(57)【要約】【課題】微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算を不要とし、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタの再生間隔を適切に決めることができる建設機械の排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】車体コントローラ８０は、動作切換スイッチ９０の操作信号に基づいて、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からのエンジン１０の稼動時間の積算値である総作業時間に占める低負荷作業が支配的である第１作業を行った第１作業時間の割合を計算し、かつその割合と第１作業の第１限界再生時間と高負荷作業が支配的である第２作業の第２限界再生時間に基づいて再生時間間隔の限界値を計算し、総作業時間が再生時間間隔の限界値を超えたときに再生要求指令を出力する。【選択図】図２
2018173046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に配置され、前記エンジンの排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＰＭ捕集フィルタと、
前記ＰＭ捕集フィルタの上流側に配置された酸化触媒を有し、この酸化触媒に未燃燃料を混合した排ガスを供給することで前記排ガスの温度を上昇させて前記ＰＭ捕集フィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去し、前記ＰＭ捕集フィルタを再生する再生装置と、
再生要求指令に基づいて前記再生装置を作動させ、前記ＰＭ捕集フィルタを再生させる再生制御装置とを備えた建設機械の排ガス浄化装置において、
前記建設機械が行う作業として、低負荷作業が支配的である第１作業と前記低負荷作業よりも負荷が高い高負荷作業が支配的である第２作業のいずれか一方を指示する操作信号を出力する操作装置を更に備え、
前記再生制御装置は、
前記第１作業だけを行ったときに前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が予め定めた堆積限界量に到達する第1限界再生時間と、前記第２作業だけを行ったときに前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が前記堆積限界量に到達する第２限界再生時間を予め設定しておき、前記操作装置の操作信号に基づいて、前記ＰＭ捕集フィルタの前回の再生を終了した時点からの前記エンジンの稼動時間の積算値である総作業時間に占める前記第１作業を行った第１作業時間と前記第２作業を行った第２作業時間のいずれか一方の作業時間割合を計算し、かつ前記作業時間割合と前記第１及び第２限界再生時間とに基づいて、前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が前記堆積限界量に到達する再生時間間隔の限界値を計算し、前記総作業時間が前記再生時間間隔の限界値を超えたとき前記再生要求指令を出力することを特徴とする建設機械の排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の排ガス浄化装置において、
前記操作装置はクレーンモードを指示する動作切換スイッチであり、
前記再生制御装置は、前記動作切換スイッチの操作信号がクレーンモードを指示する操作信号を出力しているときに前記第１作業時間をカウントする第１カウント処理と、前記動作切換スイッチがクレーンモードを指示する操作信号を出力していないきに前記第２作業時間をカウントする第２カウント処理のいずれか一方を行い、そのカウント結果に基づいて前記作業時間割合を計算することを特徴とする建設機械の排ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の排ガス浄化装置において、
前記操作装置は前記エンジンの目標回転数を指示するエンジン目標回転数指示装置であり、
前記再生制御装置は、前記エンジン目標回転数指示装置の操作信号が指示する目標回転数が予め設定した閾値以下であるときに前記第１作業時間をカウントする第１カウント処理と、前記エンジン目標回転数指示装置の操作信号が指示する目標回転数が前記閾値よりも高いときに前記第２作業時間をカウントする第２カウント処理のいずれか一方を行い、そのカウント結果に基づいて前記作業時間割合を計算することを特徴とする建設機械の排ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械の排ガス浄化装置において、
前記第１作業時間をTl、前記第２作業時間をTh、前記総作業時間に占める前記第１作業を行った第１作業時間の作業時間割合をWrl、前記総作業時間に占める前記第２作業時間の割合をWrh、前記再生時間間隔の限界値をTxとするとき、前記再生制御装置は、
