(57)【要約】【課題】すす成分の付着に起因した酸化触媒の閉塞状態の判定を安定して行うことができる建設機械を提供する。【解決手段】排気ガス浄化装置１８は、酸化触媒２０を備える。酸化触媒２０の入口側と出口側には、入口側の圧力Ｐ１を検出する圧力センサ２３と出口側の圧力Ｐ２を検出する圧力センサ２４をそれぞれ設ける。コントローラ２６は、圧力センサ２３，２４により検出された圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて、酸化触媒２０がすす成分の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定する。コントローラ２６は、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定した場合は、報知器２５を通じてその旨をオペレータに対して報知する等のフェールセーフ制御を行う。【選択図】図３
2015148182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持構造体を形成するフレームと、
該フレームに搭載されるエンジンと、
該エンジンから排出される排気ガス中の成分を酸化するための酸化触媒を有し、前記エンジンの排気側に設けられる排気ガス処理装置とを備えてなる建設機械において、
前記酸化触媒の入口側の圧力（Ｐ１）を検出する入口側圧力検出手段と、
前記酸化触媒の出口側の圧力（Ｐ２）を検出する出口側圧力検出手段と、
前記入口側圧力検出手段および出口側圧力検出手段により検出された前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）に基づいて、前記酸化触媒がすす成分の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定する酸化触媒閉塞判定手段と、
該酸化触媒閉塞判定手段により前記酸化触媒が閉塞状態にあると判定された場合にフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御手段とを備える構成としたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記酸化触媒の入口側の温度（Ｔ１）を検出する入口側温度検出手段と、
前記酸化触媒の出口側の温度（Ｔ２）を検出する出口側温度検出手段とを備え、
前記酸化触媒閉塞判定手段は、前記入口側温度検出手段および出口側温度検出手段により検出された前記温度（Ｔ１，Ｔ２）と前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、前記酸化触媒の閉塞状態を判定する構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記排気ガス処理装置は、前記酸化触媒に加え、該酸化触媒の下流側に位置して前記エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを有する構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械。
【請求項４】
前記フィルタの出口側の圧力（Ｐ３）を検出するフィルタ出口側圧力検出手段を備え、
前記酸化触媒閉塞判定手段は、前記フィルタ出口側圧力検出手段により検出された前記圧力（Ｐ３）と前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、前記酸化触媒の閉塞状態を判定する構成としてなる請求項３に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の排気ガス中から有害物質を除去するのに好適に用いられる排気ガス処理装置を備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成されている。上部旋回体は、支持構造体を形成する旋回フレームの後部側に油圧ポンプを駆動するためのエンジンを搭載し、旋回フレームの前側にキャブ、燃料タンク、作動油タンク等を搭載している。
【０００３】
ここで、建設機械の原動機となるエンジンには、一般的にディーゼルエンジンが用いられている。このようなディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、例えば粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれることがある。このため、建設機械では、エンジンの排気ガス通路を形成する排気管に排気ガスを浄化するための排気ガス処理装置が設けられている。
【０００４】
排気ガス処理装置は、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する酸化触媒（例えば、Diesel Oxidation Catalyst、略してＤＯＣとも呼ばれている）と、該酸化触媒の下流側に配置され排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（例えば、Diesel Particulate Filter、略してＤＰＦとも呼ばれている）とを含んで構成されている（特許文献１）。
【０００５】
