エンジンの駆動により作業油を吐出する油圧ポンプと、
前記エンジン及び前記レギュレータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記排気ガスの温度上昇により前記捕集フィルタ部を再生させる第１制御を実行し、
定常状態から特定状態に変化すると、前記作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行し、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行する、作業機械の制御システム。

【請求項10】

請求項９に記載の作業機械の制御システムを備える、作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の制御方法、プログラム、制御システム、及び作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

猛暑などの過酷な作業環境では、高温に長時間晒されることで、作業機械に搭載された機器に悪影響が生じる恐れがある。これに対し、たとえば特許文献１は、油圧アクチュエータに供給される作業油の温度上昇を抑制する作業機械を開示している。作業機械は、作業油の温度上昇に応じて油圧ポンプの傾斜角を小さくすることで、作業油の供給量を減少させる。また、作業機械は、油圧アクチュエータの減速制御の緩和によって作業油に対する流動抵抗を小さくすることで、作業油の発熱を抑える。これらによって、油圧アクチュエータを含む油圧機器の破損を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１１２０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで近年、エンジンから排出する排ガスを浄化するために、排ガスに含まれる微粒子を捕集する微粒子捕集フィルタを備えた作業機械がある。集塵フィルタは、捕集された微粒子を定期的な排気ガスの温度上昇により燃焼させることで再生される。掘削などの作業中に集塵フィルタを再生させた場合、機関室内部の温度上昇により、作業機械の内部に搭載された電装機器に悪影響が及ぶ虞がある。但し、特許文献１は、作業中での集塵フィルタの再生により生じる温度上昇、及びこれに伴う電装機器への悪影響を防止することには言及していない。

【0005】

本発明は、上記の状況に鑑みて、機関室内部の過剰な温度上昇を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために本発明の一の態様による作業機械の制御方法は、エンジンを収容する機関室内に外気を取り込むファンの回転数が前記エンジンの回転数とともに変化する。該制御方法は、前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジンの駆動により油圧ポンプから吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行することと、を備える。

【0007】

また、上記目的を達成するために本発明の一の態様によるプログラムは、エンジンを収容する機関室内に外気を取り込むファンの回転数が前記エンジンの回転数とともに変化する作業機械の制御方法をコンピュータに実行させる。前記プログラムは、前記コンピュータを、前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジンの駆動により油圧ポンプから吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行することと、を行う手段として機能させる。

【0008】

また、上記目的を達成するために本発明の一の態様による作業機械の制御システムは、エンジンと、ファンと、捕集フィルタ部と、油圧ポンプと、制御部と、を備える。前記エンジンは、機関室に収容される。前記ファンは、回転数が前記エンジンの回転数とともに変化し、前記機関室内に外気を取り込む。前記捕集フィルタ部は、前記エンジンの排気ガスに含まれる微粒子を捕集する。前記油圧ポンプは、前記エンジンの駆動により作業油を吐出する。前記制御部は、前記エンジン及び前記レギュレータを制御する。前記制御部は、前記排気ガスの温度上昇により前記捕集フィルタ部を再生させる第１制御を実行し、定常状態から特定状態に変化すると、前記作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行し、前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジンの回転数を上昇させる第３制御を実行する。

【0009】

また、上記目的を達成するために本発明の一の態様による作業機械は、上述の制御システムを備える構成とされる。

【0010】

本発明の更なる特徴や利点は、以下に示す実施形態によって一層明らかにされる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、機関室内部の過剰な温度上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る油圧ショベルを示す左側面図である。

【図2】本実施形態に係る制御システムの一例を示す概略図である。

【図3】統合ＥＣＵの構成例を示す機能ブロック図である。

【図4】第２制御における可変容量ポンプの出力上限の変化を示すグラフである。

【図5】第２制御における各温度でのエンジンの回転数に対する可変容量ポンプの出力の変化を示すグラフである。

【図6】第３制御におけるエンジンの回転数及び可変容量ポンプの出力の変化を示すグラフである。

【図7】第４制御におけるエンジンの回転数及び可変容量ポンプの出力の変化を示すグラフである。

【図8】油圧ショベルの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0014】

＜１．油圧ショベル１＞
まず、図１を参照しながら、作業機械の一例としての油圧ショベル１の概略構造について説明する。油圧ショベル１は、走行を可能にする下部走行体２と、下部走行体２の上部で旋回可能に搭載される上部旋回体３と、上部旋回体３に上下方向に揺動可能に取り付けられる作業機４と、作業機４の先端に前後方向に揺動可能に取り付けられる吊り具５と、
を備える。