Tx＝Th−(Th−Tl)×Wrl、
Tx＝Tl＋(Th−Tl)×Wrh
のいずれか一方の式により前記再生時間間隔の限界値Txを計算することを特徴とする建設機械の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の排ガス浄化装置に係わり、特に、ＰＭ捕集フィルタにより排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して排ガスを浄化するとともに、ＰＭ捕集フィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去し、ＰＭ捕集フィルタを再生する再生装置を備えた建設機械の排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械には、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）低減のためＰＭ捕集フィルタを装備した排ガス浄化装置が搭載されている。この排ガス浄化装置を搭載した建設機械を長時間運転させると、ＰＭ捕集フィルタにＰＭが堆積する。堆積したＰＭは排ガス圧力の増加を伴い、エンジンの性能低下を招くだけでなく、過堆積したＰＭが燃焼し過ぎることで再生時の高温によるＰＭ捕集フィルタの溶損等を招く。これを防止するため、ＰＭが堆積し過ぎない内に定期的にＰＭ捕集フィルタの再生を行なわなければならない。
【０００３】
ここで、ＰＭ捕集フィルタの再生を行うためには再生のタイミングを決める必要がある。これは、一般的に、ＰＭ捕集フィルタに堆積したＰＭ堆積量を推定し、ＰＭ堆積量が閾値を超えたかどうかを判定することにより行っている。
【０００４】
そのようなＰＭ捕集フィルタの再生技術を開示するものとして特許文献1記載のものがある。特許文献1においては、ＰＭ堆積量を推定するため、エンジンから得た排気流量や燃料噴射量や排気温度等の複数のパラメータを用い、現在のエンジン運転状態に対応した微粒子生成量や燃焼速度定数を演算し、限界堆積量までＰＭ堆積量が増加したときに再生を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９７９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献1では、上記のように、エンジンから得た排気流量や燃料噴射量や排気温度等の複数のパラメータを用いて現在のエンジン運転状態に対応した微粒子生成量や燃焼速度定数を計算し、ＰＭ堆積量を推定している。しかし、微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算は複雑であり、コントローラの制御負担が大きい。
【０００７】
本発明の目的は、微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算を不要とし、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタの再生間隔を適切に決めることができる建設機械の排ガス浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を果たすため、本発明は、エンジンの排気系に配置され、前記エンジンの排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するＰＭ捕集フィルタと、前記ＰＭ捕集フィルタの上流側に配置された酸化触媒を有し、この酸化触媒に未燃燃料を混合した排ガスを供給することで前記排ガスの温度を上昇させて前記ＰＭ捕集フィルタに堆積した粒子状物質を焼却除去し、前記ＰＭ捕集フィルタを再生する再生装置と、再生要求指令に基づいて前記再生装置を作動させ、前記ＰＭ捕集フィルタを再生させる再生制御装置とを備えた建設機械の排ガス浄化装置において、前記建設機械が行う作業として、低負荷作業が支配的である第１作業と前記低負荷作業よりも負荷が高い高負荷作業が支配的である第２作業のいずれか一方を指示する操作信号を出力する操作装置を更に備え、前記再生制御装置は、前記第１作業だけを行ったときに前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が予め定めた堆積限界量に到達する第1限界再生時間と、前記第２作業だけを行ったときに前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が前記堆積限界量に到達する第２限界再生時間を予め設定しておき、前記操作装置の操作信号に基づいて、前記ＰＭ捕集フィルタの前回の再生を終了した時点からの前記エンジンの稼動時間の積算値である総作業時間に占める前記第１作業を行った第１作業時間と前記第２作業を行った第２作業時間のいずれか一方の作業時間割合を計算し、かつ前記作業時間割合と前記第１及び第２限界再生時間とに基づいて、前記ＰＭ捕集フィルタに捕集された粒子状物質が前記堆積限界量に到達する再生時間間隔の限界値を計算し、前記総作業時間が前記再生時間間隔の限界値を超えたとき前記再生要求指令を出力するものとする。
