工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】再生裝置(22)通過使被廢氣凈化裝置(18)的過濾器(21)捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行該過濾器(21)的再生。再生裝置(22)進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理這兩個處理，該自動再生處理是不基于操作員的操作而自動進(jìn)行再生的處理，該手動再生處理是報(bào)知給操作員用手動進(jìn)行再生，基于操作員的操作來進(jìn)行再生的處理。自動再生處理基于從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(N)和燃料噴射量(F)推定的推定捕集量(H)來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定。手動再生處理基于粒子狀物質(zhì)除去過濾器(21)的差壓(ΔP)來進(jìn)行是否報(bào)知給操作員的判定。
【專利說明】工程機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備廢氣凈化裝置的工程機(jī)械，該廢氣凈化裝置適合用于例如從柴油發(fā)動機(jī)等廢氣中除去有害物質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，液壓挖掘機(jī)、液壓起重機(jī)等工程機(jī)械包括:能夠自行的下部行駛體；以能夠回轉(zhuǎn)的方式搭載在該下部行駛體上的上部回轉(zhuǎn)體；以及以能夠仰俯動作的方式設(shè)置在該上部回轉(zhuǎn)體的前側(cè)的作業(yè)裝置。上部回轉(zhuǎn)體在回轉(zhuǎn)框架的后部搭載用于驅(qū)動液壓泵的發(fā)動機(jī)，在回轉(zhuǎn)框架的前側(cè)搭載駕駛室、燃料箱、工作油箱等。
[0003]在此，工程機(jī)械的作為原動機(jī)的發(fā)動機(jī)一般使用柴油發(fā)動機(jī)。在從這種柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣中有時含有例如粒子狀物質(zhì)(PM:Particulate Matter)、氮氧化物(NOx)等有害物質(zhì)。因此，在工程機(jī)械上，在形成發(fā)動機(jī)的廢氣通路的排氣管設(shè)有廢氣凈化裝置。
[0004]廢氣凈化裝置構(gòu)成為包含:對廢氣中所含的一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)等進(jìn)行氧化除去的氧化催化劑(例如Diesel Oxidation Catalyst,也簡稱為DOC);以及配置在該氧化催化劑的下游側(cè)且對廢氣中的粒子狀物質(zhì)進(jìn)行捕集除去的粒子狀物質(zhì)除去過濾器(例如，Diesel Particulate Filter,也簡稱為DPF)(專利文獻(xiàn)I)。
[0005]然而，粒子狀物質(zhì)除去過濾器伴隨著捕集粒子狀物質(zhì)而在該過濾器上堆積粒子狀物質(zhì)，由此過濾器被篩眼堵塞。因此，在將粒子狀物質(zhì)捕集了一定量的階段，需要從過濾器排出粒子狀物質(zhì)，使過濾器再生。該過濾器的再生能夠通過進(jìn)行例如稱為后噴射的再生用的燃料噴射等而使廢氣的溫度上升，并使堆積在過濾器上的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行。
[0006]另一方面，若以粒子狀物質(zhì)過剩地堆積在過濾器上的狀態(tài)進(jìn)行再生，則廢氣的溫度過度變高(粒子狀物質(zhì)的燃燒溫度變得過高)，存在過濾器熔損的可能性。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，構(gòu)成為，對被過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量進(jìn)行推定，在該推定捕集量過剩之前進(jìn)行再生。
[0007]更為具體而言，構(gòu)成為，根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、燃料噴射量等來推定從發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的粒子狀物質(zhì)的產(chǎn)生量，在該推定量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時進(jìn)行再生(專利文獻(xiàn)2)。
[0008]另外，根據(jù)其他的現(xiàn)有技術(shù)，是否開始再生的判定(篩眼堵塞判定)如下進(jìn)行，即、在發(fā)動機(jī)以高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，基于過濾器的入口側(cè)的壓力來判定，在發(fā)動機(jī)以低、中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，基于過濾器的入口側(cè)與出口側(cè)的壓力的比(壓力比)來判定(專利文獻(xiàn)3)。
[0009]并且，在專利文獻(xiàn)4以及專利文獻(xiàn)5中均公開了與過濾器的再生相關(guān)的技術(shù)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 65577號公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開平11 - 13455號公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開2002 - 332824號公報(bào)[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開平9 - 280036號公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)5:日本特開平7 - 11935號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)專利文獻(xiàn)2的現(xiàn)有技術(shù)，做成如下結(jié)構(gòu):將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、燃料噴射量和粒子狀物質(zhì)的產(chǎn)生量的對應(yīng)關(guān)系預(yù)先制成圖表，使用該圖表對被過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)的量(捕集量)進(jìn)行推定。該情況下，在過度的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、例如從空轉(zhuǎn)狀態(tài)向發(fā)動機(jī)突然施加負(fù)荷的情況下，迅速反復(fù)施加高負(fù)荷和低負(fù)荷時的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，還需要能夠高精度地推定捕集量。因此，需要考慮到發(fā)動機(jī)的負(fù)荷、廢氣的溫度(排氣溫度)等的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的復(fù)雜的運(yùn)笪
ο
[0018]另一方面 ，需要以如下方式構(gòu)成，即、為了在進(jìn)行再生時過濾器不熔損，即使推定的捕集量(推定捕集量)相比實(shí)際上被過濾器捕集的捕集量(實(shí)際捕集量)推定得小，也能夠在粒子狀物質(zhì)過剩地堆積在過濾器上之前進(jìn)行再生。因此，需要將用于進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定的閾值(判定值)設(shè)定為估算富余在內(nèi)的較小的值。
[0019]即、有推定捕集量的、因過度的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而相對于實(shí)際捕集量的誤差變大的可能性。因此，需要將用于進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定的捕集量的閾值相對于進(jìn)行再生時成為過濾器是否熔損的邊界的熔損邊界值設(shè)定得充分小(較大地確保熔損邊界值與閾值的余量)。該情況下，再生的頻度增大，存在關(guān)系到燃料費(fèi)的上升的問題。
[0020]根據(jù)專利文獻(xiàn)3的現(xiàn)有技術(shù)，成為如下結(jié)構(gòu)，即、基于過濾器的入口側(cè)的壓力和出口側(cè)的壓力來進(jìn)行是否開始再生的判定。該結(jié)構(gòu)的情況下，由于僅使用過濾器的壓力來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定，因此需要將用于進(jìn)行該判定的閾值設(shè)定為估算富余在內(nèi)的較小的值。即、即使在專利文獻(xiàn)3的現(xiàn)有技術(shù)的情況下，也需要將用于進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定的閾值設(shè)定為比熔損邊界值充分得小，再生的頻度增大，存在關(guān)系到燃料費(fèi)的上升的問題。
