JP6409191B2

JP6409191B2 - トラクタ

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Publication number: JP6409191B2
Application number: JP2014218760A
Authority: JP
Inventors: 大上原; 敏之三輪
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: JP2016084759A

Description

本発明は、トラクタに関する。詳しくは排気浄化装置を備えたトラクタに関する。

従来、トラクタ等の作業機において、ディーゼルエンジン等からの排気に含まれる粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」と表す）を捕集する排気浄化装置を備えたものが知られている。このような作業車両において、排気浄化装置に残留したＰＭの堆積量が増加した場合、排気背圧が上昇してエンジンの燃費の悪化・出力低下などが発生する。従って、作業車両は、排気浄化装置に残留したＰＭの堆積量の推定値が規定量を超えると、排気温度を酸化触媒の活性温度以上に上昇させてスートフィルタに捕集されているＰＭを強制的に酸化除去（再生）する機能を有する。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の作業車両は、排気浄化装置の再生が必要な状態になった場合、運転操作部に配置されている表示手段によって再生運転が必要である旨を表示する。再生運転には、作用効果に応じて様々な再生方法が存在する。従って、作業車両の運転時間や排気浄化装置の状態によって最適な再生方法による再生運転を行うことが望ましい。しかし、作業車両は、再生運転が必要な旨を表示するのみで再生運転に関する具体的な情報を操縦者に提供するものではなかった。

特開２０１１−１０６２８６号公報

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、操縦者に再生運転の必要性やその態様を的確に伝達しつつ再生運転に関する具体的な情報を提供することができるトラクタの提供を目的とする。

即ち、本発明においては、エンジンの排気浄化装置で捕集された排気中の粒子状物質を酸化除去する再生運転が実施されるトラクタにおいて、車両を操舵するハンドルを見通した位置にメーターパネルが配置され、前記メーターパネルは、第１表示部、第２表示部および第３表示部を備え、前記第１表示部の中央に前記第２表示部が重なるように配置され、前記第２表示部の中央に前記第３表示部が重なるように配置され、前記第１表示部、前記第２表示部、前記第３表示部の順に構成され、前記第１表示部には、燃料計、水温計、前記再生運転が必要な状態または前記再生運転が実施されている状態を示す再生運転インジケータ、および警告インジケータが設けられ、前記第２表示部には、エンジンの回転速度計が設けられ、前記第３表示部には、前記再生運転に関するメッセージ情報が表示される表示装置が設けられ、前記表示装置は、前記エンジンの回転速度計に囲まれて、表示画面が運転座席に対向するように配置され、前記再生運転が必要な場合、前記再生運転インジケータ、または前記再生運転インジケータと警告インジケータとが点滅され、前記表示装置の表示画面に前記再生運転の実施に必要な操作に関するメッセージ情報が表示され、前記再生運転が実施されている場合、前記再生運転インジケータ、または前記再生運転インジケータと警告インジケータとが点灯され、前記表示装置の表示画面に前記再生運転の実施状態に関するメッセージ情報が表示されるものである。

本発明においては、ステアリングコラムの運転座席に対向する面に少なくとも一部が点灯または点滅可能な再生運転スイッチが設けられ、前記再生運転が必要な場合かつ前記再生運転の実施が可能な場合、前記再生運転スイッチが点滅され、前記再生運転が実施されている場合、前記再生運転スイッチが点灯されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明においては、再生運転インジケータと警告インジケータとの点灯の態様によって再生運転の必要性の有無が表示され、表示装置によって具体的な情報が表示される。これにより、操縦者に再生運転の必要性やその態様を的確に伝達しつつ再生運転に関する具体的な情報を提供することができる。

また、本発明においては、再生運転スイッチの点灯により再生の可否が表示される。これにより、操縦者に再生運転の必要性やその態様を的確に伝達しつつ再生運転に関する具体的な情報を提供することができる。

本発明に係るトラクタの一実施形態の構成を示す図。本発明に係るトラクタの排気浄化装置の全体構成を示す概略図。本発明に係るトラクタの運転座席とその周囲を示す図。（ａ）本発明に係るトラクタのインストルメントパネルを示す図（ｂ）同じく再生運転スイッチを示す図。本発明に係るトラクタのメーターパネルの形状を示す斜視図。本発明に係るトラクタのメーターパネルの表示構成を示す図。本発明に係るトラクタの制御構成を示す概略図。本発明に係るトラクタの排気浄化装置におけるアシスト再生の制御態様を表すフローチャート示す図。本発明に係るトラクタの排気浄化装置における排気浄化装置のリセット再生、非作業再生およびリカバリ再生の制御態様を表すフローチャート示す図。本発明に係るトラクタにおいて状態表示画面を表示する場合のメーターパネルの表示態様を示した図。本発明に係るトラクタのメーターパネルに表示されるアワーメータ画面を示す図（ｂ）同じく設定値表示画面を示す図（ｃ）同じく平均燃費・運転可能時間画面を示す図（ｄ）同じくメンテナンス設定画面を示す図。本発明に係るトラクタのアシスト再生運転時にメーターパネルに表示されるインジケータと再生運転スイッチの点灯の態様を表すグラフを示す図。（ａ）本発明に係るトラクタのアシスト再生運転要求時におけるメーターパネルの表示態様を示す図（ｂ）同じくアシスト再生運転時におけるメーターパネルの表示態様を示す図。本発明に係るトラクタのステーショナリ再生運転時にメーターパネルに表示されるインジケータと再生運転スイッチの点灯の態様を表すグラフを示す図。（ａ）本発明に係るトラクタのステーショナリ再生運転要求時におけるメーターパネルの表示態様を示す図（ｂ）同じくステーショナリ再生運転時におけるメーターパネルの表示態様を示す図。