【０００９】
このように本発明においては、再生制御装置を設け、操作装置の操作信号を用いて総作業時間と第１及び第２作業時間のいずれかを計算し、再生時間間隔の限界値を算出することで、再生要求指令を適切なタイミングで生成し、再生を行うことができる。これにより従来のように微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算が不要となり、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタの再生間隔を決めることができる。
【００１０】
また、操作装置の操作信号を用い、低負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｌと高負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｈを分けて計算するため、再生時間間隔の限界値Ｔｘに達するまでの作業時間に実際の負荷状態が反映される。これによりＰＭ捕集フィルタの再生間隔を適切に決めることができ、適切な再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算が不要であり、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタの再生間隔を決めることができる。また、作業時間を計算するだけでよいので、再生制御装置の制御負担を軽減することができる。更に、特別なセンサが不要であるので、構成もシンプルとなり、安価で信頼性の高い制御系を構成することができる。更に、再生時間間隔の限界値Ｔｘに達するまでの作業時間に実際の負荷状態が反映されるため、ＰＭ捕集フィルタの再生間隔を適切に決めることができ、適切な再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図２】本発明の第１の実施の形態における排ガス浄化装置を示す図である。
【図１】油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】エンジンコントローラ及び車体コントローラの第１及び第２再生制御装置としての処理機能を説明するフローチャートである。
【図４】第1限界再生時間Ｔｌ及び第２限界再生時間Ｔｈと再生時間間隔の限界値Ｔｘの関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるエンジンコントローラ及び車体コントローラの第１及び第２再生制御装置としての処理機能を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、建設機械が油圧ショベルである場合について図面を用いて説明する。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
図１は油圧ショベルの外観を示す図である。
【００１５】
油圧ショベルは、垂直方向にそれぞれ回動するブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びバケット１０１ｃからなる多関節型のフロント装置１０１Ａと、上部旋回体１０１ｄ及び下部走行体１０１ｅからなる車体１０１Ｂとで構成され、フロント装置１０１Ａのブーム１０１ａの基端は上部旋回体１０１ｄの前部に垂直方向に回動可能に支持されている。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、上部旋回体１０１ｄ及び下部走行体１０１ｅはそれぞれブームシリンダ１０３ａ、アームシリンダ１０３ｂ、バケットシリンダ１０３ｃ、旋回モータ（図示せず）及び左右の走行モータ１０３ｅ，１０３ｆによりそれぞれ駆動される。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、上部旋回体１０１ｄの動作は図示しない操作レバー装置の油圧操作信号により指示され、下部走行体１０１ｅの動作は図示しない走行用の操作ペダル装置の油圧操作信号により指示される。
【００１６】
上部旋回体１０１は運転室を形成するキャビン１０７を備え、キャビン１０７内にオペレータが着座する運転席、上記操作レバー装置や操作ペダル装置、クレーンモードを指示する操作信号を出力する動作切換スイッチ９０（図２参照）及びエンジン１０の目標回転数を指示する操作信号を出力するエンジンコントロールダイヤル９１（エンジン目標回転数指示装置）（図２参照）などの各種操作手段が設置されている。
【００１７】