[0021]另一方面，考慮以如下方式構(gòu)成，即、根據(jù)過濾器的入口側(cè)的壓力和出口側(cè)的壓力的差壓推定被過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量，基于該推定捕集量來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定。但是，在基于過濾器的差壓來推定捕集量的結(jié)構(gòu)的情況下，容易受到堆積在過濾器上的粒子狀物質(zhì)以外的物質(zhì)的影響。
[0022]即、在過濾器上不僅堆積通過再生而燃燒除去的粒子狀物質(zhì)，而且還堆積有即使進(jìn)行再生也未被燃燒、除去的發(fā)動機(jī)油、燃料等所含有的灰(ash)。對于此，就作為過濾器的入口側(cè)與出口側(cè)的壓力差的差壓而言，粒子狀物質(zhì)與灰沒有區(qū)別，堆積在過濾器上的物質(zhì)的量增大。
[0023]因此，在基于過濾器的差壓來推定捕集量的結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過而堆積在過濾器上的上述灰的量增大時，則盡管實(shí)際上被過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)少，但卻判定為推定捕集量達(dá)到了閾值，有可能進(jìn)行再生。由此，再生的頻度增大，有可能關(guān)系到燃料費(fèi)上升。
[0024]此外，在專利文獻(xiàn)4以及專利文獻(xiàn)5中，雖然公開了考慮堆積在過濾器上的灰來判定再生的開始的技術(shù)，但運(yùn)算處理復(fù)雜，此外還存在不能確保充分的精度的可能性。
[0025]本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的方案，目的在于提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)適當(dāng)進(jìn)行廢氣凈化裝置的過濾器的再生的工程機(jī)械。[0026](I).根據(jù)本發(fā)明的工程機(jī)械具備:供操作員搭乘的車體；搭載于該車體上的發(fā)動機(jī)；設(shè)置在該發(fā)動機(jī)的排氣側(cè)且具有捕集從該發(fā)動機(jī)排出的廢氣中的粒子狀物質(zhì)的過濾器的廢氣凈化裝置；以及通過使被上述過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行該過濾器的再生的再生裝置。
[0027]為了解決上述的課題，本發(fā)明采用的結(jié)構(gòu)的特征在于，
[0028]上述再生裝置具備:進(jìn)行是否自動進(jìn)行上述再生的判定的自動再生判定單元；以及進(jìn)行是否報(bào)知給上述操作員用手動進(jìn)行再生的判定的手動再生判定單元，上述自動再生判定單元至少基于上述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和燃料噴射量來推定被上述過濾器捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量，并根據(jù)該推定捕集量是否在預(yù)先設(shè)定的捕集量閾值(Tl)以上來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定，上述手動再生判定單元根據(jù)上述過濾器的入口側(cè)的壓力(PI)和出口側(cè)的壓力(P2)的差即差壓(AP = Pl — P2)是否在預(yù)先設(shè)定的差壓閾值(T2)以上，來進(jìn)行是否輸出用于報(bào)知手動再生的信號的判定。
[0029]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，進(jìn)行過濾器的再生的再生裝置具備自動再生判定單元和手動再生判定單元這兩個判定單元。因此，能夠利用這兩個判定單元穩(wěn)定地進(jìn)行過濾器的再生。具體而言，例如，即使在自動再生判定單元推定的粒子狀物質(zhì)的捕集量(推定捕集量)和實(shí)際的捕集量(實(shí)際捕集量)產(chǎn)生誤差而沒有進(jìn)行基于自動再生判定單元的判定的自動再生的情況下，也能夠利用手動再生判定單元報(bào)知給操作員以使其進(jìn)行手動再生。由此，能夠使用自動再生判定單元和手動再生判定單元的兩階段的判定單元來穩(wěn)定地進(jìn)行過濾器的再生，從而能夠確保再生裝置的穩(wěn)定性、可靠性。
[0030]這樣，由于手動再生判定單元能夠輔助(支援)自動再生判定單元，因此能夠?qū)⒂糜谧詣釉偕卸▎卧呐卸ǖ牟都块撝?Tl)的余量設(shè)定得較小。即、即使將捕集量閾值(Tl)的余量設(shè)定得較小，也能夠在粒子狀物質(zhì)過剩地堆積于過濾器之前，利用手動再生判定單元報(bào)知給操作員以使其進(jìn)行手動再生。由此，即使將捕集量閾值(Tl)的余量設(shè)定得較小，也能夠防止在進(jìn)行再生時過濾器熔損。
[0031]這樣，由于能夠減小用于自動再生判定單元的判定的捕集量閾值(Tl)的余量，因此能夠以在過濾器上捕集了適當(dāng)?shù)牧康牧Ｗ訝钗镔|(zhì)的狀態(tài)、而且在適當(dāng)?shù)臅r期(在適當(dāng)?shù)臅r機(jī))進(jìn)行基于自動再生判定單元的判定進(jìn)行的自動再生。因此，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行自動再生，能夠抑制如現(xiàn)有技術(shù)那樣的再生的頻度增大且燃料費(fèi)上升的情況。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣凈化裝置的可靠性、穩(wěn)定性、工程機(jī)械的低燃料費(fèi)化。
[0032]并且，自動再生判定單元做成至少基于從發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和燃料噴射量推定的推定捕集量來進(jìn)行判定的結(jié)構(gòu)，手動再生判定單元做成基于過濾器的差壓來進(jìn)行判定的結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)成再生裝置的任何判定單元都不需要復(fù)雜的運(yùn)算，能夠作為簡單的判定單元而構(gòu)成，能夠利用簡單的再生裝置適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行過濾器的再生。
[0033]此外，在過濾器上堆積有即使進(jìn)行再生也未被燃燒除去的發(fā)動機(jī)油或燃料等所含的灰(灰分)，該灰的堆積量伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過而增大。在此，由于手動再生判定單元基于過濾器的差壓來進(jìn)行判定，因此存在受到灰的堆積產(chǎn)生的影響的可能性。但是，該手動再生判定單元不是進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定，因此即使上述灰的堆積量增大，自動再生的頻度也不增大。另一方面，在手動再生判定單元中，能夠使相對于過濾器的熔損邊界值的余量比相對于自動再生判定單元的熔損邊界值的余量小。因此，通過將差壓閾值(T2)的余量設(shè)定得較小，即使上述灰的堆積量增大也能夠抑制手動再生的頻度增大。
[0034](2).根據(jù)本發(fā)明，在將成為上述過濾器是否熔損的邊界的推定捕集量的熔損邊界值設(shè)為捕集量邊界值(X)的情況下，上述捕集量閾值(Tl)是估算上述推定捕集量和實(shí)際的捕集量之間產(chǎn)生的誤差后而設(shè)定為比上述捕集量邊界值(X)小的值。
[0035]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于捕集量閾值(Tl)設(shè)定為比捕集量邊界值(X)小的值，因此能夠防止在進(jìn)行自動再生時過濾器熔損。該情況下，由于能夠利用手動再生判定單元來輔助(支援)自動再生判定單元，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比較，能夠?qū)⒉都块撝?Tl)相對于捕集量邊界值(X)的余量(捕集量邊界值(X)和捕集量閾值(Tl)的差)設(shè)定得較小。因此，能夠減少自動再生的頻度，能夠降低燃料費(fèi)。
[0036](3).根據(jù)本發(fā)明，在將成為上述過濾器是否熔損的邊界的差壓的熔損邊界值設(shè)為差壓邊界值(Y)的情況下，上述差壓閾值(T2)是估算基于用于求出上述差壓的壓力傳感器的檢測精度的誤差而設(shè)定為比上述差壓邊界值(Y)小的值。
