KR102116915B1 - 건설 기계 - Google Patents

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하지메 요시다
데츠야 나카바야시
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가부시키가이샤 히다치 겡키 티에라
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Abstract

배기 가스 정화 장치(27)의 필터(30)는, 엔진(13)으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집한다. 필터 입구측 압력 센서(34)는, 필터(30)의 입구측(상류측)에 마련되어 있다. EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)는, EGR 밸브(20)의 입구측에 마련되어 있다. 제어 장치(38)에 내장된 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부를 판정한다. 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정된 때는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다.

Description

건설 기계
본 발명은, 예를 들면, 배기 가스 정화 장치를 구비한 건설 기계에 관한 것이다.
일반적으로 유압 셔블, 유압 크레인 등의 건설 기계에는, 원동기로 되는 엔진으로서, 디젤 엔진이 탑재되어 있다. 이와 같은 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중에는, 예를 들면, 입자상 물질(PM: Particulate Matter), 질소 산화물(NOx) 등의 유해 물질이 포함되는 경우가 있다. 이 때문에, 건설 기계에서는, 엔진의 배기 가스 통로를 형성하는 배기관에, 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치가 마련되어 있다.
배기 가스 정화 장치는, 배기 가스 중에 포함되는 일산화질소(NO), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거하는 산화 촉매(예를 들면, Diesel Oxidation Catalyst, 간단하게 DOC라고도 불리고 있음)와, 당해 산화 촉매의 하류측에 배치되어 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집하여 제거하는 입자상 물질 제거 필터(예를 들면, Diesel Particulate Filter, 간단하게 DPF라고도 불리고 있음)를 포함하여 구성되어 있다(특허문헌 1).
그런데, 입자상 물질 제거 필터는, 입자상 물질이 포집됨에 따라서 당해 필터에 입자상 물질이 퇴적되고, 이에 의해 필터가 막힌다. 이 때문에, 입자상 물질을 일정량 포집한 단계에서, 필터로부터 입자상 물질을 제거하고, 필터를 재생할 필요가 있다. 이 필터의 재생은, 예를 들면, 포스트 분사라고 불리는 재생용의 연료 분사를 행함으로써 배기 가스의 온도를 상승시켜, 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소함으로써 행할 수 있다.
한편, 필터의 재생은, 입자상 물질이 필터에 과잉하게 퇴적(과퇴적)되어 있는 상태에서 행하면, 배기 가스의 온도가 과도하게 높아져(입자상 물질의 연소 온도가 과도하게 높아져), 필터가 용손(溶損)될 우려가 있다. 그래서, 종래 기술에 의하면, 필터에 포집되는 입자상 물질의 포집량을 추정(산출)하고, 그 포집량이 과잉해지 전에, 즉, 미리 설정한 역치에 도달하였을 때에, 재생을 자동적으로 행하도록 구성하고 있다(특허문헌 2).
여기서, 배기 가스 정화 장치에는 각종 센서류가 마련되어 있다. 한편, 건설 기계의 좁은 탑재 스페이스 내에서는, 엔진의 발열뿐만 아니라, 배기 가스 정화 장치도 고온으로 된다. 이 때문에, 열에 약한 전자부품은, 엔진 및 배기 가스 정화 장치로부터의 발열의 영향을 받을 가능성이 있다. 또, 건설 기계의 주행시나 작업시에 생기는 진동에 의해, 센서 기판이나 하네스 연결부가 느슨해지는 등의 악영향을 받을 가능성이 있다.
배기 가스 정화 장치에 마련된 각종 센서류가, 고장 또는 오동작에 의해 장해가 발생한 경우, 배기 가스 정화 장치의 필터에 포집된 입자상 물질의 포집량의 추정을 바르게 행할 수 없게 될 가능성이 있다. 이와 같은 경우, 배기 가스 정화 장치의 재생 처리의 오동작이나 필터의 과도한 온도 상승에 의한 용손으로 이어질 우려가 있다.
이에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 2에는, 보정량 추정의 산출 정밀도에 미치는 디바이스의 이상이 검출되었을 때, 페일 세이프 제어에 의해 즉시 엔진의 출력 토오크를 제어하고, 그 후에 운전을 정지하는 기술이 개시되어 있다.
일본 공개특허 특개2010-65577호 공보 일본 공개특허 특개2006-322375호 공보
배기 가스 정화 장치에 마련된 각종 센서류의 고장 또는 오동작에 의한 장해에 따라서, 입자상 물질의 포집량의 추정이 바르게 행할 수 없게 되면, 예를 들면, 입자상 물질의 과포집까지 충분한 여유가 있더라도, 강제적으로 재생 처리를 촉구하는 처리가 행해져 버릴 가능성이 있다. 또, 페일 세이프 제어에 의해 연료 분사량을 즉시 제한하면, 예를 들면, 작업 현장으로부터 건설 기계를 정비 장소까지 운전하려고 하더라도, 엔진이 정지(스톨)되어 버려, 건설 기계를 이동할 수 없게 될 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 배기 가스 정화 장치의 센서(필터 입구측 센서)가 상태 이상이 되더라도 작업을 계속할 수 있는 건설 기계를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 건설 기계는, 차체에 탑재된 엔진과, 상기 엔진의 제어를 행하는 엔진 컨트롤러와, 상기 엔진으로 외기를 흡입하기 위한 흡기 매니폴드와, 상기 엔진으로부터 배기 가스를 배출하기 위한 배기 매니폴드와, 상기 배기 매니폴드의 배기 가스의 일부를 상기 배기 매니폴드로부터 상기 흡기 매니폴드로 환류시키기 위한 EGR 관과, 상기 EGR 관에 마련되고, 상기 EGR 관을 통과하는 배기 가스의 유량을 조정하는 EGR 밸브와, 상기 EGR 밸브의 입구측에 마련된 EGR 밸브 입구측 압력 센서와, 상기 EGR 밸브의 출구측에 마련된 EGR 밸브 출구측 압력 센서와, 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 이들 압력값의 차압을 산출하고, 이 차압에 기초하여, 상기 EGR 밸브의 개방도의 제어를 행하는 EGR 컨트롤러와, 상기 엔진의 배기측에 마련되고, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집하는 필터를 갖고 있는 배기 가스 정화 장치와, 상기 배기 가스 정화 장치의 상기 필터에 포집된 입자상 물질을 연소시킴으로써, 상기 필터의 재생 처리를 행하는 재생 장치를 구비하고, 상기 재생 장치는, 상기 필터의 입구측에 마련된 필터 입구측 압력 센서와, 상기 필터의 출구측에 마련된 필터 출구측 압력 센서와, 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 이들 압력값의 차인 차압을 산출하고, 이 차압에 기초하여, 상기 필터의 재생 처리의 제어를 행하는 재생 컨트롤러를 갖고 이루어진다.
그리고, 상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 건설 기계는, 상기 재생 컨트롤러는, 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값의 차에 기초하여, 상기 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상의 판정을 행하고, 상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정된 때는, 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다.
본 발명에 의하면, 필터 입구측 센서가 상태 이상이 되더라도 작업을 계속할 수 있다.
즉, 재생 컨트롤러는, 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정하면, 재생 장치에 이용하는 압력 센서로서 EGR 밸브 입구측 압력 센서를 필터 입구측 압력 센서 대신에 이용한다. 즉, EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다. 이 때문에, 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상을 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 보충함으로써, 운전을 계속할 수 있다. 이에 의해, 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이 되더라도, 오퍼레이터는 건설 기계에 의한 작업을 계속할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 의한 유압 셔블을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1 중의 상부 선회체 중 운전실, 외장 커버의 일부를 제거한 상태에서 유압 셔블을 확대하여 나타내는 일부 파단 평면도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 의한 엔진, 배기 가스 정화 장치, 재생 장치, 제어 장치 등을 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3 중의 제어 장치에 의한 제어 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 배기 매니폴드 압력, 필터 상류측 압력의 시간 변화의 일례를 나타내는 특성선도이다.
도 6은 제 2 실시 형태에 의한 엔진, 배기 가스 정화 장치, 재생 장치, 제어 장치 등을 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 6 중의 제어 장치에 의한 제어 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 키 스위치, ECU 전원, 엔진 회전수, 대기압 센서 압력, 배기 매니폴드 압력, 필터 상류측 압력의 시간 변화의 일례를 나타내는 특성선도이다.
이하에, 본 발명에 관련된 건설 기계의 실시 형태를, 소형의 유압 셔블에 적용한 경우를 예로 들어, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 소형의 유압 셔블 중, 후방(後方)에 장착된 카운터 웨이트가 원호 형상으로 형성됨과 함께, 상부 선회체의 후측(後側)을 하부 주행체의 차폭 내에 수렴하는 상태에서 선회 가능한 후방 초소(超小) 선회기를 예시하고 있다. 한편, 소형의 유압 셔블로서는, 상부 선회체의 전체가 평면에서 보아 원 형상으로 형성됨과 함께, 상부 선회체 및 앙동(仰動)시킨 상태(소(小)선회 자세)의 프론트 장치가 하부 주행체의 차폭 내에 수렴하는 상태에서 선회 가능(예를 들면, 차폭의 120% 내지 130% 이내에서 상부 선회체 및 프론트 장치를 전체 선회시키는 것이 가능)한 초소 선회기(예를 들면, 초소 선회형의 오프셋식 유압 셔블)에 적용할 수도 있다.
도 1 내지 도 5는 제 1 실시 형태를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 건설 기계로서의 유압 셔블(1)은, 좁은 작업 현장에서의 작업에 적합한 미니 셔블이라고 불리는 소형의 유압 셔블이다. 이와 같은 소형의 유압 셔블(1)은, 예를 들면, 트럭에 적재되어 작업 현장으로 반송되고, 시가지에 있어서의 도로 옆의 측구(側溝) 파기 작업, 건물의 내부 해체 작업 등의 좁은 장소에서의 굴삭 작업에 이용된다. 이 때문에, 소형의 유압 셔블(1)은, 예를 들면, 기계 중량이 0.7∼8톤 정도까지 억제되어 있다.
