JP2016011644A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】通常作業時における無駄な再生実行を抑えつつ、オペレータの休憩中においてＰＭの捕集量が許容値を超えるのを抑制する。【解決手段】油圧ショベル１は、操作手段２０からの指令に応じたブームシリンダ８の駆動を許容するための許容位置とブームシリンダ８の駆動を規制するための規制位置との間で切換操作可能な乗降遮断レバー１２ｂと、乗降遮断レバー１２ｂの切換位置を検出可能なレバーセンサ１２ｃと、差圧センサ２５により検出されたＰＭの量が基準捕集量を超え、乗降遮断レバー１２ｂが規制位置に切り換えられていることがレバーセンサ１２ｃにより検出され、さらに、再生スイッチ１２ｄから許可指令が入力されていない異常休止状態が予め設定された時間継続している場合に燃料噴射装置２４に対して指令の出力を開始するコントローラ１６とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関するものである。

従来から、ディーゼルエンジンを有する建設機械が知られている。

この種の建設機械は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：以下、ＰＭという）が建設機械の外部へ排出されるのを抑制するためにＰＭを捕集するディーゼル粒子状物質捕集フィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ：以下、ＤＰＦという）を有している。

ここで、ＤＰＦに対するＰＭの捕集量が増加すると、ＤＰＦが目詰まりしてディーゼルエンジンの安定した運転が妨げられる。そこで、建設機械は、ＰＭの捕集量が所定の閾値を超えた場合に、ディーゼルエンジンの排気ガスの温度を強制的に上昇させてＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させることにより当該ＰＭをＤＰＦから除去する、いわゆるＤＰＦの再生を行うための再生手段を備えている。具体的に、再生手段は、排気ガスの温度を上昇させるためにディーゼルエンジン内及び排気ガス経路内の少なくとも一方において燃料を噴射する。

なお、このように排気ガスの温度を強制的に上昇させることによるＤＰＦの再生は、強制再生と呼ばれる。また、強制再生には、ディーゼルエンジンの比較的高負荷の運転時における高温の排気ガスを利用して再生を行う自動再生と、ディーゼルエンジンの比較的低負荷の運転時においてオペレータの入力操作に応じて実行される手動再生とが含まれる（例えば、特許文献１）。

ここで、手動再生の開始条件にはオペレータの入力操作が含まれるため、特許文献１に記載の技術では手動再生が必要な状況になると（ＰＭの捕集量が閾値を超えると）オペレータの入力操作を促すためにランプを点灯させる。

また、特許文献２には、手動再生が必要となる状況に至る機会を低減するための技術が開示されている。具体的に、この油圧ショベルでは、手動再生が必要となるＰＭの捕集量の閾値よりも低い第２の閾値を超えた場合に、アタッチメント等を作動するための操作レバーが一定期間操作されていないことを条件として自動的に再生（以下、事前再生という）が実行される。事前再生時には、ディーゼルエンジンの回転数が中速回転数まで上昇される。

特開２００５−２８２５４５号公報 特許第５０５３０１５号公報

ところで、寒冷地等において建設機械を用いた作業を行う場合、他の作業の進行状況等に応じて、オペレータが運転室内で暖をとりつつ長期間に亘って休憩する場合がある。この休憩時において、ディーゼルエンジンは、エアコンを作動するためにアイドリング状態に維持される。

このような休憩時、オペレータは、エンジンが低負荷運転をしているためＰＭの捕集量がそれほど増加しないとの認識を持ち、特許文献１のような手動再生を促すためのランプにそれほど興味を示さない。そのため、ランプを点灯しても、オペレータがランプの点灯に気付かず、手動再生が行われない結果、ＰＭの捕集量が許容量を超えてしまうおそれがある。

ＰＭの捕集量が許容量を超えると、排気ガスの圧力が増大することに伴いディーゼルエンジンの出力が制限され、結果として、油圧ショベルが作業不能となるエラー状態に至ってしまう。

一方、特許文献２では、事前再生が実行されることによりＰＭの捕集量が許容量を超えるのを抑制することができる。

しかし、特許文献２では、事前再生の開始後に操作レバーの操作が検出されると事前再生が終了する。そのため、上述したようなオペレータの休憩時ではなく、通常作業時においてオペレータが操作レバーを操作することなく一定時間待機し、その後即座に操作レバーを操作するような場合であっても事前再生が行われてしまう。

そのため、通常作業時において、ＤＰＦを再生することができない極めて短い期間内に無駄な燃料噴射が繰り返されて燃費が低下するとともに、ディーゼルエンジンの回転数が上昇することによる騒音が発生する。