【0015】

＜１－１．下部走行体２＞
下部走行体２は、エンジン３２からの動力を受けて駆動し、油圧ショベル１を走行させる。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１及び左右一対の走行用モータ２２，２２を備える。なお、図１では右のクローラ２１及び右の走行用モータ２２は図示していない。油圧モータである左右の走行用モータ２２，２２が左右のクローラ２１，２１をそれぞれ駆動することで油圧ショベル１の前後進を可能としている。

【0016】

＜１－２．上部旋回体３＞
上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（図示省略）を介して旋回可能に構成される。上部旋回体３には、操作部３１、エンジン３２、旋回台３３、旋回モータ３４などが配置されている。油圧モータである旋回モータ３４の駆動力で上部旋回体３が旋回ベアリングを介して旋回する。また、上部旋回体３には、エンジン３２により駆動される複数の油圧ポンプが配置される。油圧ポンプが、走行用モータ２２，２２、旋回モータ３４、後述するブームシリンダ４１ａ、アームシリンダ４２ａ、及びバケットシリンダ４３ａなどに作業油を供給する。走行用モータ２２は、作業油の供給量に応じて、単位時間当たりの回転数を切換可能である。なお、以下では、走行用モータ２２に限らず、単位時間当たりの回転数を単に、「回転数」と呼ぶ。

【0017】

操作部３１には、操縦席３１１が配置されている。操縦席３１１の左右には、一対の作業操作レバー３１２，３１２が配置される。操縦席３１１の前方には、一対の走行レバー３１３，３１３が配置される。操縦者は、操縦席３１１に着座して作業操作レバー３１２，３１２、走行レバー３１３，３１３などを操作することによって、エンジン３２、各油圧モータ、各油圧アクチュエータなどの制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。

【0018】

また、操縦席３１１の前方には、操作盤３１４が配置される。操作盤３１４は、表示部３１４１と、エンジンアクセルダイヤル３１４２を含む操作ボタンと、有する。但し、この例示に限定されず、エンジンアクセルダイヤル３１４２は、操縦席３１１の左方又は右方に配置されてもよい。表示部３１４１には、油圧ショベル１の状態などを操縦者に報知するための画像が表示される。エンジンアクセルダイヤル３１４２は、操縦者がエンジン３２の単位時間当たりの目標回転数を設定するための回転数設定部である。なお、以下では、単位時間当たりの目標回転数を単に、「目標回転数」と呼ぶ。

【0019】

エンジン３２は、機関室３０に収容される。エンジン３２には、ファン３２１（図２参照）が取り付けられる。つまり、油圧ショベル１はファン３２１を有する。ファン３２１の回転数は、エンジン３２の駆動とともに回転し、エンジン３２を収容する機関室３０内に外気を取り込む。ファン３２１の回転数は、エンジン３２の回転数とともに変化する。つまり、エンジン３２の回転数が上昇すると、ファンの３２１の回転数が上昇する。一方、エンジン３２の回転数が下降すると、ファンの３２１の回転数が下降する。

【0020】

＜１－３．作業機４＞
作業機４は、エンジン３２からの動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行う。作業機４は、ブーム４１、アーム４２、及びバケット４３を備え、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。

【0021】

ブーム４１は、基端部が上部旋回体３の前部に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ４１ａによって上下方向に揺動される。

【0022】

アーム４２は、基端部がブーム４１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ４２ａによって上下方向に揺動される。

【0023】

バケット４３は、基端部がアーム４２の先端部に支持され、伸縮自在に可動するバケットシリンダ４３ａによって前後方向に揺動される。

【0024】

ここで、ブームシリンダ４１ａ、アームシリンダ４２ａ及びバケットシリンダ４３ａは、作業機４を駆動する油圧アクチュエータに相当する。

【0025】

バケット４３は、作業機４の先端に取り付けられ、掘削作業を行うためのツメを備えた容器状の部材である。バケット４３は、アーム４２先端に取り付けられたピン４４を介して揺動可能に取り付けられる。さらに、バケット４３は、リンク機構４５を介してバケットシリンダ４３ａと連結される。

【0026】

＜１－４．制御システム６＞
次に、図２を参照して、油圧ショベル１が有する制御システム６を説明する。図２は、本実施形態に係る制御システム６の一例を示す概略図である。本実施形態において、制御システム６は、可変容量ポンプ６１と、ポンプレギュレータ６１１と、ソレノイド６２と、コントロールバルブ６３と、油圧アクチュエータ６４と、ラジエータ６５と、記憶部６６と、エンジンＥＣＵ６７と、ＤＰＦ（diesel particulate filter）６８と、統合ＥＣＵ６９と、を含む。