유압 셔블(1)은, 운전실 사양의 유압 셔블로서 구성되어 있다. 유압 셔블(1)은, 자주(自走) 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 상, 하 방향의 요동 가능하게 마련된 배토(排土) 장치(3)와, 하부 주행체(2) 상에 선회 장치(4)를 통하여 선회 가능하게 마련된 상부 선회체(5)와, 상부 선회체(5)에 부앙(俯仰)의 동작이 가능하게 마련된 프론트 장치(6)를 포함하여 구성되어 있다.
하부 주행체(2)와 상부 선회체(5)는, 유압 셔블(1)의 차체를 구성하고 있다. 그리고, 차체를 구성하는 상부 선회체(5)의 전측(前側)에, 프론트 장치(6)가 장착되어 있다. 유압 셔블(1)은, 프론트 장치(6)를 이용하여 토사의 굴삭 작업을 행할 수 있고, 배토 장치(3)를 이용하여 굴삭한 토사 등을 배토하는 배토 작업이나 제설 작업 등을 행할 수 있다.
여기서, 프론트 장치(6)는, 스윙 포스트식의 작업 장치(프론트 작업기)로서 구성되어 있다. 프론트 장치(6)는, 예를 들면, 스윙 포스트(6A), 부움(6B), 아암(6C), 작업 도구로서의 버킷(6D), 프론트 장치(6)를 좌, 우로 요동하는 스윙 실린더(6E)(도 2 참조), 부움 실린더(6F), 아암 실린더(6G) 및 버킷 실린더(6H) 등을 구비하고 있다. 한편, 상부 선회체(5)는, 선회 프레임(7), 외장 커버(8), 운전실(9) 및 카운터 웨이트(12)를 포함하여 구성되어 있다.
선회 프레임(7)은, 상부 선회체(5)의 지지 구조체를 형성하고 있다. 선회 프레임(7)은, 선회 장치(4)를 통하여 하부 주행체(2) 상에 장착되어 있다. 선회 프레임(7)에는, 그 후부(後部)측에 카운터 웨이트(12), 엔진(13)이 마련되고, 좌 전측에는 운전실(9)이 마련되고, 우 전측에는 연료 탱크(25)가 마련되어 있다. 선회 프레임(7)에는, 운전실(9)의 우측으로부터 후측에 걸쳐 외장 커버(8)가 마련되어 있다. 외장 커버(8)는 선회 프레임(7), 운전실(9) 및 카운터 웨이트(12)와 함께, 엔진(13), 유압 펌프(24), 열교환기(26), 배기 가스 정화 장치(27) 등을 수용하는 공간을 형성하는 것이다.
운전실(9)은 선회 프레임(7)의 좌 전측에 탑재되어 있다. 운전실(9)의 내부는, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실을 형성하고 있다. 운전실(9)의 내부에는, 오퍼레이터가 착좌하는 운전석(10), 각종의 조작 레버(11), 후술하는 경보기(37)(도 3 참조) 등이 배치되어 있다.
카운터 웨이트(12)는 프론트 장치(6)와의 중량 밸런스를 잡는 것이다. 카운터 웨이트(12)는, 엔진(13)의 후측에 위치하여 선회 프레임(7)의 후단(後端)부에 장착되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 카운터 웨이트(12)의 후면측은, 원호 형상을 이루어 형성되어 있다. 이에 의해, 카운터 웨이트(12)는, 하부 주행체(2)의 차체 폭 내에 수렴하는 구성으로 되어 있다.
엔진(13)은, 선회 프레임(7)의 후측에 가로놓기 상태로 배치되어 있다. 엔진(13)은, 원동기(구동원)로서 유압 셔블(1)의 차체(상부 선회체(5))에 탑재되어 있다. 엔진(13)은, 내부의 연소실에서 연료를 연소시키는 내연 기관이며, 예를 들면, 소형의 디젤 엔진을 이용하여 구성되어 있다. 엔진(13)에는, 외기를 흡입하는 흡기관(14)(도 3 참조)과, 배기 가스를 배출하는 배기 가스 통로의 일부를 이루는 배기관(17)이 마련되어 있다.
흡기관(14)은, 복수의 분기관을 포함하여 구성되는 흡기 매니폴드(14A)를 갖고 있다. 흡기 매니폴드(14A)는, 엔진(13)의 연소실에 외기를 흡입하기 위한 것(흡기 매니폴드)이다. 흡기관(14)의 선단(先端)측에는, 외기를 청정화하는 에어 클리너(15)가 접속되어 마련되어 있다. 또, 흡기관(14)의 도중 부위에는, 후술의 제어 장치(38)로부터의 제어 신호에 의해 밸브 개방, 밸브 폐쇄되는 흡기 스로틀 밸브(16)가 마련되어 있다. 흡기 스로틀 밸브(16)는, 흡기관(14)을 통과하는 외기, 즉, 엔진(13)에 공급하는 외기의 유량을 조정한다.
한편, 배기관(17)은, 복수의 분기관을 포함하여 구성되는 배기 매니폴드(17A)를 갖고 있다. 배기 매니폴드(17A)는, 엔진(13)의 연소실로부터 배기 가스를 배출하기 위한 것(이그조스트 매니폴드)이다. 배기관(17)에는, 후술의 배기 가스 정화 장치(27)가 접속되어 마련되어 있다.
여기서, 엔진(13)은 연료의 분사에 의해 구동된다. 즉, 엔진(13)은, 전자 제어식 엔진에 의해 구성되고, 연료의 공급량이 전자 제어 분사 밸브를 포함하는 연료 분사 장치(18)(도 3 참조)에 의해 가변으로 제어된다. 연료 분사 장치(18)는, 후술의 제어 장치(38)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여, 엔진(13)의 실린더(도시 생략) 내에 분사되는 연료의 분사량(연료 분사량)을 가변으로 제어한다.
또한, 연료 분사 장치(18)는, 제어 장치(38) 등과 함께, 후술의 재생 장치(31)를 구성하고 있다. 연료 분사 장치(18)는, 제어 장치(38)의 제어 신호에 따라서, 예를 들면, 포스트 분사라고 불리는 재생 처리용의 연료 분사(연소 공정 후의 추가 분사)를 행한다. 이 포스트 분사에 의해, 배기 가스의 온도를 상승시키고, 배기 가스 정화 장치(27)의 입자상 물질 제거 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질을 연소하여 제거하는 구성으로 되어 있다.
EGR 관(19)은, 배기관(17)과 흡기관(14) 사이에 마련된 환류관이다. 즉, EGR 관(19)은, 엔진(13)으로부터 배기관(17) 내에 배출되는 배기 가스의 일부를 흡기관(14)에 환류(EGR: 배기 재순환)시키는 것이다. 환언하면, EGR 관(19)은, 배기 매니폴드(17A)의 배기 가스의 일부를 배기 매니폴드(17A)로부터 흡기 매니폴드(14A)에 환류시키는 것이다. EGR 관(19)의 도중 부위에는, 후술의 제어 장치(38)로부터의 제어 신호에 의해 밸브 개방, 밸브 폐쇄되는 EGR 밸브(20)가 마련되어 있다. EGR 밸브(20)는, EGR 관(19)을 통과하는 배기 가스의 유량을 조정한다. 즉, EGR 밸브(20)는, 배기관(17)으로부터 흡기관(14)에 환류하는 배기 가스의 환류량을 조절하는 배기 환류 밸브이며, 배기 가스의 일부를 흡기측에 재순환시킴으로써, 배기 가스 중의 NOx를 저감할 수 있다.
이 경우, EGR 관(19)에는, EGR 밸브(20)의 입구측(상류측, 배기측)의 압력과 출구측(하류측, 흡기측)의 압력과의 차인 EGR 차압을 검출하기 위하여, EGR 차압 센서(21)가 마련되어 있다. EGR 차압 센서(21)는, EGR 밸브(20)의 입구측에 마련된 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)와, EGR 밸브(20)의 출구측에 마련된 EGR 밸브 출구측 압력 센서(23)를 포함하여 구성되어 있다. EGR 차압 센서(21), 즉, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22) 및 EGR 밸브 출구측 압력 센서(23)는, 후술의 제어 장치(38)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(38)는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출되는 압력값과 EGR 밸브 출구측 압력 센서(23)에 의해 검출되는 압력값으로부터 차압을 산출함과 함께, 당해 차압에 기초하여 EGR 밸브(20)의 개방도의 제어를 행한다.
유압 펌프(24)는 엔진(13)의 좌측에 장착되어 있다. 유압 펌프(24)는, 작동유 탱크(도시 생략)와 함께 유압원을 구성하는 것이다. 유압 펌프(24)는, 엔진(13)에 의해서 구동됨으로써, 복수의 컨트롤 밸브에 의해서 구성되는 제어 밸브 장치(도시 생략)를 향하여 압유(작동유)를 토출한다. 유압 펌프(24)는, 예를 들면, 가변 용량형의 사판(斜板)식, 사축(斜軸)식 또는 레이디얼 피스톤식 유압 펌프에 의해서 구성된다. 또한, 유압 펌프(24)는, 반드시 가변 용량형의 유압 펌프로 한정되지 않고, 예를 들면, 고정 용량형의 유압 펌프를 이용하여 구성해도 된다.
연료 탱크(25)는, 운전실(9)의 우측에 위치하여 선회 프레임(7) 상에 마련되어 있다. 연료 탱크(25)는, 도시하지 않은 작동유 탱크 등과 함께 외장 커버(8)에 덮여 있다. 연료 탱크(25)는, 예를 들면, 직육면체 형상의 내압(耐壓) 탱크로서 형성되고, 엔진(13)에 공급되는 연료를 모아두는 것이다.
열교환기(26)는, 엔진(13)의 우측에 위치하여 선회 프레임(7) 상에 마련되어 있다. 열교환기(26)는, 예를 들면, 라디에이터, 오일 쿨러, 인터 쿨러를 포함하여 구성되어 있다. 열교환기(26)는, 엔진(13)의 냉각수의 냉각을 행함과 함께, 작동유 탱크로 되돌려지는 압유(작동유)의 냉각 등도 행하는 것이다.
다음으로, 엔진(13)으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치(27)에 대하여 설명한다.
