JP5863731B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えばディーゼルエンジン等の排気ガス中から有害物質を除去するのに好適に用いられる排気ガス浄化装置を備えた建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体は、旋回フレームの後部に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。

ここで、建設機械の原動機となるエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このようなディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、例えば粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれることがある。このため、建設機械では、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置が設けられている。

排気ガス浄化装置は、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する酸化触媒（例えば、Diesel Oxidation Catalyst、略してＤＯＣとも呼ばれている）と、該酸化触媒の下流側に配置され排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（例えば、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）とを含んで構成されている（特許文献１）。

ところで、粒子状物質除去フィルタは、粒子状物質が捕集されることに伴って当該フィルタに粒子状物質が堆積し、これによりフィルタが目詰まりする。このため、粒子状物質を一定量捕集した段階で、フィルタから粒子状物質を除去し、フィルタを再生する必要がある。このフィルタの再生は、例えばポスト噴射と呼ばれる再生用の燃料噴射を行う等により排気ガスの温度を上昇させ、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼することにより行うことができる。

一方、フィルタの再生は、粒子状物質がフィルタに過剰に堆積（過堆積）している状態で行うと、排気ガスの温度が過度に高くなり（粒子状物質の燃焼温度が過度に高くなり）、フィルタが溶損する虞がある。そこで、従来技術によれば、フィルタに捕集される粒子状物質の捕集量を推定（算出）し、その捕集量が過剰になる前に、即ち、予め設定した閾値に達したときに、再生を自動的に行うように構成している（特許文献２）。

特開２０１０−６５５７７号公報 特開２０００−１６１０４４号公報

ところで、フィルタの再生は、例えば、建設機械が軽負荷の作業を行っているとき、または、エンジンの回転数（回転速度）が低い低回転状態（ローアイドル状態）で放置（待機）されているときに行われると、排気ガスの温度が十分に上昇しないことから、再生を継続しても、粒子状物質を十分に燃焼し除去することができないおそれがある。そこで、排気ガスの温度が低いときは、再生を自動的に終了することが好ましい。しかし、単に再生を終了するだけでは、粒子状物質の燃焼が僅かの状態で再生が終了し、軽負荷作業や低回転状態の待機（放置）が継続された場合に、再生運転と通常運転とが短い間隔で交互に繰り返されるおそれがある。

これにより、例えば、ポスト噴射の増大による燃料消費量の増大、粒子状物質の燃焼が不十分なことによる過堆積、排気ガスによる作業環境の悪化等に繋がるおそれがある。これに加えて、通常運転と再生運転とが切換わるときのエンジン音の変化等に伴って、オペレータ等に不快感を与える可能性もある。さらに、ポスト噴射に伴ってエンジンのシリンダ内壁面に付着した燃料がオイルパン内に落ち、エンジンオイルに燃料が混入することによるエンジンオイルの希釈化（オイルダイリューション）に繋がるおそれがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、再生運転と通常運転とが短い間隔で交互に繰り返されることを抑制することができる建設機械を提供することを目的としている。

本発明の建設機械は、車体と、該車体に搭載され燃料の噴射により駆動されるエンジンと、該エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを有し前記エンジンの排気側に設けられる排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の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該フィルタの再生を行う再生装置とを備えてなる。

そして、上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成の特徴は、前記再生装置は、前記エンジンから排出された排気ガスの温度を検出する温度検出器と、前記フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量を推定するＰＭ演算手段と、該ＰＭ演算手段により推定された推定捕集量が予め設定された再生開始値以上になったときに、前記フィルタの再生を開始するとの判定をする再生開始判定手段と、前記フィルタの再生を行っている間に、前記温度検出器により検出された排気温度が予め設定された所定温度未満になると、前記フィルタの再生を中断するとの判定をする再生中断判定手段と、該再生中断判定手段の判定に基づいて前記フィルタの再生が中断された場合に、前記排気温度が前記所定温度以上になると、前記フィルタの再生を再開するとの判定をする再生再開判定手段とを備え、前記フィルタの再生がその中断なく正常に終了する場合に前記ＰＭ演算手段により推定される推定捕集量を正常終了値とし、前記再生再開判定手段の判定に基づいて再開された再生を終了する場合に前記ＰＭ演算手段により推定される推定捕集量を再開終了値とすると、該再開終了値は、前記再生開始値と前記正常終了値の間に設定してなる構成としたことにある。

本発明によれば、フィルタの再生を行っている間に、温度検出器により検出された排気温度が予め設定された所定温度未満になると、再生中断判定手段の判定に基づいて、フィルタの再生が中断する。これにより、排気温度が低く、粒子状物質の十分な燃焼を見込めないときは、再生中断判定手段の判定に基づいて再生が中断されることで、燃料消費量の増大、エンジンオイルに燃料が混入することによるエンジンオイルの希釈化（オイルダイリューション）の抑制を図ることができる。

一方、再生中断判定手段の判定に基づいて再生が中断されると、次の再生は、フィルタの粒子状物質の推定捕集量が再生開始値以上になることで開始されるのではなく、排気温度が所定温度以上になることで再開される。即ち、排気温度が低くなり、再生が中断しても、その後、排気温度が所定温度以上になると、再生再開判定手段の判定に基づいて再生が再開される。

このため、推定捕集量が予め設定された再生開始値以上になるまで通常運転が続くことを抑制することができる。換言すれば、排気温度が低くなることで再生が中断しても、再生再開判定手段の判定に基づき再生が再開されることで、フィルタに捕集された粒子状物質の燃焼、除去を促進することができる。

これにより、再生運転と通常運転とが短い間隔で交互に繰り返されることを抑制することができ、作業環境が悪化することやオペレータ等に不快感を与えることを抑制することができる。これに加えて、燃料消費量の低減（低燃費化）、過堆積の抑制、オイルダイリューションの抑制を図ることができ、再生装置、延いては建設機械の安定性、信頼性を向上することができる。

しかも、再開終了値を再生開始値と正常終了値の間に設定している。換言すれば、再開された再生を終了する場合の推定捕集量の閾値となる再開終了値を、再生がその中断なく正常に終了する場合の推定捕集量の閾値となる正常終了値よりも大きく設定している。このため、軽負荷作業や低回転状態の待機（放置）が継続することにより排気温度が上がりにくい傾向となっても、再生再開判定手段の判定に基づいて再開された再生が過剰に継続される（再生時間が長くなる）ことを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図である。 図１中の上部旋回体のうちキャブ、外装カバーの一部を取除いた状態で油圧ショベルを拡大して示す一部破断の平面図である。 エンジン、排気ガス浄化装置、再生装置等を示す回路構成図である。 再生装置によるフィルタの再生処理を示す流れ図である。 図４中のステップ８の「再生中断再開処理」を示す流れ図である。 第１の実施の形態による推定捕集量と排気温度の時間変化の一例を示す特性線図である。 比較例による推定捕集量と排気温度の時間変化の一例を示す特性線図である。 本発明の第２の実施の形態によるエンジン、排気ガス浄化装置、再生装置等を示す回路構成図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、ミニショベルと呼ばれる小型の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は土砂の掘削作業等に用いられる小型の油圧ショベルである。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載され、該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。