バケット１０１ｃの背部には格納式のフック１０１ｈが設けられている。フック１０１ｈは吊り荷作業用であり、フック１０１ｈにワイヤーを掛けて吊り荷Ｓを吊り上げることでクレーン作業を行うことができる。
【００１８】
図２は、油圧ショベルに搭載される排ガス浄化装置を示す図である。
【００１９】
図２において、油圧ショベルはディーゼルエンジン（以下エンジンという）１０を有している。エンジン１０の排気側には、吸入された空気を圧縮するターボ３０が備えられ、エンジン１０から排出された排ガスは、ターボ３０を作動させ排気管１１へと流通する。排ガスの一部はエンジン吸気側へと還流され、その量はＥＧＲバルブ４０の開度によって制御される。
【００２０】
本実施の形態の排ガス浄化装置はそのようなエンジン１０の排気系に設けられるものであり、排ガス後処理装置２０と、温度センサ５０，５１と、エンジンコントローラ（ECU）７０及び車体コントローラ８０とを備えている。
【００２１】
排ガス後処理装置２０は排気管１１に接続され、排気管１１を流通する排ガスは排ガス後処理装置２０により浄化され大気中に排出される。
【００２２】
排ガス後処理装置２０は酸化触媒（DOC）２１と、ＰＭ捕集フィルタ（DPF）２２とを内蔵しており、酸化触媒２１はＰＭ捕集フィルタ２２の上流側に配置されている。酸化触媒２１は、未燃燃料を混合した排ガスが供給されることで排ガスの温度を上昇させ、ＰＭ捕集フィルタ２２に堆積した粒子状物質を焼却除去する。未燃燃料を混合した排ガスは、エンジンコントローラ７０による指令によりポスト噴射を行うことにより生成される。ポスト噴射を行うときの電子ガバナ１０ａと酸化触媒２１は、ＰＭ捕集フィルタ２２に堆積した粒子状物質を焼却除去し、ＰＭ捕集フィルタ２２を再生する再生装置を構成する。ＰＭ捕集フィルタ２２はDPF（ディーゼルパティキュレートフィルタ）に酸化触媒成分を付加したフィルタ（CSF）であってもよい。
【００２３】
温度センサ５０，５１は、それぞれ、酸化触媒２１及びＰＭ捕集フィルタ２２の温度を測定するものであり、温度センサ５０，５１はエンジンコントローラ７０に接続され、温度センサ５０，５１の検出信号はエンジンコントローラ７０に送信される。エンジンコントローラ７０はエンジン１０とＥＧＲバルブ４０とも電気的に接続され、エンジン１０から回転数や燃焼噴射量などのエンジン運転状態に関する情報を読み取り、エンジン１０の運転状態によりＥＧＲバルブ４０に開度を制御する信号が送信される。
【００２４】
キャビン１０７の運転室内のオペレータが操作可能な位置に動作切換スイッチ９０とエンジンコントロールダイヤル９１が設けられており、動作切換スイッチ９０とエンジンコントロールダイヤル９１は車体コントローラ８０に電気的に接続されている。車体コントローラ８０はエンジンコントローラ７０と電気的に接続されている。
【００２５】
動作切換スイッチ９０はクレーンモードを指示する操作信号を出力する操作装置であり、オペレータによりＯＮ位置に切り換えられたとき、クレーンモードを指示する操作信号（クレーンモード信号）を車体コントローラ８０に出力する。車体コントローラ８０は、クレーンモードを指示する操作信号を入力したとき、エンジンコントロールダイヤル９１が指示した目標回転数に代え、クレーン作業に適した低速の目標回転数をエンジンコントローラ７０に送信する。エンジンコントローラ７０はその目標回転数に基づいてエンジン１０に備えられる電子ガバナ１０ａの燃料噴射量を制限し、エンジン１０の回転数を下げ、クレーン作業の操作性を良好に確保できるようにする。
【００２６】
エンジンコントロールダイヤル９１はエンジン１０の目標回転数を指示する操作信号を出力する操作装置（エンジン目標回転数指示装置）であり、オペレータにより操作され、エンジン１０の目標回転数を指示する操作信号を車体コントローラ８０に出力する。車体コントローラ８０は動作切換スイッチ９０からクレーンモードを指示する操作信号を入力していないときは、その目標回転数をエンジンコントローラ７０に送信する。エンジンコントローラ７０はその目標回転数に基づいてエンジン１０に備えられる電子ガバナ１０ａの燃料噴射量を制御し、エンジン１０の回転数をエンジンコントロールダイヤル９１の目標回転数に応じた回転数に制御する。
【００２７】
車体コントローラ８０は、油圧ショベルの稼働時間が再生を行なう時間に到達したとき再生要求指令をエンジンコントローラ７０に送信する。エンジンコントローラ７０はその再生要求指令に基づいてエンジン１０を制御し、排ガスの温度を上昇させてＰＭ捕集フィルタ２２に堆積した粒子状物質を焼却除去し、ＰＭ捕集フィルタ２２を再生する。これらの車体コントローラ８０とエンジンコントローラ７０の機能は再生制御装置を構成する。
【００２８】
図３は、エンジンコントローラ７０及び車体コントローラ８０の再生制御装置としての処理機能を説明するフローチャートである。
【００２９】