【0027】

可変容量ポンプ６１は、エンジン３２の駆動により作業油を吐出する油圧ポンプであり、油圧アクチュエータ６４に作業油を供給する。なお、油圧アクチュエータ６４は、ブームシリンダ４１ａ、アームシリンダ４２ａ及びバケットシリンダ４３ａ、走行用モータ２２、及び、旋回モータ３４などを含む。

【0028】

可変容量ポンプ６１の傾斜角度は、ソレノイド６２により駆動されるポンプレギュレータ６１１により変更される。ポンプレギュレータ６１１は、可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量を変化させる。

【0029】

また、可変容量ポンプ６１には、温度センサ６１２が配置される。温度センサ６１２は、可変容量ポンプ６１が吐出する作業油の温度を検出し、統合ＥＣＵ６９に検出結果を送信する。

【0030】

コントロールバルブ６３は、可変容量ポンプ６１及び油圧アクチュエータ６４との間に配置され、可変容量ポンプ６１から油圧アクチュエータ６４に供給される作業油の流れを制御する。なお、コントロールバルブ６３は、複数の方向切換弁（図示省略）を含む。方向切換弁は、可変容量ポンプ６１から圧送される作業油の方向と容量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁である。たとえば、方向切換弁は、複数のポジションに切り換え可能であり、受信する切替信号に基づいて中立位置から切替信号が示すポジションに切り換えられる。各々のポジションは、油圧アクチュエータ６４に含まれる構成要素（つまり、ブームシリンダ４１ａ、アームシリンダ４２ａ及びバケットシリンダ４３ａ、走行用モータ２２、及び、旋回モータ３４など）に繋がる。作業油は、切り替えられたポジションに繋がる油圧アクチュエータ６４の構成要素に供給される。

【0031】

ラジエータ６５は、エンジン３２の冷却水を冷やす。ラジエータ６５には、温度センサ６５１が配置される。温度センサ６５１は、エンジン３２からラジエータ６５に送られる冷却水の温度を検出し、統合ＥＣＵ６９に検出結果を送信する。

【0032】

記憶部６６は、電力の供給が停止されても記憶を保持する非一過性の記憶媒体である。記憶部６６は、エンジンＥＣＵ６７及び統合ＥＣＵ６９などで使用される情報及びプログラムなどを記憶する。

【0033】

エンジンＥＣＵ６７は、統合ＥＣＵ６９と通信可能であって、操作部３１の操作入力、統合ＥＣＵ６９の指示信号、ＤＰＦ６８の差圧センサ６８１の検出結果などを受信し、エンジン３２の駆動及びＤＰＦ６８の再生などを指令する。なお、エンジンＥＣＵ６７は、本実施形態では統合ＥＣＵ６９とは別の制御部である。但し、この例示に限定されず、エンジンＥＣＵ６７は、統合ＥＣＵ６９と同じ制御部であってもよい。

【0034】

ＤＰＦ６８は、エンジン３２の排気ガスに含まれる微粒子などを捕集する捕集フィルタ部である。たとえば、ＤＰＦ６８は、酸化触媒フィルタ部材と、捕集フィルタ部材と、を有し、これらを通じて排気ガスを排出する。酸化触媒フィルタ部材は、排気ガス中の有害成分を分解し、たとえばＮＯｘからＮＯ_２を生成する。また、排気ガス中のＨＣ、ＣＯからＨ_２Ｏ、ＣＯ_２などを生成する。捕集フィルタ部材は、排気ガスに含まれるＰＭ（particulate matter）などの微粒子などを捕集する。捕集された微粒子は、たとえば、所定のタイミングでＤＰＦ６８の再生が実行されることにより除去される。この再生処理では、エンジン３２のアフター噴射などによって排気ガスの温度を上昇させることで、酸化触媒フィルタ部材で生成されたＮＯ_２、及び排気ガス中の酸素により微粒子を燃焼させる。これより、捕集フィルタ部材の目詰まりを防止する。

【0035】

ＤＰＦ６８には、差圧センサ６８１が配置される。差圧センサ６８１は、捕集フィルタ部材の出入口の圧力差ΔＰを検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ６７に送信する。たとえば、差圧センサ６８１が検出する圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上になると、エンジンＥＣＵ６７は、ＤＰＦ６８の再生を実行する。