本発明の目的は、通常作業時における無駄な再生実行を抑えつつ、オペレータの休憩中においてＰＭの捕集量が許容値を超えるのを抑制することができる建設機械を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンの動力により駆動される被駆動物と、オペレータからの操作に応じて前記被駆動物を駆動するための駆動指令を出力可能な駆動指令手段と、前記ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタと、前記フィルタに捕集された粒子状物質の量を特定するための情報を検出可能な捕集量検出手段と、前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることにより当該粒子状物質を前記フィルタから除去して当該フィルタを再生する再生手段と、オペレータからの操作に応じて前記フィルタの再生を許可することを示す許可指令を出力可能な再生指令部材と、前記捕集量検出手段により検出された情報により特定された粒子状物質の量が予め設定された基準捕集量を超えている場合に、前記再生指令部材から許可指令が入力されていることを条件として前記フィルタを再生するための再生指令を前記再生手段に出力するコントローラと、前記駆動指令に応じた前記被駆動物の駆動を許容するための許容位置と、前記被駆動物の駆動を規制するための規制位置との間で切換操作可能な規制操作部材と、前記規制操作部材の切換位置を検出可能な規制検出器とを備え、前記捕集量検出手段により検出された情報に基づき特定された粒子状物質の量が前記基準捕集量を超え、前記規制操作部材が規制位置に切り換えられていることが前記規制検出器により検出され、さらに、前記許可指令が入力されていない異常休止状態が予め設定された時間継続している場合、前記コントローラは、前記再生手段に対して再生指令の出力を開始する、建設機械を提供する。

通常、オペレータが休憩する場合、オペレータが意図せず駆動指令手段に触れて被駆動物が駆動するのを防止するために、規制操作部材が規制位置に切り換えられる。

本発明によれば、このように規制操作部材が規制位置に切り換えられたオペレータの休憩中に、フィルタに捕集されたＰＭ（粒子状物質）の量が基準捕集量を超え、かつ、許可指令が入力されていない異常休止状態が所定時間継続すると自動的に再生を実行することができる（以下、この再生をタイマー再生という）。

そのため、手動再生の行うべき状況下であるにもかかわらず休憩中のオペレータが再生指令部材の操作を行わなかった場合であっても、この状態が所定時間継続するとタイマー再生が開始され、フィルタにおけるＰＭの捕集量が許容量を超えるのを防止することができる。

一方、通常作業を行う場合、駆動指令手段による被駆動物の駆動を許容するために規制操作部材は許容位置に切り換えられるため、この状態においてタイマー再生は開始されない。

したがって、本発明によれば、通常作業時における無駄な再生実行を抑えつつ、オペレータの休憩中においてＰＭの捕集量が許容量を超えるのを抑制することができる。

ここで、タイマー再生の開始後、オペレータが意図せず駆動指令手段に触れた場合にタイマー再生を終了させることも可能であるが、この場合、結果として、タイマー再生の実行時間が不足するおそれがある。

そこで、前記建設機械において、前記コントローラは、前記異常休止状態が予め設定された時間継続していることを契機として前記再生指令の出力を開始した場合、前記駆動指令手段が操作された状態においても前記再生指令の出力を継続することが好ましい。

この態様によれば、タイマー再生の実行中にオペレータが意図せず駆動指令手段に触れた場合等において、結果として無駄となる再生の実行回数を低減することができる。

上述のように、タイマー再生は、オペレータが再生指令部材を操作していない（操作し忘れている）ことを前提として実行される。そのため、タイマー再生の実行後に再生指令部材が操作されることは想定し難い。

そこで、前記建設機械において、前記コントローラは、前記異常休止状態が予め設定された時間継続していることを契機として前記再生指令の出力を開始した場合、前記再生指令部材からの許可指令の有無にかかわらず再生指令の出力を継続することが好ましい。

この態様によれば、上記のようにタイマー再生の実行後に操作される可能性の低い再生指令部材からの許可指令の有無をタイマー再生の終了条件から除外することにより、コントローラによる処理の簡素化を図ることができる。

ここで、オペレータが休憩を終了し通常作業を行う場合、駆動指令手段の機能を有効にするために規制操作部材は許容位置に切り換えられる。

そこで、前記建設機械において、前記コントローラは、前記再生指令を出力している状態において前記規制検出器により前記規制操作部材が許容位置に切り換えられていることが検出された場合に、前記再生指令の出力を停止することが好ましい。

この態様によれば、規制操作部材が許容位置に切り換えられることにより再生が終了するため、速やかに通常作業を開始することができる。

前記建設機械において、前記コントローラは、前記フィルタに捕集された粒子状物質の量が前記基準捕集量以下の量になる可能性の高い条件として予め設定された正常終了条件が成立した場合に、前記再生指令の出力を停止することが好ましい。

