KR101442293B1

KR101442293B1 - 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템

Info

Publication number: KR101442293B1
Application number: KR1020097019845A
Authority: KR
Inventors: 쇼오헤이 가미야; 가즈노리 나까무라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2014-09-19
Also published as: JP2009079501A; US20100095656A1; JP5053015B2; CN101636562B; CN101636562A; KR20100072149A; EP2123871A1; WO2009041165A1; US8336299B2; EP2123871B1; EP2123871A4

Abstract

건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 필터에 다량의 PM이 퇴적되기 전에 필터의 재생을 행함으로써, 재생 직전의 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 회피하고, 또한 재생을 행했을 때의 PM의 연소에 따른 필터 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터의 용손을 야기시킬 가능성을 저감시킨다. 유압 셔블에 의한 작업 사이에 운전실 내에서 휴식할 경우 등, 오퍼레이터가 운전실 내에서 엔진(1)의 시동을 건 상태로 일정 시간 전체 조작 수단을 부조작 상태로 하면, 컨트롤러(4)는 그 상태를 감시하여 부조작 상태가 소정 시간(Ta) 계속되면 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값이 제2 소정 압력(P2)보다도 높은 경우에는 엔진(1)의 회전수를 소정의 회전수(Na)로 제어한 후 강제 재생을 개시하여 필터(32)에 축적된 PM을 소각 제거한다. 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값이 제1 소정 압력(P1)보다 낮아지면 자동적인 재생을 종료시켜, 통상의 엔진 제어로 복귀한다.

압력, 컨트롤러, 회전수, 엔진 제어, 연소

Description

건설 기계의 배기 가스 정화 시스템{EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것으로, 특히 필터에 의해 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질을 포집하여 배기 가스를 정화하는 동시에, 적절하게 필터에 포집된 입자상 물질을 소각 제거하여 필터를 재생시키는 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 건설 기계는 그 구동원으로서 디젤 엔진을 탑재하고 있으나, 이 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질(PM: Particulate Matter : 이하 PM이라고 한다)의 배출량은, NOx, CO, HC 등과 함께 해마다 규제가 강화되고 있다. 이러한 규제에 대하여, PM을 디젤 파티큘레이트 필터(DPF : Diesel Particulate Filter)라고 불리는 필터로 포집하여 외부로 배출되는 PM의 양을 저감시키는 배기 가스 정화 시스템이 알려져 있다(특허 문헌1 내지 3). 이 배기 가스 정화 시스템에서는, 필터의 PM 보충량이 증가되어 오면 필터가 막혀 그에 따라 엔진의 배압이 상승되어 연비의 악화 등을 유발시키기 때문에 필터에 포집된 PM을 적절하게 연소시켜 필터의 막힘을 제거하여 필터를 재생하고 있다.

필터의 재생은 통상적으로 산화 촉매를 사용함으로써 행하여진다. 산화 촉 매는 필터의 상류측에 배치되는 경우와, 필터에 직접 담지되는 경우와, 그 양쪽의 경우가 있으나, 어떤 경우든 산화 촉매를 활성화하기 위해서는 배기 가스의 온도가 산화 촉매의 활성 온도보다도 높게 되어야만 하므로, 이를 위하여 배기 가스 온도를 강제적으로 산화 촉매의 활성 온도보다도 높은 온도로 상승시키는 강제 재생이라 불리는 기술이 있다. 이 강제 재생에는, 엔진의 통내 주 분사 후의 팽창 행정에 있어서 연료를 분사하는 부(副) 분사(후분사)를 행하여 배기 가스를 승온시키는 방법(특허 문헌1 및 2), 배기관에 설치한 재생용 연료 분사 장치에 의해 배기관을 흐르는 배기 가스 중에 연료를 분사하여 배기 가스를 승온시키는 방법(특허 문헌3) 등이 있다.

또한, 필터의 강제 재생에는 오퍼레이터의 조작 입력에 의해 재생을 개시하는 수동 재생과, 자동적으로 재생을 개시하는 자동 재생이 있다. 종래는, 이들 강제 재생을 개시하기 위한 조건으로서 필터의 PM 퇴적량(축적량)을 추정하여, 그 PM 퇴적량이 미리 설정된 PM의 축적 한계값에 도달했을 때에 재생을 행하도록 하고 있다(특허 문헌1 및 2). 그 경우, PM 퇴적량은 필터의 전후 차압을 검출하고, 이 차압의 검출값에 기초하여 PM 퇴적량을 연산함으로써 구하는 것이 일반적이다(예를 들어 특허 문헌1). 또한, 다른 방법으로서 회전 센서, 부하 센서, 온도 센서의 출력을 판독하여 PM 배출량(We), PM 연소량(Wc)을 산출하여 Wa=We-Wc로부터 PM 퇴적량(Wa)을 구하고, 거기에 전회 산출값(Wa1)을 가산하여 적산 퇴적량(Wa1)을 구하는 방법이 있다(특허 문헌2).

특허 문헌1 : 일본 특허 출원 공개 제2005-282545호 공보

특허 문헌2 : 일본 특허 출원 공개 제2001-280118호 공보

특허 문헌3 : 일본 특허 출원 공개 제2007-170382호 공보

상술한 바와 같이, 종래의 배기 가스 정화 시스템에 있어서는, 필터의 PM 퇴적량을 추정하여, 그 PM 퇴적량이 소정값에 도달하면 강제 재생을 개시하고 있다. 그러나, 이 재생은 필터에 다량의 PM이 포집된 후에 행하여지기 때문에, 재생 직전에는 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 야기시킬 가능성이 있다. 또한, 필터의 전후 차압을 검출하여 PM 퇴적량을 연산하는 것으로는, 필터의 전후 차압과 PM 퇴적량의 관계는 리니어한 관계가 아니어서, 연산에 의해 PM 퇴적량을 정확하게 파악하는 것은 곤란하고, PM 배출량(We)이나 PM 연소량(Wc)을 산출하여 PM 퇴적량을 구하는 것이라도, 센서값과 PM 배출량(We)이나 PM 연소량(Wc)의 관계는 다양한 외란에 의해 변동되기 때문에, 역시 연산에 의해 PM 퇴적량을 정확하게 파악하는 것은 곤란하다. PM 퇴적량을 정확하게 파악할 수 없는 경우에는 다량으로 포집된 PM의 연소에 따른 필터의 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터의 용손이라는 문제를 야기시킬 가능성이 있다.