[0037]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于差壓閾值(T2)設(shè)定為比差壓邊界值⑴小的值，因此能夠防止在進(jìn)行手動再生時過濾器熔損。該情況下，差壓閾值(T2)相對于差壓邊界值(Y)的余量(差壓邊界值(Y)和差壓閾值(T2)的差)基于以壓力傳感器的檢測精度為基準(zhǔn)的誤差而設(shè)定。因此，與例如基于差壓來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定的結(jié)構(gòu)、根據(jù)差壓來推定捕集量的結(jié)構(gòu)相比較，能夠?qū)⒂嗔吭O(shè)定得較小。由此，關(guān)于手動再生，也能夠減少其頻度。
[0038](4).根據(jù)本發(fā)明，上述再生裝置并行進(jìn)行上述自動再生判定單元的自動再生處理和上述手動再生判定單元的手動再生處理。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，是否進(jìn)行再生的判定利用兩個判定單元以兩個系統(tǒng)獨(dú)立地并行進(jìn)行。由此，即使將自動再生判定單元的捕集量閾值(Tl)和手動再生判定單元的差壓閾值(T2)雙方的余量設(shè)定得較小，也能夠在粒子狀物質(zhì)過剩地堆積于過濾器之前，進(jìn)行基于任意的判定單元的再生。其結(jié)果，能夠高維地兼顧將捕集量閾值(Tl)和差壓閾值(T2)雙方的余量設(shè)定得較小、和抑制過濾器的熔損兩者。
[0039](5).根據(jù)本發(fā)明，基于上述自動再生判定單元的判定的自動再生通過接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒，基于上述手動再生判定單元的判定的手動再生通過操作員基于用于報(bào)知該手動再生的信號的輸出而進(jìn)行的操作，接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射，從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒。由此，即使在由于推定捕集量和實(shí)際捕集量產(chǎn)生誤差而未進(jìn)行應(yīng)該基于自動再生判定單元的判定進(jìn)行的自動再生時，也能夠穩(wěn)定地進(jìn)行手動再生。
[0040](6).根據(jù)本發(fā)明，基于上述自動再生判定單元的判定的自動再生通過接受從上述再生裝置輸出的信號，并將設(shè)置在上述發(fā)動機(jī)的吸氣側(cè)的吸氣節(jié)流閥和設(shè)置在排氣側(cè)的排氣節(jié)流閥中的至少一方的節(jié)流閥向節(jié)流流路的方向來驅(qū)動從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒，基于上述手動再生判定單元的判定的手動再生通過操作員基于用于報(bào)知該手動再生的信號的輸出而進(jìn)行的操作，接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射，從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是表示適用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)的主視圖。[0042]圖2是以拆除了圖1中的上部回轉(zhuǎn)體中的駕駛室、外裝罩的一部分的狀態(tài)放大表示液壓挖掘機(jī)的局部剖切的俯視圖。
[0043]圖3是表示發(fā)動機(jī)、廢氣凈化裝置、控制器等的回路結(jié)構(gòu)圖。
[0044]圖4是表示再生裝置的粒子狀物質(zhì)除去過濾器的再生處理的流程圖。
[0045]圖5是表示第一實(shí)施方式的推定捕集量以及差壓的時間變化的一個例子的特性線圖。
[0046]圖6是表示第一比較例的推定捕集量的時間變化的一個例子的特性線圖。
[0047]圖7是表示第二比較例的差壓的時間變化的一個例子的特性線圖。
[0048]圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)、廢氣凈化裝置等的與圖3相同的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下，以適用于被稱為小型液壓挖掘機(jī)的小型的液壓挖掘機(jī)的情況為例，參照附圖對本發(fā)明的工程機(jī)械的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0050]圖1至圖5表不本發(fā)明的工程機(jī)械的第一實(shí)施方式。
[0051]圖中，符號I是砂土的挖掘作業(yè)等所使用的小型液壓挖掘機(jī)。該液壓挖掘機(jī)I大致包括:能夠自行的履帶式下部行駛體2 ;經(jīng)由回轉(zhuǎn)裝置3能夠回轉(zhuǎn)地搭載在該下部行駛體2上且與該下部行駛體2—起構(gòu)成車體的上部回轉(zhuǎn)體4 ;以及以能夠仰俯動作的方式設(shè)置在該上部回轉(zhuǎn)體4的前側(cè)的作業(yè)裝置5。
[0052]在此，作業(yè)裝置5作為搖擺柱式的作業(yè)裝置而構(gòu)成，例如具備搖擺柱5A、起重臂5B、懸臂5C、作為作業(yè)工具的鏟斗K)、搖擺缸5E(參照圖2)、起重臂缸5F、懸臂缸5G以及鏟斗缸5H。上部回轉(zhuǎn)體4由后述的回轉(zhuǎn)框架6、外裝罩7、駕駛室8以及配重9等構(gòu)成。
[0053]回轉(zhuǎn)框架6經(jīng)由回轉(zhuǎn)裝置3安裝在下部行駛體2上。在回轉(zhuǎn)框架6上，在其后部側(cè)設(shè)有后述的配重9、發(fā)動機(jī)10，在左前側(cè)設(shè)有后述的駕駛室8。在回轉(zhuǎn)框架6上，位于駕駛室8和配重9之間設(shè)有外裝罩7，該外裝罩7與回轉(zhuǎn)框架6、駕駛室8以及配重9 一起劃分形成容納發(fā)動機(jī)10、液壓泵15、換熱器17、廢氣凈化裝置18等的空間。
[0054]駕駛室8搭載于回轉(zhuǎn)框架6的左前側(cè)，該駕駛室8在內(nèi)部劃分形成供操作員搭乘的操作室。在駕駛室8的內(nèi)部配設(shè)有操作員就座的駕駛席、各種操作桿、后述的報(bào)知器27、操作開關(guān)28 (均參照圖3)等。
[0055]配重9構(gòu)成上部回轉(zhuǎn)體4的一部分，該配重9位于后述的發(fā)動機(jī)10的后側(cè)并安裝于回轉(zhuǎn)框架6的后端部，用于取得與作業(yè)裝置5的重量平衡。如圖2所示，配重9的后面?zhèn)刃纬蔀閳A弧狀，成為將配重9納入下部行駛體2的車體寬度內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
[0056]符號10是以橫置狀態(tài)配置在回轉(zhuǎn)框架6的后側(cè)的發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)10作為原動機(jī)搭載于小型的液壓挖掘機(jī)1，例如使用小型的柴油發(fā)動機(jī)來構(gòu)成。如圖2所示，在發(fā)動機(jī)10的左側(cè)設(shè)有構(gòu)成排出廢氣的廢氣通路的一部分的排氣管11。在排氣管11上連接設(shè)有廢氣凈化裝置18。另一方面，在發(fā)動機(jī)10的吸氣側(cè)設(shè)有朝向該發(fā)動機(jī)10流通外部空氣(空氣)的吸氣管12 (參照圖3)。在吸氣管12的前端側(cè)連接有對外部空氣進(jìn)行凈化的空氣過濾器13。
[0057]在此，發(fā)動機(jī)10由電子控制式發(fā)動機(jī)構(gòu)成，利用電子控制噴射閥等燃料噴射裝置14(參照圖3)可變地控制燃料的供給量。即、該燃料噴射裝置14基于從后述的控制器29輸出的控制信號而可變地控制向發(fā)動機(jī)10的缸體(未圖示)內(nèi)噴射的燃料的噴射量(燃料噴射量)
[0058]并且，燃料噴射裝置14與后述的控制器29等一起構(gòu)成再生裝置22，燃料噴射裝置14根據(jù)控制器29的控制信號，進(jìn)行例如稱為后噴射的再生用的燃料噴射(燃燒工序后的追加噴射)。由此，成為使廢氣的溫度上升，來燃燒除去堆積于后述的廢氣凈化裝置18的粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上的粒子狀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
[0059]液壓泵15安裝在發(fā)動機(jī)10的左側(cè)，該液壓泵15與工作油箱(未圖示)一起構(gòu)成液壓源。液壓泵15例如由可變?nèi)萘啃偷男卑迨?、斜軸式或者徑向活塞式液壓泵構(gòu)成。此夕卜，液壓泵15并不一定限于可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?，例如也可以使用固定容量型的液壓泵來?gòu)成。
[0060]如圖2所示，液壓泵15經(jīng)由動力傳遞裝置16安裝在發(fā)動機(jī)10的左側(cè)，利用該動力傳遞裝置16傳遞發(fā)動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)輸出。并且，液壓泵15被發(fā)動機(jī)10驅(qū)動而朝向控制閥(未圖示)吐出壓力油(工作油)。