ここで、作業装置５は、スイングポスト式の作業装置として構成され、例えばスイングポスト５Ａ、ブーム５Ｂ、アーム５Ｃ、作業具としてのバケット５Ｄ、作業装置５を左，右に揺動するスイングシリンダ５Ｅ（図２参照）、ブームシリンダ５Ｆ、アームシリンダ５Ｇおよびバケットシリンダ５Ｈを備えている。上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６、外装カバー７、キャブ８、カウンタウエイト９を含んで構成されている。

旋回フレーム６は、上部旋回体４の構造体を形成するもので、該旋回フレーム６は、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられている。旋回フレーム６には、その後部側に後述のカウンタウエイト９、エンジン１０が設けられ、左前側には後述のキャブ８が設けられ、右前側には後述の燃料タンク１６が設けられている。旋回フレーム６には、キャブ８の右側から後側にわたって外装カバー７が設けられ、この外装カバー７は、旋回フレーム６、キャブ８およびカウンタウエイト９と共に、エンジン１０、油圧ポンプ１５、熱交換器１７、排気ガス浄化装置１８等を収容する空間を画成するものである。

キャブ８は、旋回フレーム６の左前側に搭載され、該キャブ８は、オペレータが搭乗する運転室を内部に画成している。キャブ８の内部には、オペレータが着座する運転席、各種の操作レバー（いずれも図示せず）等が配設されている。

カウンタウエイト９は、作業装置５との重量バランスをとるもので、該カウンタウエイト９は、後述するエンジン１０の後側に位置して旋回フレーム６の後端部に取付けられている。図２に示すように、カウンタウエイト９の後面側は、円弧状をなして形成され、カウンタウエイト９を下部走行体２の車体幅内に収まる構成となっている。

１０は旋回フレーム６の後側に横置き状態で配置されたエンジンで、該エンジン１０は、小型の油圧ショベル１に原動機として搭載されるため、例えば小型のディーゼルエンジンを用いて構成されている。エンジン１０には、外気を吸込む吸気管１１（図３参照）と、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管１２とが設けられている。吸気管１１は、エンジン１０に向けて外気（空気）が流入するもので、その先端側には、外気を清浄化するエアクリーナ１３が接続されている。排気管１２には、後述の排気ガス浄化装置１８が接続して設けられている。

ここで、エンジン１０は、燃料の噴射により駆動されるものである。具体的には、エンジン１０は、電子制御式エンジンにより構成され、燃料の供給量が電子制御噴射弁等の燃料噴射装置１４（図３参照）により可変に制御される。即ち、この燃料噴射装置１４は、後述のコントローラ２７から出力される制御信号に基づいてエンジン１０のシリンダ（図示せず）内に噴射される燃料の噴射量（燃料噴射量）を可変に制御する。

さらに、燃料噴射装置１４は、後述するコントローラ２７等と共に再生装置２２（図２参照）を構成するもので、燃料噴射装置１４は、コントローラ２７の制御信号に応じて、例えばポスト噴射と呼ばれる再生処理用の燃料噴射（燃焼工程後の追加噴射）を行う。これにより、排気ガスの温度を上昇させ、後述する排気ガス浄化装置１８の粒子状物質除去フィルタ２１に堆積した粒子状物質を燃焼し除去する構成となっている。

油圧ポンプ１５は、エンジン１０の左側に取付けられ、該油圧ポンプ１５は、作動油タンク（図示せず）と共に油圧源を構成するものである。油圧ポンプ１５は、エンジン１０によって駆動されることにより制御弁（図示せず）に向けて圧油（作動油）を吐出するものである。油圧ポンプ１５は、例えば可変容量型の斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式油圧ポンプによって構成される。なお、油圧ポンプ１５は、必ずしも可変容量型の油圧ポンプに限らず、例えば固定容量型の油圧ポンプを用いて構成してもよい。

燃料タンク１６は、キャブ８の右側に位置して旋回フレーム６上に設けられ、図示しない作動油タンク等と共に外装カバー７に覆われている。燃料タンク１６は、例えば略直方体状の耐圧タンクとして形成され、エンジン１０に供給される燃料を貯えるものである。

熱交換器１７は、エンジン１０の右側に位置して旋回フレーム６上に設けられ、この熱交換器１７は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラを含んで構成されている。即ち、熱交換器１７は、エンジン１０の冷却水の冷却を行うと共に、作動油タンクに戻される圧油（作動油）の冷却も行うものである。

次に、エンジン１０から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置１８について説明する。

即ち、１８はエンジン１０の排気側に設けられた排気ガス浄化装置を示している。図２に示すように、排気ガス浄化装置１８は、エンジン１０の上部左側で、例えば油圧ポンプ１５の上側となる位置に配設され、その上流側はエンジン１０の排気管１２が接続されている。排気ガス浄化装置１８は、排気管１２と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。

即ち、ディーゼルエンジンからなるエンジン１０は、高効率で耐久性にも優れている。しかし、エンジン１０の排気ガス中には、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質が含まれている。このため、図３に示すように、排気管１２に取付けられる排気ガス浄化装置１８は、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して除去する後述の酸化触媒２０と、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去する後述の粒子状物質除去フィルタ２１とを含んで構成されている。

図３に示すように、排気ガス浄化装置１８は、例えば複数の筒体を前，後で着脱可能に連結して構成された筒状のケーシング１９を有している。このケーシング１９内には、酸化触媒２０と、フィルタとしての粒子状物質除去フィルタ２１（以下、フィルタ２１という）とが取外し可能に収容されている。

酸化触媒２０は、例えばケーシング１９の内径寸法と同等の外径寸法をもったセラミックス製のセル状筒体からなるものである。酸化触媒２０内には、その軸方向に多数の貫通孔（図示せず）が形成され、その内面に貴金属がコーティングされている。酸化触媒２０は、所定の温度条件のもとで各貫通孔内に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去し、窒素酸化物（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）として除去するものである。