발명의 목적은, 필터에 다량의 PM이 퇴적되기 전에 필터의 재생을 행함으로써, 재생 직전의 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 회피하고, 또한 재생을 행했을 때의 PM의 연소에 따른 필터 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터의 용손을 야기시킬 가능성을 저감시키는 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템을 제공하는 것이다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 디젤 엔진과, 이 엔진의 동력에 의해 구동되는 복수의 피구동체와, 상기 복수의 피구동체의 조작을 지령하는 조작 수단을 구비한 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 엔진의 배기계에 배치되어, 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질을 포집하는 필터와, 상기 필터에 퇴적된 입자상 물질을 소각 제거하여, 상기 필터를 재생하는 재생 장치와, 상기 조작 수단의 조작의 유무를 검출하는 조작 검출 수단과, 상기 조작 검출 수단에 의해 상기 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 소정 시간 계속되면 상기 재생 장치를 작동시키는 재생 제어 장치를 구비하는 것으로 한다.

이렇게 필터와, 그 재생 장치와, 조작 검출 수단과, 재생 제어 장치를 설치하고, 조작 검출 수단에 의해 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 소정 시간 계속되면 재생 장치를 작동시킴으로써 오퍼레이터가 조작 수단을 중립 위치로 되돌려, 그 상태(부조작 상태)가 소정 시간 계속되면 자동적으로 재생 장치가 작동하여 강제 재생을 개시함으로써, 필터에 퇴적된 PM이 소각 제거된다. 이에 의해 필터의 PM 퇴적량이 재생 개시 퇴적량을 초과했을 때에 강제 재생을 개시하는 경우에 비해 섬세하게 강제 재생을 행할 수 있다.

이에 의해 필터에 다량의 PM이 퇴적되기 전에 필터의 재생을 행하는 것이 가능해져 재생 직전의 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 회피하고, 또한 재생을 행했을 때의 PM의 연소에 따른 필터 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터의 용손을 야기시킬 가능성을 저감시킬 수 있다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 재생 제어 장치는, 상기 재생 장치의 작동 중에 상기 조작 검출 수단에 의해 상기 조작 수단의 조작 있음이 검출되면 상기 재생 장치의 작동을 정지시킨다.

이에 의해 강제 재생 중에 작업을 재개하려는 경우에는, 오퍼레이터는 조작 수단을 조작하면 바로 강제 재생이 종료되므로 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

(3) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 엔진의 목표 회전수를 지령하는 목표 회전수 지령 수단을 더 구비하고, 상기 재생 제어 장치는, 상기 재생 장치의 작동 중에 상기 목표 회전수 지령 수단에 의해 지령되는 목표 회전수가 변화되면 상기 재생 장치의 작동을 정지시킨다.

이에 의해 강제 재생 중에 오퍼레이터가 작업의 재개를 의도하여 목표 회전수 지령 수단을 조작하면, 바로 강제 재생이 종료되므로 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

(4) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 필터의 압력 손실을 검출하는 압력 검출 장치를 더 구비하고, 상기 재생 제어 장치는 상기 압력 검출 장치에 의해 검출된 압력 손실이 제1 소정 압력값보다 낮아지면 상기 재생 장치의 작동을 정지시킨다.

이에 의해 필터의 전후 차압이 제1 소정 압력보다 낮아지면 자동적으로 재생이 종료되므로 오퍼레이터는 재생 중인 것을 신경쓰지 않고 휴식할 수 있어, 매우 편리하다. 또한, 필터의 과연소에 따른 수명의 저하를 방지할 수 있다.

(5) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 필터의 압력 손실을 검출하는 압력 검출 장치를 더 구비하고, 상기 재생 제어 장치는, 상기 조작 검출 수단에 의해 상기 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고 이 부조작 상태가 소정 시간 계속되고, 또한 상기 압력 검출 장치에 의해 검출된 압력 손실이 제2 소정 압력보다도 높을 때에 상기 재생 장치를 작동시킨다.

이에 의해 조작 검출 수단에 의해 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 소정 시간 계속된 경우에도 필터의 전후 차압이 제2 소정 압력보다도 높지 않은 경우는 강제 재생을 개시하지 않으므로, 불필요한 재생을 회피하여 필터의 과연소에 따른 수명을 방지할 수 있다.

(6) 또한, 상기 (1)에 있어서, 상기 재생 제어 장치는, 상기 조작 검출 수단에 의해 상기 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고 이 부조작 상태가 소정 시간 계속되어 상기 재생 장치를 작동시킬 때 상기 엔진의 회전수를 소정의 회전수로 제어한다.

이에 의해 조작 수단의 부조작 상태가 소정 시간 계속되어 재생 장치가 작동하여 강제 재생을 개시할 때 엔진의 회전수를 재생에 적합한 소정의 회전수로 제어하므로, 배기 가스를 신속하게 필터의 재생(퇴적된 PM의 소각 제거)에 적합한 온도까지 승온시킬 수 있어, 최적의 재생이 가능해진다. 또한, 강제 재생이 개시되기 전의 엔진 회전수가 재생용의 소정의 회전수보다도 높을 때는 강제 재생이 개시될 때에 엔진 회전수를 그 소정의 회전수까지 내리므로, 불필요한 연료의 소비를 억제하여 연비의 절약이 가능해진다.

(7) 또한, 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는 상기 엔진의 목표 회전수를 지령하는 목표 회전수 지령 수단을 더 구비하고, 상기 재생 제어 장치는, 상기 조작 검출 수단에 의해 상기 조작 수단의 부조작 상태가 검출되어 이 부조작 상태가 소정 시간 계속되고, 또한 상기 목표 회전수 지령 수단에 의해 지령되는 목표 회전수가 상기 소정의 회전수보다도 높을 때에 상기 재생 장치를 작동시킨다.

이에 의해 조작 검출 수단에 의해 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 소정 시간 계속된 경우에도 목표 회전수 지령 수단에 의해 지령되는 목표 회전수가 재생용의 소정의 회전수보다 높지 않은 경우는 강제 재생이 개시되지 않으므로, 강제 재생 개시 시에 엔진 회전수의 의도하지 않는 상승이 방지되어, 오퍼레이터에게 위화감을 주지 않고 재생을 행할 수 있다.