本発明の技術的思想は、あらゆる作業車両に適用することが可能である。本願では、代表的な作業車両であるトラクタを用いて説明する。

まず、図１を用いてトラクタ１について簡単に説明する。

図１に示すように、トラクタ１は、主に、フレーム２と、エンジン３と、トランスミッション５と、フロントアクスル６と、リヤアクスル７と、で構成されている。また、トラクタ１は、キャビン８を備えている。キャビン８は、その内側が操縦室になっており、運転座席１９のほか、アクセルペダル２２やシフトレバー２３等の操作具、ディスプレイ２８やメーターパネル３０等が配置されている。

フレーム２は、トラクタ１の前部における骨格をなす。フレーム２は、トランスミッション５やリヤアクスル７とともにトラクタ１のシャシを構成する。以下に説明するエンジン３は、フレーム２によって支持される。

エンジン３は、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギーに変換する。つまり、エンジン３は、燃料を燃やすことによって回転動力を生み出す。エンジン３は、操縦者がアクセルペダル２２（図３参照）を操作すると、その操作に応じて運転状態が変更される。また、エンジン３には、排気浄化装置４が備えられている。排気浄化装置４は、排気に含まれる微粒子や一酸化炭素、炭化水素などを酸化させる。

トランスミッション５は、エンジン３の回転動力をフロントアクスル６やリヤアクスル７に伝達する。トランスミッション５には、連結機構を介してエンジン３の回転動力が入力される。なお、トランスミッション５には、図示しない無段変速装置が備えられている。無段変速装置は、操縦者がシフトレバー２３（図３参照）を操作すると、その操作に応じてトランスミッション５の作動状態を変更する。

フロントアクスル６は、エンジン３の回転動力をフロントタイヤ９に伝達する。フロントアクスル６には、トランスミッション５を介してエンジン３の回転動力が入力される。なお、フロントアクスル６には、操舵装置が並設されている（図示せず）。操舵装置は、操縦者がハンドル２０（図３参照）を操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ９の舵角を変更する。リヤアクスル７は、エンジン３の回転動力をリヤタイヤ１０に伝達する。リヤアクスル７には、トランスミッション５を介してエンジン３の回転動力が入力される。

トラクタ１には、エンジン３、排気浄化装置４、トランスミッション５および各種装置等を制御する制御装置４５が具備される。制御装置４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置４５は、エンジン３、排気浄化装置４、トランスミッション５および各種装置等を制御するための種々のプログラムやデータが格納される。また、トラクタ１には、最大限の性能を発揮できるように制御装置４５を中心としてトラクタ１を構成する各種装置が有機的に接続された情報ネットワークであるコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）が構成されている。トラクタ１は、ＣＡＮによって制御装置４５がエンジン３、排気浄化装置４、トランスミッション５および各種装置等の状態を詳細に把握してメーターパネル３０等に表示し、図示しないコントロールパネルやディスプレイ２８からの入力に基づいてエンジン３、排気浄化装置４、トランスミッション５および各種装置等を統合的に制御する。

次に、図２を用いてトラクタ１の排気浄化装置の一実施形態である排気浄化装置４ついて説明する。なお、本実施形態における「上流側」とは排気の流れ方向における上流側を示し、「下流側」とは排気の流れ方向における下流側を示す。

図２に示すように、排気浄化装置４は、エンジン３から排出される排気を浄化するものである。排気浄化装置４は、エンジン３に具備され、スートフィルタ１４、酸化触媒１５、ＤＰＦ上流側温度センサ１６、ＤＰＦ下流側温度センサ１７、回転速度センサ１８等を具備する。排気浄化装置４は、制御装置４５によって制御されている。

エンジン３は、ディーゼルエンジンから構成される。エンジン３は、吸気経路１１を介して供給される外気と各燃料噴射弁１２から供給される燃料とを各気筒内において混合燃焼させる。燃料の燃焼により発生する排気は、排気経路１３を介して排出される。吸気経路１１には、開度調整を行うことで吸気量を制御することができる吸気スロットル１１ａが設けられる。なお、本実施形態に係るエンジン３は直列四気筒としたが、これに限定されない。

スートフィルタ１４は、エンジン３の排気経路１３に配設され、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するものである。スートフィルタ１４は、具体的にはセラミック等の多孔質壁からなるハニカム構造であり、排気は必ず前記多孔質壁を透過した後に排出されよう構成される。スートフィルタ１４は、排気が前記多孔質壁を通過する際に排気中のＰＭを捕集する。その結果、排気からＰＭが除去される。

酸化触媒１５は、排気の成分であるＮＯｘ中のＮＯ成分に対する酸化反応によってＮＯ２を生成するものである。酸化触媒１５は、スートフィルタ１４の上流側に設けられる。酸化触媒１５は、生成したＮＯ２の酸化力によってスートフィルタ１４に捕集されたＰＭの酸化除去を行う。

ＤＰＦ上流側温度センサ１６とＤＰＦ下流側温度センサ１７とは、排気温度ｔ１を検出するものである。ＤＰＦ上流側温度センサ１６は、酸化触媒１５の上流側に設けられ、酸化触媒１５の上流側温度、すなわち酸化触媒１５の入口温度（排気温度ｔ１）を検出する。ＤＰＦ下流側温度センサ１７は、酸化触媒１５の下流側に設けられ、酸化触媒１５の下流側温度、すなわち酸化触媒１５の出口温度ｔ２を検出する。

