(57)【要約】【課題】オートストップ制御を実施する排気ガス浄化装置を備えた建設機械のエンジン制御装置において、排気ガス浄化装置の機能を損なうことなくオートストップ制御を実施することができる建設機械のエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン２０の排気管２１に配置され、上流から順に酸化触媒３０、ＤＰＦ３１を配設された排気ガス浄化装置を備えたエンジン制御装置において、エンジン２０を自動停止させても支障がない車体状態であり、かつ酸化触媒３０上流の排気ガス温度が所定値以上であるときに、エンジン２０を自動停止させる。【選択図】  図３
2014206053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のエンジン制御装置であって、
エンジンと、
このエンジンの排気ガスを外部に導く排気ガス通路と、
この排気ガス通路に配置された排気ガス浄化装置と、
前記排気ガス通路内の排気ガス温度を検出する温度検出手段と、
前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であるか否かを判定する建設機械状態判定手段と、この建設機械状態判定手段により前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定され、前記温度検出手段により検出された前記排気ガス温度が所定条件を満たしていると判定されたときに前記エンジンを停止させるオートストップ制御を行うオートストップ制御手段とを有する制御部とを備えた
ことを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記建設機械状態判定手段は、前記建設機械が非作業時であるか否かを判定し、前記建設機械が非作業時であると判定されたときに前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記排気ガス浄化装置は、前記排気ガス通路の上流側から順に設けられた酸化触媒、ＤＰＦからなり、
前記温度検出手段は、前記酸化触媒の上流における排気ガス温度を検出するものであり、
前記オートストップ制御手段は、前記温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の上流における排気ガス温度が所定値以上であるときに前記排ガス温度が前記所定条件を満たしていると判定することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記排気ガス浄化装置は、前記エンジンの運転状態に応じて液体還元剤を噴射弁により断続的に前記排気ガスに対して噴射供給し、還元触媒における還元反応により前記排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化するものからなり、
前記温度検出手段は、前記噴射弁の周囲の排気ガス温度を検出するものからなり、
前記制御部は、前記噴射弁から前記液体還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止しているか否かを判定する噴射停止判定手段を更に備え、
前記オートストップ制御手段は、前記温度検出手段によって検出された前記噴射弁の周囲の排気ガス温度が所定範囲以外であるときに前記排気ガス温度が前記所定条件を満たしていると判定し、前記噴射停止判定手段により前記液体還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止していると判定されたときに、前記エンジンを自動停止させることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記建設機械に設けられた油圧システムの作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、
前記建設機械に設けられた車載バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記建設機械のキャブ内に設けられ、前記油圧システムにて作動するアクチュエータの動作を許容および禁止するゲートロックレバーの、ロック状態およびロック解除状態を検出するゲートロックレバー検出手段と、
前記建設機械の操作装置のパイロット圧を検出する圧力検出手段とを備え、
前記建設機械状態判定手段は、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以上であり、前記作動油温度検出手段により検出された作動油温度が所定温度以上であり、前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が所定電圧以上であり、前記ゲートロックレバー開閉検出手段によりゲートロックレバーが開かれている若しくは前記圧力検出手段によりパイロットレバー圧が所定圧以下である、と判定されたときに前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置において、
前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
前記オートストップ制御手段は、
前記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行う前に、前記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定値以下になるよう制御することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の非作業時に、燃料節約、排気ガス及び騒音の低減等のためにエンジンを自動的に停止（オートストップ）させるようにした油圧ショベルやクレーンなどの建設機械のエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全や騒音防止を目的として内燃機関からの排気を減少させるために、例えば、建設機械の非作業時に内燃機関を自動停止させるオートストップ装置が実用化され始めている。オートストップ装置によるオートストップ制御では、所定のオートストップ条件が成立すると燃料噴射を停止させて内燃機関を自動停止する一方、所定の再始動条件が成立すると燃料噴射を再開し、内燃機関を再始動させる。