【0036】

＜１－４－１．統合ＥＣＵ６９＞
統合ＥＣＵ６９は、制御システム６を構成する各部を制御する制御部である。統合ＥＣＵ６９は、操作部３１の操作入力、及び温度センサ３０１，６１２，６５１の検出結果を直接又は間接的に受信し、単独で又はエンジンＥＣＵ６７とともに、制御システム６を構成する各部を制御する。たとえば、統合ＥＣＵ６９は、エンジンアクセルダイヤル３１４２の設定に基づいてエンジンＥＣＵ６７に指令を送信してエンジン３２を制御し、エンジン３２の回転数を目標回転数に近付ける。また、統合ＥＣＵ６９は、ソレノイド６２の制御により、可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量を制御する。これにより、作業油の吐出圧を変化させ、つまり、可変容量ポンプ６１の出力を変化させる。

【0037】

図３は、統合ＥＣＵ６９の構成例を示す機能ブロック図である。統合ＥＣＵ６９は、判定部６９１と、定常制御部６９２と、第１制御部６９３と、第２制御部６９４と、第３制御部６９５と、第４制御部６９６と、第５制御部６９７と、を有する。各部６９１～６９７の機能は、統合ＥＣＵ６９が有するプロセッサなどのコンピュータがプログラムにしたがって演算処理を実行することにより実現される。

【0038】

判定部６９１は、温度センサ３０１，６１２、６５１の検出温度が各々の温度閾値以上であるか否かを判定する。

【0039】

定常制御部６９２は、定常状態の油圧ショベル１において、エンジン３２の定格回転数Ｎｒを実際の回転数の上限として、エンジンアクセルダイヤル３１４２で設定された回転数でエンジン３２を駆動する。なお、定常状態は、本実施形態では、冷却水の温度センサ６５１の検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓを下回る状態である。但し、この例示に限定されず、定常状態は、機関室３０内の温度センサ３０１、作業油の温度センサ６１２，エンジン３２の冷却水の温度センサ６５１の少なくともいずれかの検出温度が各々の温度閾値を下回る状態であってもよい。

【0040】

第１制御部６９３は、第１制御を実行する。第１制御は、エンジン３２の排気ガスの温度上昇によりＤＰＦ６８を再生させる。たとえば、差圧センサ６８１により検出された圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓを超えると、第１制御部６９３は、上述の第１制御（すなわちＤＰＦ６８の再生処理）を実行する。なお、第１制御は、油圧ショベル１が作業可能な状態で実行される。こうすれば、油圧ショベル１での作業を継続しつつ、ＤＰＦ６８の再生処理を実施できる。

【0041】

第２制御部６９４は、第２制御を実行する。第２制御は、油圧ショベル１が定常状態から特定状態に変化すると、エンジン３２の駆動により可変容量ポンプ６１から吐出される作業油の吐出量を低下させる。つまり、第２制御では、特定状態でのエンジン３２の回転数Ｎに対する作業油の吐出量は、定常状態でのエンジン３２の回転数Ｎに対する作業油の吐出量よりも低く設定される。

【0042】

なお、特定状態は、機関室３０内の温度が定常状態での温度よりも高い温度閾値以上である状態を含む。たとえば、本実施形態では、特定状態とは、冷却水の温度センサ６５１の検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ以上である状態とされる。但し、この例示に限定されず、特定状態とは、機関室３０内の温度センサ３０１の検出温度が温度閾値以上である状態とされてもよいし、可変容量ポンプ６１の作業油の温度センサ６１２の検出温度が温度閾値以上である状態とされてもよい。すなわち、特定状態は、機関室３０内の温度センサ３０１、作業油の温度センサ６１２，エンジン３２の冷却水の温度センサ６５１の少なくともいずれかの検出温度が各々の温度閾値以上である状態とされてもよい。温度センサ３０１，６１２，６５１のいずれかの検出結温度により、機関室３０内の温度上昇を検知できる。こうすれば、機関室３０内の温度上昇時に、可変容量ポンプ６１の出力Ｒを低下させて、エンジン３２に掛かる負荷を軽減することで、機関室３０内の更なる温度上昇を防止できる。

【0043】

図４は、第２制御における可変容量ポンプ６１の出力上限Ｒｍの変化を示すグラフである。なお、図４では、エンジン３２の目標回転数が設定上限値（たとえば定格回転数Ｎｒ）に設定されている。つまり、図４では、検出温度Ｔの上昇時及び下降時において使用可能な可変容量ポンプ６１の出力上限Ｒｍの変化を示す。