ここで、粒子状物質除去フィルタには、粒子状物質が捕集されることに伴って該粒子状物質が堆積し、これによりフィルタが目詰まりする。このため、フィルタに堆積した粒子状物質を除去し、フィルタを再生する必要がある。このフィルタの再生は、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼することにより行うことができる。この場合、酸化触媒を介した酸化反応とエンジンに加わる負荷が大きくなることとにより、排気ガスの温度が上昇し、これにより、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼することができる（低温再生）。また、ポスト噴射と呼ばれる再生用の燃料噴射を行うことにより、排気ガスの温度を上昇させ、フィルタに堆積した粒子状物質を強制的に燃焼することができる（高温再生）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７４８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１による従来技術は、排気ガス処理装置を構成する酸化触媒の劣化を、エンジンの燃料噴射量に基づいて判定する構成となっている。しかし、この構成は、例えば、エンジンの燃料噴射装置（インジェクタ）に不調が生じた場合、または、フィルタの再生処理に不調が生じた場合等に、酸化触媒の劣化の判定を行えなくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、酸化触媒の劣化の判定、特に、すす成分の付着による酸化触媒の閉塞状態の判定を安定して行うことができる建設機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の建設機械は、支持構造体を形成するフレームと、該フレームに搭載されるエンジンと、該エンジンから排出される排気ガス中の成分を酸化するための酸化触媒を有し、前記エンジンの排気側に設けられる排気ガス処理装置とを備えてなる。
【００１０】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記酸化触媒の入口側の圧力（Ｐ１）を検出する入口側圧力検出手段と、前記酸化触媒の出口側の圧力（Ｐ２）を検出する出口側圧力検出手段と、前記入口側圧力検出手段および出口側圧力検出手段により検出された前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）に基づいて、前記酸化触媒がすす成分の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定する酸化触媒閉塞判定手段と、該酸化触媒閉塞判定手段により前記酸化触媒が閉塞状態にあると判定された場合にフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御手段とを備える構成としたことにある。
【００１１】
請求項２の発明は、前記酸化触媒の入口側の温度（Ｔ１）を検出する入口側温度検出手段と、前記酸化触媒の出口側の温度（Ｔ２）を検出する出口側温度検出手段とを備え、前記酸化触媒閉塞判定手段は、前記入口側温度検出手段および出口側温度検出手段により検出された前記温度（Ｔ１，Ｔ２）と前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、前記酸化触媒の閉塞状態を判定する構成としたことにある。
【００１２】
請求項３の発明は、前記排気ガス処理装置は、前記酸化触媒に加え、該酸化触媒の下流側に位置して前記エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを有する構成としたことにある。
【００１３】
請求項４の発明は、前記フィルタの出口側の圧力（Ｐ３）を検出するフィルタ出口側圧力検出手段を備え、前記酸化触媒閉塞判定手段は、前記フィルタ出口側圧力検出手段により検出された前記圧力（Ｐ３）と前記圧力（Ｐ１，Ｐ２）とに基づいて、前記酸化触媒の閉塞状態を判定する構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、酸化触媒閉塞判定手段により、酸化触媒の閉塞状態、即ち、すす成分の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定することができる。この場合、酸化触媒閉塞判定手段は、入口側圧力検出手段および出口側圧力検出手段により検出される酸化触媒の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力（Ｐ１，Ｐ２）に基づいて判定を行う。より具体的には、入口側の圧力（Ｐ１）と出口側の圧力（Ｐ２）との差圧（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）が予め設定した差圧閾値（Ｐｔ）以上であるか否かにより、酸化触媒が閉塞状態にあるか否かを判定することができる。
【００１５】
このため、例えば、エンジンの燃料噴射装置（インジェクタ）に不調が生じた場合やフィルタの再生処理に不調が生じた場合にも、酸化触媒閉塞判定手段による酸化触媒の閉塞状態の判定を安定して行うことができる。これに加えて、酸化触媒の閉塞状態の判定を、複雑な判定処理を必要とすることなく簡素な処理として行うことができる。