【０００３】
油圧ショベルやクレーンなど建設機械におけるこの種の技術として、予め設定されたオートストップ条件（例えば、油圧回路を作動不能にロックするロックレバーが操作されたこと）が成立したときに、非作業時としてエンジンを自動停止させる技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３９０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、近年、地球環境保全に対する関心の高まりから、建設機械に用いられるディーゼルエンジンから排出される排気ガスの規制が強化されている。
ディーゼル排気ガスの浄化方法には多くの方法が提案されているが、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）により粒子状汚染物質（以下、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）と示す）を除去する方法が主流になっている。
【０００６】
更に、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には、環境に影響を与えるＮＯｘが含まれている。このＮＯｘを浄化する装置として、排気通路に配設された還元触媒（以下、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒と記載）の上流側で尿素水溶液等の液体還元剤を排気ガス中に噴射し、ＳＣＲ触媒中でＮＯｘを選択的に還元浄化する排気ガス浄化装置（ＳＣＲシステム）が知られている。
【０００７】
ここで、特許文献１に記載のオートストップ制御を行う建設機械のエンジン制御装置に、上述のようなＤＰＦ等の排気ガス浄化装置を組み込むことで、排気ガス浄化とオートストップとの相乗効果によって環境保全をより図ることができると考えられる。
しかしながら、単純にオートストップ制御を行う建設機械に排気ガス浄化装置を組み込んでも、排気ガス浄化装置の機能を損なわずにオートストップ制御を行うことができない場面が生じる。
【０００８】
例えば、ＤＰＦは、多孔質セラミック材の隔壁によって画成された多数の細長いセルから構成されており、この隔壁通過の際に、排気ガス中のパティキュレートが隔壁に捕捉されるようになっているため、使用に伴い、内部に蓄積されるパティキュレートの量が増えると、目詰まり状態となって通気性が次第に損なわれ、機関性能が低下する。このため、適当なタイミングでＤＰＦに堆積したＰＭを焼却することで、その目詰まりを解消させる「再生処理」が不可欠である。再生処理とは、排気ガス温度を６００℃程度に（酸化触媒を有するものにあってはその活性温度程度に）上昇させ、この高温の排気ガスでＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させ、除去するものである。
このＤＰＦの目詰まりの検出は、排気圧センサでＤＰＦ前後の圧力を測定して差圧を演算し、その差圧が上限値に達したときに、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）が自動的に、或いは運転室内（以下、キャブと記すことがある）に設けられたＤＰＦ警告灯の点灯により、オペレータが再生実行スイッチを押すことによって手動で、ＤＰＦの再生が開始される。
ここで、ＤＰＦに堆積するＰＭは、ＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ、有機溶剤可溶分）とＳＯＯＴ（煤）の割合により堆積状態が異なり、必ずしも差圧とＰＭ堆積量の関係が一定にならないとの問題がある。このため、排気ガス温度が（酸化触媒活性化温度以下の）低温状態でオートストップ制御を実施すると、ＳＯＦ分を含むＳＯＯＴがＤＰＦに堆積するようになり、オートストップ制御を行うことによって再生時期の判断が正確に行えない可能性が生じてしまうという問題がある。
【０００９】
また、ＳＣＲ触媒中でＮＯｘを選択的に還元浄化するＳＣＲシステムが適用された排気ガス浄化装置を備えた建設機械のエンジン制御装置では、内燃機関の停止後に還元剤供給部内に還元剤が残留すると、溶媒の蒸発等により還元剤が濃縮されたり結晶化したりして、還元剤供給部内に詰まるなどの不具合が生じる。
そのため、内燃機関の停止後に、還元剤供給部内に存在する還元剤を還元剤タンクに回収するパージ処理が行われる。パージ処理は、例えば、還元剤供給部のポンプを利用して還元剤を回収したり、還元剤供給部内に加圧空気を供給することで還元剤を回収したりすることによって行われる。
ここで、オートストップ制御はキースイッチがオンの状態のまま内燃機関を停止させるものであり、排気の流れが存在しないにもかかわらず液体還元剤が噴射される恐れがあるため、オートストップ制御系と還元剤供給システムとの連携を図る必要がある。