(8) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 재생 장치는 상기 필터의 상류측에 배치된 산화 촉매와, 이 산화 촉매에 연료를 공급하는 연료 공급 수단을 갖고, 상기 엔진의 배기 가스를 상기 산화 촉매의 활성 온도보다도 높은 온도로 강제적으로 승온시켜 상기 산화 촉매를 활성화한 후, 이 산화 촉매에 상기 연료 공급 수단으로부터 연료를 공급하여 이 연료와 산화 촉매의 반응열에 의해 배기 가스를 승온시켜, 필터에 퇴적된 입자상 물질을 소각 제거한다.

이에 의해 확실하게 필터는 강제 재생을 행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 필터의 PM 퇴적량이 재생 개시 퇴적량을 초과했을 때에 강제 재생을 개시하는 경우에 비교하여 섬세하게 강제 재생을 행할 수 있으므로, 필터에 다량의 PM이 퇴적되기 전에 필터의 재생을 행할 수 있고, 이에 의해 재생 직전의 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 회피하고, 또한 재생을 행했을 때의 PM의 연소에 따른 필터 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터의 용손을 야기시킬 가능성을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 건설 기계(예를 들어 유압 셔블)에 탑재되는 유압 구동 장치를 도시하는 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 유압 구동 장치를 구비한 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.

도 4는 도 1에 도시된 컨트롤러의 필터 재생 연산 처리의 연산 내용을 도시하는 흐름도이다.

도 5는 필터의 PM 퇴적량과 필터의 전후 차압의 관계를 도시하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 있어서의 컨트롤러의 필터 재생 연산 처리의 연산 내용을 도시하는 흐름도이다.

<부호의 설명>

1 : 디젤 엔진

1a : 전자 거버너

2 : 엔진 컨트롤 다이얼

3 : 회전수 검출 장치

4 : 컨트롤러

5 : 키 스위치

11 : 유압 펌프

12 : 파일럿 펌프

13 : 유압 모터

14, 15 : 유압 실린더

17 내지 19 : 유량 제어 밸브

20 : 파일럿 유압원

21 : 파일럿 릴리프 밸브

23 : 전자기 절환 밸브

24 : 파일럿 유로

25, 26, 27 : 리모트 컨트롤러 밸브

28, 29 : 조작 레버

31 : 배기관

32 : 필터

33 : 산화 촉매

34 : DPF 장치

35 : 압력 검출 장치

36 : 차압 검출 장치

37 : 배기 온도 검출 장치

38 : 표시 장치(모니터)

38a : 표시 화면

39 : 재생용 연료 분사 장치

40 : 셔틀 밸브군

41 내지 46 : 셔틀 밸브

100 : 하부 주행체

101 : 상부 선회체

102 : 프론트 작업기

104a, 104b : 주행 모터

105 : 선회 모터

106 : 엔진 룸

107 : 운전실

111 : 붐

112 : 아암

113 : 버킷

114 : 붐 실린더

115 : 아암 실린더

116 : 버킷 실린더

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템 의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 1에 있어서, 부호 1은 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템을 구비한 건설 기계(예를 들어 유압 셔블)에 탑재되는 디젤 엔진으로서, 이 엔진(1)은 전자식의 연료 분사 제어 장치인 전자 거버너(1a)를 구비하고 있다. 엔진(1)의 목표 회전수는 엔진 컨트롤 다이얼(2)에 의해 지령되고, 엔진(1)의 실제 회전수는 회전수 검출 장치(3)에 의해 검출된다. 엔진 컨트롤 다이얼(2)의 지령 신호 및 회전수 검출 장치(3)의 검출 신호는 컨트롤러(4)에 입력되고, 컨트롤러(4)는 그 지령 신호(목표 회전수)와 검출 신호(실제 회전수)에 기초하여 전자 거버너(1a)를 제어하여, 엔진(1)의 회전수와 토크를 제어한다. 또한, 엔진(1)의 시동 정지 지령 장치로서 키 스위치(5)가 설치되고, 키 스위치(5)의 지령 신호도 컨트롤러(4)에 입력되어 컨트롤러(4)는 그 지령 신호에 기초하여 엔진(1)의 시동 및 정지를 제어한다.

도 2는, 건설 기계(예를 들어 유압 셔블)에 탑재되는 유압 구동 장치를 도시하는 도면이다. 유압 구동 장치는, 엔진(1)에 의해 구동되는 가변 용량형의 메인 유압 펌프(11) 및 고정 용량형의 파일럿 펌프(12)와, 유압 펌프(11)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 모터(13) 및 유압 실린더(14, 15)를 포함하는 복수의 유압 액추에이터와, 유압 펌프(11)로부터 유압 모터(13) 및 유압 실린더(14, 15)로 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 파일럿 조작식의 유량 제어 밸브(17 내지 19)를 포함하는 복수의 유량 제어 밸브와, 파일럿 펌프(3)로부터 토출되는 압유의 압력을 일정하게 유지하고, 파일럿 유압원(20)을 형성하는 파일럿 릴리프 밸브(21)와, 파일럿 유압원(20) 하류측에 접속되고, 유압 셔블의 운전석 입 구에 설치된 게이트 로크 레버(도시하지 않음)의 개폐 상황에 따라 ON/OFF 제어하는 전자기 절환 밸브(23)와, 전자기 절환 밸브(23)의 하류측의 파일럿 유로(24)에 접속되고, 파일럿 유압원(20)의 유압을 원압으로 하여 유량 제어 밸브(17 내지 19)를 조작하기 위한 제어 파일럿압(a 내지 f)을 생성하는 리모트 컨트롤러 밸브(25, 26, 27)를 구비하고 있다.