回転速度センサ１８は、エンジン３の回転速度Ｒを検出するものである。回転速度センサ１８は、図示しないクランク軸またはフライホイール等に設けられ、前記クランク軸の角度からエンジン３の回転速度Ｒを検出する。

制御装置４５は、エンジン３を制御してスートフィルタ１４のＰＭを酸化除去するための再生運転を実施する。制御装置４５は、再生運転を行うための種々のプログラムやデータが格納される。制御装置４５は、具体的には、演算により得られる排気流量データ、酸化触媒１５のＤＰＦ上流側温度センサ１６とＤＰＦ下流側温度センサ１７より演算される内部温度データ、ＰＭ酸化除去量の演算結果データ、ＰＭ排出量マップＭ１、酸化除去効率マップＭ２等のデータが格納される。

制御装置４５は、燃料噴射弁１２に接続され、燃料噴射弁１２の燃料噴射量を制御することで、エンジン３の起動および停止、出力制御等をすることが可能である。制御装置４５は、回転速度センサ１８に接続され、回転速度センサ１８が検出するエンジン３の回転速度Ｒを取得するとともに燃料噴射弁１２が噴射する燃料噴射量Ｆｉを取得することが可能である。

制御装置４５は、ＤＰＦ上流側温度センサ１６とＤＰＦ下流側温度センサ１７とに接続され、ＤＰＦ上流側温度センサ１６とＤＰＦ下流側温度センサ１７とが検出する算出する酸化触媒１５の入口温度ｔ１と酸化触媒１５の出口温度ｔ２とを取得することが可能である。

制御装置４５は、エンジン３の回転速度Ｒ、吸入空気流量および燃料噴射量Ｆｉとから単位時間毎に排気流量Ｅｘを算出することが可能である。

制御装置４５は、排気流量Ｅｘの算出毎に、酸化触媒１５の入口温度ｔ１と酸化触媒１５の出口温度ｔ２と排気流量Ｅｘから酸化触媒１５の内部温度の平均値である酸化触媒１５の内部温度ｔ３を算出することが可能である。

制御装置４５は、排気流量Ｅｘの算出毎に、エンジン３の回転速度Ｒと燃料噴射量ＦｉとからＰＭ排出量マップＭ１に基づいてＰＭの単位時間毎の排出量である排出量ＰＭｏｕｔを算出することが可能である。

制御装置４５は、排気流量Ｅｘの算出毎に、酸化触媒１５の内部温度ｔ３、算出した生成量Ｎｄｏ、からＰＭ酸化除去効率マップＭ２に基づいてＰＭの単位時間毎の酸化除去量である除去量ＰＭｒｅｇを算出することが可能である。

制御装置４５は、排気流量Ｅｘの算出毎に、排出量ＰＭｏｕｔと除去量ＰＭｒｅｇとの差からＰＭの単位時間毎の堆積量である堆積量ＰＭｄｅｐを算出し、これまでに算出した堆積量ＰＭｄｅｐを累積加算することが可能である。つまり、制御装置４５は、排気流量Ｅｘの算出毎に算出した堆積量ＰＭｄｅｐを累積加算した累積堆積量ΣＰＭｄｅｐを算出することが可能である。

スートフィルタ１４に堆積したＰＭを酸化除去する再生運転の方法として、エンジン３の通常運転時にスートフィルタ１４において自発的に再生する自己再生と、排気の温度を意図的に上昇させてスートフィルタ１４のＰＭを酸化除去する強制再生であるアシスト再生、リセット再生、非作業時再生であるステーショナリ再生およびリカバリ再生がある。

自己再生は、酸化触媒１５によってエンジン３の排気に含まれるＮＯｘが酸化されて生成されたＮＯ２の酸化作用によってスートフィルタ１４に捕集されたＰＭが酸化除去されるものである。

アシスト再生は、意図的に酸化触媒１５を活性化させてスートフィルタ１４に捕集されたＰＭを酸化除去するものである。制御装置４５は、吸気スロットル１１ａの開度制御と燃料噴射弁１２の噴射制御とによって排気温度ｔ１を酸化触媒１５の活性温度まで上昇させる。これにより、排気浄化装置４は、酸化触媒１５によって生成されたＮＯ２がスートフィルタ１４に捕集されたＰＭを酸化除去する。具体的には、制御装置４５は、吸気スロットル１１ａを所定開度まで閉弁してエンジン３の吸気量を低減させる。あわせて、制御装置４５は、燃料噴射弁１２のメイン噴射の遅角およびメイン噴射よりも遅角させて燃料を噴射するアフタ噴射を行うことで後燃え燃焼を行い排気温度を上昇させる。これらにより、制御装置４５は、排気温度ｔ１を上昇させて酸化触媒１５を活性化させることでスートフィルタ１４に捕集されたＰＭを酸化除去する。

リセット再生は、アシスト再生の制御態様に加えてポスト噴射を行うものである。制御装置４５は、排気浄化装置４の累積運転時間が設定時間Ｔ０以上になった場合やアシスト再生を実施しても所定条件Ｘ（図８参照）を満たさない場合にリセット再生を実施する。制御装置４５は、吸気スロットル１１ａの開度調整、燃料噴射弁１２によるメイン噴射の遅角およびアフタ噴射に加え、さらに遅角させたポスト噴射によって未燃燃料をスートフィルタ１４に供給する。これらにより、制御装置４５は、酸化触媒１５を活性化させることで排気温度ｔ１をさらに上昇させてスートフィルタ１４に捕集されたＰＭを酸化除去する。