しかし、内燃機関の停止時に必ず還元剤供給部のパージ処理を実施するように設定すると、内燃機関が停止する毎に頻繁にパージ処理が行われるため、内燃機関の再始動時には還元剤供給部内に還元剤を再充填して、始動直後に還元剤が供給可能な状態に復帰させる必要があり、再始動の度に建設機械が稼動可能な状態になるまで時間を要し、作業性を低下させる原因になる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、オートストップ制御を実施する排気ガス浄化装置を備えた建設機械のエンジン制御装置において、排気ガス浄化装置の機能を維持しつつ、作業性を低下させることなくオートストップ制御を実施することができる建設機械のエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、第１の発明は、建設機械のエンジン制御装置であって、エンジンと、このエンジンの排気ガスを外部に導く排気ガス通路と、この排気ガス通路に配置された排気ガス浄化装置と、前記排気ガス通路内の排気ガス温度を検出する温度検出手段と、前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であるか否かを判定する建設機械状態判定手段と、この建設機械状態判定手段により前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定され、前記温度検出手段により検出された前記排気ガス温度が所定条件を満たしていると判定されたときに前記エンジンを停止させるオートストップ制御を行うオートストップ制御手段とを有する制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記建設機械状態判定手段は、前記建設機械が非作業時であるか否かを判定し、前記建設機械が非作業時であると判定されたときに前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定するものである。
【００１３】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記排気ガス浄化装置は、前記排気ガス通路の上流側から順に設けられた酸化触媒、ＤＰＦからなり、前記温度検出手段は、前記酸化触媒の上流における排気ガス温度を検出するものであり、前記オートストップ制御手段は、前記温度検出手段によって検出された前記酸化触媒の上流における排気ガス温度が所定値以上であるときに前記排ガス温度が前記所定条件を満たしていると判定するものである。
【００１４】
また、第４の発明は、第１または第２の発明において、前記排気ガス浄化装置は、前記エンジンの運転状態に応じて液体還元剤を噴射弁により断続的に前記排気ガスに対して噴射供給し、還元触媒における還元反応により前記排気ガス中の窒素酸化物を還元浄化するものからなり、前記温度検出手段は、前記噴射弁の周囲の排気ガス温度を検出するものからなり、前記制御部は、前記噴射弁から前記液体還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止しているか否かを判定する噴射停止判定手段を更に備え、前記オートストップ制御手段は、前記温度検出手段によって検出された前記噴射弁の周囲の排気ガス温度が所定範囲以外であるときに前記排気ガス温度が前記所定条件を満たしていると判定し、前記噴射停止判定手段により前記液体還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止していると判定されたときに、前記エンジンを自動停止させるものである。
【００１５】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記建設機械に設けられた油圧システムの作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、前記建設機械に設けられた車載バッテリの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記建設機械のキャブ内に設けられ、前記油圧システムにて作動するアクチュエータの動作を許容および禁止するゲートロックレバーの、ロック状態およびロック解除状態を検出するゲートロックレバー検出手段と、前記建設機械の操作装置のパイロット圧を検出する圧力検出手段とを備え、前記建設機械状態判定手段は、前記冷却水温度検出手段により検出された冷却水温度が所定温度以上であり、前記作動油温度検出手段により検出された作動油温度が所定温度以上であり、前記電圧検出手段により検出された端子間電圧が所定電圧以上であり、前記ゲートロックレバー開閉検出手段によりゲートロックレバーが開かれている若しくは前記圧力検出手段によりパイロットレバー圧が所定圧以下である、と判定されたときに前記エンジンを自動停止させても支障がない状態であると判定するものである。
【００１６】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記オートストップ制御手段は、前記エンジンを自動停止させるオートストップ制御を行う前に、前記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定値以下になるよう制御するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、排気ガス浄化装置を備えたオートストップ制御を実施する建設機械のエンジン制御装置において、オートストップ制御によって例えばエンジンの停止を頻繁に行っても排気ガス浄化装置の機能維持のために、作業性を低下させたりすることがない。また、未浄化排気ガスが大気中に排出されることも防止することができ、オートストップ制御による燃料節約と排気ガス浄化の信頼性向上を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示す本発明の建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベルのキャブの概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態の概略構成を示した構成図である。
【図４】本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態の動作例を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態の概略構成を示した構成図である。