【0044】

図４に示すように、冷却水の検出温度Ｔが上昇傾向にある場合、検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ未満であれば、可変容量ポンプ６１の出力Ｒを最大（つまり１００％）まで使用できる。検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ以上になると、エンジン３２及び機関室３０内のさらなる温度上昇を防止するため、使用可能な可変容量ポンプ６１の出力上限Ｒｍは急激に低下する。可変容量ポンプ６１の出力上限Ｒｍを低下させてエンジン３２に掛かる負荷を緩和することで、冷却水の検出温度Ｔの上昇を防止又は下降を促す。さらに、エンジン３２の回転数Ｎを維持することで、ファン３２１を高回転させて外気をより多く取り込み、エンジン３２及び機関室３０内を冷却して、検出温度Ｔを低下させることができる。

【0045】

一方、冷却水の検出温度Ｔが下降傾向にある場合、検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ未満になるまで、使用可能な可変容量ポンプ６１の出力の上限は所定値とされる。検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ未満になると、使用可能な可変容量ポンプ６１の出力の上限は最大（つまり１００％）に至るまで徐々に上昇する。これにより、油圧ショベル１の作業速度が徐々に復帰（つまり上昇）するため、油圧ショベル１（特に作業機４）における衝突事故、挟まれ事故などを防止できる。

【0046】

従って、第２制御において図４のように制御することにより、長時間の高温環境下でもエンジン３２及び機関室３０内のヒートバランスを実現しつつ、油圧ショベル１は作業を継続することができる。

【0047】

また、図５は、第２制御における各検出温度Ｔでのエンジン３２の回転数Ｎに対する可変容量ポンプ６１の出力Ｒの変化を示すグラフである。なお、図５において、Ｌ１は、図４の点Ｃ１及び点Ｃ６の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。Ｌ２は、図４の点Ｃ５の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。Ｌ３は、図４の点Ｃ４の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。Ｌ４は、図４の点Ｃ２及び点Ｃ３の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。

【0048】

図５に示すように、第２制御では、可変容量ポンプ６１の出力Ｒは、エンジン３２の実際の回転数Ｎとともに変化する。これにより、油圧ショベル１は、エンジン３２の回転数Ｎに応じた可変容量ポンプ６１の出力Ｒを得ることができる。そのため、油圧ショベル１の操作性を良好に維持できる。

【0049】

但し、同じ回転数Ｎで得られる出力Ｒは、冷却水の検出温度Ｔ（つまり、エンジン３２及び機関室３０内の温度）に応じて異なる（図４のＣ１～Ｃ６参照）。

【0050】

たとえば、冷却水の検出温度Ｔが上昇傾向にある場合、検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ未満であれば、回転数Ｎに対する出力Ｒは、Ｌ１のように変化する。検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ以上になると、回転数Ｎに対する出力Ｒは、急激に低下し、Ｌ４のように変化する。つまり、可変容量ポンプ６１の出力Ｒは低下する。これにより、高負荷動作時における油圧ショベル１のオーバーヒート、及びこれに起因するエンスト（意図しないエンジン３２の停止）を防止できる。

【0051】

一方、冷却水の検出温度Ｔが下降傾向にある場合、検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ未満になると、検出温度Ｔの低下に応じて、回転数Ｎに対する出力Ｒはより高い範囲で変化する。つまり、同じ回転数Ｎに対してより高い出力Ｒを得ることができる。これにより、油圧ショベル１の作業性が徐々に回復するため、油圧ショベル１を安全に使用できる。

【0052】

従って、第２制御において図５のように制御することにより、長時間の高負荷作業を継続できるとともに、油圧ショベル１の操作性を良好に維持できる。

【0053】

次に、第３制御部６９５は、第３制御を実行する。第３制御では、第１制御部６９３による第１制御と第２制御部６９４による第２制御とが同時に実行されると、エンジン３２の回転数Ｎを上昇させる。なお、第３制御部６９５は、第１制御が終了すると第３制御を停止する。

【0054】

図６は、第３制御におけるエンジン３２の回転数Ｎ及び可変容量ポンプ６１の出力Ｒの変化を示すグラフである。なお、図６において、Ｌ１は、図４の点Ｃ１及び点Ｃ６の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。Ｌ４は、図４の点Ｃ２及び点Ｃ３の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。