ステーショナリ再生は、リセット再生の制御態様に加えてエンジン３の回転速度Ｒを所定の回転数に維持するものである。制御装置４５は、エンジン３の運転状況などによってリセット再生を実施しても所定条件Ｙ（図９参照）を満たさない場合にステーショナリ再生を実施する。制御装置４５は、吸気スロットル１１ａの開度調整および燃料噴射弁１２によるアフタ噴射およびポスト噴射に加え、エンジン３の回転速度Ｒを所定の高速回転数（例えば２２００ｒｐｍ、最高回転速度若しくはハイアイドル回転速度）に上昇させる。これらにより、制御装置４５は、排気温度ｔ１をさらに上昇させて酸化触媒１５を活性化さすることでスートフィルタ１４に捕集されたＰＭを酸化除去する。

リカバリ再生は、何らかの条件によりＤＰＦにＰＭが過堆積した場合に実施される。リカバリ再生の再生方法はステーショナリ再生の制御態様と略同一の制御態様で行われるが排気温度ｔ１が非作業再生よりも低くなるように制御される。これは、ＤＰＦに過堆積したＰＭが再生開始時に急激に再生（燃焼）され、ＤＰＦが過昇温することを防止するためである。制御装置４５は、燃料噴射弁１２によるアフタ噴射量およびポスト噴射量をコントロールすることで排気温度ｔ１をステーショナリ再生よりも低くなるように制御する。これらにより、制御装置４５は、スートフィルタ１４に捕集されたＰＭを長時間（例えば３〜３．５時間）にわたって酸化除去する。

次に、図３と図４とを用いてトラクタ１の操縦室について説明する。

図３示すように、キャビン８は、その内部が操縦室になっている。キャビン８には、略中央に運転座席１９が配置されている。運転座席１９の周囲には、ハンドル２０、インストルメントパネル２１、アクセルペダル２２、シフトレバー２３、ブレーキペダル２４、クラッチペダル２５、リバーサレバー２６、キースイッチ２７（図４参照）およびディスプレイ２８が配置されている。キャビン８（操縦室）は、操縦者が運転座席１９に座った状態でハンドル２０、アクセルペダル２２、シフトレバー２３、ハンドル２０、ブレーキペダル２４、クラッチペダル２５、リバーサレバー２６などを操作し、トラクタ１を操縦可能に構成されている。運転座席１９の前側には、インストルメントパネル２１が配置されている。インストルメントパネル２１の運転座席１９側には、ステアリングコラム２９が配置され、ハンドル２０を支持している。また、運転座席１９の右前側には、その表示画面が運転座席１９に対向するようにしてディスプレイ２８が配置されている。

図３と図４とに示すように、インストルメントパネル２１には、メーターパネル３０が配置されている。メーターパネル３０は、運転座席１９に対向して配置され操縦者が運転座席１９に座った状態で視認可能に配置されている。ステアリングコラム２９の上面２９ａには、運転座席に対向するようにして再生運転スイッチ３１が配置されている。再生運転スイッチ３１は、操縦者が運転座席１９に座った状態で視認可能かつ操作可能な位置に配置されている。つまり、再生運転スイッチ３１は、運転座席１９に座っている操縦者がメーターパネル３０の表示と合わせて視認可能な位置に配置されている。

再生運転スイッチ３１は、後述の再生運転を実施のための信号を送信するものである。再生運転スイッチ３１は、本実施形態において押ボタンから構成される。再生運転スイッチ３１は、制御装置４５に接続されている。再生運転スイッチ３１は、押圧面が点滅または点灯可能に構成されている。再生運転スイッチ３１は、押圧面の点滅または点灯により、押圧面に再生運転についてのシンボルが表示されるように構成されている。

次に、図５から図７を用いてメーターパネル３０について説明する。メーターパネル３０は、トラクタ１の動作情報と、トラクタ１の各部の異常情報とのうち一部の情報を表示するものである。

図５に示すように、メーターパネル３０は、第１表示部３２、第２表示部３９および第３表示部４１とから構成されている。第１表示部３２の中央には、半円状に形成された第２表示部３９が重なるようにして配置されている。第２表示部３９の中央には、半円状に形成された第３表示部４１が重なるようにして配置されている。すなわち、メーターパネル３０は、第１表示部３２、第２表示部３９および第３表示部４１の順に積層されて構成されている。

図６に示すように、メーターパネル３０は、燃料計３３、水温計３６、トラクタ用インジケータ３４、作業機用インジケータ３７、エンジン３の回転速度計４０および表示装置４２等が設けられている。メーターパネル３０の第１表示部３２には、針式の燃料計３３、針式の水温計３６およびトラクタ用インジケータ３４、作業機用インジケータ３７が設けられている。

メーターパネル３０の第１表示部３２の左側には、燃料計３３が配置されている。燃料計３３は、第１表示部３２の中央部近傍で回転可能に支持されている。燃料計３３の左側には、トラクタ１に関する情報を表示するトラクタ用インジケータ３４と警告インジケータ３５とが配置されている。また、第１表示部３２の右側には、水温計３６が配置されている。水温計３６は、第１表示部３２の中央部近傍で回転可能に支持されている。水温計３６の右側には、作業機に関する情報を表示する作業機用インジケータ３７と注意インジケータ３８とが配置されている。燃料計３３と水温計３６との回転支持部分は、第２表示部３９によって覆われている。つまり、第１表示部３２は、燃料計３３の針と水温計３６の針とが第２表示部３９の外縁に沿って動くように構成されている。