리모트 컨트롤러 밸브(25, 26, 27)는 운전석의 좌우에 설치된 좌우의 조작 레버(28, 29)에 의해 조작되는 것이다. 조작 레버(28, 29)는, 각각 십자 방향으로 조작 가능하여 조작 레버(28)를 십자의 일 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(25)가 조작되고, 조작 레버(28)를 십자의 타 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(27)가 조작되고, 조작 레버(29)를 십자의 일 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(26)가 조작되고, 조작 레버(29)를 십자의 타 방향으로 조작하면 도시하지 않은 리모트 컨트롤러 밸브가 조작된다. 또한, 조작 레버(28)를 십자의 일 방향으로 조작할 때, 중립 위치로부터 일 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(25)는 제어 파일럿압(a)을 생성하고, 중립 위치로부터 반대 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(25)는 제어 파일럿압(b)을 생성한다. 제어 파일럿압(a, b)은 각각의 파일럿 라인(25a, 25b)을 통하여 유량 제어 밸브(17)의 대응하는 수압부로 유도되고, 이에 의해 유량 제어 밸브(17)가 중립 위치로부터 절환된다. 마찬가지로, 조작 레버(28)를 십자의 타 방향으로 조작할 때, 중립 위치로부터 일 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(27)는 제어 파일럿압(e)을 생성하고, 중립 위치로부터 반대 방향으로 조작하면 리모트 컨트롤러 밸브(27)는 제어 파일럿압(f)을 생성하고, 제어 파일럿압(e, f)은 각각의 파일럿 라인(27a, 27b)을 통하여 유량 제어 밸브(19)의 대응하는 수압부로 유도되며, 이에 의해 유량 제어 밸브(19)가 중립 위치로부터 절환된다. 조작 레버(29)를 십자의 일 방향으로 조작할 때, 중립 위치로부터 일 방향으로 조작하면 제어 파일럿압(c)을 생성하고, 중립 위치로부터 반대 방향으로 조작하면 제어 파일럿압(d)을 생성하고, 제어 파일럿압(c, d)은 각각의 파일럿 라인(26a, 26b)을 통하여 유량 제어 밸브(18)의 대응하는 수압부로 유도되며, 이에 의해 유량 제어 밸브(18)가 중립 위치로부터 절환된다.

도 3은, 도 2에 도시된 유압 구동 장치를 구비한 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다. 유압 셔블은 하부 주행체(100)와 상부 선회 체(101)와 프론트 작업기(102)를 구비하고 있다. 하부 주행체(100)는 좌우의 크롤러식 주행 장치(103a, 103b)를 갖고, 좌우의 주행 모터(104a, 104b)에 의해 구동된다. 상부 선회체(101)는 선회 모터(105)에 의해 하부 주행체(100) 위에 선회 가능하게 탑재되고, 프론트 작업기(102)는 상부 선회체(101)의 전방부에 부앙 가능하게 설치되어 있다. 상부 선회체(101)에는 엔진 룸(106), 운전실(107)이 구비되고, 엔진 룸(106)에 엔진(1)이 배치되고, 운전실(107) 내의 운전석의 입구에 게이트 로크 레버(도시하지 않음)가 설치되고, 운전석의 좌우에 리모트 컨트롤러 밸브(25, 26, 27)의 조작 레버(28, 29)가 배치되어 있다.

프론트 작업기(102)는 붐(111), 아암(112), 버킷(113)을 갖는 다관절 구조로서, 붐(111)은 붐 실린더(114)의 신축에 의해 상하 방향으로 회전하고, 아암(112)은 아암 실린더(115)의 신축에 의해 상하, 전후 방향으로 회전하고, 버킷(113)은 버킷 실린더(116)의 신축에 의해 상하, 전후 방향으로 회전한다.

도 2에 있어서, 유압 모터(13)는 예를 들어 선회 모터(105)에 대응하고, 유압 실린더(14)는, 예를 들어 아암 실린더(115)에 대응하고, 유압 실린더(15)는, 예를 들어 붐 실린더(114)에 대응한다. 도 2에 도시된 유압 구동 장치에는 주행 모터(104a, 104b), 버킷 실린더(116) 등에 대응하는 그 밖의 유압 액추에이터나 제어 밸브, 그들의 조작 수단도 구비되어 있지만, 도 2에서는 그들의 도시를 생략하고 있다.

이상과 같은 건설 기계(유압 셔블)에 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템이 구비되어 있다. 이 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(1)의 배기계를 구성하는 배기관(31)에 배치되어, 배기 가스에 포함되는 입자상 물질을 포집하는 필터(32) 및 필터(32)의 상류측에 배치된 산화 촉매(33)를 포함하는 DPF 장치(34)와, 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)(도 2)를 포함하는 전체 조작 수단의 조작의 유무를 검출하는 조작 검출 수단을 구성하는 셔틀 밸브군(40) 및 압력 검출 장치(35)와, 필터(32)의 상류측과 하류측의 전후 차압[필터(32)의 압력 손실]을 검출하는 차압 검출 장치(36)와, 필터의 상류측에 설치되어, 배기 가스의 온도를 검출하는 배기 온도 검출 장치(37)와, 표시 장치(모니터)(38)와, 배기관(31)의 엔진(1)과 DPF 장치(34) 사이에 설치된 재생용 연료 분사 장치(39)를 구비하고 있다. 산화 촉매(33)와 재생용 연료 분사 장치(39)는 필터(32)에 퇴적된 PM(입자상 물질)을 소각 제거하여 필터(32)를 재생하는 재생 장치를 구성한다.

셔틀 밸브군(40)은, 도 2에 도시된 바와 같이 셔틀 밸브(41 내지 46)를 포함하고, 셔틀 밸브(41)는 리모트 컨트롤러 밸브(25)의 파일럿 라인(25a, 25b) 사이에 접속되고, 셔틀 밸브(42)는 리모트 컨트롤러 밸브(26)의 파일럿 라인(26a, 26b) 사이에 접속되고, 셔틀 밸브(43)는 리모트 컨트롤러 밸브(27)의 파일럿 라인(27a, 27b) 사이에 접속되고, 셔틀 밸브(44)는 셔틀 밸브(41, 42)의 출력 포트 사이에 접속되고, 셔틀 밸브(45)는 셔틀 밸브(43, 44) 사이의 출력 포트 사이에 접속되고, 셔틀 밸브(46)는 셔틀 밸브(45)의 출력 포트와 도시하지 않은 다른 조작 수단의 리모트 컨트롤러 밸브에 관계한 최종단의 셔틀 밸브의 출력 포트 사이에 접속되어 있다. 이에 의해 셔틀 밸브(41 내지 46)를 포함하는 셔틀 밸브군은 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 제어 파일럿압(a 내지 f)이나 도시하지 않은 다른 조작 수단의 리모트 컨트롤러 밸브의 제어 파일럿압 중 최고 압력을 추출하여 셔틀 밸브군(40)의 최종단의 셔틀 밸브(46)는 그 최고 압력을 출력한다. 압력 검출 장치(35)는 최종단의 셔틀 밸브(46)의 출력 포트에 접속되어, 셔틀 밸브(46)의 출력 압인 그 최고 압력을 검출함으로써 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단의 조작의 유무를 검출한다.