【００１６】
しかも、酸化触媒閉塞判定手段により酸化触媒が閉塞状態にあると判定された場合は、フェールセーフ制御手段により、例えば、その旨をオペレータ（運転者）に報知したり、エンジンの運転（回転数や出力）を制限することができる。これにより、酸化触媒が閉塞状態にある場合に、オペレータは、酸化触媒の点検、修理、交換等の必要な整備を行うことができる。また、整備が行われない場合でも、エンジンの運転が制限されることで、該エンジンを保護できると共に、酸化処理が十分でない排気ガスが排出されることを抑制できる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、酸化触媒閉塞判定手段は、酸化触媒の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力（Ｐ１，Ｐ２）に加えて、入口側温度検出手段および出口側温度検出手段により検出される酸化触媒の入口側（上流側）と出口側（下流側）の温度（Ｔ１，Ｔ２）も用いて、酸化触媒の閉塞状態の判定を行う。この場合、入口側の温度（Ｔ１）と出口側の温度（Ｔ２）との差となる温度差（ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１）が予め設定した温度差閾値（Ｔｔ）以下であるか否かにより、酸化触媒の酸化活性状態が低下しているか否かを判定することができる。このため、酸化触媒の閉塞状態の判定を、酸化触媒の酸化活性状態も考慮して行うことができ、酸化触媒の閉塞状態をより細かく（精度よく）判定することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、フィルタと酸化触媒とを含んで構成された排気ガス処理装置において、酸化触媒の閉塞状態の判定を安定して行うことができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、酸化触媒閉塞判定手段は、酸化触媒の入口側（上流側）の圧力（Ｐ１）と、酸化触媒の出口側（下流側）でフィルタの入口側（上流側）の圧力（Ｐ２）と、フィルタの出口側（下流側）の圧力（Ｐ３）とに基づいて、酸化触媒の閉塞状態の判定を行う。このため、フィルタと酸化触媒とを含んで構成された排気ガス処理装置において、酸化触媒の閉塞状態の判定の精度（正確性）を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の上部旋回体のうちキャブ、外装カバーの一部を取除いた状態で油圧ショベルを拡大して示す一部破断の平面図である。
【図３】エンジン、排気ガス処理装置、コントローラ等を示す回路構成図である。
【図４】図３中のコントローラによる処理を示す流れ図である。
【図５】第２の実施の形態によるエンジン、排気ガス処理装置、コントローラ等を示す回路構成図である。
【図６】図５中のコントローラによる処理を示す流れ図である。
【図７】第３の実施の形態によるエンジン、排気ガス処理装置、コントローラ等を示す回路構成図である。
【図８】図７中のコントローラによる処理を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、ミニショベルと呼ばれる小型の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は土砂の掘削作業等に用いられる小型の油圧ショベルである。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載され、該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。
【００２３】
ここで、作業装置５は、スイングポスト式の作業装置として構成され、例えばスイングポスト５Ａ、ブーム５Ｂ、アーム５Ｃ、作業具としてのバケット５Ｄ、作業装置５を左，右に揺動するスイングシリンダ５Ｅ（図２参照）、ブームシリンダ５Ｆ、アームシリンダ５Ｇおよびバケットシリンダ５Ｈを備えている。上部旋回体４は、後述の旋回フレーム６、外装カバー７、キャブ８、カウンタウエイト９を含んで構成されている。
【００２４】
旋回フレーム６は、上部旋回体４の支持構造体を形成するフレームとなるもので、該旋回フレーム６は、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられている。旋回フレーム６には、その後部側に後述のカウンタウエイト９、エンジン１０が設けられ、左前側には後述のキャブ８が設けられ、右前側には後述の燃料タンク１６が設けられている。旋回フレーム６には、キャブ８の右側から後側にわたって外装カバー７が設けられ、この外装カバー７は、旋回フレーム６、キャブ８およびカウンタウエイト９と共に、エンジン１０、油圧ポンプ１５、熱交換器１７、排気ガス処理装置１８等を収容する空間を画成するものである。
【００２５】
キャブ８は、旋回フレーム６の左前側に搭載され、該キャブ８は、オペレータ（運転者）が搭乗する運転室を内部に画成している。キャブ８の内部には、オペレータが着座する運転席、各種の操作レバー（いずれも図示せず）等が配設されている。
【００２６】