一方、フィルタ２１は、ケーシング１９内で酸化触媒２０の下流側に配置されている。フィルタ２１は、エンジン１０から排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に、捕集した粒子状物質を燃焼して除去することにより排気ガスの浄化を行うものである。このために、フィルタ２１は、例えばセラミックス材料からなる多孔質な部材に軸方向に多数の小孔（図示せず）を設けたセル状筒体により構成されている。これにより、フィルタ２１は、多数の小孔を介して粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質は、後述の再生装置２２の再生処理によって燃焼して除去される。この結果、フィルタ２１は再生される。

次に、フィルタ２１の再生を行う再生装置２２について説明する。

即ち、２２は排気ガス浄化装置１８のフィルタ２１に捕集された粒子状物質を燃焼させることにより該フィルタ２１の再生を行う再生装置を示している。再生装置２２は、前述の燃料噴射装置１４、後述の回転センサ２３、圧力センサ２４，２５、排気温センサ２６、コントローラ２７を含んで構成されている。再生装置２２は、コントローラ２７の判定により自動的に、即ち、オペレータの操作に基づくことなく再生を自動で行う。即ち、再生装置２２は、コントローラ２７の指令信号（制御信号）に応じて燃料噴射装置１４によりポスト噴射を行う。これにより、後述するように、排気管１２内の排気ガスの温度を上昇させ、フィルタ２１に堆積した粒子状物質を燃焼し除去する構成となっている。

回転センサ２３は、エンジン１０の回転数（回転速度）Ｎを検出するもので、該回転センサ２３は、エンジン１０の回転数Ｎを検出し、その検出信号を後述のコントローラ２７に出力する。コントローラ２７は、例えば、回転センサ２３で検出したエンジン回転数Ｎと、燃料噴射装置１４で噴射された燃料噴射量Ｆと、後述の排気温センサ２６で検出した排気温度（排気ガス温度）Ｔとに基づいて、フィルタ２１に捕集される粒子状物質の捕集量を推定し、その推定捕集量である第１の推定捕集量Ｈ1に基づいて、再生を行うか否かの判定を行う。なお、燃料噴射量Ｆは、例えば、エンジン１０の吸気側に設けられた図示しないエアフロメータ（空気流量計）から検出される吸入空気量とエンジン回転数Ｎとから求めることができる他、例えばコントローラ２７から燃料噴射装置１４に出力される制御信号（燃料噴射指令）から算出することもできる。

圧力センサ２４，２５は、排気ガス浄化装置１８のケーシング１９に設けられている。図３に示すように、圧力センサ２４，２５は、フィルタ２１の入口側（上流側）と出口側（下流側）とに互いに離間して配置され、それぞれの検出信号を後述のコントローラ２７に出力する。コントローラ２７は、圧力センサ２４で検出した入口側の圧力Ｐ1と圧力センサ２５で検出した出口側の圧力Ｐ2とにより差圧ΔＰを算出すると共に、その差圧ΔＰと排気ガスの温度Ｔと排気ガス流量とに基づいてフィルタ２１に捕集される粒子状物質の捕集量を推定し、その推定捕集量である第２の推定捕集量Ｈ2に基づいて、再生を行うか否かの判定を行う。

排気温センサ２６は、エンジン１０から排出された排気ガスの温度（排気温度、排気ガス温度）Ｔを検出する温度検出器である。図３に示すように、排気温センサ２６は、排気ガス浄化装置１８のケーシング１９に取付けられ、例えば排気管１２側から排出される排気温度Ｔを検出する。排気温センサ２６で検出したフィルタ２１の上流側の排気温度Ｔは、検出信号として後述のコントローラ２７に出力される。排気温度Ｔは、フィルタ２１に捕集される粒子状物質の捕集量の推定、再生の中断、再開の判定等に用いられる。

コントローラ２７は、マイクロコンピュータ等からなり、該コントローラ２７は、その入力側が燃料噴射装置１４、回転センサ２３、圧力センサ２４，２５、排気温センサ２６、図示しないエアフロメータ（空気流量計）等に接続されている。コントローラ２７の出力側は、燃料噴射装置１４等に接続されている。コントローラ２７は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部２７Ａを有し、この記憶部２７Ａ内には、後述の図４および図５に示す再生処理用の処理プログラム、予め作成された粒子状物質の捕集量を推定するための第１のマップ、第２のマップ、計算式、予め設定された図６に示す再生開始閾値Ｈt［ｇ/ｌ］、第１の再生終了閾値Ｈe1［ｇ/ｌ］、第２の再生終了閾値Ｈe2［ｇ/ｌ］、排気温度閾値Ｔt［℃］等が格納されている。

ここで、第１のマップは、エンジン１０の回転数Ｎと燃料噴射量Ｆとに基づいてエンジン１０から排出される粒子状物質の排出量Ｈmを求めるためのものである。具体的には、第１のマップは、例えばエンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆと粒子状物質の排出量Ｈmとの対応関係を予め実験、計算、シミュレーション等により求め、その対応関係をマップとして作成したものである。捕集量を推定するための計算式は、第１の推定捕集量をＨ1とし、第１のマップにより求められた粒子状物質の排出量をＨmとし、再生によりフィルタ２１から除去される粒子状物質の量（再生量）をＪとした場合に、下記の数１式として表すことができる。

この場合、再生により除去される粒子状物質の量、即ち、再生量Ｊは、例えば、エンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆとから求められる排気ガスの流量と、排気温度Ｔと、エンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆとから求められる窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量に排気温度Ｔを加味して求められるＮＯ２転換率との関係から算出することができる。

一方、第２のマップは、フィルタ２１の差圧ΔＰに基づいて捕集量を推定するためのものである。具体的には、第２のマップは、例えば、差圧ΔＰと排気ガスの流量と第２の推定捕集量Ｈ2との対応関係を予め実験、計算、シミュレーション等により求め、その対応関係をマップとして作成したものである。なお、排気ガスの流量は、例えばエンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆとから求めることができる。フィルタ２１の差圧ΔＰは、圧力センサ２４で検出した入口側の圧力をＰ1とし圧力センサ２５で検出した出口側の圧力Ｐ2とした場合に、下記の数２式により算出する。