この態様によれば、フィルタの再生が十分に行われた状態で再生を終了することができる。

一方、前記コントローラは、前記ディーゼルエンジンの出力が制限される条件として予め設定された異常終了条件が成立した場合に、前記再生指令の出力を停止することが好ましい。

この態様によれば、ディーゼルエンジンの出力が制限されてフィルタを十分に再生できないおそれのある状況において再生の実行を停止することができる。

なお、ディーゼルエンジンの出力が制限される条件としては、例えば、排気ガスの温度が予め設定された温度を超える場合が挙げられる。この場合、排気ガスの温度を検出するための温度検出手段が設けられ、その検出温度に基づいてコントローラは異常終了条件が成立したか否かを判定する。

前記建設機械において、前記コントローラは、前記フィルタの再生を正常に行うことができないおそれがある条件として予め設定された再生禁止条件が成立する場合には、前記異常休止状態が予め設定された時間継続している場合であっても再生指令の出力停止状態を維持することが好ましい。

この態様によれば、フィルタの再生を正常に行うことができない状況においてフィルタの再生を禁止することができる。

なお、フィルタの再生を正常に行うことができなおそれがある条件としては、例えば、排気ガスの温度が予め設定された温度を超える場合、及び、機器がエラー状態にある場合が挙げられる。ここで、排気ガスの温度による制御は上述のように温度検出手段の検出結果を用いて行うことができる。また、機器がエラー状態にある場合としては、例えば、機器からコントローラに入力される指令が予め設定された指令値の範囲外である場合が挙げられ、このような場合に、コントローラは、当該機器がエラー状態にある（再生禁止条件が成立する）と判定することができる。

本発明によれば、通常作業時における無駄な再生実行を抑えつつ、オペレータの休憩中においてＰＭの捕集量が許容値を超えるのを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１の油圧ショベルに設けられた駆動系統及び制御系統を示す概略図である。 図２のコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 図３の再生終了判定処理の内容を示すフローチャートである。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１を参照して、本発明に係る建設機械の一例としての油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に対して変位可能に取り付けられた作業アタッチメント４とを備えている。

下部走行体２は、図外の走行モータを有し、この走行モータによりクローラ２ａに設けられたクローラベルト（符号省略）を駆動する。

作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対して上げ動作及び下げ動作が可能となるように取り付けられたブーム５と、ブーム５の先端部に対して回転可能に取り付けられたアーム６と、アーム６の先端部に対して回転可能に取り付けられたバケット７とを備えている。

また、作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を上げ及び下げ駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回転駆動するバケットシリンダ１０とを備えている。

図１及び図２を参照して、上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回可能に取り付けられたアッパーフレーム１１と、アッパーフレーム１１上に設けられた、キャブ１２、ディーゼルエンジン１４、油圧回路１５、排ガス浄化装置３３、及びコントローラ１６（それぞれ図２参照）とを備えている。

アッパーフレーム１１は、図外の旋回モータによって地面に対して垂直な軸を中心として下部走行体２に対して旋回可能となるように下部走行体２に取り付けられている。

キャブ１２には、オペレータが着座するための運転席１２ａと、運転席１２ａの側方に設けられた乗降遮断レバー１２ｂと、それぞれ図２に示されたレバーセンサ（規制検出器）１２ｃ、再生スイッチ１２ｄ、報知手段１２ｅ、及び回転数指令手段１２ｆとが設けられている。

乗降遮断レバー１２ｂは、キャブ１２の乗降口（図示省略）と運転席１２ａとの間に設けられている。また、乗降遮断レバー１２ｂは、キャブ１２に対するオペレータの乗り降りを許容するように運転席１２ａの側部を開放する乗降位置（図１の二点鎖線で示す位置）と、油圧ショベル１の作業が行われる際に運転席１２ａを側方から覆う作業位置（図１の実線で示す位置）との間で回転可能（切換可能）である。

レバーセンサ１２ｃは、乗降遮断レバー１２ｂの切換位置を検出可能である。

再生スイッチ１２ｄ、報知手段１２ｅ、及び回転数指令手段１２ｆについては後に詳述する。

油圧回路１５は、下部走行体２に設けられた走行モータ（図示省略）、上部旋回体３を旋回駆動するための旋回モータ（図示省略）、及び上述したシリンダ８〜１０を、ディーゼルエンジン１４の動力を利用して駆動するとともに、これらの駆動を制御する。つまり、走行モータ、旋回モータ、及びシリンダ８〜１０（以下、油圧アクチュエータと総称する場合がある）は、ディーゼルエンジン１４の動力により駆動される被駆動物に相当する。以下、ブームシリンダ８を例に挙げて油圧回路１５について説明する。