トラクタ用インジケータ３４には、再生運転インジケータ３４Ａが含まれる。再生運転インジケータ３４Ａは、再生運転の必要性が生じた場合または再生運転が実施されている場合に表示される。再生運転インジケータ３４Ａは、にスートフィルタ１４を模したシンボルマークが点灯するように構成されている。

警告インジケータ３５は、トラクタ１の状態に関して異常状態の発生による早急な対応が必要な場合に表示される。警告インジケータ３５は、「！」を三角形の枠で囲んだシンボルマークが赤色に点灯するように構成されている。注意インジケータ３８は、トラクタ１の状態に関して操縦者に注意を喚起する必要がある場合に表示される。注意インジケータ３８は、「！」をひし形の枠で囲んだシンボルマークが黄色に点灯するように構成されている。

メーターパネル３０の第２表示部３９には、針式の回転速度計４０が設けられている。回転速度計４０は、第２表示部３９の中央部で回転可能に支持されている。また、回転速度計４０は、第２表示部３９の円弧部分の目盛りを指すように構成されている。回転速度計４０の回転支持部分は、第３表示部４１によって覆われている。つまり、第２表示部３９は、回転速度計４０の針が第３表示部４１の外縁に沿って動きながら第２表示部３９の円弧部分の目盛りを指すように構成されている。

メーターパネル３０の第３表示部４１には、表示装置４２が設けられている。表示装置４２は、エンジン３の回転速度計４０に囲まれるように配置されている。表示装置４２は、液晶画面等から構成されている表示画面４３が運転座席に対向するように配置されている。表示画面４３は、トラクタ１の車速とエンジン３の回転速度、各種設定値、各種詳細情報や異常情報を表示する。表示装置４２は、表示画面４３に表示される内容が画面上段、画面中段および画面下段に分かれて表示されるように構成されている。

図７に示すように、メーターパネル３０には、燃料計３３、トラクタ用インジケータ３４、警告インジケータ３５、水温計３６、作業機用インジケータ３７、注意インジケータ３８、回転速度計４０および表示装置４２等を制御するメーターパネル制御装置４４が設けられている。メーターパネル制御装置４４は、外部から視認できない位置に設けられている。メーターパネル制御装置４４は、燃料計３３、トラクタ用インジケータ３４、警告インジケータ３５、水温計３６、作業機用インジケータ３７、注意インジケータ３８、回転速度計４０および表示装置４２に接続され、燃料計３３、トラクタ用インジケータ３４、警告インジケータ３５、水温計３６、作業機用インジケータ３７、注意インジケータ３８、回転速度計４０、および表示装置４２を制御することができる。

制御装置４５には、前述の燃料噴射弁１２、ＤＰＦ上流側温度センサ１６、ＤＰＦ下流側温度センサ１７および回転速度センサ１８に加えてハンドル２０、アクセルペダル２２、シフトレバー２３、ブレーキペダル２４、クラッチペダル２５、リバーサレバー２６、キースイッチ２７、再生運転スイッチ３１などの操作具に電気的に接続され、各操作具からの信号を取得することができる。また、制御装置４５は、メーターパネル制御装置４４に接続され、エンジン３の回転速度、燃料残量、水温および再生運転等の作業車両の動作情報と作業車両の各部の異常情報とのうち一部の情報についての信号をメーターパネル制御装置４４に送信することが可能である。

以下では、図８と図９とを用いて、トラクタ１における再生運転の制御態様について具体的に説明する。強制再生処理とは、再生運転の態様がアシスト再生、リセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転をいい、再生運転の態様が自己再生である再生運転は含まれない。なお、本実施形態において、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１の操作による再生運転の信号を取得したものとして説明する。

図８に示すように、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１の操作による再生運転の信号を取得すると強制再生処理Ａを開始し、ステップをステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１１０において、制御装置４５は、最後の強制再生実施からのエンジン３の累積運転時間ΣＴが設定時間Ｔ０（例えば１００ｈ）以下か否か判定する。その結果、最後の強制再生実施からのエンジン３の累積運転時間ΣＴが設定時間Ｔ０以下であると判定した場合、制御装置４５は、はステップをステップＳ１２０に移行させる。一方、最後の強制再生実施からのエンジン３の累積運転時間ΣＴが設定時間Ｔ０以下でないと判定した場合、制御装置４５はステップをステップＳ２００に移行させる。

ステップＳ１２０において、制御装置４５は、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１以上か否か判定する。その結果、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１（例えば８ｇ／ｌ）以上であると判定した場合。制御装置４５は、はステップをステップＳ１３０に移行させる。一方、累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ１以上でないと判定した場合、制御装置４５は強制再生処理Ａを終了し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１３０において、制御装置４５は、再生運転の態様がアシスト再生である再生運転を開始し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。

ステップＳ１４０において、制御装置４５は、所定条件Ｘを満たしたか否か判定する。その結果、所定条件Ｘを満たしたと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、制御装置４５は強制再生処理Ａを終了し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。一方、所定条件Ｘを満たしたていないと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、制御装置４５はステップをステップＳ２００に移行させる。

ステップＳ２００において、制御装置４５は、強制再生処理Ｂを開始し、ステップをステップＳ２１０（図９参照）へ移行する。

図９に示すように、ステップＳ２１０において、制御装置４５は、再生運転の態様がリセット再生である再生運転を開始し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。