図３のフローチャートの処理は、エンジン１０の始動をトリガーとしてスタートし、エンジン１０の停止をトリガーとして終了する。エンジン１０の始動と停止は、エンジンコントローラ７０がエンジン１０から読み取るエンジン回転数に基づいて判定する。エンジンコントローラ７０はエンジン１０から読み取ったエンジン回転数を常時、或いは一定間隔で車体コントローラ８０に送信しており、車体コントローラ８０は、例えば、エンジン回転数が所定回転数（例えば１２００rpm以上）以上である状態が所定時間（例えば５秒）以上継続した場合に、エンジン１０が始動したと判定し、図３のフローチャートの処理を開始する。
【００３０】
図３のフローチャートの処理が開始されると、まず、車体コントローラ８０は、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示しているかどうかを判定する（ステップＳ１００）。動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示しないときは、総作業時間Ｗａのカウント処理を実行し（ステップＳ１１０）、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示するときは、低負荷作業が支配的である第１作業を行った時間（第１作業時間）Ｗｌのカウント処理と総作業時間Ｗａのカウント処理を実行する（ステップＳ１２０）。
【００３１】
ここで、総作業時間ＷａはＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からのエンジン１０の稼動時間の積算値であり、第１作業時間Ｗｌはそのエンジン１０の稼動時間の積算値のうちの動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示しているときの時間である。車体コントローラ８０は図示しないタイマーを有し、エンジン稼働中はそのタイマーを用いて時間をカウントする。また、エンジン１０が停止する都度、その時のカウント値をメモリに記憶し、エンジン１０が始動する都度、メモリに記憶したカウント値を読み出し、そのカウント値にエンジン始動後の経過時間を加算する。
【００３２】
このように車体コントローラ８０は、ステップＳ１１０では、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａをカウントし、ステップＳ１２０では、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの低負荷作業が支配的である第１作業を行った時間（第１作業時間）Ｗｌをカウントし、かつＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａをカウントする。
【００３３】
次に、車体コントローラ８０は、それらのカウント結果に基づいて、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａに占める第１作業時間Ｗｌの作業時間割合Ｗｒｌを計算する（ステップＳ１３０）。更に、車体コントローラ８０は、その作業時間割合Ｗｒｌと、予め求めて設定しておいた第1限界再生時間Ｔｌ及び第２限界再生時間Ｔｈとに基づいて、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からＰＭ捕集フィルタ２２に捕集された粒子状物質が堆積限界量に到達する再生時間間隔の限界値Ｔｘを計算する（ステップＳ１４０）。
【００３４】
図４は、第1限界再生時間Ｔｌ及び第２限界再生時間Ｔｈと再生時間間隔の限界値Ｔｘの関係を示す図である。
【００３５】
第1限界再生時間Ｔｌは、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示し、低負荷作業が支配的である第１作業だけを行ったときに、前回の再生を終了した時点からＰＭ捕集フィルタ２２に捕集された粒子状物質が堆積限界量に到達する時間間隔である。第２限界再生時間Ｔｈは、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示せず、高負荷作業が支配的である第２作業だけを行ったときに、前回の再生を終了した時点からＰＭ捕集フィルタ２２に捕集された粒子状物質が堆積限界量に到達する時間間隔である。
【００３６】
再生時間間隔の限界値Ｔｘは、第１作業と第２作業が混在する実際の作業においてＰＭ捕集フィルタ２２に捕集された粒子状物質が堆積限界量に到達する時間間隔であり、第1限界再生時間Ｔｌと第２限界再生時間Ｔｈの間にある値である。この限界値Ｔｘは第1限界再生時間Ｔｌと第２限界再生時間Ｔｈと第１作業時間Ｗｌの作業時間割合Ｗｒｌにより計算することができる。計算式は以下のようになる。
【００３７】
Tx＝Th−(Th−Tl)×Wrl
この計算式は、第２限界再生時間Ｔｈを基準にしてその値を第１作業時間Ｗｌの割合で補正して再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出する場合のものである。