油圧回路１５は、ディーゼルエンジン１４の出力軸に接続されたメインポンプ１７及びパイロットポンプ１８と、メインポンプ１７とブームシリンダ８との間に設けられたコントロールバルブ１９と、コントロールバルブ１９を操作するための操作手段（駆動指令手段）２０と、パイロットポンプ１８と操作手段２０との間に設けられた電磁弁２１とを備えている。

メインポンプ１７及びパイロットポンプ１８は、ディーゼルエンジン１４の動力を利用して作動油を吐出可能である。なお、メインポンプ１７は、可変容量式の油圧ポンプである。

コントロールバルブ１９は、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御するための油圧制御式のバルブである。具体的に、コントロールバルブ１９は、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を停止する中立位置と、ブームシリンダ８を伸ばすための伸び位置（図の右側位置）と、ブームシリンダ８を縮ませるための縮み位置（図の左側位置）との間で切換可能である。なお、コントロールバルブ１９は、通常中立位置に付勢されている。

操作手段２０は、操作レバーと、操作レバーの操作方向及び操作量に応じたパイロット圧がコントロールバルブ１９のパイロットポートに供給されるようにパイロットポンプ１８に接続されたリモコン弁とを有する。リモコン弁から出力されるパイロット圧は、ブームシリンダ８を駆動するための駆動指令に相当する。

電磁弁２１は、コントローラ１６からの電気指令に応じてパイロットポンプ１８から操作手段２０への作動油の供給経路を遮断する。具体的に、電磁弁２１は、パイロットポンプ１８から操作手段２０への作動油の供給経路を開放する開放位置（図の左側位置）と、供給経路を遮断するとともに操作手段２０とタンクとを接続する遮断位置（図の右側位置）との間で切換可能である。また、電磁弁２１は、通常開放位置に付勢され、コントローラ１６から電気信号に応じて遮断位置に切り換えられる。

電磁弁２１が遮断位置に切り換えられると、パイロットポンプ１８からの作動油が操作手段２０に供給されず、かつ、操作手段２０がタンクに接続されるため、コントロールバルブ１９は、操作手段２０の操作にかかわらず中立位置に付勢される。これにより、ブームシリンダ８の駆動が規制される。

なお、上述した走行モータ、旋回モータ、及びシリンダ９、１０の各々についてもコントロールバルブ１９及び操作手段２０がそれぞれ設けられており、全ての操作手段２０に対する作動油の供給経路の開放状態と遮断状態とが電磁弁２１によって切り換えられる。したがって、電磁弁２１が遮断位置に切り換えられることにより、走行モータ、旋回モータ、シリンダ８〜１０の全ての駆動が規制される。

排ガス浄化装置３３は、ディーゼルエンジン１４の排気管２２内に設けられたＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）２３と、排気管２２内でＤＰＦ２３の上流側に設けられた燃料噴射装置２４と、差圧センサ（捕集量検出手段）２５と、温度センサ２６とを備えている。

ＤＰＦ２３は、ディーゼルエンジン１４の排気ガスに含まれるＰＭ（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ）を捕集するためのフィルタ２３ｂと、フィルタ２３ｂの上流側に設けられた酸化触媒２３ａとを備えている。酸化触媒２３ａは、排気ガスの温度を利用してフィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの燃焼を促進させるためのものである。

燃料噴射装置２４は、コントローラ１６からの指令に応じて排気管２２内に再生用の燃料を噴射する。燃料噴射装置２４は、その燃料噴射により排気ガスの温度を上昇させ、酸化触媒２３ａと協働してフィルタ２３ｂに捕集されたＰＭを燃焼させる。つまり、燃料噴射装置２４及び酸化触媒２３ａは、ＰＭを燃焼させることにより当該ＰＭをフィルタ２３ｂから除去して当該フィルタ２３ｂを再生する再生手段に相当する。

差圧センサ２５は、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量を特定するための情報を検出可能である。具体的に、差圧センサ２５は、フィルタ２３ｂの上流側の排気ガスの圧力とフィルタ２３ｂの下流側の排気ガスの圧力との差圧を検出する。

温度センサ２６は、排気管２２内の排気ガスの温度を検出する。

コントローラ１６は、油圧回路１５に設けられた油圧アクチュエータを用いた作業を規制する作業規制部２７と、フィルタ２３ｂの再生を開始するか否かを判定する再生開始判定部２８と、フィルタ２３ｂの再生を終了するか否かを判定する再生終了判定部２９と、時間計測を行うためのタイマー３０と、初期設定等の情報を記憶する記憶部３１と、ディーゼルエンジン１４の出力を制御する出力制御部３２とを備えている。