압력 검출 장치(35), 차압 검출 장치(36) 및 배기 온도 검출 장치(37)의 검출 신호는 컨트롤러(4)에 입력되어, 컨트롤러(4)는 그들의 입력 신호와 상술한 회전수 검출 장치(3) 및 키 스위치(5)로부터의 입력 신호에 기초하여 필터 재생 연산 처리를 행하고, 그 연산 결과에 따라 전자 거버너(1a) 및 재생용 연료 분사 장치(39)를 제어한다. 또한, 컨트롤러(4)는 회전수 검출 장치(3), 키 스위치(5), 압 력 검출 장치(35), 차압 검출 장치(36), 배기 온도 검출 장치(37)의 각종 신호가 나타내는 정보나 컨트롤러(4)의 필터 재생 연산 처리의 결과 정보를 표시 신호로서 표시 장치(38)에 보내어 그들 정보를 표시 장치(38)의 표시 화면(38a)에 표시시킨다.

도 4는 컨트롤러(4)의 필터 재생 연산 처리의 연산 내용을 도시하는 흐름도이다.

컨트롤러(4)는, 우선 압력 검출 장치(35)의 검출 신호에 기초하여 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단 모두가 조작되고 있지 않는 부조작 상태에 있는지의 여부를 판정한다(스텝S100). 이 판정은, 조작 수단(조작 레버 등)의 부조작 시의 리모트 컨트롤러 밸브의 출력압보다 약간 높은 쪽의 압력을 임계값으로서 미리 설정해 두고, 압력 검출 장치(35)의 압력 검출값이 그 임계값보다 낮을 때는 부조작이라고 판단함으로써 행한다. 스텝S100에 있어서 전체 조작 수단이 부조작 상태에 있다고 판정되면, 그 부조작 상태가 소정 시간(Ta)(예를 들어 5분) 계속되었는지의 여부를 판정한다(스텝S110). 스텝S100에 있어서 전체 조작 수단이 부조작 상태가 아니라고(즉, 조작 수단 중의 어느 하나가 조작되고 있다고) 판정된 경우나, 스텝S110에 있어서 그 부조작 상태가 소정 시간(Ta)(예를 들어 5분) 계속되고 있지 않다고 판단된 경우에는 스타트 직후의 수순으로 복귀하여, 스텝S100, S110의 수순을 반복한다. 한편, 스텝S110에 있어서 전체 조작 수단의 부조작 상태가 소정 시간(Ta) 계속되었다고 판정되면, 차압 검출 장치(36)의 검출 신호에 기초하여 그 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 강제 재생 개시 압력인 제2 소정 압력(P2)보다 높은지의 여부를 판정한다(스텝S120).

도 5는 필터(32)의 PM 퇴적량과 필터(32)의 전후 차압의 관계를 도시하는 도면이다. 필터(32)의 PM 퇴적량이 증가함에 따라 필터(32)의 전후 차압은 상승한다. 도 5에서, P3은 종래의 필터의 자동 재생 기술에 있어서의 재생 개시 PM 퇴적량 상당의 필터 전후 차압의 압력값(압력 임계값)이다. 종래의 필터의 자동 재생 기술에서는, 필터의 전후 차압으로부터 필터의 PM 퇴적량을 추정하여, 그 PM 퇴적량이 소정값에 도달하면 강제 재생을 개시한다. 도 4의 스텝S140의 판정에서 사용하는 제2 소정 압력(P2)(강제 재생 개시 압력)은 그 재생 개시 PM 퇴적량 상당의 압력 임계값(P3)보다 조금 낮은 값으로 설정되어 있다(P2<P3). 또한, 도 5에서 P1은 강제 재생을 종료하는 제1 소정 압력이다(P1<P2).

여기서, 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값은 그대로 사용해도 되나, 바람직하게는 배기 온도 검출 장치(37)에 의해 검출된 필터(32)의 상류측의 배기 가스 온도를 사용하여 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값을 온도 보정하고, 이 온도 보정한 값을 사용한다.

도 4의 스텝S120에 있어서, 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 제2 소정 압력(P2)보다도 높지 않다고 판정되면, 필터(32)의 PM 퇴적량이 적어 재생을 행할 필요가 없다고 판단하여, 스타트 직후의 수순으로 복귀하여 스텝S100, S110, S120의 수순을 반복한다. 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 제2 소정 압력(P2)보다도 높다고 판정된 경우에는 우선, 엔 진(1)의 회전수를 재생에 적합한 소정의 회전수(Na)로 제어하고(스텝S130), 이어서 필터(32)의 강제 재생을 개시한다(스텝S140).

여기서, 스텝S130의 엔진 회전수의 제어에서는 엔진(1)의 목표 회전수를 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수로부터 저속 아이들 회전수보다도 높은 강제 재생에 적합한 소정의 회전수로 절환하고, 그 소정의 회전수와 회전수 검출 장치(3)에 의해 검출된 엔진(1)의 실제 회전수에 기초하여 전자 거버너(1a)의 연료 분사량을 피드백 제어하여 엔진(1)의 회전수가 그 소정의 회전수로 되도록 제어한다. 강제 재생에 적합한 소정의 회전수란, 그때의 배기 가스의 온도를 산화 촉매(33)의 활성 온도보다도 높은 온도까지 상승시킬 수 있는 회전수이며, 예를 들어 1800rpm 정도의 중속 회전수이다.

스텝S140의 필터(32)의 강제 재생의 개시 처리에서는, 예를 들어 우선 재생용 연료 분사 장치(39)를 제어하여 배기 가스 온도 상승 목적의 연료 분사(예비 분사)를 행하고, 이어서 배기 온도 검출 장치(37)에 의해 검출된 배기 가스 온도가 소정의 온도까지 상승된 것이 확인되면, PM 연료 목적의 연료 분사(본 분사)를 행한다. 배기 가스 온도 상승 목적의 연료 분사란, 배기관(31) 내에 연료 분사를 행함으로써 배기관을 통과하는 배기 가스의 열에 의해 연료를 연소시켜, 배기 가스의 온도를 산화 촉매(33)의 활성 온도보다도 높은 온도까지 상승시키는 것이며, 강제 재생을 행하기 위한 분사이다. PM 연료 목적의 연료 분사란, 배기관(31) 내에 연료 분사를 행함으로써 배기관 내에서 미연소 연료를 산화 촉매(33)로 공급하고, 그 미연소 연료를 산화 촉매(33)에 의해 산화시켜, 그때에 얻어지는 반응열을 필 터(32)로 보내어, 필터(32)에 축적된 PM을 소각 제거하는 것이다.