次に、図６を参照して述べるに、再生開始閾値Ｈｔ［ｇ/ｌ］は、再生を開始するか否かを判定するための推定捕集量Ｈの閾値（再生開始値）である。即ち、再生開始閾値Ｈｔは、上述の第１のマップと計算式により推定された第１の推定捕集量Ｈ1、および／または、上述の第２のマップにより推定された第２の推定捕集量Ｈ2が、再生開始閾値Ｈｔ以上になったときに、再生が必要と判定するための判定値となる。換言すれば、再生開始閾値Ｈｔは、フィルタ２１に捕集された粒子状物質が該フィルタ２１の再生処理に必要な捕集量になったか否かを判定する判定値である。このために、再生開始閾値Ｈｔは、再生処理を適切な状態、例えば、フィルタ２１に十分な粒子状物質が捕集された状態で行えるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。これにより、フィルタ２１に粒子状物質が十分に捕集されたときに、再生装置２２により自動で再生処理を安定して行うことができる。

一方、第１の再生終了閾値Ｈe1［ｇ/ｌ］は、フィルタ２１の再生が後述する中断なく行われているときに、その再生を終了するか否かを判定するための推定捕集量Ｈの閾値（正常終了値）である。即ち、第１の再生終了閾値Ｈe1は、フィルタ２１の再生がその途中で終了することなく（中断なく）行われているときに、上述の第１のマップと計算式により推定された第１の推定捕集量Ｈ1、および／または、上述の第２のマップにより推定された第２の推定捕集量Ｈ2が、第１の再生終了閾値Ｈe1以下になると、フィルタ２１の粒子状物質が十分に燃焼し除去されたと判定するための判定値となる。換言すれば、第１の再生終了閾値Ｈe1は、フィルタ２１の再生がその中断なく正常に終了する場合に、フィルタ２１の粒子状物質の量が所望の（十分に低い）残存量まで低減したか否かを判定する判定値である。

ここで、第１の再生終了閾値Ｈe1は、例えば、小さく設定する程、次の再生までにフィルタ２１で捕集できる粒子状物質の量を多くすることができる。即ち、第１の再生終了閾値Ｈe1を小さく設定する程、次の再生の開始までの間隔を長くすることができる。そこで、第１の再生終了閾値Ｈe1は、中断のない正常な再生を適切なときに（適切な残存量で）終了できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。

第２の再生終了閾値Ｈe2［ｇ/ｌ］は、フィルタ２１の再生が中断され、その後再開された場合に、その再開された再生を終了するか否かを判定するための推定捕集量Ｈの閾値（再開終了値）である。即ち、第２の再生終了閾値Ｈe2は、フィルタ２１の再生が中断され、その後再開したときに、上述の第１のマップと計算式により推定された第１の推定捕集量Ｈ1、および／または、上述の第２のマップにより推定された第２の推定捕集量Ｈ2が、第２の再生終了閾値Ｈe2以下になると、再開された再生を終了すると判定するための判定値となる。換言すれば、第２の再生終了閾値Ｈe2は、再開された再生を終了する場合に、フィルタ２１の粒子状物質の量が所望の（必要とする）残存量まで低減したか否かを判定する判定値である。

ここで、第２の再生終了閾値Ｈe2も、第１の再生終了閾値Ｈe1と同様に、小さく設定する程、次の再生までにフィルタ２１で捕集できる粒子状物質の量を多くすることができる。即ち、第２の再生終了閾値Ｈe2を小さく設定する程、次の再生までの間隔を長くすることができる。ただし、第２の再生終了閾値Ｈe2を小さく設定すると（例えば、第１の再生終了閾値Ｈe1と同じ値に設定すると）、再開された再生が過剰に継続される（再生時間が長くなる）おそれがある。そこで、本実施の形態では、第２の再生終了閾値（再開終了値）Ｈe2は、再生開始閾値（再生開始値）Ｈｔと第１の再生終了閾値（正常終了値）Ｈe1との間に設定している。換言すれば、第２の再生終了閾値Ｈe2は、第１の再生終了閾値Ｈe1よりも大きく、かつ、再生開始閾値Ｈｔよりも小さく設定している。第２の再生終了閾値Ｈe2も、再開された再生を適切なときに終了できるように（再生時間が過剰に長くならないように）、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。

排気温度閾値Ｔtは、再生を中断するか否かを判定するための排気温度Ｔの閾値である。即ち、フィルタ２１の再生を行っているときに、排気温度Ｔが予め設定した所定温度、即ち、排気温度閾値Ｔt未満になると、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1、第２の推定捕集量Ｈ2）が再生終了閾値（第１の再生終了閾値Ｈe1、第２の再生終了閾値Ｈe2）以下にならなくても、その再生を中断する。排気温度Ｔが低いまま再生処理を継続しても、粒子状物質を十分に燃焼し除去することができず、ポスト噴射により燃料消費量が増大するのに対して粒子状物質の燃焼、除去が進まない状態となるのを阻止するためである。排気温度閾値Ｔtは、例えば、再生を行う上で許容できる効率を得られる排気温度Ｔの境界値となるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。

コントローラ２７は、後述する図４および図５の処理プログラムに従って、オペレータの操作に基づくことなく再生を自動で行う自動再生処理の制御を行う。この場合、コントローラ２７は、フィルタ２１に捕集された粒子状物質の捕集量に基づいて再生の開始と終了の処理（制御）を行うことに加え、排気温度Ｔに基づいて再生の中断と再開の処理（制御）を行う。

即ち、コントローラ２７は、フィルタ２１に捕集された粒子状物質の捕集量を推定する（ＰＭ演算手段）。この捕集量の推定は、少なくともエンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆと排気温度Ｔに基づいて推定することができる（第１の推定手段）。また、捕集量の推定は、少なくともフィルタ２１の差圧ΔＰに基づいて推定することができる（第２の推定手段）。捕集量の推定は、第１の推定手段と第２の推定手段との何れか一方を用いて、または、両方を用いて行うことができる。運転状況に応じて、そのときの精度の高い推定手段を用いるようにしてもよい。さらに、第１，第２の推定手段以外の推定手段を用いて粒子状物質の捕集量を推定してもよい。

何れにしても、コントローラ２７は、推定された捕集量を推定捕集量Ｈとすると、該推定捕集量Ｈを用いてフィルタ２１の再生を開始するか否かの判定を行う（再生開始判定手段）。例えば、コントローラ２７は、推定捕集量Ｈ、より具体的には、第１の推定手段により推定された第１の推定捕集量Ｈ1と第２の推定手段により推定された第２の推定捕集量Ｈ2とのうちの少なくとも何れか一方が、再生開始閾値Ｈｔ以上となったときに、フィルタ２１の再生を開始するとの判定をする。コントローラ２７は、再生を開始する（再生開始閾値Ｈｔ以上となった）と判定したときは、例えば燃料噴射装置１４にポスト噴射する旨の制御信号を出力し、オペレータの操作を介することなく自動で再生を行う自動再生処理の制御を開始する。