作業規制部２７は、レバーセンサ１２ｃによって乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられていることが検出された場合に、電磁弁２１に電気指令を出力する。これにより、パイロットポンプ１８から操作手段２０への供給経路が遮断され、油圧アクチュエータを用いた作業が規制される。

一方、作業規制部２７は、レバーセンサ１２ｃによって乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられていることが検出された場合に、電磁弁２１に対する電気指令の出力を停止する。これにより、油圧アクチュエータを用いた作業が許容される。

つまり、乗降遮断レバー１２ｂは、操作手段２０からのパイロット圧に応じた油圧アクチュエータの駆動を許容するための許容位置（作業位置）と、油圧アクチュエータの駆動を規制するための規制位置（乗降位置）との間で切換操作可能な規制操作部材に相当する。

再生開始判定部２８は、差圧センサ２５により検出された差圧に基づいてフィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量を算出する。また、再生開始判定部２８は、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が予め記憶部３１に記憶された基準捕集量を超えている場合に、再生スイッチ１２ｄがＯＮに操作されていることを条件としてフィルタ２３ｂを再生するための（燃料噴射装置２４に燃料を噴射させるための）再生指令を燃料噴射装置２４に出力する。

つまり、フィルタ２３ｂに対するＰＭの捕集量が基準捕集量を超え、オペレータによって再生スイッチ１２ｄがＯＮに操作されることにより、フィルタ２３ｂの再生（以下、再生スイッチ１２ｄが操作されることにより開始される再生を手動再生という）が実行される。

ここで、再生スイッチ１２ｄは、ＯＮの状態とＯＦＦの状態との間で切換可能であり、ＯＮの状態において再生を許可することを示す許可指令をコントローラ１６に出力する一方、ＯＦＦの状態において許可指令の出力を停止する。つまり、再生スイッチ１２ｄは、再生指令部材に相当する。

また、再生開始判定部２８は、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が前記基準捕集量を超え、乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられていることがレバーセンサ１２ｃにより検出され、さらに、再生スイッチ１２ｄから許可指令が入力されていない異常休止状態が予め記憶部３１に記憶された時間継続している場合に、燃料噴射装置２４に対して再生指令を出力する。ここで、異常休止状態の継続時間はタイマー３０により計測される。

つまり、キャブ１２内でオペレータが休憩している（乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられている）間に、フィルタ２３ｂに対するＰＭの捕集量が基準捕集量を超える状況に至った場合、オペレータが再生スイッチ１２ｄを操作しなくても一定期間が経過することにより再生（以下、異常休止状態が一定期間経過することにより開始される再生をタイマー再生という）が実行される。

一方、再生開始判定部２８は、予め記憶部に記憶された再生禁止条件が成立する場合には、異常休止状態が一定時間継続している場合であっても再生指令の出力停止状態を維持する。

ここで、再生禁止条件は、フィルタ２３ｂの再生を正常に行うことができないおそれがある条件として予め設定されたものである。例えば、温度センサ２６により検出された排気ガスの温度が予め設定された温度を超える場合、ディーゼルエンジン１４の出力が制限されてフィルタ２３ｂの再生が困難となるおそれがあるため、この場合には再生禁止条件が成立したと判定される。また、レバーセンサ１２ｃ、再生スイッチ１２ｄ、差圧センサ２５、及び温度センサ２６を含むセンサ類から想定外の信号が出力されるようなセンサ異常が生じている場合にも、再生禁止条件が成立したと判定される。

また、再生開始判定部２８は、フィルタ２３ｂに対するＰＭの捕集量が基準捕集量を超えると判定された場合に、再生スイッチ１２ｄをＯＮに操作する旨をオペレータに報知するための指令を報知手段１２ｅに出力する。

ここで、報知手段１２ｅは、聴覚情報及び視覚情報の少なくとも１つをオペレータに提供可能な装置であり、例えば、報知手段１２ｅとして再生スイッチ１２ｄをＯＮすべき旨を示すランプを採用することができる。

再生終了判定部２９は、再生指令が出力されている状態において再生指令の出力を停止するか否かを判定する。

具体的に、再生終了判定部２９は、乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられていることがレバーセンサ１２ｃにより検出された場合に、再生指令の出力を停止する。

また、再生終了判定部２９は、予め記憶部３１に記憶された正常終了条件が成立した場合に、再生指令の出力を停止する。ここで、正常終了条件は、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が基準捕集量以下の量になる可能性が高い条件として予め設定されたものである。