스텝S140에서 강제 재생의 개시 후, 압력 검출 장치(35)의 검출 신호에 기초하여 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단 중 어느 하나가 조작되었는지의 여부를 판정하여(스텝S150), 어떤 조작 수단도 조작되고 있지 않다고(부조작 상태에 있다고) 판정되면, 다음에 엔진 컨트롤 다이얼(2)의 지령 신호에 기초하여 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 조작되었는지의 여부를 판정하고(스텝S160), 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 조작되고 있지 않다고 판정되면, 또한 차압 검출 장치(36)의 검출 신호에 기초하여 그 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 강제 재생 종료 압력인 제1 소정 압력(P1)보다 낮은지의 여부를 판정하고(스텝S170), 압력 검출값이 제1 소정 압력(P1)보다 낮지 않다고 판정되면 스텝S150, S160, S170의 처리를 반복한다. 스텝S150에 있어서 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단 중 어느 하나가 조작되었다고 판정된 경우, 혹은 스텝S160에 있어서 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 조작되었다고 판정된 경우, 혹은 스텝S170에 있어서 압력 검출값이 제1 소정 압력(P1)보다 낮다고 판정된 경우에는 재생용 연료 분사 장치(39)의 구동을 정지하여 강제 재생을 종료하고(스텝S180), 엔진(1)의 목표 회전수를 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수로 절환하여 통상의 엔진 제어로 복귀한다(스텝S190).

다음에, 이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템의 동작을 설명한다.

건설 기계(유압 셔블)에 의한 작업 사이에 운전실 내에서 휴식할 경우 등, 오퍼레이터가 운전실 내에서 엔진(1)의 시동을 건 상태로 어느 일정 시간, 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단의 조작을 행하지 않는 경우가 있다. 이러한 경우, 컨트롤러(4)는 그 상태(부조작 상태)를 감시하여 부조작 상태가 소정 시간(Ta)(예를 들어 5분) 계속되면 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 제2 소정 압력(P2)보다도 높은 경우는 엔진(1)의 회전수를 재생에 적합한 소정의 회전수(Na)로 제어하고, 그 후 강제 재생을 개시한다(스텝S100→S110→S120→S130→S140). 이에 의해 재생용 연료 분사 장치(39)가 작동하여, 상술한 바와 같이 필터(32)에 축적된 PM이 소각 제거된다. 또한, 이 PM의 소각 제거에 의해 필터(32)의 전후 차압이 저하될 때, 컨트롤러(4)는 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값이 제1 소정 압력(P1)보다 낮아지면 자동적으로 재생을 종료하고, 엔진(1)의 목표 회전수를 원래의 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수로 절환하여 통상의 엔진 제어로 복귀한다(스텝S170→S180→S190).

또한, 컨트롤러(4)는 전체 조작 수단의 부조작 상태가 소정 시간(Ta)(예를 들어 5분) 계속된 경우에도 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 제2 소정 압력(P2)보다도 높지 않은 경우는 강제 재생을 개시하지 않고, 다시 전체 조작 수단의 부조작 상태를 감시한다(스텝S100→S110→S120→S100…). 이에 의해 불필요한 재생이 회피된다.

강제 재생 중에 오퍼레이터가 작업을 재개하기 위하여, 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단 중 어느 하나를 조작하면, 컨트롤러(4)는 그것을 검출하여 바로 강제 재생을 종료하고, 엔진(1)의 목표 회전수를 원래의 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수로 절환하여 통상의 엔진 제어로 복귀한다(스텝S150→S180→S190). 이에 의해 오퍼레이터는 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

또한, 작업을 재개하는 경우로서, 조작 수단을 조작하기 전에 엔진 컨트롤 다이얼(2)을 조작하여 목표 회전수를 다시 설정하는 경우가 있다. 이러한 경우도, 컨트롤러(4)는 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 조작된 것을 검출하여 바로 강제 재생을 종료하고, 엔진(1)의 목표 회전수를 원래의 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수로 절환하여 통상의 엔진 제어로 복귀한다(스텝S160→S180→S190). 이에 의해서도 오퍼레이터는 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 의하면, 하기의 효과가 얻어진다.

(a) 오퍼레이터가 전체 조작 수단을 중립 위치로 되돌려, 그 상태(부조작 상태)가 소정 시간(Ta) 계속되면 자동적으로 재생 장치가 작동하여 강제 재생을 개시함으로써 필터(32)에 퇴적된 PM이 소각 제거되기 때문에 필터(32)의 PM 퇴적량이 재생 개시 퇴적량을 초과했을 때에 강제 재생을 개시하는 경우에 비해, 섬세하게 강제 재생을 행할 수 있어, 그 결과 필터(32)에 다량의 PM이 퇴적되기 전에 필터(32)의 재생을 행하는 것이 가능해져 재생 직전의 배기 가스의 압력 상승에 의한 출력의 저하를 회피하고, 또한 재생을 행했을 때의 PM의 연소에 따른 필터(32)의 내부 온도의 이상 상승이나 그로부터 유래하는 필터(32)의 용손을 야기시킬 가능성을 저감시킬 수 있다.

(b) 강제 재생 중에 작업을 재개하려는 경우는 오퍼레이터는 조작 수단을 조작하면 바로 강제 재생이 종료되므로 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

(c) 강제 재생 중에 오퍼레이터가 작업의 재개를 의도하여 엔진 컨트롤 다이얼(2)을 조작한 경우도 바로 강제 재생이 종료되므로 신속하게 작업을 재개할 수 있다.

(d) 필터(32)의 전후 차압이 제1 소정 압력(P1)보다 낮아지면 자동적으로 재생을 종료하고, 엔진(1)을 원래의 제어 상태로 복귀시키므로, 오퍼레이터는 재생 중인 것을 신경쓰지 않고 휴식할 수 있어, 매우 편리하다. 또한, 필터(32)의 과연소에 따른 수명의 저하를 방지할 수 있다.