[0061]換熱器17位于發(fā)動機(jī)10的右側(cè)并設(shè)置在回轉(zhuǎn)框架6上。該換熱器17例如包含散熱器、油冷卻器、中間冷卻器而構(gòu)成。即、換熱器17進(jìn)行發(fā)動機(jī)10的冷卻的同時，還進(jìn)行返回到上述工作油箱的壓力油(工作油)的冷卻等。
[0062]接著，說明對從發(fā)動機(jī)10排出的廢氣進(jìn)行凈化的廢氣凈化裝置18。
[0063]S卩、符號18表示設(shè)置在發(fā)動機(jī)10的排氣側(cè)的廢氣凈化裝置。如圖2所示，廢氣凈化裝置18配設(shè)在發(fā)動機(jī)10的上部左側(cè)，例如配設(shè)在動力傳遞裝置16的上側(cè)的位置，在其上游側(cè)連接有發(fā)動機(jī)10的排氣管11。廢氣凈化裝置18與排氣管11 一起構(gòu)成廢氣通路，在廢氣從上游側(cè)向下游側(cè)流通期間，除去該廢氣中所含的有害物質(zhì)。
[0064]S卩、由柴油發(fā)動機(jī)構(gòu)成的發(fā)動機(jī)18不僅效率高而且耐久性也優(yōu)良。但是，發(fā)動機(jī)10的廢氣中包含有粒子狀物質(zhì)(PM:Particulate Matter)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)等有害物質(zhì)。因此，如圖3所示，安裝在排氣管11上的廢氣凈化裝置18構(gòu)成為，包含氧化并除去一氧化碳(CO)等的后述的氧化催化劑20、和捕集并除去粒子狀物質(zhì)(PM)的后述的粒子狀物質(zhì)除去過濾器21。
[0065]如圖3所示，廢氣凈化裝置18具有在前、后能夠裝卸地連結(jié)例如多個筒體而構(gòu)成的筒狀的殼體19。在該殼體19內(nèi)以能夠拆卸的方式收納有氧化催化劑20 (通常稱為DieselOxidation Catalyst,簡稱為DOC)和作為過濾器的粒子狀物質(zhì)除去過濾器21 (通常稱為Diesel Particulate Filter,簡稱為 DPF)。
[0066]氧化催化劑20由例如具有與殼體19的內(nèi)徑尺寸相同的外徑尺寸的陶瓷制的隔室狀筒體構(gòu)成，在氧化催化劑20內(nèi)，在其軸向上形成有多個貫通孔(未圖示)，在其內(nèi)表面涂敷有貴重金屬。氧化催化劑20通過在規(guī)定的溫度的條件下使廢氣在各貫通孔內(nèi)流通而對氧化并除去該廢氣中所含的一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)，將氮氧化物(NO)作為二氧化氮(N02)而除去。
[0067]另一方面，粒子狀物質(zhì)除去過濾器21在殼體19內(nèi)配置在氧化催化劑20的下游偵U。粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集從發(fā)動機(jī)10排出的廢氣中的粒子狀物質(zhì)(PM)，并且燃燒并除去捕集到的粒子狀物質(zhì)，從而進(jìn)行廢氣的凈化。因此，粒子狀物質(zhì)除去過濾器21例如由隔室狀筒體構(gòu)成，該隔室狀筒體通過在由陶瓷材料構(gòu)成的多孔部件上沿軸向設(shè)置多個小孔(未圖示)而成。由此，粒子狀物質(zhì)除去過濾器21經(jīng)由多個小孔來捕集粒子狀物質(zhì)，所捕集的粒子狀物質(zhì)通過后述的再生裝置22的再生而燃燒并除去。其結(jié)果，粒子狀物質(zhì)除去過濾器21得以再生。
[0068]符號22表示使被廢氣凈化裝置18的粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行該過濾器21的再生的再生裝置。在此，再生裝置22構(gòu)成為，包含上述的燃料噴射裝置14、后述的旋轉(zhuǎn)傳感器23、壓力傳感器24、25、排氣溫度傳感器26、報(bào)知器27、操作開關(guān)28、控制器29。再生裝置22具有如下功能:根據(jù)控制器29的指令信號(控制信號)而利用燃料噴射裝置14來進(jìn)行后噴射，從而燃燒并除去堆積于粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上的粒子狀物質(zhì)。
[0069]并且，再生裝置22成為能夠進(jìn)行如下兩個再生處理的結(jié)構(gòu):根據(jù)控制器29的判定自動地進(jìn)行、即不基于操作員的操作而自動地進(jìn)行再生的自動再生處理；以及根據(jù)控制器29的判定，報(bào)知給操作員用手動進(jìn)行再生，并基于操作員的操作進(jìn)行再生的手動再生處理。
[0070]旋轉(zhuǎn)傳感器23用于檢測發(fā)動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)，該旋轉(zhuǎn)傳感器23檢測發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速，并將該檢測信號輸出至后述的控制器29?？刂破?9基于由旋轉(zhuǎn)傳感器23檢測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N、和由燃料噴射裝置14噴射的燃料噴射量F等，推定由被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集 的粒子狀物質(zhì)的捕集量，基于該推定捕集量進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定。此外，燃料噴射量F除了能夠從例如由設(shè)置在發(fā)動機(jī)10的吸氣側(cè)的未圖示的空氣流量計(jì)(空氣流量計(jì))檢測的吸入空氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N求出之外，還能夠從例如由控制器29向燃料噴射裝置14輸出的控制信號(燃料噴射指令)算出。
[0071]壓力傳感器24、25設(shè)置在廢氣凈化裝置18的殼體19上。如圖3所示，壓力傳感器24、25以相互分離的方式配置在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的入口側(cè)(上游側(cè))和出口側(cè)(下游側(cè))，將各自的檢測信號輸出至后述的控制器29?？刂破?9根據(jù)由壓力傳感器24檢測出的入口側(cè)的壓力Pl和由壓力傳感器25檢測出的出口側(cè)的壓力P2算出差壓△ P，基于該差壓△ P來進(jìn)行是否進(jìn)行手動再生的判定。
[0072]排氣溫度傳感器26用于檢測廢氣的溫度(排氣溫度)。如圖3所示，排氣溫度傳感器26安裝在廢氣凈化裝置18的殼體19，檢測例如從排氣管11側(cè)排出的廢氣的溫度。由排氣溫度傳感器26檢測出的溫度作為檢測信號輸出至后述的控制器29。
[0073]報(bào)知器27在駕駛室8內(nèi)設(shè)于駕駛席的附近。報(bào)知器27與控制器29連接，基于來自該控制器29的指令(報(bào)知信號)，報(bào)知給操作員進(jìn)行手動再生。在此，報(bào)知器27能夠由發(fā)出報(bào)知音的蜂鳴器、發(fā)出音聲的揚(yáng)聲器，顯不報(bào)知內(nèi)容的光亮或監(jiān)視器等構(gòu)成。在控制器29判定為需要進(jìn)行手動再生的情況下，報(bào)知器27基于來自該控制器29的指令(報(bào)知信號)發(fā)出報(bào)知音、報(bào)知顯示，從而報(bào)知給操作員用手動進(jìn)行再生。
[0074]操作開關(guān)28在駕駛室8內(nèi)設(shè)于駕駛席的附近。操作開關(guān)28與后述的控制器29連接，基于操作員的操作對控制器29輸出進(jìn)行再生的意思的信號。即、根據(jù)報(bào)知器27的報(bào)知，若操作員對操作開關(guān)28進(jìn)行操作，則從操作開關(guān)28對控制器29輸出開關(guān)被操作了的意思的信號。由此，控制器29對燃料噴射裝置14輸出進(jìn)行再生(后噴射)的意思的指令(控制信號)，由此，進(jìn)行操作員手動的再生(手動再生)。
[0075]控制器29例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該控制器29的輸入側(cè)與燃料噴射裝置14、旋轉(zhuǎn)傳感器23、壓力傳感器24、25、排氣溫度傳感器26以及操作開關(guān)28等連接?？刂破?9的輸出側(cè)與燃料噴射裝置14以及報(bào)知器27等連接?？刂破?9具有由ROM、RAM等構(gòu)成的存儲部29A，在該存儲部29A內(nèi)儲存有后述的圖4所示的再生處理用的處理程序、預(yù)先作成的用于推定粒子狀物質(zhì)的捕集量的圖表以及計(jì)算式、預(yù)先設(shè)定的捕集量閾值Tl、差壓閾值T2
坐寸ο
[0076]在此，用于推定捕集量的圖表例如預(yù)先由實(shí)驗(yàn)求出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N、燃料噴射量F、和粒子狀物質(zhì)的排出量的對應(yīng)關(guān)系，將該對應(yīng)關(guān)系作為圖表而制成。在將推定捕集量設(shè)為