カウンタウエイト９は、作業装置５との重量バランスをとるもので、該カウンタウエイト９は、後述するエンジン１０の後側に位置して旋回フレーム６の後端部に取付けられている。図２に示すように、カウンタウエイト９の後面側は、円弧状をなして形成され、カウンタウエイト９を下部走行体２の車体幅内に収まる構成となっている。
【００２７】
１０は旋回フレーム６の後側に横置き状態で配置されたエンジンで、該エンジン１０は、小型の油圧ショベル１に原動機として搭載されるため、例えば小型のディーゼルエンジンを用いて構成されている。エンジン１０には、外気を吸込む吸気管１１（図３参照）と、排気ガスを排出する排気ガス通路の一部をなす排気管１２とが設けられている。吸気管１１は、エンジン１０に向けて外気（空気）が流入するもので、その先端側には、外気を清浄化するエアクリーナ１３が接続されている。排気管１２には、後述の排気ガス処理装置１８が接続して設けられている。
【００２８】
ここで、エンジン１０は、電子制御式エンジンにより構成され、燃料の供給量が電子制御噴射弁等の燃料噴射装置１４（図３参照）により可変に制御される。即ち、燃料噴射装置１４は、後述のコントローラ２６から出力される制御信号に基づいて、エンジン１０のシリンダ（図示せず）内に噴射する燃料の噴射量（燃料噴射量）を可変に制御する。これにより、エンジン１０は、その回転数や出力が、コントローラ２６により制御される構成となっている。例えば、コントローラ２６により、後述の排気ガス処理装置１８の酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合は、該コントローラ２６の指令に基づいて燃料噴射装置１４から噴射される燃料を通常のときと比較して少なくすることにより、エンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行うことができる。
【００２９】
油圧ポンプ１５は、エンジン１０の左側に取付けられ、該油圧ポンプ１５は、作動油タンク（図示せず）と共に油圧源を構成するものである。油圧ポンプ１５は、エンジン１０によって駆動されることにより制御弁（図示せず）に向けて圧油（作動油）を吐出するものである。油圧ポンプ１５は、例えば可変容量型の斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式油圧ポンプによって構成される。なお、油圧ポンプ１５は、必ずしも可変容量型の油圧ポンプに限らず、例えば固定容量型の油圧ポンプを用いて構成してもよい。
【００３０】
燃料タンク１６は、キャブ８の右側に位置して旋回フレーム６上に設けられ、図示しない作動油タンク等と共に外装カバー７に覆われている。燃料タンク１６は、例えば略直方体状の耐圧タンクとして形成され、エンジン１０に供給される燃料を貯えるものである。
【００３１】
熱交換器１７は、エンジン１０の右側に位置して旋回フレーム６上に設けられ、この熱交換器１７は、例えばラジエータ、オイルクーラ、インタクーラを含んで構成されている。即ち、熱交換器１７は、エンジン１０の冷却水の冷却を行うと共に、作動油タンクに戻される圧油（作動油）の冷却も行うものである。
【００３２】
次に、エンジン１０から排出される排気ガスを浄化する排気ガス処理装置１８について説明する。
【００３３】
即ち、１８はエンジン１０の排気側に設けられた排気ガス処理装置を示している。図２に示すように、排気ガス処理装置１８は、エンジン１０の上部左側で、例えば油圧ポンプ１５の上側となる位置に配設され、その上流側はエンジン１０の排気管１２が接続されている。排気ガス処理装置１８は、排気管１２と共に排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが流通する間に、この排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。
【００３４】
ここで、ディーゼルエンジンからなるエンジン１０は、高効率で耐久性にも優れている。しかし、エンジン１０の排気ガス中には、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の有害物質が含まれている。一方、近年では、ディーゼルエンジンとして、粒子状物質（ＰＭ）の排出量を少なくできるものもある。そこで、第１の実施の形態では、エンジン１０を、粒子状物質の排出量を少なくできるもの（粒子状物質の排出量が少ない運転を行えるもの）とすると共に、排気管１２に取付けられる排気ガス処理装置１８として、排気ガス中の成分を酸化して除去する酸化触媒（ＤＯＣ）２０を有するものとしている。即ち、図３に示すように、排気ガス処理装置１８は、筒状のケーシング１９と、該ケーシング１９内に取外し可能に収容された酸化触媒２０と、該酸化触媒２０よりも下流側に設けられた排出口２１とにより構成されている。第１の実施の形態の排気ガス処理装置１８は、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）を設けていない。
【００３５】
酸化触媒２０は、例えばケーシング１９の内径寸法と同等の外径寸法をもったセラミックス製のセル状筒体からなるものである。酸化触媒２０内には、その軸方向に多数の貫通孔（図示せず）が形成され、その内面に貴金属がコーティングされている。酸化触媒２０は、所定の温度条件のもとで各貫通孔内に排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去し、窒素酸化物（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）として除去するものである。