【図６】本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態の動作例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の建設機械のエンジン制御装置の実施形態を、図面を用いて説明する。
【００２０】
＜第１の実施形態＞  
本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態を、図１乃至図４を用いて説明する。なお、図１乃至図４においては、建設機械としてクローラ式油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は本発明の建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベルの側面図、図２は図１に示す本発明の建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベルのキャブの概略構成を示す斜視図、図３は本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態の概略構成を示した構成図、図４は本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態の動作例を示すフローチャート図である。
【００２１】
まず、本発明の建設機械のエンジン制御装置を適用した油圧ショベルの構成を図１を用いて説明する。
図１において、油圧ショベルは、走行体１０１と、この走行体１０１に旋回可能に設けた旋回体１０２と、この旋回体１０２の前部に設けた掘削用アタッチメント１０３とにより概略構成されている。
走行体１０１は、左右のクローラフレーム１０４及びクローラ（いずれも片側のみ図示）１０５からなり、両側のクローラ１０５が、左右の走行モータ１０７により個別に回転駆動されて走行するよう構成されている。
旋回体１０２は、旋回フレーム１０８、キャブ１０９、機械室１１０等から概略なる。旋回体１０２の前部には、掘削用アタッチメント１０３が俯仰自在に装着されている。この掘削用アタッチメント１０３は、ブーム１１７と、このブーム１１７を俯仰させるブームシリンダ１１８と、アーム１１９と、このアーム１１９を回動させるアームシリンダ１２０と、バケット１２１と、このバケット１２１を回動させるバケットシリンダ１２２を具備している。なお、各シリンダ１１８，１２０，１２２がそれぞれアクチュエータに相当する。
旋回体１０２上のキャブ１０９は、外部の騒音や塵埃等から運転者を保護するために外気と遮断された略密閉構造となっており、その居住性を確保するために空気調和装置（エアコン）などが備えられている。また、図２に示すように、キャブ１０９内には、運転席１０が設けられている。この運転席１０の側部には操作レバー１１，１２およびゲートロックレバー１３が配置されている。このうち、ゲートロックレバー１３は、キャブ１０９の入口を制限する位置（入口制限位置）であり、各シリンダ１１８，１２０，１２２等のアクチュエータの動作を許容し、通常の作業時に用いられるロック解除位置と、キャブ１０９の入口を開放する位置（入口開放位置）であり、上記の各アクチュエータの動作を禁止し、非作業時に用いられるロック位置の２通りの位置に切り換えられる。
【００２２】
次に、本発明のエンジン制御装置の構成を、図３を用いて説明する。
図３に示すように、エンジン制御装置は、エンジン２０、排気管２１、酸化触媒３０、ＤＰＦ３１、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）と記載）６０、油圧システムの制御ユニット（制御部）（以下、ＭＣＵ（Ｍａｉｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）と記載）８０等を備えている。
【００２３】
ディーゼルエンジン（以下、エンジンと記載）２０は、旋回体１０２の機械室１１０内に設置されている。エンジン２０の排気マニフォールドには、排気管（排気ガス通路）２１が接続されている。
この排気管２１には、排気ガスの通過方向に沿って、上流側から、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）へと酸化させる酸化触媒３０と、排気ガスのＰＭを捕集するＤＰＦ３１と、サイレンサ３２とが夫々配設されている。
【００２４】
オートストップ制御部（以下「ＩＣＵ」）８１は、油圧ショベルの非作業時に所定条件が成立すると、エンジン２０を自動停止させて燃費低減と環境保全を図るための制御部である。このオートストップ制御部８１は、ＭＣＵ８０の中に組み込まれている。
ＭＣＵ８０には、作動油の温度を検出する温度センサ２６、油圧ショベルのブームシリンダ１１８、アームシリンダ１２０、バケットシリンダ１２２を駆動させるための操作レバー１１，１２における操作量をパイロット圧によって検出するパイロット圧センサ２７、ゲートロックレバー１３の上げ下げを検出するスイッチ（ゲートロックレバー開閉検出手段）２８からの各種信号が入力される。ＭＣＵ８０は、更に、この入力された各種信号から、油圧ショベルのエンジン２０を自動停止させても支障がないか否かを判定する第１判定部（建設機械状態判定手段）８２を有する。
更に、ＭＣＵ８０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互接続されるＥＣＵ６０と協働し、エンジン２０に取り付けられた燃料噴射弁２２、吸入空気量、ＥＧＲ量などを夫々制御する。
ここで、ＥＣＵ６０には、エンジン２０の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２３、エンジン２０を冷却するための冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２４、旋回体２に搭載されたバッテリの端子間電圧Ｖａを検出する電圧センサ２５、酸化触媒３０上流の排気ガス温度Ｔｇｃを検出する排気ガス温度センサ４０、ＤＰＦ３１上流の排気ガス温度Ｔｇｄを検出する排気ガス温度センサ（温度検出手段）４１、ＤＰＦ３１前後の差圧を検出する差圧センサ４２からの各信号が入力され、ＣＡＮを介して接続されるＭＣＵ８０においても利用できるようになっている。