배기 가스 정화 장치(27)는 엔진(13)의 배기측에 마련되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(27)는, 엔진(13)의 상부 좌측에서, 예를 들면, 유압 펌프(24)의 상측으로 되는 위치에 배치되고, 그 상류측은 엔진(13)의 배기관(17)이 접속되어 있다. 배기 가스 정화 장치(27)는, 배기관(17)과 함께 배기 가스 통로를 구성하고, 상류측으로부터 하류측으로 배기 가스가 유통하는 동안에, 이 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 제거하는 것이다. 보다 구체적으로는, 입자상 물질 제거 필터(30)에 의해서 엔진(13)으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집한다.
즉, 디젤 엔진으로 이루어지는 엔진(13)은, 고효율이고 내구성도 우수하다. 그러나, 엔진(13)의 배기 가스 중에는, 입자상 물질(PM), 질소 산화물(NOx), 일산화탄소(CO) 등의 유해 물질이 포함되어 있다. 이 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배기관(17)에 장착되는 배기 가스 정화 장치(27)는, 배기 가스 중의 일산화탄소(CO) 등을 산화하여 제거하는 산화 촉매(29)와, 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)을 포집하여 제거하는 입자상 물질 제거 필터(30)를 포함하여 구성되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(27)는, 예를 들면, 복수의 통체를 전, 후에서 착탈 가능하게 연결하여 구성된 통 형상의 케이싱(28)을 갖고 있다. 케이싱(28) 내에는, DOC라고 불리는 산화 촉매(29)와, DPF라고 불리는 필터로서의 입자상 물질 제거 필터(30)(이하, 필터(30)라고 함)가 분리 가능하게 수용되어 있다. 배출구(28A)는, 필터(30)보다 하류측에 위치하여 케이싱(28)의 출구측에 접속되어 있다. 배출구(28A)는, 예를 들면, 정화 처리된 후의 배기 가스를 대기 중에 방출하는 연돌, 소음기를 포함하여 구성된다.
산화 촉매(29)는, 예를 들면, 케이싱(28)의 내경 치수와 동등한 외경 치수를 가진 세라믹스제의 셀 형상 통체로 이루어지는 것이다. 산화 촉매(29) 내에는, 그 축 방향으로 다수의 관통 구멍(도시 생략)이 형성되고, 그 내면에 귀금속이 코팅되어 있다. 산화 촉매(29)는, 소정의 온도 조건 하에서 각 관통 구멍 내에 배기 가스를 유통시킴으로써, 이 배기 가스에 포함되는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거하고, 예를 들면, 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로서 제거하는 것이다.
한편, 필터(30)는, 케이싱(28) 내에서 산화 촉매(29)의 하류측에 배치되어 있다. 필터(30)는, 엔진(13)으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집함과 함께, 포집한 입자상 물질을 연소하여 제거함으로써 배기 가스의 정화를 행하는 것이다. 이 때문에, 필터(30)는, 예를 들면, 세라믹스 재료로 이루어지는 다공질 부재에 축 방향으로 다수의 작은 구멍(도시 생략)을 마련한 셀 형상 통체에 의해 구성되어 있다. 이에 의해, 필터(30)는, 다수의 작은 구멍을 통하여 입자상 물질을 포집하고, 포집한 입자상 물질은, 후술의 재생 장치(31)의 재생 처리에 의해서 연소하여 제거된다. 이 결과, 필터(30)는 재생된다.
다음으로, 필터(30)의 재생을 행하는 재생 장치(31)에 대하여 설명한다.
재생 장치(31)는, 배기 가스 정화 장치(27)의 필터(30)에 포집된 입자상 물질을 연소시킴으로써, 당해 필터(30)의 재생을 행한다. 재생 장치(31)는, 전술의 연료 분사 장치(18), 후술의 회전 센서(32, 33), 압력 센서(34, 35), 제어 장치(38)를 포함하여 구성되어 있다. 재생 장치(31)는, 후술의 제어 장치(38)의 판정에 의해, 오퍼레이터의 조작에 기초하지 않고 필터(30)의 재생을 자동으로 행한다. 즉, 재생 장치(31)는, 제어 장치(38)의 지령 신호(제어 신호)에 따라서 연료 분사 장치(18)에 의해 포스트 분사를 행한다. 이 포스트 분사에 의해, 후술하는 바와 같이, 배기관(17) 내의 배기 가스의 온도를 상승시키고, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질을 연소하여 제거하는 구성으로 되어 있다.
회전 센서(32, 33)는, 엔진(13)의 회전수(N) 및 피스톤의 위치를 검출하는 것이다. 이 경우, 일방(一方)의 회전 센서(32)는, 예를 들면, 엔진(13)의 플라이휠부에 마련되고, 엔진(13)의 회전수(N)(또는 회전 속도)의 검출에 이용된다. 타방(他方)의 회전 센서(33)는, 예를 들면, 엔진(13)의 기어 케이스에 마련되고, 엔진 기통의 식별(어느 피스톤이 상사점인지 여부 등의 검지)에 이용된다. 회전 센서(32)는, 엔진(13)의 회전수(N)를 검출하고, 그 검출 신호를 제어 장치(38)에 출력한다. 회전 센서(33)는, 캠 센서라고도 불리고, 엔진(13)의 피스톤의 위치에 대응하는 회전 위치를 검출하고, 그 검출 신호를 제어 장치(38)에 출력한다.
제어 장치(38)는, 예를 들면, 회전 센서(33)에 의해 검출한 피스톤의 위치(에 대응하는 회전 위치)에 기초하여, 연료 분사 장치(18)에 의한 연료 분사의 타이밍을 판정하고, 연료 분사 장치(18)에 대하여 필요한 연료 분사의 지령을 출력한다. 또, 제어 장치(38)는, 예를 들면, 회전 센서(32)에 의해 검출한 엔진 회전수(N)와, 연료 분사 장치(18)에 의해 분사된 연료 분사량(F)과, 배기 가스 정화 장치(27) 내에 마련된 배기온 센서(도시 생략)에 의해 검출한 배기 온도(배기 가스 온도)에 기초하여, 필터(30)에 포집되는 입자상 물질의 포집량을 추정한다. 또한, 제어 장치(38)는, 그 추정 포집량인 제 1 추정 포집량(H1)에 기초하여, 필터(30)의 재생을 행할지 여부의 판정을 행한다.
또한, 연료 분사량(F)은, 예를 들면, 엔진(13)의 흡기측에 마련된 도시하지 않은 에어 플로우 미터(공기유량계)로부터 검출되는 흡입 공기량과 엔진 회전수(N)로부터 구할 수 있다. 또한, 연료 분사량(F)은, 예를 들면, 제어 장치(38)로부터 연료 분사 장치(18)에 출력되는 제어 신호(연료 분사 지령)로부터 산출할 수도 있다.
압력 센서(34, 35)는, 배기 가스 정화 장치(27)의 케이싱(28)에 마련되어 있다. 압력 센서(34, 35)는, 필터(30)의 입구측(상류측)의 압력과 출구측(하류측)의 압력과의 차인 DPF 차압을 검출하기 위한 DPF 차압 센서(36)를 구성하고 있다. 이 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 필터 입구측 압력 센서(34)는, 필터(30)의 입구측(상류측)에 마련되어 있고, 필터 출구측 압력 센서(35)는, 필터(30)의 출구측(하류측)에 마련되어 있다. 필터 입구측 압력 센서(34) 및 필터 출구측 압력 센서(35)는, 제어 장치(38)에 전기적으로 접속되어 있고, 필터 입구측 압력 센서(34)의 검출 신호 및 필터 출구측 압력 센서(35)의 검출 신호는, 제어 장치(38)에 출력된다.
제어 장치(38)는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출한 필터 입구측의 압력값(P1)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출한 필터 출구측의 압력값(P2)으로부터 차압(ΔPh)을 산출한다. 이와 함께, 제어 장치(38)는, 차압(ΔPh)과 배기 가스의 온도와 배기 가스 유량에 기초하여, 필터(30)에 포집되는 입자상 물질의 포집량을 추정한다. 제어 장치(38)는, 그 추정 포집량인 제 1 추정 포집량(H1)에 기초하여, 필터(30)의 재생을 행할지 여부의 판정을 행할 수 있다.
경보기(37)는, 운전실(9) 내에서 운전석(10)의 근방에 마련되어 있다. 경보기(37)는, 제어 장치(38)에 전기적으로 접속되어 있다. 경보기(37)는, 제어 장치(38)로부터의 지령(경보 신호)에 기초하여, 오퍼레이터에 필요한 정보를 경보한다. 예를 들면, 경보기(37)는, 후술하는 바와 같이, 필터 입구측 압력 센서(34)에 상태 이상이 있다는 취지, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 이용하고 있다는 취지 등을 경보한다. 여기서, 경보기(37)는, 경보음을 발하는 버저, 경보 내용을 표시하는 라이트, 모니터 등에 의해 구성할 수 있다. 경보기(37)는, 예를 들면, 제어 장치(38)가 필터 입구측 압력 센서(34)에 상태 이상이 있다고 판정한 경우에, 제어 장치(38)로부터의 지령(경보 신호)에 기초하여 경보음, 경보 표시를 발하는 등에 의해, 오퍼레이터에 대하여 그 취지를 경보한다. 실시 형태에서는, 경보기(37)는, 오퍼레이터에 대한 경보 내용을 표시하는 모니터로 구성하고 있다.
다음으로, 엔진(13), EGR 밸브(20), 재생 장치(31) 등의 제어를 행하는 제어 장치(38)에 대하여 설명한다.
제어 장치(38)는 마이크로 컴퓨터, 전원 회로, 구동 회로 등을 포함하여 구성된 컨트롤 유닛(ECU)이다. 제어 장치(38)는, 엔진 제어를 행하는 엔진 컨트롤러(38A)와, EGR 밸브(20)의 개방도의 제어를 행하는 EGR 컨트롤러(38B)와, 필터(30)의 재생 처리의 제어를 행하는 재생 컨트롤러(38C)를 겸하고 있다. 즉, 제어 장치(38)는, 엔진 컨트롤러(38A)의 기능과, EGR 컨트롤러(38B)의 기능과, 재생 컨트롤러(38C)의 기능을 내장하고 있다.