ステップＳ２２０において、制御装置４５は、所定条件Ｙを満たしたか否か判定する。その結果、所定条件Ｙを満たしたと判定した場合、例えば、リセット再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、制御装置４５は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１１０（図８参照）に移行させる。一方、所定条件Ｙを満たしたていないと判定した場合、例えば、リセット再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、制御装置４５はステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ３３０において、制御装置４５は、エンジン３が搭載されている作業機等が非作業状態か否かを判定する。その結果、エンジン３が搭載されている作業機等が非作業状態であると判定した場合、制御装置４５は、はステップをステップＳ３４０に移行させる。一方、エンジン３が搭載されている作業機等が非作業状態でないと判定した場合、制御装置４５は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１１０（図８参照）に移行させる。

ステップＳ３４０において、制御装置４５は、再生運転の態様がステーショナリ再生である再生運転を開始し、ステップをステップＳ３５０に移行させる。

ステップＳ３５０において、制御装置４５は、所定条件Ｚを満たしたか否か判定する。その結果、所定条件Ｚを満たしたと判定した場合、例えば、アシスト再生を開始してから所定時間Ｔａ（例えば１０分）が経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２（例えば７ｇ／ｌ）未満に減少し、かつ所定時間Ｔｂ（例えば３０分）が経過した場合、または累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが所定量ＭＰ３（例えば６ｇ／ｌ）未満に減少した場合、制御装置４５は強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１１０（図８参照）に移行させる。一方、所定条件Ｙを満たしたていないと判定した場合、例えば、ステーショナリ再生を開始してから所定時間Ｔａが経過した後に累積堆積量ΣＰＭｄｅｐが基準量ＰＭ２以上である場合、制御装置４５はステップをステップＳ４６０に移行させる。

ステップＳ４６０において、制御装置４５は、再生運転の態様がリカバリ再生である再生運転を開始し、強制再生処理Ｂを終了し、ステップをステップＳ１１０（図８参照）に移行させる。

次に、図１０から図１４を用いて、本発明の一実施形態に係るトラクタ１のメーターパネル３０の動作態様について説明する。初めに、メーターパネル３０が常態的に表示する基本画面である状態表示画面について説明する。

図１０に示すように、メーターパネル制御装置４４は、キースイッチ２７（図７参照）がＯＮにされると、直近にキースイッチ２７がＯＦＦにされた時に表示していた状態表示画面の種類（以下、単に「前回表示画面」と記す）に基づいて表示すべき状態表示画面を決定する。

図１１に示すように、状態表示画面は、アワーメータ画面４３Ａ、設定値表示画面４３Ｂ、平均燃費・運転可能時間画面４３Ｃおよびメンテナンス設定画面４３Ｄをいう。状態表示画面には、共通の表示として画面上段にリバーサレバー位置表示４３αとしてリバーサレバー２６がＮ位置である場合に「Ｎ」が表示され、画面中段にトラクタ１の速度表示４３βとしてトラクタ１の車速とエンジン３の回転速度とが表示されている。状態表示画面の画面下段には、アワーメータ表示４３γ、設定値表示４３δ、平均燃費・運転可能時間表示４３εおよびメンテナンス設定表示４３ζのうちいずれか一つが選択的に表示されている。

図１１（ａ）に示すように、アワーメータ画面４３Ａは、トラクタ１の動作時間を表示する画面である。アワーメータ画面４３Ａは、表示装置４２の画面下段にアワーメータ表示４３γとしてエンジン３の負荷率、トラクタ１の累積動作時間であるアワーメータおよび任意に設定された時期からの累積動作時間であるトリップメータが表示される。

図１１（ｂ）に示すように、設定値表示画面４３Ｂは、トラクタ１の最大エンジン回転速度を制限する画面である。設定値表示画面４３Ｂは、表示装置４２の画面下段に設定値表示４３δとして主に作業機を使用する場合に適用するＡモードと作業機を使用しない場合に適用するＢモードとにおけるエンジン３の最大回転速度と最大車速がそれぞれ同時に表示される。設定値表示画面では、図示しない操作具からの信号により各モードの最大回転速度を変更することができる。同様にして設定値表示画面は、図示しないＰＴＯシャフトの最大回転速度をＡモードとＢモードとで制限する画面に切り替えることが可能である。ＰＴＯシャフトの最大回転速度を制限する画面では、各モードのＰＴＯシャフトの最大回転速度を変更することで、一速から四速におけるＰＴＯシャフトの回転速度が表示される。

図１１（ｃ）に示すように、平均燃費・運転可能時間画面４３Ｃは、トラクタ１の最大エンジン回転速度を制限する画面である。平均燃費・運転可能時間画面４３Ｃは、表示装置４２の画面下段に平均燃費・運転可能時間表示４３εとしてエンジン３の負荷率、トラクタ１の平均燃費、および平均燃費において運転可能な時間または設定時間よりも運転可能であることを示す上向き矢印が表示される。

図１１（ｄ）に示すように、メンテナンス設定画面４３Ｄは、トラクタ１の各種メンテナンスの時期を設定する画面である。メンテナンス設定画面は、表示装置４２の画面下段にメンテナンス設定表示４３ζとしてメンテナンス設定モードである旨が表示される。メンテナンス設定画面は、エンジンオイル、ミッションオイル、フロントアクスルオイルやエンジンオイルエレメント等の定期的な交換が必要な消耗品の交換時期を表示および設定する画面である。メンテナンス設定画面４３Ｄでは、消耗品を交換した際にその旨を図示しない操作具からの信号により入力することで交換時期をリセットすることができる。メーターパネル制御装置４４は、消耗品（例えばエンジンオイル）の交換時期になるとキースイッチ２７がＯＮにされた際に表示装置４２の画面下段にメンテナンスメッセージとして文字情報「エンジンオイル交換」とメンテナンスについてのシンボルマークとを表示する。