【００２５】
次に、上述した本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態の動作について、図４を用いて説明する。
【００２６】
油圧ショベルが工事現場等の稼働現場において作業している間、本実施形態の建設機械のエンジン制御装置は、図４に示すような制御処理を繰り返し実行する。
【００２７】
図４において、まず、運転者がキースイッチをスタート位置に回転させると、建設機械のエンジン制御装置におけるＥＣＵ６０はスタート信号を発して、エンジン２０を始動させる（ステップＳ４１）。
その後、キースイッチはＯＮ位置に自動的に戻り、その位置で運転者がエンジンコントロールダイヤルをＬｏからＨｉに回転させると、ＥＣＵ６０はアクセル信号を発し、ガバナの設定値を変化させることによりエンジン回転数の制御を開始する。
【００２８】
エンジン２０の始動後、水温センサ２４によりエンジン冷却水温度が、電圧センサ２５によりバッテリ電圧が、回転速度センサ２３によってエンジン２０の回転速度Ｎｅが、温度センサ２６により作動油温度が、パイロット圧センサ２７によってパイロット圧が、スイッチ２８によってゲ−トロックレバー１３の位置が、排気ガス温度センサ４０によって酸化触媒３０前の排気ガス温度がそれぞれ検出されてＥＣＵ６０に入力され、ＣＡＮを介してＭＣＵ８０のオートストップ制御部８１，第１判定部８２に入力される。
【００２９】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、ステップＳ４１の後に入力された信号から、運転者が操作レバー１１，１２を操作しているか否かを判定する（ステップＳ４２）。
運転者が操作レバー１１，１２を操作していると、パイロット圧センサ２７によりパイロット圧が検出されるため、パイロット圧が所定圧力以上では油圧ショベルが現在作業状態にあると判定し、次のステップＳ４３に進まずに処理をステップＳ４１に処理を戻す。すなわち、運転者が操作レバー１１，１２を操作してブームシリンダ１１８、アームシリンダ１２０、バケットシリンダ１２２を伸縮動作させてなんらかの作業を行っている限り、作業状態と判定され、次のステップＳ４３に処理が進まないようにする。これに対し、パイロット圧が所定圧力未満のときは運転者が操作レバー１１，１２を操作しておらず、作業状態にないと判定して次のステップＳ４３に処理を進める。
【００３０】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、ステップＳ４１の後に入力された信号から、エンジン２０の動力がいま必要かどうかを判定する（ステップＳ４３）。電圧センサ２５によるバッテリの端子間電圧Ｖａから、例えば、夜間作業中でライトを使用しているか否かによってバッテリへの電圧が低下し充電が必要であれば、オルタネータを駆動するためにエンジンの動力が必要であり、水温センサ２４によってエンジン２０の冷却水温度が高いか否かによって冷却水温度が低ければ暖機のためにエンジン動力が必要であり、温度センサ２６によってブームシリンダ１１８、アームシリンダ１２０、バケットシリンダ１２２等を動作させるための作動油温度が高いか否かによって作動油温が低ければ同様に暖機のためにエンジン動力が必要であり、それらの条件によってエンジン２０の動力が必要か否かを判定する。
エンジン２０の動力が必要であると判定した場合にはステップＳ４１に処理を戻し、エンジン２０の動力が不要であると判定した場合にはステップＳ４４に処理を進める。
【００３１】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、スイッチ２８のオン・オフ信号により、ゲートロックレバー１３が上がった状態、すなわち油圧ショベルが非作動状態にあるか否か（作動状態にないか否か）を判定する（ステップＳ４４）。スイッチ２８からのオン信号を受けてゲートロックレバーが上がった状態ではないと判定されると上記ステップＳ４１に処理を戻し、ゲートロックレバーが上がった状態であると判定されるとステップＳ４５に処理を進める。
【００３２】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、温度センサ４０により検出された排気ガス温度Ｔｇｃが所定値Ｔ１以上、即ち、酸化触媒の床温度が活性点以上にあるか否か（所定条件を満たすか否か）を判定する（ステップＳ４５）。
排気ガス温度Ｔｇｃが所定値以上にあれば、エンジン２０をオートストップさせても酸化触媒３０によってＰＭ中のＳＯＦ分が燃焼してＤＰＦ中のＳＯＯＴにＳＯＦ分が堆積されることを防止できるため、ステップＳ４６へと処理を進める。一方、排気ガス温度Ｔｇｃが所定値未満であれば、酸化触媒３０によるＳＯＦ分の燃焼ができない恐れがあるため、エンジン２０をオートストップさせないほうがよく、ステップＳ４１へと処理を戻す。そのため、基準となる所定値Ｔ１は、酸化触媒３０の活性温度（例えば、２５０℃）以上に設定することが望ましい。
【００３３】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、回転速度センサ２３により検出されたエンジン２０の回転速度Ｎｅが所定範囲内、即ち、エンジン２０がアイドル状態であるＮ１〜Ｎ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４６）。そして、エンジン回転速度Ｎｅが所定範囲内にあればステップＳ４７へと処理を進める一方、エンジン回転速度Ｎｅが所定範囲内になければステップＳ４１へと処理を戻す。
【００３４】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、エンジン２０を停止させる（ステップＳ４７）。即ち、エンジン２０を停止させるべく、ＣＡＮを介してＥＣＵ６０に対して燃料噴射停止指令を送信し、燃料噴射弁２２による燃料供給を遮断してエンジン２０を停止させる。