실시 형태에서는, 엔진 컨트롤러(38A)와 EGR 컨트롤러(38B)와 재생 컨트롤러(38C)를 하나의 제어 장치(38), 즉, 하나의 컨트롤 유닛으로서 구성하고 있다. 그러나, 예를 들면, 엔진 컨트롤러(38A)와 EGR 컨트롤러(38B)와 재생 컨트롤러(38C)를 각각 별개체의 컨트롤러에 의해 구성해도 된다. 이 경우는, 각각의 컨트롤러(38A, 38B, 38C) 사이는, 통신선 등을 통하여 접속함으로써, 컨트롤러 사이에서 상호 통신(다중 통신)이 가능하게 되도록 구성한다.
어느 것으로 하더라도, 엔진 컨트롤러(38A)가 내장된 제어 장치(38)는, 흡기 스로틀 밸브(16)의 개방도, 연료 분사 장치(18)의 연료 분사 타이밍, 연료 분사량 등을 가변으로 조정함으로써, 엔진(13)의 제어를 행한다. EGR 컨트롤러(38B)가 내장된 제어 장치(38)는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)와 EGR 밸브 출구측 압력 센서(23)에 의해 검출되는 차압에 기초하여, EGR 밸브(20)의 개방도의 제어를 행한다. 이 경우, 제어 장치(38)(EGR 컨트롤러(38B))는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과 EGR 밸브 출구측 압력 센서(23)에 의해 검출된 압력값에 기초하여 이들 압력값의 차인 차압을 산출하고, 이 차압에 기초하여, EGR 밸브(20)의 개방도의 제어를 행한다. 재생 컨트롤러(38C)가 내장된 제어 장치(38)는, 필터 입구측 압력 센서(34)와 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출되는 차압에 기초하여, 필터(30)의 재생 처리의 제어를 행한다. 이 경우, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 이들 압력값의 차인 차압(ΔPh)를 산출하고, 이 차압(ΔPh)에 기초하여, 필터(30)의 재생 처리의 제어(예를 들면, 재생 처리의 개시의 판정)을 행한다.
이 때문에, 제어 장치(38)는, 그 입력측이 연료 분사 장치(18), EGR 밸브 입구측 압력 센서(22), EGR 밸브 출구측 압력 센서(23), 회전 센서(32, 33), 필터 입구측 압력 센서(34), 필터 출구측 압력 센서(35), 도시하지 않은 에어 플로우 미터(공기유량계), 배기온 센서 등과 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 제어 장치(38)의 출력측은, 연료 분사 장치(18), 흡기 스로틀 밸브(16), EGR 밸브(20), 경보기(37) 등과 전기적으로 접속되어 있다.
제어 장치(38)를 구성하는 마이크로 컴퓨터는, 예를 들면, CPU(연산 장치)에 추가하여, ROM, RAM 등으로 이루어지는 기억부로서의 메모리(38D)를 갖고 있다. 메모리(38D) 내에는, 후술의 도 4에 나타내는 처리 플로우를 실행하기 위한 처리 프로그램, 미리 작성된 입자상 물질의 포집량을 추정하기 위한 제 1 맵, 제 2 맵, 계산식, 미리 설정된 재생 개시 역치(Hs), 재생 종료 역치(He), EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값과 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값과의 관계 등이 격납되어 있다.
여기서, 제 1 맵은, 필터(30)의 차압(ΔPh)에 기초하여 포집량을 추정하기 위한 것이다. 구체적으로는, 제 1 맵은, 예를 들면, 차압(ΔPh)과 배기 가스의 유량과 제 1 추정 포집량(H1)과의 대응 관계를 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 의해 구하고, 그 대응 관계를 맵으로서 작성한 것이다. 또한, 배기 가스의 유량은, 예를 들면, 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)으로부터 구할 수 있다. 필터(30)의 차압(ΔPh)은, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출한 입구측의 압력(압력값)을 P1이라고 하고, 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출한 출구측의 압력(압력값)을 P2라고 한 경우에, 하기의 수학식 1에 의해 산출한다.
[수학식 1]
Figure 112019021504062-pct00001
한편, 제 2 맵은, 엔진(13)의 회전수(N)와 연료 분사량(F)에 기초하여 엔진(13)으로부터 배출되는 입자상 물질의 배출량(Hm)을 구하기 위한 것이다. 구체적으로는, 제 2 맵은, 예를 들면 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)과 입자상 물질의 배출량(Hm)과의 대응 관계를 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 의해 구하고, 그 대응 관계를 맵으로서 작성한 것이다. 포집량을 추정하기 위한 계산식은, 제 2 추정 포집량을 H2라고 하고, 제 2 맵에 의해 구해진 입자상 물질의 배출량의 적산 값을 Hm이라고 하고, 재생에 의해 필터(30)로부터 제거되는 입자상 물질의 양(재생량)의 적산값을 J라고 한 경우에, 하기의 수학식 2로서 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112019021504062-pct00002
이 경우, 재생에 의해 제거되는 입자상 물질의 양, 즉, 재생량(J)은, 예를 들면, 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)으로부터 구해지는 배기 가스의 유량과, 배기 온도와, 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)으로부터 구해지는 질소 산화물(NOx)의 배출량에 배기 온도를 가미하여 구해지는 NO2 전환률과의 관계로부터 산출할 수 있다.
재생 개시 역치(Hs)는, 필터(30)의 재생 처리(포스트 분사에 의한 입자상 물질의 연소)를 개시할지 여부를 판정하기 위한 추정 포집량(H)의 역치(재생 개시값)이다. 즉, 재생 개시 역치(Hs)는, 상술의 제 1 맵에 의해 추정된 제 1 추정 포집량(H1), 및/또는, 상술의 제 2 맵과 계산식에 의해 추정된 제 2 추정 포집량(H2)이, 재생 개시 역치(Hs) 이상이 되었을 때에, 재생이 필요하다고 판정하기 위한 판정값으로 된다. 환언하면, 재생 개시 역치(Hs)는, 필터(30)에 포집된 입자상 물질이 당해 필터(30)의 재생 처리에 필요한 포집량이 되었는지 여부를 판정하는 판정값이다. 이 때문에, 재생 개시 역치(Hs)는, 재생 처리를 적절한 상태, 예를 들면, 필터(30)에 충분한 입자상 물질이 포집된 상태에서 개시할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정한다.
재생 종료 역치(He)는, 필터(30)의 재생 처리를 종료할지 여부를 판정하기 위한 추정 포집량(H)의 역치(재생 종료값)이다. 즉, 재생 종료 역치(He)는, 필터(30)의 재생 처리가 행해지고 있을 때에, 상술의 제 1 맵에 의해 추정된 제 1 추정 포집량(H1), 및/또는, 상술의 제 2 맵과 계산식에 의해 추정된 제 2 추정 포집량(H2)이, 재생 종료 역치(He) 이하가 되면, 필터(30)의 입자상 물질이 충분히 연소되어 제거되었다고 판정하기 위한 판정값으로 된다. 환언하면, 재생 종료 역치(He)는, 필터(30)의 입자상 물질의 양이 충분히 낮은 잔존량까지 저감되었는지 여부를 판정하는 판정값이다. 이 때문에, 재생 종료 역치(He)는, 재생 처리를 적절한 상태, 예를 들면, 필터(30)의 입자상 물질의 양이 충분히 낮은 잔존량까지 저감된 상태에서 종료할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정한다.
제어 장치(38)(보다 구체적으로는, 제어 장치(38)에 내장된 재생 컨트롤러(38C))는, 오퍼레이터의 조작에 기초하지 않고 재생을 자동으로 행하는 자동 재생 처리의 제어를 행한다. 이 경우, 제어 장치(38)는, 필터(30)에 포집된 입자상 물질의 포집량에 기초하여 재생의 개시와 종료의 처리(제어)를 행한다. 즉, 제어 장치(38)는, 필터(30)에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정한다(PM 연산부). 이 포집량의 추정은, 적어도 필터(30)의 차압(ΔPh), 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 필터 입구측 압력값(P1)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 필터 출구측 압력값(P2)과의 차인 차압(ΔPh＝P1－P2)에 기초하여 추정할 수 있다(제 1 포집량 추정부). 이 차압(ΔPh＝P1-P2)에 기초하여 추정된 포집량, 즉, 제 1 포집량 추정부에 의해 추정된 포집량은, 제 1 추정 포집량이라고 한다. 또, 포집량의 추정은, 적어도 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)(과 필요에 따라서 배기 온도)에 기초하여 추정할 수 있다(제 2 포집량 추정부). 이 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)에 기초하여 추정된 포집량, 즉, 제 2 포집량 추정부에 의해 추정된 포집량은, 제 2 추정 포집량이라고 한다.
포집량의 추정은, 제 1 포집량 추정부와 제 2 포집량 추정부 중 어느 일방을 이용하여, 또는, 양방(兩方)을 이용하여 행할 수 있다. 운전 상황에 따라서, 그 당시의 정밀도가 높은 추정 수단을 이용하도록 해도 된다. 또한, 제 1, 제 2 포집량 추정부 이외의 추정 방법, 추정 처리, 추정 수단, 추정 회로를 이용하여 입자상 물질의 포집량을 추정해도 된다. 실시 형태에서는, 제어 장치(38)는, 제 1 포집량 추정부와 제 2 포집량 추정부의 양방을 구비하고 있다.
제어 장치(38)는, 추정된 포집량을 추정 포집량(H)이라고 하면, 당해 추정 포집량(H)을 이용하여 필터(30)의 재생을 개시할지 여부의 판정을 행한다(재생 개시 판정부). 즉, 제어 장치(38)는, 추정 포집량(H), 보다 구체적으로는, 제 1 포집량 추정부에 의해 추정되는 제 1 추정 포집량(H1)과 제 2 포집량 추정부에 의해 추정되는 제 2 추정 포집량(H2) 중 적어도 어느 일방이, 미리 설정한 포집량 역치(재생 개시 역치(Hs)) 이상으로 되었을 때에, 필터(30)의 재생을 개시한다는 판정을 한다(재생 판정부). 다음으로, 제어 장치(38)는, 재생 개시의 판정(재생 개시 역치(Hs) 이상이 된 것)에 기초하여, 예를 들면, 연료 분사 장치(18)에 포스트 분사한다는 취지의 제어 신호를 출력하고, 오퍼레이터의 조작을 거치지 않고 자동으로 재생을 행하는 자동 재생 처리의 제어를 개시한다.