【００３８】
再生時間間隔の限界値Ｔｘは第１限界再生時間Ｔｌを基準としてその値を、高負荷作業が支配的である第２の作業を行った時間（第２作業時間）Ｗｈの割合で補正して算出することもできる。この場合は、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示していないときに、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの高負荷作業が支配的である第２作業を行った時間（第２作業時間）Ｗｈをカウントして積算し、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａに占める第２作業時間Ｗｈの作業時間割合Ｗｒｈを計算し、作業時間割合Ｗｒｈに第1及び第２限界再生時間Ｔｌ，Ｔｈの差分を乗じた値を第１限界再生時間Ｔｌに加算して再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出すればよい。計算式は以下のようになる。
【００３９】
Tx＝Tl＋(Th−Tl)×Wrh
ここで、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示しているときは、負荷の低いクレーン作業を行う場合であり、低負荷作業を行っている時間が大部分である（低負荷作業が支配的である）。一方、動作切換スイッチ９０の操作信号がクレーンモードを指示していないときは、負荷の高い掘削作業等の通常作業を行う場合であり、高負荷作業を行っている時間の割合が高い状態にある（高負荷作業が支配的である）。したがって、動作切換スイッチ９０は、油圧ショベル（建設機械）が行う作業として、低負荷作業が支配的である第１作業と低負荷作業よりも負荷が高い高負荷作業が支配的である第２作業のいずれか一方を指示する操作信号を出力する操作装置であると言うことができる。
【００４０】
車体コントローラ８０は、次いで、総作業時間Ｗａが再生時間間隔の限界値Ｔｘを超えたかどうかを判定し（ステップＳ１５０）、総作業時間Ｗａが再生時間間隔の限界値Ｔｘを超えたときエンジンコントローラ７０に再生要求指令をエンジンコントローラ７０に出力する（ステップＳ１７０）。
【００４１】
また、総作業時間Ｗａが再生時間間隔の限界値Ｔｘを超えていないときは、制御の信頼性確保のため、総作業時間Ｗａが第２限界再生時間Ｔｈを超えたかどうかを更に判定し（ステップＳ１６０）、総作業時間Ｗａが第２限界再生時間Ｔｈを超えたときエンジンコントローラ７０に再生要求指令をエンジンコントローラ７０に出力する（ステップＳ１７０）。
【００４２】
再生要求指令を受信したエンジンコントローラ７０は、温度センサ５０により酸化触媒２１の温度を測定し、酸化触媒２１が再生可能な閾値Tpm1以上の温度まで充分に温まっているかどうかを判定する（ステップＳ２００）。エンジンコントローラ７０は、酸化触媒２１の温度が閾値Tpm1以上である場合、再生開始指令をエンジン１０に出力し、エンジン１０は電子ガバナ１０ａによるポスト噴射を行ない、排ガス中に未燃燃料を混合させ、再生を開始する（ステップＳ２１０）。このとき、ガスと未燃燃料との混合気は酸化触媒２１に到達し、未燃燃料が酸化触媒２１上で酸化する。この際反応熱が出るので、排気温度は高温になる。高温になった排ガスはＰＭ捕集フィルタ２２に到達する。このときＰＭ捕集フィルタ２２の温度が閾値Tpm2に上昇すると、ＰＭ捕集フィルタ２２に堆積した粒子状物質は燃焼される。ＰＭ捕集フィルタ２２の温度は温度センサ５１によって監視され、その温度情報はエンジンコントローラ７０に入力される。エンジンコントローラ７０は、ＰＭ捕集フィルタ２２の温度が閾値Tpm2未満であるならば、エンジン１０の排ガス中に混合させる未燃燃料を増量させ、酸化触媒２１での酸化反応をより活発なものにする。逆にＰＭ捕集フィルタ２２の温度が閾値Tpm2以上である場合、エンジンコントローラ７０はエンジン１０の排ガス中に混合させる未燃燃料を減量し、酸化触媒２１での酸化反応を緩慢なものにする。
【００４３】
次いで、エンジンコントローラ７０は、ＰＭ捕集フィルタ２２の高温状態が所定の一定時間以上継続したかどうかを判定し（ステップＳ２２０）、ＰＭ捕集フィルタ２２の高温状態が所定の一定時間以上継続すると再生が終了したと判断し、エンジン１０へのポスト噴射を終了させる（ステップＳ２３０）。
【００４４】