【0055】

上述の特定状態下でＤＰＦ６８の再生処理が実施されると、第３制御部６９５は、可変容量ポンプ６１の出力Ｒを低下させるとともに、定格回転数Ｎｒを越えた回転数Ｎｍまでエンジン３２の回転数Ｎを上昇させる。たとえば、図６のように、エンジン３２が最大回転数（つまり定格回転数Ｎｒ）である状態での作業時には、エンジン３２には高負荷が掛かり、機関室３０内は高温環境となる。この際、ＤＰＦ６８の再生処理（つまり第１制御）が開始されると、第３制御部６９５は、可変容量ポンプ６１の出力ＲをＲａまで下げる。つまり、第３制御部６９５は、出力Ｒの低下によりエンジン３２に掛かる負荷を低減することで、エンジン３２及び機関室３０内の温度上昇を抑制又は防止する。

【0056】

そして、第３制御部６９５は、エンジンアクセルダイヤル３１４２で設定される目標回転数に依らず、回転数Ｎをエンジン３２が駆動可能な最大回転数に近い値Ｎｍまで上昇させる。なお、この時、出力Ｒの低下によりエンジン３２の負荷は低減されているので、エンジン３２はさほど発熱しない。また、定格回転数Ｎｒを越えてエンジン３２の回転数Ｎを上昇させることにより、ファン３２１の回転数を上昇させて機関室３０内により多くの外気を取り込んで、エンジン３２及び機関室３０内を冷却することができる。つまり、ファン３２１によるエンジン３２及び機関室３０内の冷却能力を向上させる。

【0057】

従って、機関室３０内がより過酷な高温環境下となるＤＰＦ６８の再生処理時でも、エンジン３２及び機関室３０内の温度上昇とファン３２１の冷却による温度下降とのヒートバランスを実現でき、油圧ショベル１の作業を継続できる。また、第３制御では、油圧ショベル１の機関室３０内の温度を過剰に上昇させることがないので、機関室３０内の配置された機器を熱から十分に保護できる。

【0058】

次に、第４制御部６９６は、第４制御を実行する。第４制御では、第３制御においてエンジンアクセルダイヤル３１４２によりエンジン３２の目標回転数が小さく設定されると、エンジン３２の回転数を上昇させたまま、可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量をさらに低下させる。こうすれば、エンジン３２の回転数を上昇させたままでも、可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）の低下により、油圧アクチュエータ６４の動作速度をエンジンアクセルダイヤル３１４２の設定に応じて遅くできる。従って、油圧ショベル１の作業速度を操縦者の意図により任意に変更することができる。

【0059】

また、第３制御時においても、エンジンアクセルダイヤル３１４２の使用によって、エンジン３２の回転数Ｎは高止まりしているものの、可変容量ポンプ６１で作業油の吐出量を下げて油圧アクチュエータ６４の動作速度を変えられる。このために、定常状態の場合と同様に、操縦者は、エンジンアクセルダイヤル３１４２の使用で油圧アクチュエータ６４の動作制御をできる。従って、操縦者の操作性を損なわないようにできる。

【0060】

図７は、第４制御におけるエンジン３２の回転数Ｎ及び可変容量ポンプ６１の出力Ｒの変化を示すグラフである。なお、図７において、Ｌ１は、図４の点Ｃ１及び点Ｃ６の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。Ｌ４は、図４の点Ｃ２及び点Ｃ３の状態におけるエンジン３２の回転数Ｎに対する出力Ｒの変化を示す。

【0061】

好ましくは、図７に示すように、第４制御において、可変容量ポンプ６１の作業油の吐出量は、第２制御にてエンジンアクセルダイヤル３１４２で設定された目標回転数に対応する量まで低下する。たとえば、第３制御において、エンジンアクセルダイヤル３１４２での目標回転数が値Ｎａ（つまり定格回転数Ｎｒ）に設定されていると、可変容量ポンプ６１の出力Ｒは、１００［％］からＲａ［％］まで低下する。ここで、エンジンアクセルダイヤル３１４２での目標回転数が値Ｎｂまで小さく設定されると、図７に示すように、エンジン３２は回転数Ｎｍを維持したまま、可変容量ポンプ６１の出力ＲはＲｂ［％］まで低下する。また、エンジンアクセルダイヤル３１４２での目標回転数が値Ｎｃまで小さく設定されると、エンジン３２は回転数Ｎｍを維持したまま、可変容量ポンプ６１の出力ＲはＲｃ［％］まで低下する。こうすれば、可変容量ポンプ６１の出力Ｒが過剰に低下することを防止できる。従って、油圧アクチュエータ６４の動作速度が遅く成り過ぎないので、油圧ショベル１の作業性を維持できる。