H、將利用圖表求出的粒子狀物質(zhì)的排出量設(shè)為Hm、將通過再生而從粒子狀物質(zhì)除去過濾器21除去的粒子狀物質(zhì)的量(再生量)設(shè)為J的情況下，用于推定捕集量的計(jì)算式能夠表示為以下數(shù)學(xué)式I。
[0077](數(shù)學(xué)式I)
[0078]H = Hm-J
[0079]該情況下，通過再生除去的粒子狀物質(zhì)的量、即再生量J例如能夠根據(jù)廢氣的流量和排氣溫度及NO2轉(zhuǎn)換率的關(guān)系來算出，其中，廢氣的流量根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N和燃料噴射量F求出，NO2轉(zhuǎn)換率通過在根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N和燃料噴射量F求出的氮氧化物(NOx)的排出量上加上排氣溫度而求出。此外，排氣溫度能夠由排氣溫度傳感器26檢測。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N能夠由旋轉(zhuǎn)傳感器23檢測。燃料噴射量F能夠根據(jù)由空氣流量計(jì)(空氣流量計(jì))檢測的吸入空氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N求出。
[0080]接著，參照圖5進(jìn)行敘述，捕集量閾值Tl是用于判定是否進(jìn)行自動再生的閾值。即、捕集量閾值Tl在由上述的圖表、計(jì)算式等推定出的推定捕集量H達(dá)到了捕集量閾值Tl以上時成為用于判定為需要自動再生的判定值。在圖5中，在將成為粒子狀物質(zhì)除去過濾器21是否熔損的邊界的推定捕集量H的熔損邊界值設(shè)為捕集量邊界值X的情況下，捕集量閾值Tl設(shè)定為比該捕集量邊界值X小的值。具體而言，捕集量閾值Tl是估算推定捕集量H和實(shí)際上被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的實(shí)際捕集量之間可產(chǎn)生的誤差后而設(shè)定為比捕集量邊界值X小的值。換言之，捕集量閾值Tl是估算上述誤差后而設(shè)定為相對于捕集量邊界值X具有余量Zl的值。
[0081]差壓閾值T2是用于判斷是否進(jìn)行手動再生的閾值。即、差壓閾值T2成為在由壓力傳感器24檢測出的入口側(cè)的壓力Pl和由壓力傳感器25檢測出的出口側(cè)的壓力P2的差壓Λ P為差壓閾值T2以上時，用于判定為需要手動再生的判定值。該情況下，差壓ΛΡ由下述數(shù)學(xué)式2運(yùn)算。
[0082](數(shù)學(xué)式2)
[0083]ΔΡ = Ρ1-Ρ2
[0084]如圖5所示，在將成為粒子狀物質(zhì)除去過濾器21是否熔損的邊界的差壓ΛΡ的熔損邊界值設(shè)為差壓邊界值Y的情況下，差壓閾值Τ2設(shè)定為比該差壓邊界值Y小的值。具體而言，差壓閾值Τ2是估算基于用于檢測差壓ΛΡ的壓力傳感器24、25的檢測精度的誤差后而設(shè)定為比差壓邊界值Y小的值。換言之，差壓閾值Τ2在估算上述誤差后而設(shè)定為相對于差壓邊界值Y具有余量Ζ2的值。
[0085]控制器29按照后述的圖4的處理程序，進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理的控制，該自動再生處理是不基于操作員的操作而自動進(jìn)行再生的處理，該手動再生處理是報(bào)知給操作員用手動進(jìn)行再生，并基于操作員的操作進(jìn)行再生的處理。即、控制器29根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)傳感器23以及空氣流量計(jì)的檢測信號(基于燃料噴射量F和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N)，推定被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量，根據(jù)該推定捕集量H是否為預(yù)先設(shè)定的捕集量閾值Tl以上，來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定。因此，控制器29在推定捕集量H達(dá)到捕集量閾值Tl以上，判定為需要進(jìn)行再生時，進(jìn)行不經(jīng)由操作員的操作而是自動進(jìn)行再生的自動再生處理的控制。
[0086]另一方面，控制器29根據(jù)壓力傳感器24、25的檢測信號，算出粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的差壓Λ P，根據(jù)該差壓Λ P是否為預(yù)先設(shè)定的差壓閾值Τ2以上，來進(jìn)行是否報(bào)知給操作員進(jìn)行手動再生的判定。即、控制器29在差壓ΛΡ達(dá)到差壓閾值Τ2以上，判定為需要報(bào)知給操作員時，輸出用于進(jìn)行報(bào)知的信號(報(bào)知信號)。由此，從報(bào)知器27發(fā)出報(bào)知音、報(bào)知顯示，操作員對操作開關(guān)28進(jìn)行操作，控制器29進(jìn)行以操作員的操作為條件進(jìn)行再生的手動再生處理的控制。
[0087]此外，排出口 30設(shè)置在廢氣凈化裝置18的下游側(cè)。如圖3所示，排出口 30位于比粒子狀物質(zhì)除去過濾器21靠下游側(cè)并與殼體19的出口側(cè)連接。該排出口 30構(gòu)成為，包含例如將凈化處理后的廢氣向大氣中放出的煙囪、消音器。
[0088]第一實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)I具有如上所述的結(jié)構(gòu)，接著，對其動作進(jìn)行說明。
[0089]液壓挖掘機(jī)I的操作員搭乘于上部回轉(zhuǎn)體4的駕駛室8，起動發(fā)動機(jī)10，驅(qū)動液壓泵15。由此，來自液壓泵15的壓力油經(jīng)由控制閥供給至各種驅(qū)動器。在搭乘于駕駛室8的操作員操作了行駛用的操作桿時，能夠使下部行駛體2前進(jìn)或后退。
[0090]另一方面，通過駕駛室8內(nèi)的操作員操作作業(yè)用的操作桿，能夠使作業(yè)裝置5進(jìn)行俯仰動作來進(jìn)行砂土的挖掘作業(yè)等。該情況下，小型的液壓挖掘機(jī)I由于上部回轉(zhuǎn)體4的回轉(zhuǎn)半徑小，因此即使在例如市區(qū)那樣狹窄的作業(yè)現(xiàn)場，也能夠一邊對上部回轉(zhuǎn)體4進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動一邊進(jìn)行側(cè)溝挖掘作業(yè)等。
[0091]在發(fā)動機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時，從該排氣管11排出作為有害物質(zhì)的粒子狀物質(zhì)等。此時，廢氣凈化裝置18能夠由氧化催化劑20氧化除去廢氣中的碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NO)、一氧化碳(CO)。粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集廢氣中所含的粒子狀物質(zhì)。由此，能夠?qū)艋蟮膹U氣通過下游側(cè)的排出口 30向外部排出。此外，捕集到的粒子狀物質(zhì)由再生裝置22來燃燒除去(再生)。
[0092]另外，從降低燃料費(fèi)方面來說，利用再生裝置22的再生優(yōu)選減少再生的頻度。因此，優(yōu)選以粒子狀物質(zhì)被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21充分捕集的狀態(tài)進(jìn)行再生。另一方面，若以粒子狀物質(zhì)過剩地堆積在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上的狀態(tài)進(jìn)行再生，則廢氣的溫度變得過高(粒子狀物質(zhì)的燃燒溫度變得過高)，存在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21熔損的可能性。
[0093]因此，在第一實(shí)施方式中，再生裝置22構(gòu)成為，進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理這兩個再生處理，該自動再生處理是根據(jù)控制器29的判定，進(jìn)行不基于操作員的操作的再生的處理；該手動再生處理是根據(jù)控制器29的判定，報(bào)知給操作員進(jìn)行再生(輸出用于報(bào)知的信號)，并基于操作員的操作進(jìn)行再生的處理。具體而言，做成如下結(jié)構(gòu):利用控制器29執(zhí)行圖4所示的處理，從而進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理這兩個再生處理。
[0094]該情況下，控制器29并行處理自動再生處理和手動再生處理這兩個處理。S卩、在通過發(fā)動機(jī)10的起動(工作)開始圖4的處理動作時，則并行進(jìn)行自步驟I的自動再生處理(換言之，第一篩眼堵塞判定處理)和自步驟11的手動再生處理(換言之，第二篩眼堵塞判定處理)。