このように本実施の形態においては、既設の操作装置である動作切換スイッチ９０を、作業時間に作業負荷を反映させる操作信号を出力する操作装置として利用するものであり、その操作信号を用いて総作業時間Ｗａと第1作業時間Ｗｌ或いは第２作業時間Ｗｈを計算し、再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出することで、再生要求指令を適切なタイミングで生成し、再生を行うことができる。これにより従来のように微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算が不要となり、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタ２２の再生間隔を決めることができる。また、作業時間を計算するだけでよいので、再生制御装置である車体コントローラ８０の制御負担を軽減することができる。更に、特別なセンサが不要であるので、構成もシンプルとなり、安価で信頼性の高い制御系を構成することができる。
【００４５】
また、油圧ショベルの稼働時間が再生を行なう時間に到達したとき再生制御を行う手法として、一定時間を経過する毎に再生要求指令を生成し再生制御を行うことも考えられる。しかし、この場合は、作業時間に作業負荷の大小が反映されないため、再生過多或いは再生不足を生じる可能性がある。これに対し、本実施の形態においては、動作切換スイッチ９０の操作信号を用い、低負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｌと高負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｈを分けて計算し、再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出する。このため再生時間間隔の限界値Ｔｘに達するまでの作業時間には実際の負荷状態が反映されており、より正確に再生タイミングを決めることができ、適切な再生を行うことができる。
【００４６】
＜第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるエンジンコントローラ７０及び車体コントローラ８０の第１及び第２再生制御装置としての処理機能を説明するフローチャートである。
【００４７】
第１の実施の形態では、低負荷作業が支配的である第１作業を行った時間（第１作業時間）Ｗｌ（或いは高負荷作業が支配的である第２作業を行った時間（第２作業時間）Ｗｈ）を算出するのに動作切換スイッチ９０の操作信号を用いたが、本実施の形態はエンジンコントロールダイヤル９１の操作信号を用いるものである。
【００４８】
図５における本実施の形態におけるフローチャートの図３に示すフローチャートとの相違点は、図３に示すフローチャートのステップＳ１００，Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０、Ｓ１４０がステップＳ３００，Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３４０に置き換わった点である。
【００４９】
図５において、フローチャートの処理が開始されると、まず、車体コントローラ８０は、エンジンコントロールダイヤル９１の操作信号が指示する目標回転数が閾値Ｎth以上であるかどうかを判定する（ステップＳ３００）。エンジンコントロールダイヤル９１の操作信号が指示する目標回転数が閾値Ｎth以上でないときは、総作業時間Ｗａのカウント処理を実行し（ステップＳ１１０）、閾値Ｎth以上であるときは、高負荷作業が支配的である第２作業を行った時間（第２作業時間）Ｗｈのカウント処理と総作業時間Ｗａのカウント処理を実行する（ステップＳ３２０）。閾値Ｎthは例えば１５００ｒｐｍである。
【００５０】
前述したように、総作業時間ＷａはＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からのエンジン１０の稼動時間の積算値である。第２作業時間Ｗｈはそのエンジン１０の稼動時間の積算値のうちのエンジンコントロールダイヤル９１の操作信号が指示する目標回転数が閾値Ｎth以上であるときの時間である。
【００５１】
次に、車体コントローラ８０は、それらのカウント結果に基づいて、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａに占める第２作業時間Ｗｈの作業時間割合Ｗｒｈを計算する（ステップＳ３３０）。更に、車体コントローラ８０は、その作業時間割合Ｗｒｈと、予め求めて設定しておいた第1限界再生時間Ｔｌ及び第２限界再生時間Ｔｈとに基づいて、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からＰＭ捕集フィルタ２２に捕集された粒子状物質が堆積限界量に到達する再生時間間隔の限界値Ｔｘを以下の式から計算する（ステップＳ１４０）。
【００５２】
Tx＝Tl＋(Th−Tl)×Wrh
なお、第１の実施の形態と同様、ＰＭ捕集フィルタ２２の前回の再生を終了した時点からの総作業時間Ｗａに占める第１作業時間Ｗｌの作業時間割合Ｗｒｌを計算し、以下の式から再生時間間隔の限界値Ｔｘを計算してもよい。
【００５３】
Tx＝Th−(Th−Tl)×Wrl