【００３６】
排出口２１は、酸化触媒２０よりも下流側に位置してケーシング１９の出口側に接続されている。この排出口２１は、例えば浄化処理された後の排気ガスを大気中に放出する煙突、消音器を含んで構成される。
【００３７】
次に、エンジン１０の制御、排気ガス処理装置１８の監視、必要に応じてオペレータ（運転者）への報知等を行うためのセンサ２２，２３，２４、報知器２５、コントローラ２６について説明する。
【００３８】
２２はエンジン１０の回転数（回転速度）Ｎを検出するもので、該回転センサ２２は、エンジン１０の回転数Ｎを検出し、その検出信号を後述のコントローラ２６に出力する。コントローラ２６は、回転センサ２２で検出したエンジン回転数Ｎに基づいて、例えば、エンジン１０の回転数を所定の回転数に維持する回転数制御等を行う。
【００３９】
２３，２４は排気ガス処理装置１８のケーシング１９に設けられた圧力センサを示している。図３に示すように、圧力センサ２３，２４は、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）とに互いに離間して配置され、それぞれの検出信号を後述のコントローラ２６に出力する。即ち、圧力センサ２３は、酸化触媒２０の入口側（酸化触媒２０よりも上流側）の圧力Ｐ１を検出する入口側圧力検出手段となり、圧力センサ２４は、酸化触媒２０の出口側（酸化触媒２０よりも下流側）の圧力Ｐ２を検出する出口側圧力検出手段となるものである。コントローラ２６は、後述するように、圧力センサ２３で検出した入口側の圧力Ｐ１と圧力センサ２４で検出した出口側の圧力Ｐ２とにより差圧ΔＰを算出すると共に、この差圧ΔＰに基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定等を行う。この場合、酸化触媒２０の差圧ΔＰは、圧力センサ２３で検出した入口側の圧力をＰ１とし圧力センサ２４で検出した出口側の圧力をＰ２とした場合に、下記の数１式により算出する。
【００４０】
【数１】
2015148182.tif 000003
【００４１】
報知器２５は、キャブ８内で運転席の近傍に設けられている。報知器２５は、後述のコントローラ２６に接続され、該コントローラ２６からの指令（報知信号）に基づいて、オペレータに対し、例えば、酸化触媒２０が閉塞状態である旨、エンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行っている旨、点検、修理、交換等の整備が必要である旨等を報知するものである。ここで、報知器２５は、報知音を発するブザー、音声を発するスピーカ、報知内容を表示するライトもしくはモニタ等により構成することができる。報知器２５は、コントローラ２６により酸化触媒２０が閉塞状態であると判定された場合に、該コントローラ２６からの指令（報知信号）に基づいて報知音、報知表示を発する等により、オペレータに対してその旨を報知する。
【００４２】
２６はマイクロコンピュータ等からなるコントローラ（制御装置、コントロールユニット）で、該コントローラ２６は、その入力側が燃料噴射装置１４、回転センサ２２、圧力センサ２３，２４等に接続されている。コントローラ２６の出力側は、燃料噴射装置１４、報知器２５等に接続されている。コントローラ２６は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部２６Ａを有し、この記憶部２６Ａ内には、後述の図４に示す処理プログラム、即ち、酸化触媒２０の閉塞状態の判定およびフェールセーフ制御の処理プログラム、予め設定された差圧閾値Ｐｔ等が格納されている。
【００４３】
ここで、コントローラ２６は、圧力センサ２３，２４により検出された酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２に基づいて、酸化触媒２０がすす成分（スート）の付着に起因した閉塞状態（異常閉塞状態）にあるか否かを判定する酸化触媒閉塞判定手段（後述する図４のステップ３の処理）と、該酸化触媒閉塞判定手段により酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合にフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御手段（後述する図４のステップ５の処理）とを備えるものである。
【００４４】
即ち、コントローラ２６は、上述の数１式に基づいて、酸化触媒２０の入口側と出口側の差圧ΔＰを算出し（後述する図４のステップ２の処理）、この差圧ΔＰが予め設定した差圧閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する（後述する図４のステップ３の処理）。この場合、差圧閾値Ｐｔは、酸化触媒２０が閉塞状態であるか否かを判定するための判定値となるものである。そこで、差圧閾値Ｐｔは、差圧ΔＰと酸化触媒２０の状態との関係に基づいて酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。