具体的に、差圧センサ２５により検出された差圧が、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が許容範囲内に収まる可能性が高い差圧として予め記憶部３１に記憶された差圧以下となった場合に正常終了条件が成立したと判定される。また、再生指令の出力開始からの時間が、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が許容範囲内に低下する可能性が高い再生継続時間として予め記憶部３１に記憶されたもの以上となった場合に正常終了条件が成立したと判定される。ここで、再生指令の出力開始からの時間はタイマー３０によって計測される。

さらに、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が許容範囲内に低下する可能性が高い排気ガスの最低温度とこの最低温度での再生継続時間との関係が予め記憶部３１に記憶されている。そして、温度センサ２６により検出された排気ガスの温度が前記最低温度以上であり、かつ、タイマー３０により計測された再生継続時間が記憶部３１に記憶された再生継続時間以上である場合にも正常終了条件が成立したと判定される。

さらに、再生終了判定部２９は、ディーゼルエンジン１４の出力が制限される条件として予め設定された異常終了条件が成立した場合に、再生指令の出力を停止する。

具体的に、温度センサ２６により検出された排気ガスの温度が、ディーゼルエンジン１４の出力が制限される温度として予め設定されたもの以上である場合に、異常終了条件が成立したと判定される。

一方、再生終了判定部２９は、タイマー再生が実行されている場合、操作手段２０が操作された状態においても再生指令の出力を継続し、さらに、再生スイッチ１２ｄからの許可指令の有無にかかわらず再生指令の出力を継続する。

出力制御部３２は、回転数指令手段１２ｆにより指令された回転数の指令信号に基づいて電子ガバナ１４ａを制御することによりディーゼルエンジン１４の回転数及びトルクを制御する。なお、上述した異常終了条件が成立した場合には、出力制御部３２によってディーゼルエンジン１４の出力が制限される。

以下、図３及び図４を参照して、コントローラ１６により実行される処理について説明する。

コントローラ１６による処理が開始されると、フィルタ２３ｂの再生が行われているか否かが判定される（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１では、後述する再生フラグが１である場合に再生が行われていると判定され、再生フラグが０である場合に再生が行われていないと判定される。

ステップＳ１において再生が行われていると判定されると、再生条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ２）。具体的に、ステップＳ２では、差圧センサ２５により検出された差圧に基づいて算出されたフィルタ２３ｂに対するＰＭの捕集量が基準捕集量を超える場合に再生条件が成立したと判定される。

再生条件が成立していないと判定されるとステップＳ２を繰り返し実行する一方、再生条件が成立したと判定されると再生スイッチ１２ｄをＯＮに操作すべき旨を報知手段１２ｅを用いてオペレータに報知する（ステップＳ３）。

次いで、乗降遮断レバー１２ｂが上がっているか否か、つまり、乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられているか否かが判定される（ステップＳ４）。

ここで、乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられていると判定された場合（ステップＳ４でＮＯ）にはステップＳ２を繰り返し実行する。

一方、乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられていると判定されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、再生スイッチ１２ｄがＯＮに操作されたか否かが判定される（ステップＳ５）。

ここで、オペレータがキャブ１２内で長時間に亘って休憩している場合のように上記ステップＳ３の報知に気付かず再生スイッチ１２ｄがＯＮに操作されていない場合（ステップＳ５でＮＯの場合）には、予め設定された時間が経過するまで上述したステップＳ２以降の処理が実行される。

そして、再生条件が成立しており、乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられており、さらに、再生スイッチ１２ｄがＯＮに操作されていない異常休止状態が所定期間継続していると判定されると（ステップＳ６でＹＥＳ）、異常休止状態であることを示す異常休止フラグを１に設定する（ステップＳ７）。

前記ステップＳ５において再生スイッチがＯＮに操作されたと判定された場合、及び、前記ステップＳ７が実行された場合、当該処理は、ステップＳ８に移行する。なお、ステップＳ５においてＹＥＳと判定された場合には、異常休止フラグが０にリセットされた上で、当該処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、再生禁止条件が成立したか否かが判定され、再生禁止条件が成立したと判定されると（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ２を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ８において再生禁止条件が成立していないと判定されると（ステップＳ８でＮＯ）、燃料噴射装置２４（図２参照）に再生指令が出力され、フィルタ２３ｂの再生が開始される（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９では、再生フラグが非再生状態を示す０から再生状態を示す１に変更される。

上述したステップＳ１において、再生フラグが１であると判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、図４に示す再生終了判定処理Ｔが実行される。

再生終了判定処理Ｔが実行されると、乗降遮断レバー１２ｂが下がっているか否か、つまり、乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられているか否かが判定される（ステップＴ１）。