(e) 필터(32)의 전후 차압이 제2 소정 압력(P2)보다도 높지 않은 경우는 강제 재생이 개시되지 않으므로, 불필요한 재생을 회피하여 필터의 과연소에 따른 수명을 방지할 수 있다.

(f) 조작 수단의 부조작 상태가 소정 시간 계속되어 강제 재생을 개시할 때는 엔진(1)의 회전수를 재생에 적합한 소정의 회전수(Na)로 제어하므로, 배기 가스를 신속하게 필터의 재생(퇴적된 PM의 소각 제거)에 적합한 온도까지 승온시킬 수 있어 최적의 재생이 가능해진다. 또한, 강제 재생을 개시하기 전의 엔진 회전수가 재생용의 소정의 회전수(Na)보다도 높을 때는 강제 재생을 개시할 때에 엔진 회전수를 그 소정의 회전수(Na)까지 내리므로, 쓸데없는 연료의 소비를 억제하여 연비의 절약이 가능해진다.

본 발명의 다른 실시 형태를 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 본 실시 형 태의 배기 가스 정화 시스템에 있어서의 컨트롤러의 필터 재생 연산 처리의 연산 내용을 도시하는 흐름도이다. 도 6 중, 도 4에 도시된 스텝과 동일한 스텝에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 실시 형태는, 컨트롤러의 연산 처리에 있어서의 강제 재생이 개시되는 조건에 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수가 재생용의 소정의 회전수(Na)보다도 높은지의 여부를 추가한 것이다.

즉, 도 6에 있어서, 컨트롤러(4)(도 1 참조)는, 우선 압력 검출 장치(35)의 검출 신호에 기초하여 리모트 컨트롤러 밸브(25 내지 27)의 조작 레버(28, 29)를 포함하는 전체 조작 수단 모두가 조작되고 있지 않는 부조작 상태에 있는지의 여부를 판정하고(스텝S100), 전체 조작 수단이 부조작 상태에 있는 경우에는 또한 그 부조작 상태가 소정 시간(Ta)(예를 들어 5분) 계속되었는지의 여부를 판정한다(스텝S110). 여기까지는 상술한 실시 형태와 동일하다. 다음에, 본 실시 형태에서는, 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수가 재생용의 엔진 회전수인 소정의 회전수(Na)보다 높은지의 여부를 판정하여(스텝S115), 목표 회전수가 재생용의 소정의 회전수(Na)보다 높을 때는 스텝S120으로 진행하고, 상기 실시 형태와 마찬가지로 차압 검출 장치(36)의 검출 신호에 기초하여 그 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 강제 재생 개시 압력인 제2 소정 압력(P2)보다 높은지의 여부를 판정하고, 목표 회전수가 재생용의 소정의 회전수(Na)보다 높지 않을 때는 스타트 직후의 수순으로 복귀하여, 스텝S100, S110, S115의 수순을 반복한다. 그 이외의 처리는 도 4에 나타낸 상기 실시 형태와 동일하다.

또한, 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수가 재생용의 소정의 회 전수(Na)보다 높은지의 여부의 판정은, 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 강제 재생 개시 압력인 제2 소정 압력(P2)보다 높은지의 여부의 판정 후에 행해도 된다. 또한, 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수 대신에 최종적으로 전자 거버너(1a)로 보내지는 지령 회전수, 혹은 회전 검출 장치(3)에서 검출한 실제 회전수를 사용해도 된다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에서는, 압력 검출 장치(35)의 검출 신호에 의해 전체 조작 수단의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 소정 시간 계속된 경우에도 엔진 컨트롤 다이얼(2)이 지시하는 목표 회전수가 재생용의 소정의 회전수(Na)보다 높지 않은 경우는 강제 재생이 개시되지 않으므로, 엔진 회전수의 의도하지 않는 상승이 방지되어, 오퍼레이터에 위화감을 주지 않고 재생을 행할 수 있다.

또한, 유압 셔블 등의 건설 기계에서는 오토 아이들 제어를 행하도록 하고 있는 경우가 많다. 오토 아이들 제어란, 전체 조작 수단의 부조작 상태가 소정 시간(예를 들어 10초 정도) 계속되면, 엔진(1)의 회전수를 자동적으로 저속 회전수로 저하시키는 제어이다. 이러한 오토 아이들 제어의 시스템을 탑재한 기종에 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템을 적용한 경우에는 본 실시 형태의 제어가 감시하는 부조작 상태의 소정 시간(예를 들어 5분)이 더 길기 때문에, 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템에 의해 강제 재생이 개시되기 전에 엔진(1)의 회전수가 저속 회전수로 저하되어 버린다. 이 경우, 본 실시 형태의 의도에 반하여 강제 재생을 개시할 때에 엔진 회전수의 의도하지 않는 상승이 발생되어 버리게 된다. 따라 서, 오토 아이들 제어 시스템을 탑재한 기종에 본 실시 형태의 배기 가스 정화 시스템을 적용한 경우는 오퍼레이터의 선택에 의해 오토 아이들 모드의 설정을 오프로 하여 사용하는 것으로 한다.

이상으로 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 그것들의 실시 형태에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 정신의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 이하에 그 변형예를 열거한다.

1. 상기 실시 형태에서는, 재생을 위한 연료 분사를 배기관(31)에 설치한 재생용의 연료 분사 장치(39)에 의해 행했으나, 전자 거버너(1a)에 의한 엔진(1)의 통내(실린더 내) 분사 시스템을 이용하여 다단 분사의 주 분사 후의 팽창 행정에 있어서 연료를 분사하는 부 분사(포스트 분사)를 실행함으로써 배기 가스 중에 재생용의 연료를 분사해도 되고, 예를 들어 그러한 방법은 특허 문헌1(일본 특허 출원 공개 제2005-282545호 공보)이나, 일본 특허 출원 공개 제2006-37925호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2002-276340호 공보 등에 기재되어 있다.

2. 또한, 배기 가스 중에 재생용의 연료를 분사할 때, 배기관에 설치한 스로틀 밸브로 배기관의 유로를 좁히거나, 혹은 엔진의 피구동체인 유압 펌프에 부하를 가하거나 하여 부하 운전을 해도 이에 의해 배기 가스 온도를 재생에 적합한 온도까지 신속하게 상승시킬 수 있다.