ここで、エンジンコントロールダイヤル９１の操作信号が閾値Ｎthよりも低い目標回転数を指示しているときは、負荷の低い水平引き等の作業を行う場合であり、低負荷作業を行っている時間が大部分である（低負荷作業が支配的である）。一方、エンジンコントロールダイヤル９１の操作信号が閾値Ｎth以上の目標回転数を指示しているときは、負荷の高い掘削作業等の通常作業を行う場合であり、高負荷作業を行っている時間の割合が高い状態にある（高負荷作業が支配的である）。したがって、エンジンコントロールダイヤル９１は、油圧ショベル（建設機械）が行う作業として、低負荷作業が支配的である第１作業と低負荷作業よりも負荷が高い高負荷作業が支配的である第２作業のいずれか一方を指示する操作信号を出力する操作装置であると言うことができる。
【００５４】
ステップＳ１５０以下の処理は第１の実施の形態と同じである。
【００５５】
このように本実施の形態においても、既設の操作装置であるエンジンコントロールダイヤル９１を、作業時間に作業負荷を反映させる操作信号を出力する操作装置として利用するものであり、その操作信号を用いて総作業時間Ｗａと第1作業時間Ｗｌ或いは第２作業時間Ｗｈを計算し、再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出することで、再生要求指令を適切なタイミングで生成し、再生を行うことができる。これにより従来のように微粒子生成量の計算や燃焼速度定数の計算などの複雑な計算が不要となり、簡易な手法でＰＭ捕集フィルタ２２の再生間隔を決めることができる。また、作業時間を計算するだけでよいので、再生制御装置である車体コントローラ８０の制御負担を軽減することができる。更に、特別なセンサが不要であるので、構成もシンプルとなり、安価で信頼性の高い制御系を構成することができる。
【００５６】
また、エンジンコントロールダイヤル９１の操作信号を用い、低負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｌと高負荷作業が支配的である場合の作業時間Ｗｈを分けて計算し、再生時間間隔の限界値Ｔｘを算出する。このため再生時間間隔の限界値Ｔｘに達するまでの作業時間には実際の負荷状態が反映されており、より正確に再生タイミングを決めることができ、適切な再生を行うことができる。
【００５７】
＜その他＞
上記実施の形態では、クレーンモードを指示する動作切換スイッチ９０或いはエンジン１０の目標回転数を指示するエンジンコントロールダイヤル９１を、低負荷作業が支配的である第１作業と負荷が高い高負荷作業が支配的である第２作業のいずれか一方を指示する操作信号を出力する操作装置として利用したが、油圧ショベルには、動作切換スイッチ９０及びエンジンコントロールダイヤル９１以外にも作業モードを指示する種々の操作装置が設けられており、それらを第１作業或いは第２作業を指示する操作信号を出力する操作装置として用いてもよい。それらの例としては、微操作モードを指示する操作信号を出力する操作装置、或いは掘削モードを指示する操作信号を出力する操作装置等があり、これらを本発明の操作装置として用いた場合でも、本発明の効果が得られる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、再生制御装置を車体コントローラ８０とエンジンコントローラ７０の組み合わせで構成したが、それらの一方で再生制御装置を構成してもよい。例えば、再生制御装置を車体コントローラ８０で構成してもよく、この場合は車体コントローラ８０はエンジン情報をエンジンコントローラ７０を経由して取得し、再生開始指令をエンジンコントローラ７０を経由してエンジン１０に送信すればよい。再生制御装置をエンジンコントローラ７０で構成した場合は、エンジンコントローラ７０は動作切換スイッチ９０或いはエンジンコントロールダイヤル９１の操作信号を車体コントローラ８０を経由して入力すればよい。
【００５９】
更に、上記実施の形態では、建設機械が油圧ショベルである場合について説明したが、作業時間に作業負荷を反映させ得る操作信号を出力する操作装置を備えた建設機械であれば、油圧ショベル以外の建設機械（例えば油圧クレーン、ホイール式ショベル等）に本発明を適用し、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  ディーゼルエンジン
１０ａ  電子ガバナ（再生装置）
２０  排ガス後処理装置
２１  酸化触媒（再生装置）
２２  ＰＭ捕集フィルタ
５０  温度センサ
５１  温度センサ
７０  エンジンコントローラ（再生制御装置）
８０  車体コントローラ（再生制御装置）
９０  動作切換スイッチ
９１  エンジンコントロールダイヤル（エンジン目標回転数指示装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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