ここで、乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられていると判定された場合には、図３のメインルーチンのステップＳ１０において、再生信号の出力が停止され、フィルタ２３ｂの再生が終了する。なお、ステップＳ１０では、再生フラグ及び異常休止フラグが０にリセットされる。

一方、ステップＴ１において乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置に切り換えられていると判定されると（ステップＴ１でＮＯ）、上述した正常終了条件が成立したか否かが判定され（ステップＴ２）、正常終了条件が成立したと判定されるとフィルタ２３ｂの再生が終了する（ステップＳ１０）。

ステップＴ２において正常終了条件が成立していないと判定されると、上述した異常終了条件が成立したか否かが判定され（ステップＴ３）、異常終了条件が成立したと判定されるとフィルタ２３ｂの再生が終了する（ステップＳ１０）。

ステップＴ３において異常終了条件が成立していないと判定されると、異常休止フラグが１であるか否か、つまり、タイマー再生の実行中であるか否かが判定される（ステップＴ４）。

ここで、タイマー再生の実行中であると判定されると（ステップＴ４でＹＥＳ）、再生スイッチ１２ｄからの許可指令の有無にかかわらず（後述するステップＴ５を実行することなく）、上述したステップＴ１を繰り返し実行する。

一方、手動再生の実行中であると判定されると（ステップＴ４でＮＯ）、再生スイッチ１２ｄがＯＦＦに操作されているか否か、つまり、許可指令の入力が終了しているか否かが判定される（ステップＴ５）。

ステップＴ５において、許可指令の入力が継続していると判定されると（ステップＴ５でＮＯ）、繰り返しステップＴ１を実行する一方、許可指令の入力が終了していると判定されると（ステップＴ５でＹＥＳ）、フィルタ２３ｂの再生が終了する（ステップＳ１０）。

以上説明したように、乗降遮断レバー１２ｂが乗降位置（規制位置）に切り換えられたオペレータの休憩中に、フィルタ２３ｂに捕集されたＰＭの量が基準捕集量を超え、かつ、許可指令が入力されていない異常休止状態が所定時間継続すると自動的にタイマー再生を実行することができる。

そのため、手動再生の行うべき状況下であるにもかかわらず休憩中のオペレータが再生スイッチ１２ｄの操作を行わなかった場合であっても、この状態が所定時間継続するとタイマー再生が開始され、フィルタ２３ｂにおけるＰＭの捕集量が許容量を超えるのを防止することができる。

一方、通常作業を行う場合、操作手段２０による油圧アクチュエータの駆動を許容するために乗降遮断レバー１２ｂは作業位置（許容位置）に切り換えられるため、この状態においてタイマー再生は開始されない。

したがって、通常作業時における無駄な再生実行を抑えつつ、オペレータの休憩中においてＰＭの捕集量が許容量を超えるのを抑制することができる。

また、前記実施形態によれば、次の効果を奏することができる。

前記実施形態によれば、タイマー再生の実行中に操作手段２０が操作された状態においても再生指令の出力が継続される（再生終了条件から操作手段２０の操作状態が除外されている）。そのため、オペレータが意図せず操作手段２０に触れた場合等において、結果として無駄となる再生の実行回数を低減することができる。

前記実施形態によれば、タイマー再生の実行後に操作される可能性の低い再生スイッチ１２ｄからの許可指令の有無をタイマー再生の終了条件から除外することにより（ステップＴ４でＹＥＳの場合にステップＴ５を実行しないことにより）、コントローラ１６による処理の簡素化を図ることができる。

前記実施形態によれば、乗降遮断レバー１２ｂが作業位置に切り換えられることにより再生が終了するため（ステップＴ１からステップＳ１０）、速やかに通常作業を開始することができる。

前記実施形態によれば、正常終了条件の成立時に再生を終了することができるので（ステップＴ２からステップＳ１０）、フィルタ２３ｂの再生が十分に行われた状態で再生を終了することができる。

前記実施形態によれば、ディーゼルエンジン１４の出力が制限されてフィルタ２３ｂを十分に再生できないおそれのある状況において再生の実行を停止することができる（ステップＴ３からステップＳ１０）。

前記実施形態によれば、フィルタ２３ｂの再生を正常に行うことができない状況（ステップＳ８でＹＥＳと判定される状況）においてフィルタ２３ｂの再生を禁止することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、例えば、以下の態様を採ることもできる。

前記実施形態では、フィルタ２３ｂの再生用の燃料噴射装置２４を再生手段として例示しているが、再生手段はこれに限定されない。例えば、ディーゼルエンジン１４のシリンダ内に設けられた燃料噴射装置をフィルタ２３ｂの再生のために兼用することもできる。