[0095]在通過發(fā)動機(jī)10的起動(工作)開始圖4的處理動作時，則在步驟I中，從旋轉(zhuǎn)傳感器23讀入發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N。接著，在步驟2中，讀入燃料噴射量F。燃料噴射量F除了能夠根據(jù)例如由設(shè)置在發(fā)動機(jī)10的吸氣側(cè)的未圖示的空氣流量計(jì)(空氣流量計(jì))檢測的吸入空氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N求出之外，還能夠根據(jù)例如從控制器29輸出至燃料噴射裝置14的控制信號(燃料噴射指令)算出。在步驟3中，基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N和燃料噴射量F，推定被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量(PM捕集量推定)。該捕集量能夠使用儲存在控制器29的存儲部29A的圖表和計(jì)算式來推定。
[0096]S卩、使用上述的圖表從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N和燃料噴射量F求出每單位時間的排出量，并且對該排出量累計(jì)，從而求出從運(yùn)轉(zhuǎn)開始到現(xiàn)在的總排出量Hm。基于上述的數(shù)學(xué)式1，從總排出量Hm減去在到現(xiàn)在為止的再生中所除去的粒子狀物質(zhì)的量(再生量)J，從而能夠求出現(xiàn)在的推定捕集量H。
[0097]在下一步驟4中，根據(jù)推定捕集量H是否為預(yù)先設(shè)定的捕集量閾值Tl以上，來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定(第一篩眼堵塞判定)。在該步驟4中，在“是”、即、判定為推定捕集量H為捕集量閾值Tl以上的情況下，由于粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上充分捕集(堆積)有粒子狀物質(zhì)，因此進(jìn)入步驟5，開始自動再生。即、在步驟5中，從控制器29向燃料噴射裝置14輸出后噴射的意思的控制信號，使廢氣的溫度上升，使被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒并除去。并且，通過返回而回到開始，重復(fù)步驟I以后的處理。
[0098]另一方面，在步驟4中，在“否”、即、判定為推定捕集量H比捕集量閾值Tl小的情況下，在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上未充分捕集有粒子狀物質(zhì)。因此，在該情況下，返回步驟I之前，重復(fù)步驟I以后的處理。
[0099]另一方面，在通過發(fā)動機(jī)10的起動(工作)而開始圖4的處理動作時，在步驟11中，從壓力傳感器24、25讀入壓力P1、P2。即、讀入粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的上游側(cè)的壓力Pl和下游側(cè)的壓力P2。并且，在之后的步驟12中，利用上述數(shù)學(xué)式2運(yùn)算粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的上游側(cè)的壓力Pl和下游側(cè)的壓力P2的差壓Λ P。
[0100]在接下來的步驟13中，根據(jù)差壓Λ P是否為預(yù)先設(shè)定的差壓閾值Τ2以上，來進(jìn)行是否報(bào)知給操作員進(jìn)行手動再生的判定(第二篩眼堵塞判定)。在該步驟13中，在“是”、即、判定為差壓Λ P為差壓閾值Τ2以上的情況下，由于在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上充分捕集(堆積)有粒子狀物質(zhì)，因此進(jìn)入步驟14，開始手動再生。即、在步驟14中，從控制器29向報(bào)知器27輸出發(fā)出報(bào)知音、報(bào)知顯示等的意思的報(bào)知信號，報(bào)知給操作員用手動進(jìn)行再生。
[0101]在下一步驟15中，進(jìn)行手動再生是否結(jié)束了的判定。該判定通過操作員操作操作開關(guān)28，并基于該操作來判定是否從控制器29向燃料噴射裝置14輸出后噴射的意思的控制信號來進(jìn)行。在該步驟15中，在判定為“否”的情況下，再次返回步驟15，再次進(jìn)行手動再生是否結(jié)束了的判定。
[0102]該步驟15的判定進(jìn)行到手動再生結(jié)束、即、進(jìn)行后噴射，直到判定為“是”。在步驟15中，在“是”、即、判定為手動再生結(jié)束了的情況下，通過返回而回到開始，重復(fù)步驟11以后的處理。
[0103]另一方面，在步驟13中，在“否”、即、判定為差壓ΛΡ比差壓閾值T2小的情況下，由于在粒子狀物質(zhì)除去過濾器21上未充分捕集有粒子狀物質(zhì)，因此返回步驟11之前，重復(fù)步驟11以后的處理。
[0104]這樣，根據(jù)第一實(shí)施方式，能夠使用再生裝置22以簡單的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行構(gòu)成廢氣凈化裝置18的粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生。該情況下，再生裝置22以控制器29為中心，包括:附設(shè)在發(fā)動機(jī)10上的燃料噴射裝置14和旋轉(zhuǎn)傳感器23 ;附設(shè)在廢氣凈化裝置18上的壓力傳感器24、25和排氣溫度傳感器26 ;以及附設(shè)在駕駛室8內(nèi)的報(bào)知器27和操作開關(guān)28等。
[0105]即、進(jìn)行粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生的再生裝置22做成使用這些要素來進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理這兩個處理的結(jié)構(gòu)。因此，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生。具體而言，例如由于在用步驟3推定的粒子狀物質(zhì)的捕集量(推定捕集量H)和實(shí)際的捕集量(實(shí)際捕集量)產(chǎn)生誤差，因此即使在步驟4中判定為“否”，而未進(jìn)行自動再生的情況下，在步驟13中也判定為“是”，會在步驟14中報(bào)知給操作員進(jìn)行手動再生。由此，能夠使用步驟4的判定和步驟13的判定的兩階段的判定來穩(wěn)定地進(jìn)行粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生，能夠確保再生裝置22的穩(wěn)定性、可靠性。
[0106]圖5是表示第一實(shí)施方式的推定捕集量H和差壓ΛΡ的時間變化的一個例子的特性線圖。在圖5中，實(shí)線31表示推定捕集量H的時間變化，虛線32表示差壓ΛΡ的時間變化。捕集量邊界值X表示在利用再生裝置22進(jìn)行了粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生的情況下、成為該過濾器21是否熔損的邊界的推定捕集量H的熔損邊界值。差壓邊界值Y表示在利用再生裝置22進(jìn)行了過濾器21的再生的情況下、成為過濾器21是否熔損的邊界的差壓ΛΡ的熔損邊界值。在圖5中，為了容易理解，將捕集量邊界值X和差壓邊界值Y表示為在特性線圖的Y軸方向(上、下方向)為相同的位置，即、捕集量邊界值X和差壓邊界值Y為相同的相關(guān)關(guān)系。
[0107]從圖5可明確:用實(shí)線31表示的推定捕集量H即使因相對于實(shí)際的捕集量產(chǎn)生誤差等的理由而未達(dá)到捕集量閾值Tl，用虛線32表示的差壓ΛΡ也達(dá)到差壓閾值T2。其結(jié)果，在被過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量過剩之前，能夠進(jìn)行手動再生。換言之，手動再生處理能夠輔助(支援)自動再生處理，從而能夠穩(wěn)定地進(jìn)行過濾器21的再生。
[0108]因此，在第一實(shí)施方式中，由于手動再生處理能夠輔助(支援)自動再生處理，因此即使將用于步驟4的自動再生開始的判定的捕集量閾值Tl的余量Zl (捕集量邊界值X和捕集量閾值Tl的差Zl)設(shè)定得較小(例如與后述的圖6的捕集量閾值T3的余量Z3比較)，也能夠在粒子狀物質(zhì)過剩地堆積于過濾器21之前，通過步驟11?15的處理報(bào)知給操作員進(jìn)行手動再生。由此，即使將捕集量閾值Tl的余量Zl設(shè)定得較小，也能夠防止進(jìn)行再生時過濾器21熔損。