メーターパネル制御装置４４は、前回表示画面が特定できない（記憶されていない）場合、アワーメータ画面４３Ａを表示し、前回表示画面がメンテナンス設定画面４３Ｄでない場合、前回表示画面と同一の画面を表示する。また、メーターパネル制御装置４４は、メンテナンス設定画面４３Ｄであってエンジン３の回転速度が基準値以上の場合にアワーメータ画面４３Ａを表示し、前回表示画面がメンテナンス設定画面４３Ｄであって回転速度が基準値未満の場合にメンテナンス設定画面４３Ｄを表示する。メーターパネル制御装置４４は、図示しない切り替えスイッチからの切り替え信号を受信すると状態表示画面を任意の状態表示画面に切り替え可能に構成されている。同様に、メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５から再生運転が終了した旨の信号を取得すると、表示装置４２に状態表示画面４３Ａ・４３Ｂ・４３Ｃ・４３Ｄのうちいずれか一つを表示させる。

以下では、図１２と図１３とを用いて、再生運転に関するメーターパネル３０の表示態様および再生運転スイッチ３１の操作態様について説明する。

制御装置４５は、再生運転スイッチ３１の点灯の態様を制御するとともに、メーターパネル制御装置４４に再生運転についての信号を送信する。メーターパネル制御装置４４は、再生運転インジケータ３４Ａの表示、警告インジケータ３５の表示および表示装置４２の表示を制御する。

制御装置４５は、再生の態様がリセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転が必要であり、かつその実施が可能な場合、再生運転スイッチ３１を点滅させる。また、制御装置４５は、再生の態様がリセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転が実施されている場合、再生運転スイッチ３１を点灯させる。

メーターパネル制御装置４４は、再生の態様がリセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転が必要な場合、再生運転インジケータ３４Ａ、または再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とを点滅させ、表示装置４２に再生運転を実施するために必要な操作に関する情報を表示させる。また、メーターパネル制御装置４４は、再生の態様がリセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転が実施されている場合、再生運転インジケータ３４Ａ、または再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とを点灯させ、表示装置４２に再生運転の実施状態に関する情報を表示させる。

加えて、メーターパネル制御装置４４は、再生の態様がトラクタ１の停止中にのみ実施が可能なステーショナリ再生およびリカバリ再生である再生運転の場合、再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とを点滅または点灯させる。また、メーターパネル制御装置４４は、再生の態様がトラクタの作業中に実施が可能なリセット再生である再生運転の場合、再生運転インジケータ３４Ａのみを点滅または点灯させる。

具体的には、再生運転の態様が自己再生とアシスト再生との場合、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を点滅および点灯させない。同様に、メーターパネル制御装置４４は、再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とを点滅および点灯させない。すなわち、再生の態様が自己再生またはアシスト再生である再生運転は、再生運転スイッチ３１、再生運転インジケータ３４Ａおよび警告インジケータ３５が消灯している状態で実施される。

図１２に示すように、再生運転の態様がリセット再生である場合、制御装置４５は、リセット再生の態様で再生運転を実施すべき所定の条件を満たしていると判断すると（図８参照）、メーターパネル制御装置４４にリセット再生の態様で再生運転が必要である旨の信号を送信する。さらに、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を点滅させる（図１２における時間Ｔ１）。図１３（ａ）に示すように、メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、再生運転インジケータ３４Ａを点滅させる（図１２における時間Ｔ１）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に、再生運転を実施するために必要な操作に関するメッセージ（例えば「再生スイッチ３秒押す」）とシンボルマークとを表示させる。

制御装置４５は、再生運転スイッチ３１が所定時間（例えば３秒）よりも長く押圧操作されるとリセット再生の態様で再生運転を開始させる。合わせて、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を点灯させる（図１２における時間Ｔ２）。さらに、制御装置４５は、メーターパネル制御装置４４に再生運転開始の信号を送信する。図１３（ｂ）に示すように、メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、再生運転インジケータ３４Ａを点灯させる（図における時間Ｔ２）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に再生運転が実施されている旨のメッセージ（例えば「排気フィルタ再生中」）とシンボルマークとを表示させる。

図１４に示すように、再生運転の態様がステーショナリ再生である場合、制御装置４５は、ステーショナリ再生の態様で再生運転を実施すべき所定の条件を満たしていると判断すると（図９参照）、メーターパネル制御装置４４にステーショナリ再生の態様で再生運転が必要である旨の信号を送信する。図１５（ａ）に示すように、メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とを点滅させる（図１４における時間Ｔ３）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に、再生運転を実施するために必要な操作に関するメッセージ（例えば「作業を停止」と「安全な場所に駐車」との操作メッセージを交互に表示）とシンボルマークとを表示させる。

制御装置４５は、ステーショナリ再生の態様で再生運転の実施が可能な状態であるか判断する。具体的には、制御装置４５は、リバーサレバー２６がＮ位置であるか、図示しないＰＴＯスイッチがＯＦＦであるか、図示しない駐車ブレーキが作動されているか、エンジン３がアイドル状態であるか判断する。制御装置４５は、リバーサレバー２６の状態、ＰＴＯスイッチの状態、駐車ブレーキの状態またはエンジン３の状態のうち少なくとも一つの条件が満たされていない場合に再生運転スイッチ３１が押圧操作されると、ステーショナリ再生の態様で再生運転を実施させない。さらに、制御装置４５は、その旨をメーターパネル制御装置４４に送信する。メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、表示装置４２に、再生運転を実施するために必要な操作に関するメッセージ（例えば「リバーサを中立に」、「ＰＴＯスイッチを切りに」、「駐車ブレーキをかける」および「アイドリングにする」の操作メッセージを優先順位に従って表示）とシンボルマークとを表示させる。