한편, 제어 장치(38)는, 추정 포집량(H)을 이용하여 필터(30)의 재생을 종료할지 여부의 판정을 행한다(재생 종료 판정부). 예를 들면, 제어 장치(38)는, 추정 포집량(H)(제 1 추정 포집량(H1)과 제 2 추정 포집량(H2) 중 적어도 어느 일방)이, 미리 설정한 포집량 역치(재생 종료 역치(He)) 이하가 되었을 때에, 필터(30)의 재생을 종료한다는 판정을 한다(재생 판정부). 제어 장치(38)는, 재생을 종료한다(재생 종료 역치(He) 이하가 되었다)고 판정하였을 때는, 예를 들면, 연료 분사 장치(18)에 포스트 분사를 종료한다는 취지의 제어 신호를 출력하고, 자동 재생 처리의 제어를 종료한다.
이와 같이, 제어 장치(38)는, 필터(30)의 재생을 행하기 위하여, 즉, 재생의 개시의 판정, 재생의 종료의 판정 등을 행하기 위하여, 제 1 포집량 추정부와, 제 2 포집량 추정부와, 재생 판정부(재생 개시 판정부, 재생 종료 판정부)를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(38)는, 재생의 개시의 판정에 기초하여, 연료 분사 장치(18)에 의해 포스트 분사의 처리를 개시하고, 재생의 종료의 판정에 기초하여, 연료 분사 장치(18)에 의해 포스트 분사의 처리를 종료한다.
또한, 실시 형태에서는, 필터(30)의 재생(즉, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질의 연소)을, 포스트 분사에 의해 배기 가스의 온도를 상승시킴으로써 행하는 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 배기 가스 정화 장치(27)에 히터를 마련함과 함께, 이 히터에 의해 필터를 가열하는 등에 의해, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질을 연소시켜도 된다. 또, 예를 들면, 배기측에 배기 스로틀 밸브를 마련함과 함께, 이 배기 스로틀 밸브의 개방도와 흡기 스로틀 밸브(16)의 개방도를 조정함으로써, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질을 연소시켜도 된다.
그런데, 배기 가스 정화 장치(27)에 마련된 각종 센서가 고장 또는 오동작하면, 입자상 물질의 포집량의 추정을 바르게 행할 수 없게 될 가능성이 있다. 예를 들면, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상(예를 들면, 단선, 단락, 고장, 오동작, 장해, 이상 등을 포함함)이 되면, 입자상 물질의 포집량의 추정을 바르게 행할 수 없게 될 가능성이 있다. 이 경우, 재생 처리의 판정을 계속하면, 예를 들면, 입자상 물질의 과포집까지 충분한 여유가 있더라도, 강제적으로 재생 처리를 촉진시키는 처리가 행해져 버릴 가능성이 있다. 또, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 된 것에 따라서, 페일 세이프 제어에 의해 연료 분사량을 즉시 제한하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우는, 예를 들면, 작업 현장으로부터 유압 셔블(1)을 정비 장소까지 운전하려고 하더라도, 엔진(13)이 정지(스톨)되어 버려, 유압 셔블(1)을 이동할 수 없게 될 가능성이 있다.
그래서, 실시 형태에서는, 제어 장치(38)(보다 구체적으로는, 제어 장치(38)에 내장된 재생 컨트롤러(38C))는, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값과의 차에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부를 판정하는 상태 이상 판정부(도 4의 단계 3 및 단계 5)를 구비하고 있다. 또, 제어 장치(38)는, 상태 이상 판정부에 의해 상태 이상이라고 판정된 때에, 재생 장치(31)에 이용하는 압력 센서로서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 이용하는 센서 대용부(도 4의 단계 8)를 구비하고 있다. 즉, 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 행한다. 또, 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정하였을 때는, 재생 장치(31)에 이용하는 압력 센서로서 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 이용하여 제어를 행한다. 구체적으로는, 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정된 때는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다. 이 경우, 제 1 실시 형태에서는, 재생 컨트롤러(38C)의 상태 이상 판정부는, 예를 들면, 엔진(13)이 구동하고 있을 때(즉, 구동하고 있는 동안 항상) 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 행한다. 한편, 재생 컨트롤러(38C)는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 아니라고 판정된 때는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다.
여기서, 재생 컨트롤러(38C)의 상태 이상 판정부는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과의 차(ΔPa)(＝P1－Pe)가, 미리 설정한 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상(ΔPa≥ΔPt)으로 되었을 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정한다(도 4의 단계 5). 구체적으로는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값인 필터 상류측 압력값(P1)이 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값인 배기 매니폴드 압력값(Pe)에 대하여 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상 커졌을 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정한다. 상태 이상 판정 역치(ΔPt)는, 필터 상류측 압력값(P1)과 배기 매니폴드 압력값(Pe)의 차(ΔPa)로부터 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상을 정밀도 좋게 판정할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정할 수 있다.
한편, 재생 컨트롤러(38C)의 센서 대용부는, 상태 이상 판정부에 의해 상태 이상이라고 판정된 때에, 제 1 포집량 추정부에서 이용하는 필터 입구측 압력값(P1) 대신에, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)을 이용한다. 즉, 재생 컨트롤러(38C)는, 상태 이상이라고 판정된 때는, 제 1 추정 포집량(H1)을, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 추정한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(38)의 메모리(38D)에는, 필터 입구측 압력 센서(34)와 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 양방이 정상일 때의 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과의 관계(상관 관계)가 기억되어 있다.
여기서, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)와 필터 입구측 압력 센서(34)가 정상일 때의 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 관계는, 예를 들면, 맵, 계산식, 행렬 등으로서 메모리(38D)에 기억시켜 둔다. 예를 들면, 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 차에 대응하는 맵(차압 맵)으로서 메모리(38D)에 기억시킬 수 있다. 이 맵, 계산식, 행렬 등은, 배기 매니폴드 압력값(Pe)으로부터 필터 상류측 압력값(P1)에 대응하는 압력값(P1')을 정밀도 좋게 구할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정한다.
그리고, 재생 컨트롤러(38C)의 센서 대용부는, 상태 이상 판정부에 의해 상태 이상이라고 판정된 때에, 메모리(38D)에 기억된 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)과의 관계(맵)에 기초하여, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)으로부터 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1')을 산출하고, 또한, 이 산출한 압력값(P1')을 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1) 대신에 이용한다. 예를 들면, 배기 매니폴드 압력값(Pe)으로부터, 이 압력값(Pe)에 대응하는 차압을 차압 맵으로부터 구하고, 이 차압을 감산함으로써, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)에 대응하는 압력값(P1')을 산출한다. 그리고, 재생 컨트롤러(38C)는, 이 압력값(P1')을 이용하여, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정(산출)한다. 즉, 재생 컨트롤러(38C)는, 산출한 압력값(P1')과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh'＝P1'－P2)을 이용하여 제 1 추정 포집량(H1)을 추정(산출)한다. 그리고, 이 추정한 제 1 추정 포집량(H1)을 이용하여 재생 처리의 제어, 즉, 재생 처리를 행할지 여부의 판정(재생 처리의 개시의 판정)을 행한다. 또한, 제어 장치(38)(보다 구체적으로는, 재생 컨트롤러(38C))에서 행해지는 제어 처리(도 4에 나타내는 처리)에 관해서는, 나중에 상세하게 서술한다.
제 1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)은, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것이며, 다음으로, 그 동작에 대하여 설명한다.
기계 중량이 0.7∼8톤 정도의 소형의 유압 셔블(1)은, 예를 들면, 트럭의 짐받이에 적재된 상태에서 작업 현장까지 반송된다. 유압 셔블(1)이 작업 현장에 반송되면, 유압 셔블(1)의 오퍼레이터는, 상부 선회체(5)의 운전실(9)에 탑승하고, 엔진(13)을 시동하여 유압 펌프(24)를 구동한다. 이에 의해, 유압 펌프(24)로부터의 압유는, 제어 밸브 장치를 통하여 스윙 실린더(6E), 부움 실린더(6F), 아암 실린더(6G), 버킷 실린더(6H)를 포함하는 각종 액추에이터에 공급된다. 운전실(9)에 탑승한 오퍼레이터가 주행용의 조작 레버를 조작하였을 때에는, 하부 주행체(2)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.
한편, 운전실(9) 내의 오퍼레이터가 작업용의 조작 레버를 조작함으로써, 프론트 장치(6)를 부앙의 동작을 하게 하여 토사의 굴삭 작업 등을 행할 수 있다. 이 경우, 소형의 유압 셔블(1)은, 상부 선회체(5)에 의한 선회 반경이 작기 때문에, 예를 들면, 시가지와 같이 좁은 작업 현장에서도, 상부 선회체(5)를 선회 구동하면서 측구 파기 등의 굴삭 작업을 행할 수 있다.
엔진(13)의 운전시에는, 배기관(17)으로부터 유해 물질인 입자상 물질이 배출된다. 이 때에 배기 가스 정화 장치(27)는, 산화 촉매(29)에 의해서 배기 가스 중의 탄화수소(HC), 질소 산화물(NOx), 일산화탄소(CO)를 산화 제거할 수 있다. 필터(30)는, 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질을 포집한다. 이에 의해, 정화한 배기 가스를 하류측의 배출구(28A)를 통하여 외부에 배출할 수 있다. 또한, 필터(30)에 의해 포집된 입자상 물질은, 재생 장치(31)에 의해서 연소되어 제거되고, 필터(30)는 재생된다.
다음으로, 제어 장치(38)(보다 구체적으로는, 재생 컨트롤러(38C))에 의해 행해지는 제어 처리에 대하여, 도 4의 흐름도를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4의 처리는, 예를 들면, 제어 장치(38)에 통전(通電)하고 있는 동안, 제어 장치(38)에 의해 소정의 제어 시간마다(소정의 샘플링 주파수로) 반복해서 실행된다.