また、フィルタ２３ｂの上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧センサ２５を捕集量検出手段として例示しているが、捕集量検出手段はこれに限定されない。例えば、ディーゼルエンジン１４の回転数及び負荷を検出可能なセンサ、及び、温度センサ２６を用いてＰＭの捕集量を算出することもできる。具体的に、前記センサの検出結果に基づいてＰＭ排出量及びＰＭ燃焼量を算出するとともに、これらＰＭ排出量とＰＭ燃焼量との差に基づいてＰＭ導出量を算出し、このＰＭ導出量を前回算出されたＰＭ導出量に加えることにより捕集量を算出することができる。

前記実施形態では、建設機械として油圧ショベルを例示しているが、建設機械はこれに限定されない。例えば、解体機、破砕機、クレーン、及びハイブリッド式の建設機械に対して本発明を適用することもできる。

１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
８ ブームシリンダ（被駆動物の一例）
９ アームシリンダ（被駆動物の一例）
１０ バケットシリンダ（被駆動物の一例）
１２ｂ 乗降遮断レバー（規制操作部材の一例）
１２ｃ レバーセンサ（規制検出器の一例）
１２ｄ 再生スイッチ（再生指令部材の一例）
１４ ディーゼルエンジン
１６ コントローラ
２０ 操作手段（駆動指令手段）
２３ａ 酸化触媒（再生手段の一例）
２３ｂ フィルタ
２４ 燃料噴射装置（再生手段の一例）
２５ 差圧センサ（捕集量検出手段の一例）

Claims (7)

1. 建設機械であって、
   ディーゼルエンジンと、
   前記ディーゼルエンジンの動力により駆動される被駆動物と、
   オペレータからの操作に応じて前記被駆動物を駆動するための駆動指令を出力可能な駆動指令手段と、
   前記ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタと、
   前記フィルタに捕集された粒子状物質の量を特定するための情報を検出可能な捕集量検出手段と、
   前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることにより当該粒子状物質を前記フィルタから除去して当該フィルタを再生する再生手段と、
   オペレータからの操作に応じて前記フィルタの再生を許可することを示す許可指令を出力可能な再生指令部材と、
   前記捕集量検出手段により検出された情報により特定された粒子状物質の量が予め設定された基準捕集量を超えている場合に、前記再生指令部材から許可指令が入力されていることを条件として前記フィルタを再生するための再生指令を前記再生手段に出力するコントローラと、
   前記駆動指令に応じた前記被駆動物の駆動を許容するための許容位置と、前記被駆動物の駆動を規制するための規制位置との間で切換操作可能な規制操作部材と、
   前記規制操作部材の切換位置を検出可能な規制検出器とを備え、
   前記捕集量検出手段により検出された情報に基づき特定された粒子状物質の量が前記基準捕集量を超え、前記規制操作部材が規制位置に切り換えられていることが前記規制検出器により検出され、さらに、前記許可指令が入力されていない異常休止状態が予め設定された時間継続している場合、前記コントローラは、前記再生手段に対して再生指令の出力を開始する、建設機械。
2. 前記コントローラは、前記異常休止状態が予め設定された時間継続していることを契機として前記再生指令の出力を開始した場合、前記駆動指令手段が操作された状態においても前記再生指令の出力を継続する、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記コントローラは、前記異常休止状態が予め設定された時間継続していることを契機として前記再生指令の出力を開始した場合、前記再生指令部材からの許可指令の有無にかかわらず再生指令の出力を継続する、請求項１又は２に記載の建設機械。
4. 前記コントローラは、前記再生指令を出力している状態において前記規制検出器により前記規制操作部材が許容位置に切り換えられていることが検出された場合に、前記再生指令の出力を停止する、請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械。
5. 前記コントローラは、前記フィルタに捕集された粒子状物質の量が前記基準捕集量以下の量になる可能性の高い条件として予め設定された正常終了条件が成立した場合に、前記再生指令の出力を停止する、請求項１〜４の何れか１項に記載の建設機械。
6. 前記コントローラは、前記ディーゼルエンジンの出力が制限される条件として予め設定された異常終了条件が成立した場合に、前記再生指令の出力を停止する、請求項１〜５の何れか１項に記載の建設機械。
7. 前記コントローラは、前記フィルタの再生を正常に行うことができないおそれがある条件として予め設定された再生禁止条件が成立する場合には、前記異常休止状態が予め設定された時間継続している場合であっても再生指令の出力停止状態を維持する、請求項１〜６の何れか１項に記載の建設機械。

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