【００３５】
上述した本発明の建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態では、エンジン２０の排気管２１に配置され、上流から順に酸化触媒３０、ＤＰＦ３１を配設された排気ガス浄化装置を備えたエンジン制御装置において、エンジン２０を自動停止させても支障がない車体状態であり、かつ酸化触媒３０上流の排気ガス温度が所定値以上であるときに、エンジン２０を自動停止させる。
【００３６】
酸化触媒３０の温度が活性点以上であると、エンジン２０をオートストップにて停止させても排気管２１中に残存する排気ガス中のＳＯＦ分の燃焼をある程度継続させることができ、また、酸化触媒３０は温度変化が小さく温度低下が少ないため、エンジン２０の再稼働後にＳＯＦ分の燃焼を速やかに再開することができる。これによりＤＰＦに堆積しているＳＯＯＴにＳＯＦ分が含まれることを抑制することができる。
これらの効果によって、オートストップ制御によってエンジン２０が自動停止されても、ＳＯＦ分がＤＰＦに堆積されることがなく、エンジン２０から排出されたＰＭの組成割合の変化による差圧のばらつきを防止することができる。これにより再生処理の開始タイミングの判定を正確に行い、排気ガス浄化装置の機能を損なうことを防止することができる。また、再生処理の最適化を実現でき、燃費悪化を防止することもできる。
よって、油圧ショベルやクレーン等の建設機械において、エンジンの排気ガス浄化システムの正常運転を維持しつつ、オートストップ制御を実現でき、製品信頼性向上と、燃料節約を図ることができる。
【００３７】
なお、酸化触媒３０の上流における排気ガス温度は、排気ガス温度センサ４０によって測定すること以外に、酸化触媒３０の下流側の排気ガス温度センサ４１や、その他の箇所に設けた温度センサでの測定値から演算・推定することによって求めることもできる。
【００３８】
また、ステップＳ４７では、ステップＳ４６によって判定されたエンジン２０のアイドル回転数（Ｎ１〜Ｎ２の範囲内）の状態が一定時間が経過した後にエンジン２０を停止するようにオートストップ制御部８１が制御するよう構成することができる。
これによって、エンジン２０オートストップ制御によって急に停止すること防止し、エンジン２０等の搭載機器に悪影響を与えることがなく、製品の信頼性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００３９】
更に、酸化触媒３０の上流における排気ガス温度を求めて酸化触媒３０の床温度が活性点以上にあるか否かを判定する方法に限られず、例えば温度センサによって直接酸化触媒３０の温度を測定することも可能である。
【００４０】
＜第２の実施形態＞  
本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態を図５および図６を用いて説明する。なお、図５および図６においても、建設機械として油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明する。
図５は本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態の概略構成を示した構成図、図６は本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態の動作例を示すフローチャート図である。
【００４１】
建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態は、油圧ショベルに搭載され、エンジン２０の制御を行う点は建設機械のエンジン制御装置の第１の実施形態と略同じであり、同じ構成には同じ符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態は、尿素水溶液を液体還元剤として使用し、エンジン排気中に含まれるＮＯｘを触媒還元反応により浄化する排気ガス浄化装置を備えたオートストップ制御を行う建設機械のエンジン制御装置である。
図５に示すように、エンジン制御装置は、エンジン２０、排気管２１、酸化触媒３０、ＤＰＦ３１、ＳＣＲ触媒３３、アンモニア酸化触媒３４、還元剤タンク５０、噴射ノズル５２、還元剤供給弁５１、ＥＣＵ６０、ＭＣＵ８０、ＤＣＵ７０等を備えている。
【００４３】
排気管２１には、排気ガスの通過方向に沿って、上流側から、酸化触媒３０と、ＤＰＦ３１と、尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル５２と、ＳＣＲ触媒３３と、このＳＣＲ触媒３３を通過したアンモニアを酸化させるためのアンモニア酸化触媒３４とが夫々配設される。
【００４４】
ＳＣＲ触媒３３は、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアによりＮＯｘを還元浄化するための触媒であり、通常脱硝に用いられている触媒であればどのような物質でも良い。例えば酸化チタンにバナジウム、タングステン等の脱硝活性成分を担時した触媒や銅、鉄、セリウムなどの遷移金属をイオン交換したゼオライトを、コージェライトハニカム構造体などに担時した触媒などが好適である。
【００４５】
還元剤タンク５０は尿素水溶液を貯蔵しており、還元剤供給弁５１を介して噴射ノズル５２へと尿素水溶液を供給する。還元剤供給弁５１は、ＤＣＵ７０により制御され、エンジン運転状態に対応した尿素水溶液を噴射ノズル５２へと断続的に供給する。
【００４６】
噴射ノズル５２から噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアを発生する。発生したアンモニアは、ＳＣＲ触媒３３において排気中のＮＯｘと反応し、水及び無害なガスに分解される。また、ＳＣＲ触媒３３を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒３４により酸化されるので、異臭を放つアンモニアが大気中に放出されることを防止できるようになっている。