액세서리의 통전, 또는, 엔진(13)의 시동에 의해, 제어 장치(38)가 기동된다. 이 기동에 의해, 도 4의 처리 동작이 개시되면, 단계 1에서는, 배기 매니폴드 압력을 검지한다. 즉, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 검출값(배기 매니폴드 압력값(Pe))을 읽어들인다. 단계 2에서는 필터 상류측 압력을 검지한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)의 검출값(필터 상류측 압력값(P1))을 읽어들인다. 단계 3에서는, 배기 매니폴드 압력값(Pe)이 필터 상류측 압력값(P1) 이상인지 여부를 판정한다.
단계 3에서 「YES」, 즉, 배기 매니폴드 압력값(Pe)이 필터 상류측 압력값(P1) 이상인 (Pe≥P1)로 판정된 경우는, 단계 4로 진행된다. 단계 4에서는, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 이 경우, 즉, 단계 3에서 「YES」라고 판정되어 단계 4로 진행된 경우는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 정상이라고 생각된다. 이 때문에, 이 경우는, 단계 2에서 검출한 필터 입구측 압력 센서(34)의 검출값(필터 상류측 압력값(P1))에 기초하여, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 아니라고 판정된 때는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh＝P1－P2)을 이용하여 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 단계 4에서 제 1 추정 포집량(H1)을 추정하면, 단계 9로 진행된다. 단계 9에서는, 재생 처리의 제어, 구체적으로는, 재생 개시의 판정을 행한다. 예를 들면, 단계 9에서는, 단계 4에서 추정된 제 1 추정 포집량(H1)이, 미리 설정한 재생 개시 역치(Hs) 이상인지 여부를 판정한다. 그리고, 제 1 추정 포집량(H1)이 재생 개시 역치(Hs) 이상이라고 판정된 때는, 재생 처리를 행하고 나서 리턴으로 진행된다. 즉, 이 경우는, 예를 들면, 연료 분사 장치(18)에 의해 포스트 분사를 개시하고, 배기 가스의 온도를 상승시켜, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질을 연소함으로써, 필터(30)의 재생 처리를 행한다. 한편, 제 1 추정 포집량(H1)이 재생 개시 역치(Hs) 미만일 때는, 재생 처리를 행하지 않고 리턴으로 진행된다. 또한, 단계 9에서는, 단계 4에서 추정된 제 1 추정 포집량(H1)뿐만 아니라, 제 2 추정 포집량(H2)도 이용하여 재생 개시의 판정을 행할 수 있다. 어느 것으로 하더라도, 단계 9에서 재생 개시의 판정을 행함과 함께 필요에 따라서 재생 처리를 행하면, 리턴을 통하여 개시로 되돌아가서, 단계 1 이후의 처리를 반복한다.
한편, 단계 3에서 「NO」, 즉, 배기 매니폴드 압력값(Pe)이 필터 상류측 압력값(P1) 이상이 아니다(필터 상류측 압력값(P1)이 배기 매니폴드 압력값(Pe)보다 큰, P1＞Pe)라고 판정된 경우는, 단계 5로 진행된다. 단계 5에서는, 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 차(ΔPa)(＝P1－Pe)가 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상인지 여부를 판정한다. 즉, 단계 5에서는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과의 차(ΔPa)가, 미리 설정한 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상인지 여부를 판정한다.
단계 5에서 「NO」, 즉, 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 차(ΔPa)가 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상이 아니다(ΔPa＜ΔPt)라고 판정된 경우는, 단계 4로 진행된다. 이 경우도, 필터 입구측 압력 센서(34)가 정상(정상의 범위 내)이라고 생각된다. 이 때문에, 이 경우도, 단계 4에서는, 단계 2에서 검출한 필터 입구측 압력 센서(34)의 검출값(필터 상류측 압력값(P1))에 기초하여, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh＝P1－P2)을 이용하여 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 그리고, 이어지는 단계 9에서는, 재생 개시의 판정을 행함과 함께 필요에 따라서 재생 처리를 행하고, 리턴한다.
한편, 단계 5에서 「YES」, 즉, 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 차(ΔPa)가 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상(ΔPa≥ΔPt)이라고 판정된 경우는, 단계 6으로 진행된다. 이 경우는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 생각된다. 이 때문에, 단계 6에서는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정한다. 이어지는 단계 7에서는, 경보기(37)인 모니터에 경고를 표시한다. 즉, 경보기(37)의 표시 화면(모니터)에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라는 취지를 표시하고, 이 취지를 오퍼레이터에 경보한다. 이 경우, 이어지는 단계 8에서 필터 상류측 압력값(P1)을 배기 매니폴드 압력값(Pe)으로 대용하기 때문에, 운전을 제한하는 제어(예를 들면, 연료 분사량을 즉시 제한하는 페일 세이프 제어)는 행하지 않는다.
이어지는 단계 8에서는, 배기 매니폴드 압력값(Pe)을 대용한다. 즉, 단계 8에서는, 재생 장치(31)에 이용하는 압력 센서로서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 이용한다. 이 경우, 제어 장치(38)는, 메모리(38D)에 미리 기억된 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)과의 관계에 기초하여, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)으로부터 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1')을 산출한다.
단계 8에서, 압력값(P1')을 산출하면, 단계 4로 진행된다. 이 경우, 즉, 단계 8로부터 단계 4로 진행된 경우는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이다. 이 때문에, 이 경우는, 단계 8에서 산출한 압력값(P1')에 기초하여, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정된 때는, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)(보다 구체적으로는, 압력값(Pe)과 압력값(P1)의 관계로부터 산출되는 압력값(P1'))과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh'＝P1'－P2)을 이용하여 제 1 추정 포집량(H1)을 추정한다. 그리고, 이어지는 단계 9에서는, 재생 개시의 판정을 행함과 함께 필요에 따라서 재생 처리를 행하고, 리턴한다.
도 5는 배기 매니폴드 압력값(Pe)과 필터 상류측 압력값(P1)의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. EGR 밸브 입구측 압력 센서(22) 및 필터 입구측 압력 센서(34)가 정상일 때는, 배기 매니폴드 압력값(Pe)에 비교하여 필터 상류측 압력값(P1)이 작다. 시간 경과에 따라서, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 되면, 필터 상류측 압력값(P1)이 상승한다. 이 때, 필터 상류측 압력값(P1)과 배기 매니폴드 압력값(Pe)의 차(ΔPa)가 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상으로 되면, 도 4의 단계 5에서 「YES」라고 판정된다. 이에 의해, 단계 7의 처리에 의해, 경보기(37)인 모니터에 상태 이상이라는 취지가 표시되고, 단계 8의 처리에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)이 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)으로 대용된다. 즉, 단계 4에서는, 제 1 추정 포집량(H1)이 배기 매니폴드 압력값(Pe)에 기초하여 추정(산출)된다.
이상과 같이, 제 1 실시 형태에 의하면, 제어 장치(38)(보다 구체적으로는, 제어 장치(38)에 내장된 재생 컨트롤러(38C))는, 상태 이상 판정부로 되는 단계 3 및 단계 5에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정하면, 센서 대용부로 되는 단계 8(및 단계 8에 이어지는 단계 4)에 의해, 재생 장치(31)에 이용하는 압력 센서로서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 이용한다. 즉, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh')을 이용하여 재생 처리의 제어를 행한다. 이 때문에, 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상을 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 보충함으로써, 운전을 계속할 수 있다. 이에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 되더라도, 오퍼레이터는, 유압 셔블(1)에 의한 작업을 계속할 수 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 엔진(13)이 구동하고 있을 때에 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 행한다. 이 때문에, 엔진(13)이 구동하고 있을 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 되더라도, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 필터 입구측 압력 센서(34) 대신에 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)를 이용함으로써, 엔진(13)의 구동을 계속할 수 있다. 이에 의해, 유압 셔블(1)에 의한 작업을 계속할 수 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 단계 5의 처리에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과의 차(ΔPa)가, 미리 설정한 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상으로 되었을 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정한다. 이 때문에, 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상을, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)의 2개의 압력값에 기초하여 정밀도 좋게 판정할 수 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 제 1 추정 포집량(H1)을 추정(산출)하는 제 1 포집량 추정부(단계 4)와, 제 2 추정 포집량(H2)을 추정(산출)하는 제 2 포집량 추정부와, 제 1 추정 포집량(H1)과 제 2 추정 포집량(H2)으로부터 재생 처리의 개시, 종료를 판정하는 재생 판정부를 더 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 단계 3 및 단계 5에 의해 상태 이상이라고 판정된 때에, 단계 4에서 추정하는 제 1 추정 포집량(H1)을, 필터 입구측 압력값(P1) 대신에 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)을 이용하여 추정한다. 즉, 제 1 추정 포집량(H1)을, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh')을 이용하여 추정한다. 이에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상일 때에도, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)에 기초하여 제 1 포집량의 추정(제 1 추정 포집량(H1)의 산출)을 계속할 수 있다. 이에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 되더라도, 재생 처리를 적절하게 행할 수 있고, 유압 셔블(1)에 의한 작업을 계속할 수 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))의 메모리(38D)에는, 필터 입구측 압력 센서(34)와 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 양방이 정상일 때의 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)과의 관계(를 나타내는 맵)가 기억되어 있다. 그리고, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 단계 3 및 단계 5에 의해 상태 이상이라고 판정된 때에, 메모리(38D)에 기억된 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)과의 관계(맵)에 기초하여, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값(Pe)으로부터 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1')을 산출한다. 또한, 제어 장치(38)(재생 컨트롤러(38C))는, 이 산출한 압력값(P1')을 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1) 대신에 이용한다. 즉, 압력값(Pe)과 압력값(P1)의 관계로부터 산출되는 압력값(P1')과 필터 출구측 압력 센서(35)에 의해 검출된 압력값(P2)에 기초하여 산출되는 차압(ΔPh'＝P1'－P2)을 이용하여 재생 처리의 제어(제 1 추정 포집량(H1)의 추정)를 행한다. 이 때문에, EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)으로부터 산출하는 대용값(P1')을, 필터 입구측의 압력으로서 정밀도 좋게 구할 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 8은, 제 2 실시 형태를 나타내고 있다. 제 2 실시 형태의 특징은, 엔진의 시동 전에, 대기압 센서가 검출하는 압력값과 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상인지 여부를 판정하는 데에 있다. 또한, 제 2 실시 형태에서는, 상술한 제 1 실시 형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
제 2 실시 형태에서는, 재생 컨트롤러(41C)가 내장된 제어 장치(41)에 대기압 센서(42)가 접속되어 마련되어 있다. 즉, 제어 장치(41)에는, 대기압을 검출하는 대기압 센서(42)가 접속되어 있다. 이 경우, 대기압 센서(42)는, 제어 장치(41)와 일체, 또는, 제어 장치(41)의 내부에 마련할 수 있다.