3. 상기 실시 형태에서는, 재생 개시 후, 필터(32)의 전후 차압이 제1 소정 압력(P1)보다 낮아지면 재생을 종료했지만, 재생 개시 후의 경과 시간을 관리하여 재생 개시 후 소정 시간(예를 들어 20분) 경과했을 때에 재생을 종료하도록 해도 된다.

4. 상기 실시 형태에서는, 차압 검출 장치(36)의 압력 검출값[필터(32)의 전후 차압]이 제2 소정 압력(P2)보다도 높은 경우에 강제 재생을 개시하였으나, 이 수순은 생략해도 좋다. 이 경우, 부조작 상태가 소정 시간(Ta) 계속되면 바로 강제 재생이 개시되고, 재생 개시 시에 필터(32)의 전후 차압이 제1 소정 압력(P1)보다도 높을 때는 그 전후 차압이 제1 소정 압력(P1)보다 낮아질 때까지 재생을 행하고, 재생 개시 시에 필터(32)의 전후 차압이 제1 소정 압력(P1)보다 낮은 경우에는 바로 재생을 종료한다.

5. 상기 실시 형태에서는 강제 재생 중에 전체 조작 수단 중의 어느 하나를 조작한 경우뿐만 아니라, 엔진 컨트롤 다이얼(2)을 조작한 경우에도 강제 재생을 도중에 종료할 수 있게 했으나, 전체 조작 수단 중 어느 하나를 조작한 경우만 강제 재생을 도중에 종료할 수 있게 해도 좋다.

6. 상기 실시 형태에서는, 강제 재생을 개시할 때에 엔진(1)의 회전수를 재생에 적합한 소정의 회전수(Na)로 제어했으나, 그때의 엔진 회전수가 소정의 회전수(Na)보다 높은 경우에는 그 회전수대로 강제 재생을 개시해도 되고, 이에 의해 강제 재생을 개시할 때마다 엔진 회전수가 변화되는 것이 회피된다.

Claims

디젤 엔진(1)과, 이 엔진의 동력에 의해 구동되는 복수의 피구동체(13, 14, 15)와, 상기 복수의 피구동체의 조작을 지령하는 조작 수단(25 내지 29)과, 상기 조작 수단의 부조작 상태가 제1 소정 시간 계속되면 상기 엔진의 회전수를 저속 회전수로 저하되게 하는 오토 아이들 제어 시스템을 구비한 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템에 있어서,

상기 엔진의 배기계(31)에 배치되어, 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질을 포집하는 필터(32)와,

상기 필터(32)에 퇴적된 입자상 물질을 소각 제거하여 상기 필터(32)를 재생하는 재생 장치(33, 39)와,

상기 조작 수단(25 내지 29)의 조작의 유무를 검출하는 조작 검출 수단(35, 40)과,

상기 오토 아이들 제어 시스템의 작동이 오프된 상태에서, 상기 조작 검출 수단(35, 40)에 의해 상기 조작 수단(25 내지 29)의 부조작 상태가 검출되고, 또한 이 부조작 상태가 상기 제1 소정 시간보다도 긴 제2 소정 시간 계속되면 상기 재생 장치(33, 39)를 작동시키는 재생 제어 장치(4)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 재생 제어 장치(4)는 상기 재생 장치(33, 39)의 작동중에 상기 조작 검출 수단(35, 40)에 의해 상기 조작 수단(25 내지 29)의 조작 있음이 검출되면 상기 재생 장치(33, 39)의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 엔진의 목표 회전수를 지령하는 목표 회전수 지령 수단(2)을 더 구비하고,

상기 재생 제어 장치(4)는 상기 재생 장치(33, 39)의 작동 중에 상기 목표 회전수 지령 수단(2)에 의해 지령되는 목표 회전수가 변화되면 상기 재생 장치(33, 39)의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 필터(32)의 압력 손실을 검출하는 압력 검출 장치(36)를 더 구비하고,

상기 재생 제어 장치(4)는 상기 압력 검출 장치(36)에 의해 검출된 압력 손실이 제1 소정 압력값(P1)보다 낮아지면 상기 재생 장치(33, 39)의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 필터(32)의 압력 손실을 검출하는 압력 검출 장치(36)를 더 구비하고,

상기 재생 제어 장치(4)는, 상기 조작 검출 수단(35, 40)에 의해 상기 조작 수단(25 내지 29)의 부조작 상태가 검출되어 이 부조작 상태가 상기 제2 소정 시간 계속되고, 또한 상기 압력 검출 장치(36)에 의해 검출된 압력 손실이 제2 소정 압력값(P2)보다도 높을 때에 상기 재생 장치(33, 39)를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 재생 제어 장치(4)는 상기 조작 검출 수단(35, 40)에 의해 상기 조작 수단(25 내지 29)의 부조작 상태가 검출되고 이 부조작 상태가 상기 제2 소정 시간 계속되어 상기 재생 장치(33, 39)를 작동시킬 때, 상기 엔진의 회전수를 소정의 회전수(Na)로 제어하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 엔진의 목표 회전수를 지령하는 목표 회전수 지령 수단(2)을 더 구비하고,

상기 재생 제어 장치(4)는 상기 조작 검출 수단(35, 40)에 의해 상기 조작 수단(25 내지 29)의 부조작 상태가 검출되고 이 부조작 상태가 상기 제2 소정 시간 계속되고, 또한 상기 목표 회전수 지령 수단(2)에 의해 지령되는 목표 회전수가 소정의 회전수(Na)보다 높을 때에, 상기 재생 장치(33, 39)를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 재생 장치(33, 39)는 상기 필터(32)의 상류측에 배치된 산화 촉매(33)와, 이 산화 촉매(33)에 연료를 공급하는 연료 공급 수단(39)을 갖고, 상기 엔진의 배기 가스를 상기 산화 촉매(33)의 활성 온도보다도 높은 온도로 강제적으로 승온시켜 상기 산화 촉매(33)를 활성화한 후, 이 산화 촉매(33)에 상기 연료 공급 수단(39)으로부터 연료를 공급하여 이 연료와 산화 촉매의 반응열에 의해 배기 가스를 승온시켜 필터에 퇴적된 입자상 물질을 소각 제거하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 배기 가스 정화 시스템.