【００４７】
ＥＣＵ６０には、エンジン２０の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２３、エンジン２０を冷却するための冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２４、バッテリの端子間電圧Ｖａを検出する電圧センサ２５、酸化触媒３０上流の排気ガス温度Ｔｇｃを検出する排気ガス温度センサ４０、ＤＰＦ３１上流の排気ガス温度Ｔｇｄを検出する排気ガス温度センサ４１、ＤＰＦ３１前後の差圧を検出する差圧センサ４２、更には、還元剤噴射ノズル５２周囲の排気ガス温度Ｔｇを検出する排気ガス温度センサ４３からの各信号が入力され、ＣＡＮを介して接続されるＭＣＵ８０においても利用できるようになっている。
【００４８】
また、ＭＣＵ８０は、オートストップ制御部８１、油圧ショベルのエンジン２０を自動停止させても支障がないか否かを判定する第１判定部８２に加え、更に、入力された各種信号から噴射ノズル５２から還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止しているか否かを判定する第２判定部（噴射停止判定手段）８３を有している。
【００４９】
次に、上述した本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態の動作について、図６を用いて説明する。
【００５０】
油圧ショベルが工事現場等の稼働現場において作業している間、本実施形態の建設機械のエンジン制御装置は、図６に示すような制御処理を繰り返し実行する。
【００５１】
図６において、まず、運転者がキースイッチをスタート位置に回転させると、建設機械のエンジン制御装置におけるＥＣＵ６０はスタート信号を発して、エンジン２０を始動させる（ステップＳ６１）。
その後、キースイッチはＯＮ位置に自動的に戻り、その位置で運転者がエンジンコントロールダイヤルをＬｏからＨｉに回転させると、ＥＣＵ６０はアクセル信号を発し、ガバナの設定値を変化させることによりエンジン回転数の制御を開始する。
【００５２】
エンジン２０の始動後、水温センサ２４によりエンジン冷却水温度が、電圧センサ２５によりバッテリ電圧が、回転速度センサ２３によってエンジン２０の回転速度Ｎｅが、温度センサ２６により作動油温度が、パイロット圧センサ２７によってパイロット圧が、スイッチ２８によってゲートロックレバー１３の位置が、排気ガス温度センサ４３によって還元剤噴射ノズル５２周囲の排気ガス温度Ｔｇがそれぞれ検出されてＥＣＵ６０に入力され、ＣＡＮを介してＭＣＵ８０のオートストップ制御部８１，第１判定部８２，第２判定部８３に入力される。
【００５３】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、ステップＳ６１の後に入力された信号から、運転者が操作レバー１１，１２を操作しているか否かを判定する（ステップＳ６２）。パイロット圧が所定圧力以上では油圧ショベルが現在作業状態にあると判定し、次のステップＳ６３に進まずに処理をステップＳ６１に戻す。これに対し、パイロット圧が所定圧力未満のときは運転者が操作レバー１１，１２を操作しておらず、エンジン２０が作業状態にないと判定して次のステップＳ６３に処理を進める。
【００５４】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、ステップＳ６１の後に入力された信号から、エンジン２０の動力が必要かどうかを判定する（ステップＳ６３）。エンジン２０の動力が必要であると判定した場合にはステップＳ６１に処理を戻し、エンジン２０の動力が不要であると判定した場合にはステップＳ６４に処理を進める。
【００５５】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるＭＣＵ８０の第１判定部８２は、スイッチ２８のオン・オフ信号により、ゲートロックレバー１３が上がった状態にあるか否かを判定する（ステップＳ６４）。スイッチ２８からのオン信号を受けてゲートロックレバーが上がった状態ではないと判定されると上記ステップＳ６１に処理を戻し、ゲートロックレバーが上がった状態であると判定されるとステップＳ６５に処理を進める。
【００５６】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、温度センサ４３により検出された還元剤噴射ノズル５２周囲の排気ガス温度Ｔｇが所定範囲（Ｔ１以上Ｔ２以下）内にあるか否か（所定条件を満たしているか否か）を判定する（ステップＳ６５）。排気ガス温度Ｔｇが所定範囲になければ、尿素水中の尿素が噴射ノズル５２付近において結晶化して噴射ノズル５２の噴射穴に詰まりが生じることない状態でとして、ステップＳ６６へと処理を進める。一方、排気ガス温度Ｔｇが所定範囲内にあれば、尿素水中の尿素が結晶化して噴射ノズル５２が詰まる恐れがある状態として、エンジン２０をオートストップすることなくステップＳ６１へと処理を戻す。そのため、所定値Ｔ１は尿素の融点温度（１３２．７℃）以上に設定し、所定値Ｔ２をシアヌル酸の分解温度（３６０℃）以上に設定することが望ましい。
【００５７】
次いで、建設機械のエンジン制御装置における第２判定部８３は、噴射ノズル５２からの尿素水溶液の噴射供給が停止しているか否かを判定する（ステップＳ６６）。停止していると判定されるときはステップＳ６７に処理を進め、停止していないと判定されるときはステップＳ６１に処理を戻す。