【0062】

次に、第５制御部６９７は、第５制御を実行する。第５制御では、エンジンアクセルダイヤル３１４２により設定される目標回転数が閾値回転数よりも低く設定されると、第４制御を停止するとともに、該目標回転数に基づいてエンジン３２を制御する。たとえば、目標回転数が閾値回転数よりも低く設定されると、エンジン３２の回転数は、温度センサ６５１の検出温度に応じた回転数Ｎに対する出力Ｒの関係（図５のＬ２，Ｌ３，Ｌ４参照）で制御される。なお、閾値回転数は、機関室３０内の温度低下を実現できる程度に十分に低い値であり、たとえば図７の回転数Ｎｄ以下である。こうすれば、エンジン３２が過剰に加熱しない程度の適正な回転数でエンジン３２を駆動できる。従って、機関室内部の過剰な温度上昇を抑制することができるとともに、エンジン３２の燃費の悪化を防止できる。

【0063】

＜２．油圧ショベル１の制御方法＞
次に、エンジン３２を収容する機関室３０内に外気を取り込むファン３２１の回転数がエンジン３２の回転数とともに変化する油圧ショベル１の制御方法の一例を説明する。図８は、油圧ショベル１の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図８に示す制御方法は、統合ＥＣＵ６９に搭載されたコンピュータがプログラムに従って演算処理を実行することにより実現される。また、このブログラムは、記憶部６６に記憶されており、統合ＥＣＵ６９に搭載されたコンピュータを図８に示す制御方法を行う手段として機能させる。このプログラムは、たとえば、油圧ショベル１の起動とともに開始され、油圧ショベル１の起動停止とともに終了する。

【0064】

まず、温度センサ６５１の検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１）。Ｔ＜Ｔｓであれば（ステップＳ１でＮＯ）、差圧センサ６８１が検出する圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上であるか否かが判定される（ステップＳ２）。圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ未満であれば（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上であれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、第１制御によりＤＰＦ６８の再生処理が実行され（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。

【0065】

また、Ｔ≧Ｔｓであれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、機関室３０内が定常状態から特定状態に変化したと判定される。そして、差圧センサ６８１が検出する圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上であるか否かが判定される（ステップＳ４）。

【0066】

圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ未満であれば（ステップＳ４でＮＯ）、第２制御により可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）が低下する（ステップＳ５）。そして、温度センサ６５１の検出温度Ｔが温度閾値Ｔｓ以上であるか否かが判定される（ステップＳ６）。Ｔ＜Ｔｓであれば（ステップＳ６でＮＯ）、検出温度Ｔに応じて可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）を徐々に復帰（図４及び図５参照）させ（ステップＳ７）、温度センサ６５１の検出温度Ｔが定常温度Ｔｏ（図４参照）以下であるか否かが判定される（ステップＳ８）。Ｔ＞Ｔｏであれば（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ６に戻る。Ｔ≦Ｔｏであれば（ステップＳ８でＹＥＳ）、可変容量ポンプ６１での作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）が定常状態での量（図４参照）に戻されて第２制御が終了し、ステップＳ１に戻る。なお、ステップＳ６～ステップＳ８間において、差圧センサ６８１が検出する圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上になると、第１制御が実行されて、後述するステップＳ１０に進む。

【0067】

次に、圧力差ΔＰが閾値ΔＰｓ以上であれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、第１制御によるＤＰＦ０６８の再生処理と第２制御による特定状態での可変容量ポンプ６１の作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）の低下とが同時に実行され（ステップＳ９）、第３制御によりエンジン３２の回転数Ｎが定格回転数Ｎｒ以上（図６参照）に上昇する（ステップＳ１０）。そして、エンジンアクセルダイヤル３１４２によりエンジン３２の目標回転数が小さく設定されたか否かが判定される（ステップＳ１１）。

【0068】

目標回転数が小さく設定されていれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第４制御によりエンジン３２の回転数Ｎを上昇させたまま、作業油の吐出量（つまり出力Ｒ）をさらに低下させる（ステップＳ１２）。そして、設定された目標回転数が閾値回転数よりも低いか否かが判定される（ステップＳ１３）。設定された目標回転数が閾値回転数よりも低くなければ（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

【0069】

設定された目標回転数が閾値回転数よりも低ければ（ステップＳ１３でＹＥＳ）、第４制御を停止するとともに、第５制御により該目標回転数に基づいてエンジン３２が制御される（ステップＳ１４）。つまり、エンジン３２は、その回転数Ｎが目標回転数になるように駆動制御される。そして、ステップＳ１に戻る。

【0070】

なお、ステップＳ１１～Ｓ１３において、第１制御の終了（つまりＤＰＦ６８の再生処理の終了）と第２制御の終了（たとえば特定状態から定常状態への変化）とのどちらかが起こると、第３制御、第４制御、及び第５制御は直ちに停止され、ステップＳ１に戻る。