[0109]這樣，由于能夠減小捕集量閾值Tl的余量Z1，因此，能夠以在過濾器21上捕集了適當(dāng)?shù)牧康牧Ｗ訝钗镔|(zhì)的狀態(tài)、而且在適當(dāng)?shù)臅r候(在適當(dāng)?shù)臅r機(jī))進(jìn)行基于步驟4的判定進(jìn)行的自動再生。因此，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行自動再生，能夠抑制如現(xiàn)有技術(shù)那樣的再生的頻度增大且燃料費(fèi)上升的情況。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣凈化裝置18的可靠性、穩(wěn)定性、液壓挖掘機(jī)I的低燃料費(fèi)化。[0110]并且，在步驟4中，基于從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N和燃料噴射量F推定的推定捕集量H進(jìn)行判定，在步驟13中，基于過濾器21的差壓ΛΡ進(jìn)行判定。因此，在再生裝置22中進(jìn)行的任何判定都不需要復(fù)雜的運(yùn)算，能夠簡單地構(gòu)成，能夠利用簡單的再生裝置22適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行過濾器21的再生。
[0111]此外，在過濾器21上堆積有通過再生也未被除去而殘留的發(fā)動機(jī)油或燃料所含的灰(ash)。該灰的堆積量伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過而在過濾器21內(nèi)增大。在此，由于步驟13的手動再生處理的判定基于過濾器21的差壓來進(jìn)行，因此存在受到灰的堆積產(chǎn)生的影響的可能性。但是，由于該步驟13的判定不是進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定，因此即使灰堆積，自動再生的頻度也不增大。另一方面，在手動再生處理的判定中，能夠使相對于過濾器21的熔損邊界值(差壓邊界值Y)的余量Z2比相對于自動再生處理的判定的熔損邊界值(捕集量邊界值X)的余量Zl小。因此，通過將在步驟13中使用的差壓閾值T2的余量Z2設(shè)定得較小，從而即使上述灰的堆積量增大，也能夠抑制手動再生的頻度增大。
[0112]根據(jù)第一實(shí)施方式，由于并行進(jìn)行自動再生處理和手動再生處理，因此是否進(jìn)行再生處理的判定在兩個系統(tǒng)中獨(dú)立地并行進(jìn)行。由此，即使將自動再生處理的捕集量閾值Tl的余量Zl和手動再生處理的差壓閾值T2的余量Z2雙方設(shè)定得較小，也能夠在粒子狀物質(zhì)過剩地堆積于過濾器21之前，進(jìn)行基于任意處理的再生。其結(jié)果，能夠高維地兼顧將捕集量閾值Tl的余量Zl和差壓閾值T2的余量Z2的雙方設(shè)定得較小和抑制過濾器21的熔損這兩方面。
[0113]根據(jù)第一實(shí)施方式，在步驟4中使用的捕集量閾值Tl在估算推定捕集量H和實(shí)際的捕集量之間產(chǎn)生的誤差后而設(shè)定為比捕集量邊界值X小的值，因此，能夠防止進(jìn)行自動再生時過濾器21熔損。該情況下，由于能夠利用手動再生處理輔助(支援)自動再生處理，因此與圖6所示的余量Z3相比較，能夠?qū)⒉都块撝礣l相對于捕集量邊界值X的余量Zl設(shè)定較小。
[0114]關(guān)于這一點(diǎn)，除了參照上述的圖5以外還參照圖6進(jìn)行說明。該圖6是表示第一比較例的推定捕集量的時間變化的一個例子的特性線圖。該第一比較例構(gòu)成為，僅以推定捕集量來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定。該結(jié)構(gòu)的情況下，由于沒有第一實(shí)施方式那樣的基于差壓進(jìn)行判定的手動再生的輔助，因此為了即使推定捕集量產(chǎn)生較大的誤差也不熔損，需要將捕集量閾值T3相對于捕集量邊界值X的余量Z3設(shè)定得較大。因此，再生的頻度增大，有可能關(guān)系到燃料費(fèi)上升等。
[0115]相對于此，根據(jù)第一實(shí)施方式，由于能夠利用手動再生處理來進(jìn)行自動再生處理的輔助，因此能夠?qū)⒉都块撝礣l相對于捕集量邊界值X的余量Zl設(shè)定得較小(Zl <Z3)。由此，能夠減少自動再生的頻度，能夠降低燃料費(fèi)。
[0116]并且，根據(jù)第一實(shí)施方式，在步驟13中使用的差壓閾值T2是估算基于用于求出差壓的壓力傳感器24、25的檢測精度的誤差后而設(shè)定為比差壓邊界值Y小的值，因此能夠防止在進(jìn)行手動再生時過濾器21熔損。該情況下，差壓閾值T2相對于差壓邊界值Y的余量Z2基于壓力傳感器24、25的檢測精度的誤差而設(shè)定。因此，例如與基于差壓進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定的結(jié)構(gòu)、根據(jù)差壓推定捕集量的結(jié)構(gòu)相比較，能夠?qū)⒂嗔縕2設(shè)定得較小。
[0117]關(guān)于這一點(diǎn)，除了上述的圖5以外還參照圖7進(jìn)行說明。該圖7是表示第二比較例的差壓的時間變化的一個例子的特性線圖。該第二比較例構(gòu)成為，僅以差壓來進(jìn)行是否進(jìn)行再生處理的判定。該結(jié)構(gòu)的情況下，由于不是第一實(shí)施方式那樣的進(jìn)行手動再生處理和自動再生處理這兩個再生處理的結(jié)構(gòu)，因此差壓閾值T4相對于差壓邊界值Y的余量TA需要比進(jìn)行兩個再生處理的情況的余量Z2大。因此，再生的頻度增大，有可能關(guān)系到燃料費(fèi)上升等。
[0118]而且，在僅通過過濾器21的差壓來進(jìn)行是否進(jìn)行再生的判定的結(jié)構(gòu)的情況下，伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過，堆積于過濾器21上的通過再生也未被燃燒除去的灰的分量(灰分量)增大。這樣，若灰分量較多地殘存于過濾器21內(nèi)，則盡管被過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)較少，卻存在差壓達(dá)到差壓閾值T4而進(jìn)行再生的可能性。因此，從這方面來說，再生的頻度增大，有可能關(guān)系到燃費(fèi)上升等。
[0119]對此，根據(jù)第一實(shí)施方式，自動再生處理不使用差壓ΛΡ，而是基于從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N、燃料噴射量F等推定的推定捕集量H來進(jìn)行判定。因此，自動再生處理能夠難以會受到通過再生也未被除去的灰的影響，能夠抑制自動再生的頻度增大。另外，根據(jù)第一實(shí)施方式，由于做成進(jìn)行手動再生處理和自動再生處理這兩個再生處理的結(jié)構(gòu)，因此差壓閾值T2相對于差壓邊界值Y的余量Z2考慮基于壓力傳感器24、25的檢測精度的誤差即可，能夠?qū)⒃撚嗔縕2設(shè)定得小(Z2 < Z4)。因此，即使關(guān)于手動再生也能夠減少其頻度。
[0120]接著，圖8表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式的特征在于，不是通過后噴射來進(jìn)行自動再生，而是通過將設(shè)置在發(fā)動機(jī)的吸氣側(cè)的吸氣節(jié)流閥和設(shè)置在排氣側(cè)的排氣節(jié)流閥中的至少一方的節(jié)流閥向節(jié)流流路的方向進(jìn)行驅(qū)動來進(jìn)行自動再生。此外，在第二實(shí)施方式中，對于與上述的第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同符號，并省略其說明。
[0121]圖中，符號41是通過使被粒子狀物質(zhì)除去過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行該過濾器21的再生的再生裝置。該再生裝置41構(gòu)成為包括燃料噴射裝置14、吸氣節(jié)流閥42、排氣節(jié)流閥43、旋轉(zhuǎn)傳感器23、壓力傳感器24、25、排氣溫度傳感器26、報(bào)知器27、操作開關(guān)28以及控制器29。在利用該再生裝置41進(jìn)行自動再生時，通過將吸氣節(jié)流閥42和排氣節(jié)流閥43中的至少一方的節(jié)流閥的流路向節(jié)流方向驅(qū)動而使堆積在過濾器21上的粒子狀物質(zhì)燃燒并除去。另一方面，在進(jìn)行手動再生時，接受來自報(bào)知器27的報(bào)知音等，通過操作員的手動利用燃料噴射裝置14進(jìn)行后噴射，使堆積在過濾器21上的粒子狀物質(zhì)燃燒并除去。
[0122]吸氣節(jié)流閥42設(shè)置在發(fā)動機(jī)10的吸氣管12側(cè)，該吸氣節(jié)流閥42構(gòu)成進(jìn)行粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生的再生裝置41。在此，吸氣節(jié)流閥42根據(jù)來自控制器29的控制信號通常時保持為開閥狀態(tài)(例如，與燃料噴射量F對應(yīng)的開度、或全開狀態(tài))。另一方面，在進(jìn)行自動再生時，根據(jù)來自控制器29的控制信號，吸氣節(jié)流閥42向節(jié)流流路的方向被驅(qū)動。