一方、コントローラ２７は、推定捕集量Ｈを用いてフィルタ２１の再生を終了するか否かの判定を行う（再生終了判定手段）。例えば、コントローラ２７は、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1と第２の推定捕集量Ｈ2とのうちの少なくとも何れか一方）が再生終了閾値（第１の再生終了閾値Ｈe1または第２の再生終了閾値Ｈe2）以下になったときに、フィルタ２１の再生を終了するとの判定をする。コントローラ２７は、再生を終了する（再生終了閾値以下になった）と判定したときは、例えば燃料噴射装置１４にポスト噴射を終了する旨の制御信号を出力し、自動再生処理の制御を終了する。

ところで、フィルタ２１の再生は、排気温度Ｔが十分に高いと、図６および図７中に二点鎖線の特性線３１で示すように、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1、第２の推定捕集量Ｈ2）が第１の再生終了閾値Ｈe1以下になるまで行われる。なお、図６の特性線図は、本実施の形態による推定捕集量Ｈと排気温度Ｔの時間変化の一例を示している。一方、図７の特性線図は、比較例による推定捕集量Ｈと排気温度Ｔの時間変化の一例を示している。本実施の形態は、後述するように、排気温度Ｔが低いことで再生が途中で終了（中断）すると、所定の再生再開処理が行われる構成となっている。これに対して、比較例は、排気温度Ｔが低いことで再生が途中で終了（中断）しても、本実施の形態のような再生再開処理は行われず、推定捕集量Ｈが再生開始閾値Ｈｔ以上になると再生が開始される構成となっている。

ここで、フィルタ２１の再生は、例えば、軽負荷作業を行っているとき、または、エンジン１０の回転数（回転速度）Ｎが低い低回転状態（ローアイドル状態）で放置（待機）されているときに行われると、排気温度Ｔが十分に上昇しないことから、再生を途中で終了（中断）する。排気温度Ｔが十分に上昇しない場合は、再生を継続しても、粒子状物質の燃焼が十分に行われないおそれがあるためである。しかし、この場合に、単に再生を途中で終了（中断）するだけでは、軽負荷作業や低回転状態の待機（放置）が継続された場合に、図７中に実線の特性線３２で示すように、再生運転と通常運転とが短い間隔で交互に繰り返される。

即ち、推定捕集量Ｈが再生開始閾値Ｈｔになると再生が開始され、その後、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満になると再生が途中で終了（中断）し、再び推定捕集量Ｈが再生開始閾値Ｈｔになると再生が開始され、短い間隔で再生運転と通常運転とが繰り返される。このような短い間隔の再生運転と通常運転とが長期間にわたって繰り返されると、例えば、ポスト噴射の増大による燃料消費量の増大、粒子状物質の燃焼が不十分なことによる過堆積、排気ガスによる作業環境の悪化等に繋がるおそれがある。これに加えて、通常運転と再生運転とが切換わるときのエンジン音の変化等に伴って、オペレータ等に不快感を与える可能性もある。さらに、ポスト噴射に伴ってエンジンのシリンダ内壁面に付着した燃料がオイルパン内に落ち、エンジンオイルに燃料が混入することによるエンジンオイルの希釈化（オイルダイリューション）に繋がるおそれがある。

特に、油圧ショベル１では、油圧アクチュエータ（スイングシリンダ５Ｅ、ブームシリンダ５Ｆ、アームシリンダ５Ｇ、バケットシリンダ５Ｈ、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ等）が所定時間にわたって停止し続けるような場合に、オートアイドル制御により、エンジン１０の回転数Ｎが自動的に低回転状態（ローアイドル状態）に維持される。この場合に、再生が開始されると、上述のような不都合を生じる可能性が高くなる。

そこで、本実施の形態では、コントローラ２７は、排気温度Ｔを用いて、フィルタ２１の再生を中断するか否かの判定を行うことに加えて、中断した再生を再開するか否かの判定を行う構成となっている。即ち、コントローラ２７は、フィルタ２１の再生を行っている間に、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満になると、フィルタ２１の再生を中断するとの判定をする（再生中断判定手段）。これに加えて、コントローラ２７は、再生が中断された場合に、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上になると、フィルタ２１の再生を再開するとの判定をする（再生再開判定手段）。このような再生の中断の判定、再生の再開の判定を含む、コントローラ２９により実行される図４および図５に示す再生処理については、後述する。

本実施の形態では、図６中に実線の特性線３３で示すように、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上になることで再生が再開され、フィルタ２１に捕集された粒子状物質の燃焼、除去を促進することができる。これにより、図７中に実線の特性線３２で示すような、再生運転と通常運転とが長期間にわたり短い間隔で交互に繰り返されることを抑制することができる。しかも、再開された再生を終了する場合の推定捕集量Ｈの閾値である第２の再生終了閾値Ｈe2は、再生が中断されずに再生が正常に終了する場合の推定捕集量Ｈの閾値である第１の再生終了閾値Ｈe1よりも大きく設定している。このため、軽負荷作業や低回転状態の待機（放置）が継続することにより排気温度Ｔが上がりにくい傾向となっても、再開された再生が過剰に継続される（再生時間が長くなる）ことを抑制することができる。

なお、排出口２８は、排気ガス浄化装置１８の下流側に設けられ、該排出口２８は、フィルタ２１よりも下流側に位置してケーシング１９の出口側に接続されている。この排出口２８は、例えば浄化処理された後の排気ガスを大気中に放出する煙突、消音器を含んで構成される。

第１の実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

油圧ショベル１のオペレータは、上部旋回体４のキャブ８に搭乗し、エンジン１０を始動して油圧ポンプ１５を駆動する。これにより、油圧ポンプ１５からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。キャブ８に搭乗したオペレータが走行用の操作レバーを操作したときには、下部走行体２を前進または後退させることができる。

一方、キャブ８内のオペレータが作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置５を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。この場合、小型の油圧ショベル１は、上部旋回体４による旋回半径が小さいため、例えば市街地のように狭い作業現場でも、上部旋回体４を旋回駆動しながら側溝堀作業等を行うことができる。

エンジン１０の運転時には、その排気管１２から有害物質である粒子状物質が排出される。このときに排気ガス浄化装置１８は、酸化触媒２０によって排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）を酸化除去することができる。フィルタ２１は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する。これにより、浄化した排気ガスを下流側の排出口２８を通じて外部に排出することができる。さらに、捕集した粒子状物質は、再生装置２２によって燃焼し除去（再生）される。