【0071】

＜３．備考＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素及び各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0072】

＜４．総括＞
以下では、これまでに説明してきた実施形態について総括的に述べる。

【0073】

たとえば、本明細書中に開示されている作業機械１の制御方法は、
エンジン３２を収容する機関室３０内に外気を取り込むファン３２１の回転数が前記エンジン３２の回転数Ｎとともに変化する作業機械１の制御方法であって、
前記エンジン３２の排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部６８を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、
定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジン３２の駆動により油圧ポンプ６１から吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジン３２の回転数Ｎを上昇させる第３制御を実行することと、
を備える構成（第１の構成）とされる。

【0074】

上記第１の構成の作業機械１の制御方法は、
前記特定状態は、前記機関室３０内の温度が前記定常状態での温度よりも高い温度閾値以上である状態を含む構成（第２の構成）であってもよい。

【0075】

また、上記第１又は第２の構成の作業機械１の制御方法は、
前記第３制御は、前記第１制御の終了により停止する構成（第３の構成）であってもよい。

【0076】

また、上記第１から第３のいずれかの構成の作業機械１の制御方法は、
前記第３制御において回転数設定部３１４２により前記エンジン３２の目標回転数が小さく設定されると、前記エンジン３２の回転数Ｎを上昇させたまま、前記第２制御における設定よりも前記作業油の吐出量をさらに低下させる第４制御を実行することを備える構成（第４の構成）であってもよい。

【0077】

また、上記第４の構成の作業機械１の制御方法は、
前記第４制御において、前記回転数設定部３１４２の設定が低回転側に設定されるとともに、前記作業油の吐出量が減少する構成（第５の構成）であってもよい。

【0078】

また、上記第１から第５のいずれかの構成の作業機械１の制御方法は、
前記第３制御において、前記回転数設定部３１４２により設定される前記目標回転数が、閾値回転数よりも低く設定されると、前記第４制御を停止するとともに、前記目標回転数に基づいて前記エンジン３２を制御する第５制御を実行することを備える構成（第６の構成）であってもよい。

【0079】

また、上記第１から第６のいずれかの構成の作業機械１の制御方法は、
前記第１制御は、前記作業機械１が作業可能な状態で実行される構成（第７の構成）であってもよい。

【0080】

また、本明細書中に開示されているプログラムは、
エンジン３２を収容する機関室３０内に外気を取り込むファン３２１の回転数が前記エンジン３２の回転数Ｎとともに変化する作業機械１の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記エンジン３２の排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部６８を前記排気ガスの温度上昇により再生させる第１制御を実行することと、
定常状態から特定状態に変化すると、前記エンジン３２の駆動により油圧ポンプ６１から吐出される作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行することと、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジン３２の回転数Ｎを上昇させる第３制御を実行することと、
を行う手段として機能させる構成（第８の構成）とされる。

【0081】

また、本明細書中に開示されている作業機械１の制御システム６は、
機関室３０に収容されるエンジン３２と、
回転数が前記エンジン３２の回転数Ｎとともに変化し、前記機関室３０内に外気を取り込むファン３２１と、
前記エンジン３２の排気ガスに含まれる微粒子を捕集する捕集フィルタ部６８と、
前記エンジン３２の駆動により作業油を吐出する油圧ポンプ６１と、
前記エンジン３２及び前記レギュレータ６１１を制御する制御部６９と、
を備え、
前記制御部６９は、
前記排気ガスの温度上昇により前記捕集フィルタ部６８を再生させる第１制御を実行し、
定常状態から特定状態に変化すると、前記作業油の吐出量を低下させる第２制御を実行し、
前記第１制御及び前記第２制御が同時に実行されると、前記エンジン３２の回転数Ｎを上昇させる第３制御を実行する構成（第９の構成）とされる。

【0082】

また、本明細書中に開示されている作業機械１は、第９の構成の作業機械１の制御システムを備える構成（第１０の構成）とされる。

【符号の説明】

【0083】

１ 油圧ショベル
６ 制御システム
３０ 機関室
３２ エンジン
６１ 可変容量ポンプ
６３ コントロールバルブ
６４ 油圧アクチュエータ
６５ ラジエータ
６７ エンジンＥＣＵ
６８ ＤＰＦ
６９ 統合ＥＣＵ
３０１ 温度センサ
３２１ ファン
６１２ 温度センサ
６５１ 温度センサ
６８１ 差圧センサ
３１４２ エンジンアクセルダイヤル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】