[0123]由此，吸氣節(jié)流閥42例如以空氣與燃料的空燃比成為變濃傾向的方式對吸入空氣量進(jìn)行節(jié)流。此時，在發(fā)動機(jī)10的燃燒室內(nèi)，通過使空燃比成為變濃傾向的燃料燃燒，從而向排氣管11側(cè)排出的廢氣的溫度上升，能夠使被過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒并除去。
[0124]排氣節(jié)流閥43設(shè)置在發(fā)動機(jī)10的排氣管11側(cè)，該排氣節(jié)流閥43也構(gòu)成進(jìn)行粒子狀物質(zhì)除去過濾器21的再生的再生裝置41。在此，排氣節(jié)流閥43根據(jù)來自控制器29的控制信號通常時保持為全開狀態(tài)。另一方面，在進(jìn)行自動再生時，排氣節(jié)流閥43根據(jù)來自控制器29的控制信號，向?qū)α髀饭?jié)流的方向被驅(qū)動，減小該開度，進(jìn)行節(jié)流控制。
[0125]由此，排氣節(jié)流閥43對在排氣管11內(nèi)流動的廢氣的流量進(jìn)行節(jié)流，對發(fā)動機(jī)10給與背壓，使發(fā)動機(jī)10的負(fù)荷增大。此時，控制器29使發(fā)動機(jī)10的燃料噴射裝置14的燃料噴射量F與上述負(fù)荷對應(yīng)地增大。其結(jié)果，廢氣的溫度上升，能夠使被過濾器21捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒、除去。
[0126]第二實(shí)施方式如上所述，通過將吸氣節(jié)流閥42和排氣節(jié)流閥43中的至少一方的節(jié)流閥向節(jié)流流路的方向來驅(qū)動來進(jìn)行自動再生，關(guān)于其基本的作用，與上述的第一實(shí)施方式的作用沒有特別差異。
[0127]尤其是，在第二實(shí)施方式的情況下，由于通過將吸氣節(jié)流閥42和排氣節(jié)流閥43中的至少一方的節(jié)流閥向節(jié)流流路的方向來驅(qū)動從而進(jìn)行自動再生，因此與第一實(shí)施方式那樣的利用后噴射來進(jìn)行自動再生的情況相比較，能夠以低溫進(jìn)行自動再生。由此，能夠提高過濾器21的耐久性。
[0128]此外，在上述的各實(shí)施方式中，圖4所示的步驟4的處理是作為本發(fā)明的構(gòu)成要件的自動再生判定單元的具體例，步驟13的處理表示手動再生判定單元的具體例。
[0129]另外，在上述的各實(shí)施方式中，以做成如下結(jié)構(gòu)的情況為例進(jìn)行了說明，S卩、基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N、燃料噴射量F和排氣溫度來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定。但是，本發(fā)明并不限于此，例如也可以做成如下結(jié)構(gòu)，即、不僅使用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N、燃料噴射量F和排氣溫度、而且還組合使用過濾器等各部的溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷等的狀態(tài)量(表示運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的狀態(tài)量)等來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定。
[0130]另外，在上述的各實(shí)施方式中，以由氧化催化劑20和粒子狀物質(zhì)除去過濾器21構(gòu)成廢氣凈化裝置18的情況為進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于此，例如，也可以做成除了氧化催化劑和粒子狀物質(zhì)除去過濾器以外，還組合尿素噴射閥、選擇性還原催化劑裝置等來使用的結(jié)構(gòu)。
[0131]并且，在上述的各實(shí)施方式中，以將廢氣凈化裝置18搭載于小型液壓挖掘機(jī)I的情況為例進(jìn)行了說明。但是，具備本發(fā)明的廢氣凈化裝置的工程機(jī)械并不限于此，例如也可以應(yīng)用于中型以上的液壓挖掘機(jī)。另外，也能夠廣泛應(yīng)用于具備輪式的下部行駛體的液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)、叉式升降車、液壓起重機(jī)的工程機(jī)械。
[0132]符號的說明
[0133]I一液壓挖掘機(jī)(工程機(jī)械)，2—下部行駛體(車體)，4一上部回轉(zhuǎn)體(車體)，10—發(fā)動機(jī)，14一燃料噴射裝置，18—廢氣凈化裝置，21—粒子狀物質(zhì)除去過濾器(過濾器)，22、41 一再生裝置，24、25—壓力傳感器，26—排氣溫度傳感器，27—報(bào)知器，28—操作開關(guān)，29—控制器。
【權(quán)利要求】
1.一種工程機(jī)械，具備:供操作員搭乘的車體(2、4);搭載于該車體(2、4)上的發(fā)動機(jī)(10);設(shè)置在該發(fā)動機(jī)(10)的排氣側(cè)且具有捕集從該發(fā)動機(jī)(10)排出的廢氣中的粒子狀物質(zhì)的過濾器的廢氣凈化裝置(18);以及通過使被上述過濾器(21)捕集的粒子狀物質(zhì)燃燒來進(jìn)行該過濾器(21)的再生的再生裝置(22、41)，上述工程機(jī)械的特征在于， 上述再生裝置(22、41)具備:進(jìn)行是否自動進(jìn)行上述再生的判定的自動再生判定單元；以及進(jìn)行是否報(bào)知給上述操作員用手動進(jìn)行再生的判定的手動再生判定單元， 上述自動再生判定單元至少基于上述發(fā)動機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速(N)和燃料噴射量(F)來推定被上述過濾器(21)捕集的粒子狀物質(zhì)的捕集量，并根據(jù)該推定捕集量(H)是否在預(yù)先設(shè)定的捕集量閾值(Tl)以上，來進(jìn)行是否進(jìn)行自動再生的判定， 上述手動再生判定單元根據(jù)上述過濾器(21)的入口側(cè)的壓力(Pl)和出口側(cè)的壓力(P2)的差即差壓(ΛΡ = Pl — P2)是否在預(yù)先設(shè)定的差壓閾值(T2)以上，來進(jìn)行是否輸出用于報(bào)知手動再生的信號的判定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 在將成為上述過濾器(21)是否熔損的邊界的推定捕集量的熔損邊界值設(shè)為捕集量邊界值(X)的情況下，上述捕集量閾值(Tl)是估算在上述推定捕集量(H)和實(shí)際的捕集量之間產(chǎn)生的誤差后而設(shè)定為比上述捕集量邊界值(X)小的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 在將成為上述過濾器(21)是否熔損的邊界的差壓的熔損邊界值設(shè)為差壓邊界值(Y)的情況下，上述差壓閾值(T2)是估算基于用于求出上述差壓(ΛΡ)的壓力傳感器(24、25)的檢測精度的誤差后而設(shè)定為比上述差壓邊界值(Y)小的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 上述再生裝置(22、41)并行進(jìn)行上述自動再生判定單元的自動再生處理和上述手動再生判定單元的手動再生處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 基于上述自動再生判定單元的判定的自動再生通過接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒， 基于上述手動再生判定單元的判定的手動再生通過操作員基于用于報(bào)知該手動再生的信號的輸出而進(jìn)行的操作，接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射，從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 基于上述自動再生判定單元的判定的自動再生通過接受從上述再生裝置輸出的信號，并將設(shè)置在上述發(fā)動機(jī)的吸氣側(cè)的吸氣節(jié)流閥和設(shè)置在排氣側(cè)的排氣節(jié)流閥中的至少一方的節(jié)流閥向節(jié)流流路的方向來進(jìn)行驅(qū)動從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒， 基于上述手動再生判定單元的判定的手動再生通過操作員基于用于報(bào)知該手動再生的信號的輸出而進(jìn)行的操作，接受從上述再生裝置輸出的信號并利用燃料噴射裝置進(jìn)行再生用的燃料噴射，從而使上述粒子狀物質(zhì)燃燒。
【文檔編號】F02D45/00GK103987930SQ201280057178
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月22日
【發(fā)明者】野口修平, 石井元, 吉田肇 申請人:日立建機(jī)株式會社