次に、再生装置２２により行われる再生処理について、図４および図５の流れ図を用いて説明する。なお、図４および図５の処理は、コントローラ２７に通電している間、コントローラ２７により所定の制御時間毎に（所定のサンプリング周波数で）繰り返し実行される。

アクセサリＯＮ、または、エンジン１０の始動（イグニッションＯＮ）により、コントローラ２７に通電が開始され、図４の処理動作がスタートすると、ステップ１では、粒子状物質の捕集量の推定を行う。この捕集量の推定は、例えば、次の（ａ）または（ｂ）のうちの少なくとも何れかによりに行うことができる。

（ａ）．エンジン１０のエンジン回転数Ｎと、燃料噴射装置１４から噴射される燃料噴射量Ｆと、エンジン１０から排出される排気ガスの排気温度Ｔに基づいて、フィルタ２１に捕集される粒子状物質の捕集量、即ち、第１の推定捕集量Ｈ1を推定（算出）する。

（ｂ）.フィルタ２１の差圧ΔＰに基づいて、該フィルタ２１に捕集される粒子状物質の捕集量、即ち、第２の推定捕集量Ｈ2を推定（算出）する。

ここで、上記（ａ）の第１の推定捕集量Ｈ1は、コントローラ２７の記憶部２７Ａに格納された第１のマップと計算式とを用いて推定することができる。即ち、エンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆとから前述の第１のマップを用いて単位時間当たりの排出量を求めると共に、その排出量を積算することにより、運転開始から現時点までの合計の排出量Ｈmを求める。上述した数１式に基づいて、合計の排出量Ｈmから、現時点までの再生処理で除去された粒子状物質の量（再生量）Ｊを減ずることにより、現時点の第１の推定捕集量Ｈ1を推定することができる。なお、エンジン回転数Ｎは、回転センサ２３から読込む。燃料噴射量Ｆは、例えば、エンジン１０の吸気側に設けられた図示しないエアフロメータ（空気流量計）から検出される吸入空気量とエンジン回転数Ｎとから求めることができる他、例えばコントローラ２７から燃料噴射装置１４に出力される制御信号（燃料噴射指令）から算出することもできる。排気温度Ｔは、排気温センサ２６から読込む。

上記（ｂ）の第２の推定捕集量Ｈ2は、コントローラ２７の記憶部２７Ａに格納された前述の第２のマップを用いて推定することができる。即ち、差圧ΔＰと排気ガス流量と推定捕集量Ｈ1とを対応させた第２のマップに基づいて、現時点の第２の推定捕集量Ｈ2を推定することができる。なお、差圧ΔＰは、圧力センサ２４から読込んだフィルタ２１の上流側の圧力Ｐ1と、圧力センサ２５から読込んだ下流側の圧力Ｐ2とから、上述の数２式を用いて演算することができる。

ステップ１で、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1と第２の推定捕集量Ｈ2とのうちの少なくとも何れか）を求めた（算出した）ならば、ステップ２に進む。ステップ２では、自動再生を行うか否かの判定を行う。具体的には、例えば、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1および／または第２の推定捕集量Ｈ2）が予め設定した再生開始閾値Ｈt以上であるか否かにより、自動再生を行うか否かの判定を行う。このステップ２で、「ＮＯ」、即ち、推定捕集量Ｈ（両方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が再生開始閾値Ｈtよりも小さいと判定された場合は、フィルタ２１に再生が必要な程、粒子状物質が捕集されていない（フィルタ２１が目詰まりしていない）と考えられる。この場合は、ステップ１の前に戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ２で、「ＹＥＳ」、即ち、推定捕集量Ｈ（少なくとも何れか一方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が再生開始閾値Ｈt以上であると判定された場合は、フィルタ２１の再生が必要な程、フィルタ２１に粒子状物質が捕集されていると考えられる。そこで、この場合は、ステップ３に進む。ステップ３では、再生を開始する。即ち、ステップ３では、コントローラ２７から燃料噴射装置１４にポスト噴射する旨の制御信号を出力する。これにより、エンジン１０からの排気ガスの温度（排気温度Ｔ）を上昇させ、フィルタ２１に捕集（堆積）された粒子状物質を燃焼し除去する。

続くステップ４では、再生を中断するか否かを排気温度Ｔに基づいて判定する。即ち、排気温度Ｔが低いまま再生を継続すると、ポスト噴射により燃料消費量が増大するのに対して粒子状物質の燃焼、除去が進まない状態となるおそれがある。そこで、ステップ４では、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であるか否かを判定する。排気温度Ｔは排気温センサ２６から読込む。

ステップ４で、「ＹＥＳ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であると判定された場合は、ステップ５に進む。ステップ５では、上述のステップ１と同様に、粒子状物質の捕集量の推定を行う。続くステップ６では、ステップ５で求めた（推定した）推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1と第２の推定捕集量Ｈ2とのうちの少なくとも何れか）に基づいて、自動再生を終了するか否かの判定を行う。即ち、ステップ６では、例えば、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1および／または第２の推定捕集量Ｈ2）が予め設定した第１の再生終了閾値Ｈe1以下であるか否かにより、再生を終了するか否かの判定を行う。

ステップ６で、「ＮＯ」、即ち、推定捕集量Ｈ（両方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第１の再生終了閾値Ｈe1よりも大きいと判定された場合は、再生により燃焼し除去した粒子状物質の量が未だ十分でない、換言すれば、フィルタ２１に残存する粒子状物質の量が多いと考えられる。この場合は、ステップ４の前に戻り、ステップ４以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ６で、「ＹＥＳ」、即ち、推定捕集量Ｈ（少なくとも一方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第１の再生終了閾値Ｈe1以下であると判定された場合は、再生によりフィルタ２１の粒子状物質が十分に燃焼し除去されたと考えられる。この場合は、ステップ７に進む。このステップ７では、再生を終了する。即ち、ステップ７では、コントローラ２７から燃料噴射装置１４にポスト噴射を終了する旨の制御信号を出力する。これにより、再生を終了し、リターンを介してスタートに戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ４で、「ＮＯ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満であると判定された場合は、ステップ８の再生中断再開処理に進む。即ち、この場合は、排気温度Ｔが低く、再生をそのまま継続しても、粒子状物質の十分な燃焼を見込めないと考えられる。そこで、再生の中断と、その後の再開を行うべく、ステップ８に進む。

ステップ８の再生中断再開処理は、図５に示すステップ１１〜ステップ１７の処理となる。即ち、ステップ１１では、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満であることから、再生を中断する。具体的には、コントローラ２７から燃料噴射装置１４にポスト噴射を中断（一時的に終了）する旨の制御信号を出力する。これにより、再生が中断する。