制御装置４５は、上述の条件を満たしステーショナリ再生の態様で再生運転の実施が可能な状態であると判断すると（図９参照）、メーターパネル制御装置４４にステーショナリ再生の態様で再生運転の実施が可能である旨の信号を送信する。さらに、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を点滅させる（図１４における時間Ｔ４）。メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、表示装置４２に、再生運転を実施するために必要な操作に関するメッセージ（例えば「再生スイッチ３秒押す」）とシンボルマークとを表示させる。

制御装置４５は、再生運転スイッチ３１が所定時間（例えば３秒）よりも長く押圧操作されるとステーショナリ再生の態様で再生運転を開始させる。合わせて、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を点灯させる（図１４における時間Ｔ５）。さらに、制御装置４５は、メーターパネル制御装置４４に再生運転開始の信号を送信する。図１５（ｂ）に示すように、メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、警告インジケータ３５と再生運転インジケータ３４Ａとを点灯させる（図１４における時間Ｔ５）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に再生運転が実施されている旨のメッセージ（例えば「排気フィルタ再生中」と「再生終了まで待機」との操作メッセージを交互に表示）とシンボルマークとを表示させる。

再生運転の態様がリカバリ再生である場合、制御装置４５は、リカバリ再生の態様で再生運転を実施すべき所定の条件、すなわち、ステーショナリ再生の態様で再生運転を実施しても再生運転を終了すべき所定の条件を満たさないと判断すると（図９参照）、リカバリ再生の態様で再生運転を開始させる。合わせて、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を継続して点灯させる（図１４における時間Ｔ６）。さらに、制御装置４５は、メーターパネル制御装置４４にリカバリ再生の態様で再生運転開始の信号を送信する。メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、警告インジケータ３５と再生運転インジケータ３４Ａとを継続して点灯させる（図１４における時間Ｔ６）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に継続して再生運転が実施されている旨のメッセージ（例えば「排気フィルタ再生中」と「再生終了まで待機」との操作メッセージを交互に表示）とシンボルマークとを表示させる。

再生運転の態様がリセット再生、ステーショナリ再生およびリカバリ再生である場合、再生運転を終了すべき所定の条件を満たすと（図８、図９参照）、制御装置４５は、再生運転を終了させる。合わせて、制御装置４５は、再生運転スイッチ３１を消灯させる（図における時間Ｔ７）。さらに、制御装置４５は、メーターパネル制御装置４４再生運転終了の信号を送信する。メーターパネル制御装置４４は、制御装置４５からの信号を取得すると、警告インジケータ３５と再生運転インジケータ３４Ａとを消灯させる（図１２と図１４における時間Ｔ７）。さらに、メーターパネル制御装置４４は、表示装置４２に表示していた直近の状態表示画面を表示させる（図１１参照）。

このように構成することで、警告が再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５とのうち少なくとも一つが点滅表示するとともに表示装置４２にメッセージが表示される。従って、メーターパネル３０は、視認性の高いインジケータにより再生運転の必要性の有無が表示されるとともにメーターパネル３０の略中央に配置されている表示装置４２により再生運転に関する情報が具体的に表示される。また、再生運転インジケータ３４Ａと警告インジケータ３５との点灯態様および点灯の組合せよって再生運転を実施する条件が表示される。これにより、操縦者に再生運転の必要性やその態様を的確に伝達しつつ再生運転に関する具体的な情報を提供することができる。

１トラクタ
３エンジン
４排気浄化装置
３０メーターパネル
３４Ａ再生運転インジケータ
３５警告インジケータ
４２表示装置

Claims

エンジンの排気浄化装置で捕集された排気中の粒子状物質を酸化除去する再生運転が実施されるトラクタにおいて、
車両を操舵するハンドルを見通した位置にメーターパネルが配置され、
前記メーターパネルは、第１表示部、第２表示部および第３表示部を備え、
前記第１表示部の中央に前記第２表示部が重なるように配置され、
前記第２表示部の中央に前記第３表示部が重なるように配置され、
前記第１表示部、前記第２表示部、前記第３表示部の順に構成され、
前記第１表示部には、燃料計、水温計、前記再生運転が必要な状態または前記再生運転が実施されている状態を示す再生運転インジケータ、および警告インジケータが設けられ、
前記第２表示部には、エンジンの回転速度計が設けられ、
前記第３表示部には、前記再生運転に関するメッセージ情報が表示される表示装置が設けられ、
前記表示装置は、前記エンジンの回転速度計に囲まれて、表示画面が運転座席に対向するように配置され、
前記再生運転が必要な場合、前記再生運転インジケータ、または前記再生運転インジケータと警告インジケータとが点滅され、前記表示装置の表示画面に前記再生運転の実施に必要な操作に関するメッセージ情報が表示され、
前記再生運転が実施されている場合、前記再生運転インジケータ、または前記再生運転インジケータと警告インジケータとが点灯され、前記表示装置の表示画面に前記再生運転の実施状態に関するメッセージ情報が表示される
トラクタ。
ステアリングコラムの運転座席に対向する面に少なくとも一部が点灯または点滅可能な再生運転スイッチが設けられ、
前記再生運転が必要な場合かつ前記再生運転の実施が可能な場合、前記再生運転スイッチが点滅され、
前記再生運転が実施されている場合、前記再生運転スイッチが点灯される
請求項１に記載のトラクタ。