제어 장치(41)는, 전술의 제 1 실시 형태의 제어 장치(38)와 대략 마찬가지의 것이다. 즉, 제어 장치(41)는, 제 1 실시 형태의 제어 장치(38)와 마찬가지로, 엔진 컨트롤러(41A)의 기능과, EGR 컨트롤러(41B)의 기능과, 재생 컨트롤러(41C)의 기능을 내장하고 있다. 제어 장치(41)는, 메모리(41D)를 갖고, 메모리(41D) 내에는, 도 7에 나타내는 처리 플로우를 실행하기 위한 처리 프로그램, 제 1 맵, 제 2 맵, 계산식, 재생 개시 역치(Hs), 재생 종료 역치(He), EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값과 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값과의 관계, 센서 단선 검출 역치, 센서 단락 검출 역치, 대기압 역치(ΔPs) 등이 격납되어 있다.
이 경우, 제 2 실시 형태의 제어 장치(41)(보다 구체적으로는, 재생 컨트롤러(41C))는, 제어 장치(38)와 마찬가지로, 상태 이상 판정부(도 7의 단계 3 및 단계 5)와, 센서 대용부(도 7의 단계 8)를 구비하고 있는 것에 추가하여, 시동 전 상태 이상 판정부(도 7의 단계 13, 14, 15)를 더 구비하고 있다. 재생 컨트롤러(41C)의 시동 전 상태 이상 판정부는, 엔진(13)의 시동 전, 즉, 시스템 기동(키 ON, 전원 ON)부터 엔진(13)이 회전하기 시작할 때까지의 동안에, 대기압 센서(42)가 검출하는 압력값(Pair)과 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과의 차에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부를 판정한다.
구체적으로는, 재생 컨트롤러(41C)의 시동 전 상태 이상 판정부는, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 대기압 센서(42)에 의해 검출된 압력값(Pair)과의 차(ΔPb)(＝P1－Pair)로 되는 오프셋량에 기초하여 판정한다. 즉, 엔진(13)의 시동 전은, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)과 대기압 센서(42)에 의해 검출된 압력값(Pair)이 대략 동일한 값으로 된다. 그래서, 재생 컨트롤러(41C)의 시동 전 상태 이상 판정부는, 압력값(P1)과 압력값(Pair)의 차(ΔPb)가, 미리 설정한 시동 전 상태 이상 판정 역치(ΔPs) 이상(ΔPb≥ΔPs)일 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이라고 판정한다.
그리고, 제 2 실시 형태에서는, 제어 장치(41)는, 시동 전 상태 이상 판정부에 의해 상태 이상이 아니라고 판정되더라도, 상태 이상 판정부에 의해 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부의 판정을 행한다. 즉, 재생 컨트롤러(41C)는, 엔진(13)의 시동 전의 상태 이상의 판정에 의해 상태 이상이 아니라고 판정되더라도, 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값과 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하는 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 행한다. 또한, 시동 전 상태 이상 판정 역치(ΔPs)는, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 대기압 센서(42)의 압력값(Pair)과의 차(ΔPb)로부터 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상을 정밀도 좋게 판정할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(41)(보다 구체적으로는, 재생 컨트롤러(41C))에 의해 행해지는 처리에 대하여, 도 7의 흐름도를 이용하여 설명한다. 또한, 도 7의 흐름도에서는, 전술의 제 1 실시 형태의 도 4의 흐름도의 처리와 동일한 처리에는, 동일한 단계 번호를 붙이고 있다. 즉, 도 7의 단계 1-9의 처리는, 도 4의 단계 1-9의 처리와 마찬가지의 처리이다.
운전석에 마련된 키 스위치의 ON(키 ON)에 의해, 즉, 엔진(13)의 시동 전의 액세서리의 통전에 의해, 제어 장치(41)가 기동된다. 이 기동에 의해, 도 7의 처리 동작이 개시되면, 단계 11에서는 대기압 센서 압력값(Pair)을 검지한다. 즉, 대기압 센서(42)의 검출값(대기압(Pair))을 읽어들인다.
단계 2에 이어지는 단계 12에서는, 초기 학습이 이미 행해져 있는지 여부를 판정한다. 즉, 키 ON에 의해 도 7의 처리가 개시되고 나서, 이미 단계 13, 14, 15의 처리가 행해졌는지 여부를 판정한다. 초기 학습은, 예를 들면, 키 ON될 때마다 1회 행해진다. 단계 12에서 「YES」, 즉, 초기 학습이 이미 행해졌다고 판정된 경우는, 단계 3으로 진행된다. 단계 12에서 「NO」, 즉, 초기 학습이 아직 행해져 있지 않다고 판정된 경우는, 단계 13으로 진행된다.
단계 13에서는, 센서 단락의 검출(센서 단락의 이상의 유무의 판정)을 행한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)(및 필요에 따라서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22))의 센서 단락의 검출을 행한다. 구체적으로는, 필터 입구측 압력 센서(34)(및 필요에 따라서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22))의 검출값(압력값)이 도 8의 센서 단락 검출 역치를 하회하고 있는지 여부를 판정한다. 센서 단락 검출 역치는, 센서 단락의 검출을 정밀도 좋게 행할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정할 수 있다.
단계 13에서 「YES」, 즉, 센서 단락의 이상 없음이라고 판정된 경우는, 단계 14로 진행된다. 단계 14에서는, 센서 단선의 검출(즉, 센서 단선의 이상의 유무의 판정)을 행한다. 즉, 필터 입구측 압력 센서(34)(및 필요에 따라서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22))의 센서 단선의 검출을 행한다. 구체적으로는, 필터 입구측 압력 센서(34)(및 필요에 따라서 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22))의 검출값(압력값)이 도 8의 센서 단선 검출 역치를 상회하고 있는지 여부를 판정한다. 센서 단선 검출 역치는, 센서 단락의 검출을 정밀도 좋게 행할 수 있도록, 미리 실험, 계산, 시뮬레이션 등에 기초하여 그 값을 설정할 수 있다.
단계 14에서 「YES」, 즉, 센서 단선의 이상 없음이라고 판정된 경우는, 단계 15로 진행된다. 단계 15에서는, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(필터 입구측 압력값(P1))과 대기압 센서(42)의 검출값(대기압(Pair))과의 비교에 의해 필터 입구측 압력 센서(34)의 이상의 유무를 판정한다. 보다 구체적으로는, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)과 대기압 센서(42)의 압력값(Pair)과의 차(ΔPb)(＝P1－Pair)가, 미리 설정한 시동 전 상태 이상 판정 역치(ΔPs) 이상(ΔPb≥ΔPs)일 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값에 이상 있음이라고 판정한다.
단계 15에서 「YES」, 즉, 압력값에 이상 없음이라고 판정된 경우는, 단계 3으로 진행된다. 한편, 단계 13, 14, 15에서 「NO」, 즉, 단락의 이상 있음, 단선의 이상 있음, 또는, 압력값의 이상 있음이라고 판정된 경우는, 단계 16으로 진행된다. 이 경우는, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상(단락의 이상, 단선의 이상,또는, 압력값의 이상)이라고 생각된다. 이 때문에, 단계 16에서는, 필터 입구측 압력 센서(34)의 초기 학습에서 이상이 있다고 판정한다. 이어지는 단계 17에서는, 센서 점검, 센서 교환을 오퍼레이터에 촉구한다. 예를 들면, 필터 입구측 압력 센서(34)의 초기 학습의 이상이라는 취지를 경보기(37)인 모니터에 표시한다. 그리고, 리턴을 통하여 처리를 종료한다. 이 경우는, 센서 점검이나 센서 교환이 행해질 때까지, 예를 들면, 엔진(13)을 시동할 수 없도록 하거나, 또는, 엔진(13)의 출력을 제한하는 등의 페일 세이프 처리를 행하도록 할 수 있다.
도 8은, 키 스위치(키 SW), ECU 전원(제어 장치(38)의 전원), 엔진 회전수, 대기압 센서 압력값(Pair), 배기 매니폴드 압력값(Pe), 필터 상류측 압력값(P1)의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 키 스위치가 ON이 되고, 제어 장치(41)에 전력이 공급되면, 대기압 센서(42), EGR 밸브 입구측 압력 센서(22), 필터 입구측 압력 센서(34)에 의한 검출이 개시된다. 이 때, 도 7의 단계 13 내지 단계 15에 의한 초기 학습의 처리가 행해진다. 이 초기 학습은, 예를 들면, 키 스위치가 ON이 되었을 때의 최초의 제어 주기로 행해진다.
도 8의 특성선도의 경우는, 초기 학습일 때에, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(필터 입구측 압력값(P1))과 대기압 센서(42)의 검출값(대기압(Pair))이 대략 동일하기 때문에, 필터 입구측 압력 센서(34)는 이상 없음이라고 판정된다. 그러나, 그 후, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 되면, 필터 상류측 압력값(P1)이 상승한다. 이 때, 필터 상류측 압력값(P1)과 배기 매니폴드 압력값(Pe)과의 차(ΔPa)가 상태 이상 판정 역치(ΔPt) 이상으로 되면, 단계 5에서 「YES」라고 판정된다. 이에 의해, 단계 7의 처리에 의해, 경보기(37)인 모니터에 상태 이상이라는 취지가 표시되고, 단계 8의 처리에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)의 압력값(P1)이 EGR 밸브 입구측 압력 센서(22)의 압력값(Pe)으로 대용된다. 이 경우, 엔진(13)이 시동되면, 단계 4에서는, 제 1 추정 포집량(H1)이 배기 매니폴드 압력값(Pe)에 기초하여 추정(산출)된다. 즉, 구체적인 처리는 생략하지만, 단계 5에서 「YES」라고 판정되면, 그 이후, 배기 매니폴드 압력값(Pe)를 계속해서 대용하도록 되어 있다. 이 때문에, 유압 셔블(1)의 시동, 운전, 작업을 행할(계속할) 수 있다.