続くステップ１２では、再生を再開するか否かを排気温度Ｔに基づいて判定する。即ち、排気温度Ｔが高くなったときに、再生を再開すれば、フィルタ２１に捕集された粒子状物質の燃焼、除去を促進することができる。そこで、ステップ１２では、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であるか否かを判定する。

ステップ１２で、「ＮＯ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満であると判定された場合は、フィルタ２１の再生を再開しても、粒子状物質の十分な燃焼を見込めないため、ステップ１２の前に戻り、ステップ１２以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ１２で、「ＹＥＳ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であると判定された場合は、ステップ１３に進み、再生を再開する。即ち、ステップ１３では、コントローラ２７から燃料噴射装置１４にポスト噴射する旨の制御信号を出力する。これにより、フィルタ２１に捕集（堆積）された粒子状物質を燃焼し除去する。

続くステップ１４では、再生を中断するか否かを排気温度Ｔに基づいて判定する。即ち、再開した再生を排気温度Ｔが低いまま継続すると、ポスト噴射により燃料消費量が増大するのに対して粒子状物質の燃焼、除去が進まない状態となるおそれがある。そこで、ステップ１４では、前述のステップ４と同様に、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であるか否かを判定する。

ステップ１４で、「ＹＥＳ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上であると判定された場合は、ステップ１５に進む。ステップ１５では、上述のステップ１，５と同様に、粒子状物質の捕集量の推定を行う。続くステップ１６では、ステップ１５で求めた（推定した）推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1と第２の推定捕集量Ｈ2とのうちの少なくとも何れか）に基づいて、再開された再生を終了するか否かの判定を行う。即ち、ステップ１６では、例えば、推定捕集量Ｈ（第１の推定捕集量Ｈ1および／または第２の推定捕集量Ｈ2）が予め設定した第２の再生終了閾値Ｈe2以下であるか否かにより、再開された再生を終了するか否かの判定を行う。

ステップ１６で、「ＮＯ」、即ち、推定捕集量Ｈ（両方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第２の再生終了閾値Ｈe2よりも大きいと判定された場合は、再生により燃焼し除去した粒子状物質の量が未だ十分でない、換言すれば、フィルタ２１に残存する粒子状物質の量が未だ多いと考えられる。この場合は、ステップ１４の前に戻り、ステップ１４以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ１６で、「ＹＥＳ」、即ち、推定捕集量Ｈ（少なくとも一方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第２の再生終了閾値Ｈe2以下であると判定された場合は、再開した再生によりフィルタ２１の粒子状物質が十分に燃焼し除去されたと考えられる。この場合は、ステップ１７に進む。このステップ１７では、前述のステップ７と同様に、再生を終了する。即ち、ステップ１７では、コントローラ２７から燃料噴射装置１４にポスト噴射を終了する旨の制御信号を出力する。これにより、再生を終了し、図５のリターン、図４のリターンを介してスタートに戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ１４で、「ＮＯ」、即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満であると判定された場合は、ステップ１１の前に戻る。即ち、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt以上になったことで再生を再開したが、その後、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満となり、再開された再生を継続しても、粒子状物質の十分な燃焼を見込めないと考えられる。そこで、ステップ１１の前に戻り、ステップ１１以降の処理（再生の中断、再開の処理）を繰り返す。

かくして、第１の実施の形態によれば、フィルタ２１の再生を行っている間に、排気温度Ｔが排気温度閾値Ｔt未満となると、ステップ４の処理で、フィルタ２１の再生を中断するとの判定がされ、続くステップ８の処理、より具体的には、ステップ１１の処理で、フィルタ２１の再生が中断する。これにより、排気温度Ｔが低く、粒子状物質の十分な燃焼を見込めないときは、ステップ４およびこれに続くステップ１１の処理により再生が中断されることで、燃料消費量の増大、エンジンオイルに燃料が混入することによるエンジンオイルの希釈化（オイルダイリューション）の抑制を図ることができる。

一方、ステップ４およびこれに続くステップ１１の処理により再生が中断されると、次の再生は、フィルタ２１の粒子状物質の推定捕集量Ｈが再生開始値Ｈｔ以上になることで開始されるのではなく、排気温度Ｔが所定温度（排気温度閾値）Ｔt以上になることで再開される。即ち、排気温度Ｔが低くなり、再生が中断しても、その後、排気温度Ｔが所定温度（排気温度閾値）Ｈｔ以上になると、ステップ１２およびこれに続くステップ１３の処理により、再生が再開される。

このため、推定捕集量Ｈが予め設定された再生開始値Ｈｔ以上になるまで通常運転が続くことを抑制することができる。換言すれば、排気温度Ｔが低くなることで再生が中断しても、ステップ１２およびこれに続くステップ１３の処理により再生が再開されることで、図６中に特性線３３で示すように、フィルタ２１に捕集された粒子状物質の燃焼、除去を促進することができる。

これにより、図７中に特性線３２で示すような、短い間隔の再生運転と通常運転とが長期間にわたって繰り返されることを抑制することができ、作業環境が悪化することやオペレータ等に不快感を与えることを抑制することができる。これに加えて、燃料消費量の低減（低燃費化）、過堆積の抑制、オイルダイリューションの抑制を図ることができ、再生装置２２、延いては油圧ショベル１の安定性、信頼性を向上することができる。

第１の実施の形態によれば、ステップ１２およびこれに続くステップ１３の処理により再開された再生を終了するか否かは、ステップ１６の処理、即ち、推定捕集量Ｈ（少なくとも一方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第２の再生終了閾値Ｈe2以下であるか否かにより判定される。一方、ステップ４で「ＮＯ」と判定されることなく、即ち、再生の中断なく再生が進むと、その再生を終了するか否かは、ステップ６の処理、即ち、推定捕集量Ｈ（少なくとも一方の推定捕集量Ｈ1，Ｈ2）が第１の再生終了閾値Ｈe1以下であるか否かにより判定される。

ここで、第２の再生終了閾値（再開終了値）Ｈe2は、再生開始閾値（再生開始値）Ｈｔと第１の再生終了閾値（正常終了値）Ｈe1との間に設定している。換言すれば、第２の再生終了閾値Ｈe2は、第１の再生終了閾値Ｈe1よりも大きく、かつ、再生開始閾値Ｈｔよりも小さい値に設定している。このため、軽負荷作業や低回転状態の待機（放置）が継続することにより排気温度Ｔが上がりにくい傾向となっても、ステップ１２およびこれに続くステップ１３の処理により再開された再生が過剰に継続される（再生時間が長くなる）ことを抑制することができる。即ち、第２の再生終了閾値Ｈe2を、第１の再生終了閾値Ｈe1と同じに設定した場合と比較して、再開された再生を早く終了することができる。これにより、この面からも、オペレータに不快感を与えることを抑制することができる。