更に、建設機械のエンジン制御装置における第２判定部８３は、噴射ノズル５２からの尿素水溶液の噴射供給が停止してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ６７）。ここで、所定時間は、排気管２１に尿素が析出されることを抑制すべく、尿素水溶液が加水分解する時間を考慮して定められる時間であって、例えば、１０秒に設定される。尿素水溶液の噴射供給が停止してから所定時間経過したならばステップＳ６８へと処理を進める。一方、尿素水溶液の噴射供給が停止してから所定時間経過していなければステップＳ６１へと処理を戻す。
【００５８】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、回転速度センサ２３により検出されたエンジン２０の回転速度Ｎｅが所定範囲内、即ち、エンジン２０がアイドル状態であるＮ１〜Ｎ２の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６８）。そして、エンジン回転速度Ｎｅが所定範囲内にあればステップＳ６９へと処理を進める。一方、エンジン回転速度Ｎｅが所定範囲内になければステップＳ６１へと処理を戻す。
【００５９】
次いで、建設機械のエンジン制御装置におけるオートストップ制御部８１は、エンジン２０を停止させる（ステップＳ６９）。即ち、エンジン２０を停止させるべく、ＣＡＮを介してＥＣＵ６０に対して燃料噴射停止指令を送信し、エンジン２０を停止させる。
【００６０】
本発明の建設機械のエンジン制御装置の第２の実施形態では、エンジン２０の排気管２１に配設されたＳＣＲ触媒３３の排気上流に、エンジン運転状態に対応した液体還元剤を噴射ノズル５２により断続的に噴射供給し、ＳＣＲ触媒３３における還元反応により排気ガス中のＮＯｘを還元浄化する排気ガス浄化装置を備えたエンジン制御装置において、エンジン２０を自動停止させても支障がない車体状態、建設機械が非作業時であり、還元剤噴射ノズル５２の周囲の排気ガス温度が所定範囲内にない、かつ液体還元剤の噴射供給が所定時間連続して停止しているときに、燃料噴射弁２２による燃料供給を遮断して、エンジン２０を自動停止させる。
【００６１】
噴射ノズル５２の周囲の排気ガス温度が所定範囲内にない、例えば尿素の融点温度以下またはシアヌル酸の分解温度以上であれば、エンジン２０をオートストップさせた際に尿素水中の尿素が噴射ノズル５２付近において結晶化して噴射ノズル５２の噴射穴に詰まりが生じることを防止できるため、オートストップ制御によってエンジン２０が自動停止した後の、再始動直後にもＳＣＲ触媒３３に還元剤を供給することができる。よって、エンジン２０から排出された排気ガス中のＮＯｘが浄化されずに排気されることを防ぐことができる。また、エンジン２０が停止する毎に頻繁にパージ処理が行われることもなく、再始動時に還元剤が供給可能な状態に復帰させてからエンジン２０を始動することもなくなるため、作業性を低下させることがない。
よって、油圧ショベルやクレーン等の建設機械において、エンジンの排気ガス浄化システムの正常運転を維持しつつ、オートストップ制御を実現でき、作業性、信頼性の向上を図った建設機械のエンジン制御装置を提供することが可能となる。
【００６２】
なお、噴射弁５２周囲の排気ガス温度を求める方法は上述の実施形態で説明した温度センサ４３によって直接噴射弁５２周囲の温度を測定する方法に限られず、例えば、酸化触媒３０の上流に配置された排気ガス温度センサ４０や酸化触媒３０の下流側に配置された排気ガス温度センサ４１、更には他の箇所に配置された温度センサによって検出された排気ガス温度から演算・推定することによって求めることができる。
【００６３】
また、ステップＳ６９では、ステップＳ６８の判定の後、所定時間経過した後にエンジン２を停止させることができる。
これによって、エンジン２０がオートストップ制御によって急に停止することを防止し、エンジン２０等の搭載機器に悪影響を与えることがなく、製品の信頼性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００６４】
＜その他＞  
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものであり、例えば、第１及び第２の実施の形態において、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎ１〜Ｎ２の範囲にあることを条件にエンジンを停止することにしたが、エンジン回転数Ｎｅを自動的に所定のアイドル回転数に落とした上で停止させるようにしても良い。また、エンジンの再始動は、キースイッチによる再始動の他、ゲートロックレバーの下がった状態（ロック解除位置）への切り替え、操作レバーの操作等、作業を開始するために行われる各種操作にて行うことができる。
【００６５】
また、建設機械の例として油圧ショベルを用いて説明したが、本発明における建設機械は油圧ショベルに限られない。
【符号の説明】
【００６６】
２０…ディーゼルエンジン、
２１…排気管、
２２…燃料噴射弁、
２３…回転速度センサ、
２４…エンジン水温センサ、
２５…バッテリ電圧センサ、
２６…作動油温度センサ、
２７…パイロット圧センサ、
２８…（ゲートロックレバーの）スイッチ、
３０…酸化触媒、
３１…ＤＰＦ、
３２…サイレンサ、
３３…ＳＣＲ触媒、
３４…ＮＨ３酸化触媒、
４０…排気ガス温度センサ（酸化触媒前）、
４１…排気ガス温度センサ（ＤＰＦ前）、
４２…差圧センサ、
４３…排気ガス温度センサ（ノズル周囲）、
５０…還元剤タンク、
５１…還元剤供給弁、
５２…還元剤噴射ノズル、
６０…コントロールユニット（ＥＣＵ）、
７０…還元剤噴射制御ユニット（ＤＣＵ）、
８０…メインコントロールユニット（ＭＣＵ）、
８１…オートストップ制御ユニット（ＩＣＵ）、
８２…第１判定部、
８３…第２判定部。
【図１】
2014206053.tif 000003
【図２】
2014206053.tif 000004
【図３】
2014206053.tif 000005
【図４】
2014206053.tif 000006
【図５】
2014206053.tif 000007
【図６】
2014206053.tif 000008