제 2 실시 형태는, 상술한 바와 같이 필터 입구측 압력 센서(34)의 초기 학습에서 이상 없음이라고 판정되더라도 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 계속하는 것이며, 그 기본적 작용에 대해서는, 상술한 제 1 실시 형태에 의한 것과 특별히 차이는 없다.
특히, 제 2 실시 형태에 의하면, 제어 장치(41)(재생 컨트롤러(41C))에는, 대기압을 검출하는 대기압 센서(42)가 접속되어 있다. 그리고, 제어 장치(41)(재생 컨트롤러(41C))는, 엔진(13)의 시동 전에, 대기압 센서(42)가 검출하는 압력값(Pair)과 필터 입구측 압력 센서(34)에 의해 검출된 압력값(P1)에 기초하여, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부를 판정한다(도 7의 단계 15). 이 경우, 제어 장치(41)(재생 컨트롤러(41C))는, 시동 전 상태 이상 판정부로 되는 도 7의 단계 15의 처리에 의해 상태 이상이 아니라고 판정되더라도, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상인지 여부의 판정을 행한다(단계 3 및 단계 5). 이 때문에, 엔진(13)의 시동 전에, 단계 15의 처리에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)가 상태 이상이 아니라고 판정되더라도, 단계 3 및 단계 5에 의해, 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상을 판정할 수 있다. 이에 의해, 엔진(13)의 시동의 전후에 관계없이, 필터 입구측 압력 센서(34)의 상태 이상의 판정을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 하나의 제어 장치(38, 41)가 엔진 컨트롤러(38A, 41A)와 EGR 컨트롤러(38B, 41B)와 재생 컨트롤러(38C, 41C)에 대응하는 구성으로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 엔진 컨트롤러와 EGR 컨트롤러와 재생 컨트롤러를 각각 별개체의 컨트롤러에 의해 구성해도 된다. 또, 엔진 컨트롤러와 EGR 컨트롤러를 일체로 구성함과 함께, 이 일체의 컨트롤러와는 별개체의 재생 컨트롤러를 마련하는 구성으로 해도 된다. 즉, 엔진 컨트롤러와 EGR 컨트롤러와 재생 컨트롤러가 일체인지 별개체인지는, 유압 셔블(1) 등의 사양 등에 따라서 적절히 변경할 수 있는 것이다.
상술한 실시 형태에서는, 필터(30)의 재생(즉, 필터(30)에 퇴적한 입자상 물질의 연소)을, 포스트 분사에 의해 행하는 구성으로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 배기 가스 정화 장치에 히터를 마련함과 함께, 이 히터에 의해 필터를 가열함으로써 필터의 재생을 행하는 구성으로 해도 된다. 또, 예를 들면, 엔진의 배기측에 배기 스로틀 밸브를 마련함과 함께 엔진의 흡기측에 흡기 스로틀 밸브를 마련하고, 이들 배기 스로틀 밸브의 개방도와 흡기 스로틀 밸브의 개방도를 조정함으로써, 필터의 재생을 행하는 구성으로 해도 된다. 즉, 재생을 행하기 위한 구성은, 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시킬 수 있는 각종의 구성을 채용할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 제 2 추정 포집량(H2)은, 엔진 회전수(N)와 연료 분사량(F)과 배기 온도에 기초하여 추정하는 구성으로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니며, 예를 들면, 제 2 추정 포집량(H2)을, 엔진 회전수와 연료 분사량과 배기 온도뿐만 아니라, 필터 등의 각 부의 온도, 엔진 부하 등의 상태량(운전 상태를 나타내는 상태량) 등을 합쳐서 이용하여 행하는 구성으로 해도 된다. 또, 실시 형태에서는, 재생 처리의 제어에 제 1 추정 포집량(H1)과 제 2 추정 포집량(H2)의 양방을 이용하는 구성으로 하고 있지만, 예를 들면, 제 2 추정 포집량(H2)을 이용하지 않고 제 1 추정 포집량(H1)만을 이용하는 구성으로 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 배기 가스 정화 장치(27)를, 산화 촉매(29)와 필터(30)에 의해 구성한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니며, 예를 들면, 산화 촉매와 입자상 물질 제거 필터 외에, 요소 분사 밸브, 선택 환원 촉매 장치 등을 조합하여 이용하는 구성으로 해도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 운전석(10)을 둘러싸는 운전실(9)을 구비한 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 운전석을 상방(上方)으로부터 덮는 캐노피를 구비한 유압 셔블에도 적용할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 좌, 우 방향으로 요동 가능(스윙 가능)한 스윙식의 프론트 장치(6)를 구비한 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 모노 부움식의 프론트 장치를 구비한 유압 셔블, 오프셋식의 프론트 장치를 구비한 유압 셔블 등, 그 외의 형식의 프론트 장치를 구비한 유압 셔블에도 적용할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 소형의 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명하였지만, 예를 들면, 중형 이상의 유압 셔블에 적용해도 된다. 또, 프론트 장치(6)의 작업 도구가 버킷(6D)의 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명하였지만, 작업 도구를 압쇄기로 한 해체기(해체용의 유압 셔블) 등, 각종의 건설 기계에 널리 적용할 수 있다. 또, 각 실시 형태는 예시이며, 다른 실시 형태에서 나타낸 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능하다는 것은 명백하다.
1: 유압 셔블(건설 기계)
2: 하부 주행체(차체)
5: 상부 선회체(차체)
13: 엔진
14A: 흡기 매니폴드
17A: 배기 매니폴드
19: EGR 관
20: EGR 밸브
22: EGR 밸브 입구측 압력 센서
23: EGR 밸브 출구측 압력 센서
27: 배기 가스 정화 장치
30: 입자상 물질 제거 필터(필터)
31: 재생 장치
34: 필터 입구측 압력 센서
35: 필터 출구측 압력 센서
38, 41: 제어 장치(엔진 컨트롤러, EGR 컨트롤러, 재생 컨트롤러)
38A, 41A: 엔진 컨트롤러
38B, 41B: EGR 컨트롤러
38C, 41C: 재생 컨트롤러
38D, 41D: 메모리(기억부)
42: 대기압 센서

Claims (6)

  1. 차체에 탑재된 엔진과,
    상기 엔진의 제어를 행하는 엔진 컨트롤러와,
    상기 엔진으로 외기를 흡입하기 위한 흡기 매니폴드와,
    상기 엔진으로부터 배기 가스를 배출하기 위한 배기 매니폴드와,
    상기 배기 매니폴드의 배기 가스의 일부를 상기 배기 매니폴드로부터 상기 흡기 매니폴드에 환류시키기 위한 EGR 관과,
    상기 EGR 관에 마련되고, 상기 EGR 관을 통과하는 배기 가스의 유량을 조정하는 EGR 밸브와,
    상기 EGR 밸브의 입구측에 마련된 EGR 밸브 입구측 압력 센서와,
    상기 EGR 밸브의 출구측에 마련된 EGR 밸브 출구측 압력 센서와,
    상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 이들 압력값의 차압을 산출하고, 이 차압에 기초하여, 상기 EGR 밸브의 개방도의 제어를 행하는 EGR 컨트롤러와,
    상기 엔진의 배기측에 마련되고, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질을 포집하는 필터를 갖고 있는 배기 가스 정화 장치와,
    상기 배기 가스 정화 장치의 상기 필터에 포집된 입자상 물질을 연소시킴으로써, 상기 필터의 재생 처리를 행하는 재생 장치를 구비하며,
    상기 재생 장치는,
    상기 필터의 입구측에 마련된 필터 입구측 압력 센서와,
    상기 필터의 출구측에 마련된 필터 출구측 압력 센서와,
    상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 이들 압력값의 차인 차압을 산출하고, 이 차압에 기초하여, 상기 필터의 재생 처리의 제어를 행하는 재생 컨트롤러를 갖고 이루어지는 건설 기계에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하여, 상기 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상의 판정을 행하고,
    상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정된 때는, 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 엔진이 구동하고 있을 때에 상기 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상의 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러에는, 대기압을 검출하는 대기압 센서가 접속되어 있고,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 엔진의 시동 전에, 상기 대기압 센서가 검출하는 압력값과 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하여, 상기 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상의 판정을 행하고,
    이 시동 전의 상태 이상의 판정에 의해 상태 이상이 아니라고 판정되더라도, 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과의 차에 기초하는 상기 필터 입구측 압력 센서의 상태 이상의 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과의 차가, 미리 설정한 상태 이상 판정 역치 이상으로 되었을 때에, 상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 필터에 포집된 입자상 물질의 제 1 추정 포집량을, 적어도 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 필터 입구측 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 필터 출구측 압력값과의 차인 차압에 기초하여 추정하고,
    상기 필터에 포집된 입자상 물질의 제 2 추정 포집량을, 적어도 상기 엔진의 회전수와 연료 분사량에 기초하여 추정하고,
    상기 재생 처리를 행할지 여부를, 상기 제 1 추정 포집량과 상기 제 2 추정 포집량 중 적어도 어느 일방의 추정 포집량이 미리 설정한 포집량 역치 이상인지 여부에 의해 판정하고,
    상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정된 때는, 상기 제 1 추정 포집량을, 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 추정하고,
    상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이 아니라고 판정된 때는, 상기 제 1 추정 포집량을, 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 컨트롤러에는, 상기 필터 입구측 압력 센서와 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서의 양방이 정상일 때의 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값과의 관계를 나타내는 맵이 기억되고,
    상기 재생 컨트롤러는,
    상기 필터 입구측 압력 센서가 상태 이상이라고 판정된 때에, 상기 맵에 기초하여, 상기 EGR 밸브 입구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값으로부터 상기 필터 입구측 압력 센서에 의해 검출되는 압력값을 산출하고, 또한, 이 산출한 압력값과 상기 필터 출구측 압력 센서에 의해 검출된 압력값에 기초하여 산출되는 차압을 이용하여 재생 처리의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
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