なお、第１の実施の形態では、図４のステップ１、ステップ５、図５のステップ１５の処理が本発明の構成要件であるＰＭ演算手段の具体例を示し、図４のステップ２の処理が再生開始判定手段の具体例を示している。さらに、図４のステップ４、図５のステップ１４の処理が本発明の構成要件である再生中断判定手段の具体例を示し、図５のステップ１２の処理が本発明の構成要件である再生再開判定手段の具体例を示している。図４のステップ６、図５のステップ１６の処理は、再生終了判定手段の具体例に対応する。

次に、図８は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、再生を、ポスト噴射ではなく、エンジンの吸気側に設けた吸気絞り弁と排気側に設けた排気絞り弁とのうちの少なくとも一方の絞り弁の流路を絞る方向に駆動することにより行う構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、４１はフィルタ２１に捕集された粒子状物質を燃焼させることにより該フィルタ２１の再生を行う再生装置である。再生装置４１は、燃料噴射装置１４、吸気絞り弁４２、排気絞り弁４３、回転センサ２３、圧力センサ２４，２５、排気温センサ２６およびコントローラ２７を含んで構成されている。この再生装置４１により、再生を行うときは、吸気絞り弁４２と排気絞り弁４３とのうちの少なくとも一方の絞り弁の流路を絞る方向に駆動することによりフィルタ２１に堆積した粒子状物質を燃焼して除去する。

吸気絞り弁４２は、エンジン１０の吸気管１１側に設けられ、該吸気絞り弁４２は、フィルタ２１の再生を行う再生装置４１を構成している。ここで、吸気絞り弁４２は、コントローラ２７からの制御信号により通常時は開弁状態（例えば、燃料噴射量Ｆに対応した開度、または全開状態）に保持される。一方、再生を行うときは、コントローラ２７からの制御信号により吸気絞り弁４２は流路を絞る方向に駆動される。

これにより、吸気絞り弁４２は、空気と燃料との空燃比がリッチ傾向となるように吸入空気量を絞る。このとき、エンジン１０の燃焼室内では、空燃比がリッチ傾向となった燃料を燃焼させることにより、排気管１２側に排出する排気ガスの温度が上昇し、フィルタ２１に捕集された粒子状物質を燃焼し除去することができる。

排気絞り弁４３は、エンジン１０の排気管１２側に設けられ、該排気絞り弁４３も、フィルタ２１の再生を行う再生装置４１を構成している。ここで、排気絞り弁４３は、コントローラ２７からの制御信号により通常時は全開状態に保持される。一方、再生を行うときは、コントローラ２７からの制御信号により排気絞り弁４３は流路を絞る方向に駆動され、その開度を小さく絞る制御を行う。

これにより、排気絞り弁４３は、排気管１２内を流れる排気ガスの流量を絞ってエンジン１０に背圧を与え、エンジン１０の負荷を増大させる。このとき、コントローラ２７は、エンジン１０の燃料噴射装置１４による燃料噴射量Ｆを上記負荷に対応して増大させる。この結果、排気ガスの温度が上昇し、フィルタ２１に捕集された粒子状物質を燃焼し除去することができる。

第２の実施の形態は、上述の如き吸気絞り弁４２と排気絞り弁４３とのうちの少なくとも一方の絞り弁の流路を絞る方向に駆動することにより再生を行うもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、第２の実施の形態の場合は、再生を吸気絞り弁４２と排気絞り弁４３とのうちの少なくとも一方の絞り弁の流路を絞る方向に駆動することにより行うため、再生をポスト噴射により行う場合と比較して低温で行うことができる。これにより、フィルタ２１の耐久性を向上することができる。

なお、上述した各実施の形態では、第１の推定捕集量Ｈ1は、エンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆと排気温度（排気ガス温度）Ｔに基づいて推定する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、第１の推定捕集量Ｈ1を、エンジン回転数Ｎと燃料噴射量Ｆと排気温度Ｔだけでなく、フィルタ等の各部の温度、エンジン負荷等の状態量（運転状態を表す状態量）等を合せて用いて行う構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、排気ガス浄化装置１８を、酸化触媒２０とフィルタ２１とにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、酸化触媒と粒子状物質除去フィルタの他、尿素噴射弁、選択還元触媒装置等を組合せて用いる構成としてもよい。

さらに、前述した各実施の形態では、排気ガス浄化装置１８を小型の油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明による排気ガス浄化装置を備えた建設機械はこれに限るものではなく、例えば中型以上の油圧ショベルに適用してもよい。また、ホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベル、ホイールローダ、フォークリフト、油圧クレーン等の建設機械にも広く適用することができるものである。

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
１０ エンジン
１８ 排気ガス浄化装置
２１ フィルタ
２２，４１ 再生装置
２６ 排気温センサ
２７ コントローラ

Claims (1)

1. 車体と、該車体に搭載され燃料の噴射により駆動されるエンジンと、該エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを有し前記エンジンの排気側に設けられる排気ガス浄化装置と、該排気ガス浄化装置の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該フィルタの再生を行う再生装置とを備えてなる建設機械において、
   前記再生装置は、
   前記エンジンから排出された排気ガスの温度を検出する温度検出器と、
   前記フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量を推定するＰＭ演算手段と、
   該ＰＭ演算手段により推定された推定捕集量が予め設定された再生開始値以上になったときに、前記フィルタの再生を開始するとの判定をする再生開始判定手段と、
   前記フィルタの再生を行っている間に、前記温度検出器により検出された排気温度が予め設定された所定温度未満になると、前記フィルタの再生を中断するとの判定をする再生中断判定手段と、
   該再生中断判定手段の判定に基づいて前記フィルタの再生が中断された場合に、前記排気温度が前記所定温度以上になると、前記フィルタの再生を再開するとの判定をする再生再開判定手段とを備え、
   前記フィルタの再生がその中断なく正常に終了する場合に前記ＰＭ演算手段により推定される推定捕集量を正常終了値とし、前記再生再開判定手段の判定に基づいて再開された再生を終了する場合に前記ＰＭ演算手段により推定される推定捕集量を再開終了値とすると、該再開終了値は、前記再生開始値と前記正常終了値の間に設定してなる構成としたことを特徴とする建設機械。

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