【００４５】
コントローラ２６は、差圧ΔＰが差圧閾値Ｐｔ以上になると、酸化触媒２０がすす成分の付着に起因した閉塞状態にあると判定する（後述する図４のステップ４の処理）。この場合は、コントローラ２６は、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う（後述する図４のステップ５の処理）。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【００４６】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができ、酸化触媒２０の整備を行うことができる（後述する図４のステップ６の処理）。なお、コントローラ２６により実行される図４の処理については、後述する。
【００４７】
第１の実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。
【００４８】
油圧ショベル１のオペレータは、上部旋回体４のキャブ８に搭乗し、エンジン１０を始動して油圧ポンプ１５を駆動する。これにより、油圧ポンプ１５からの圧油は、制御弁を介して各種アクチュエータに供給される。キャブ８に搭乗したオペレータが走行用の操作レバーを操作したときには、下部走行体２を前進または後退させることができる。
【００４９】
一方、キャブ８内のオペレータが作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置５を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。この場合、小型の油圧ショベル１は、上部旋回体４による旋回半径が小さいため、例えば市街地のように狭い作業現場でも、上部旋回体４を旋回駆動しながら側溝堀作業等を行うことができる。
【００５０】
エンジン１０の運転時には、その排気管１２から炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）等が排出される。このときに排気ガス処理装置１８は、酸化触媒２０によって排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化除去することができる。これにより、浄化した排気ガスを排出口２１を通じて外部に排出することができる。
【００５１】
ところで、排気ガス処理装置１８の酸化触媒２０は、排気ガス中のすす成分（スート）の付着に起因して閉塞状態になるおそれがある。即ち、酸化触媒２０に気化しない燃料が達すると、その燃料が酸化触媒２０に付着してすす成分になる。より具体的に説明すると、例えば、エンジン１０の燃料噴射装置１４で燃料が適正に噴射されない場合等に、酸化触媒２０に未燃燃料が付着し、この未燃燃料が高温にさらされることですす化する。そして、このすす成分が酸化触媒２０の上面（白金層）に付着し、酸化触媒２０が閉塞状態となることにより、酸化触媒２０の酸化機能が低下するおそれがある。
【００５２】
一方、特許文献１による従来技術は、排気ガス処理装置を構成する酸化触媒の劣化を、エンジンの燃料噴射量に基づいて判定する構成となっている。しかし、この構成は、例えば、エンジンの燃料噴射装置（インジェクタ）に不調が生じた場合等に、酸化触媒の劣化の判定を行えなくなる可能性がある。
【００５３】
これに対し、第１の実施の形態では、コントローラ２６は、酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２との差となる差圧ΔＰに基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態を判定する。これに加えて、コントローラ２６は、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定すると、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知すると共に必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う。このようなコントローラ２６により行われる処理について、図４の流れ図を用いて説明する。なお、図４の処理は、コントローラ２６に通電している間、コントローラ２６により所定の制御時間毎に（所定の制御周期で）繰り返し実行される。
【００５４】
アクセサリＯＮ、または、エンジン１０の始動（イグニッションＯＮ）により、コントローラ２６に通電が開始され、図４の処理動作がスタートすると、ステップ１では、圧力センサ２３，２４から圧力Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ読込む。即ち、酸化触媒２０の上流側の圧力Ｐ１と下流側の圧力Ｐ２とを読込む。次なるステップ２では、酸化触媒２０の上流側の圧力Ｐ１と下流側の圧力Ｐ２との差圧ΔＰを、前述した数１式により演算する。
【００５５】
次のステップ３では、酸化触媒２０が閉塞状態にあるか否かを判定する。即ち、ステップ３では、ステップ２で算出した差圧ΔＰが、閉塞状態にあるか否かの判定値となる差圧閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する。差圧閾値Ｐｔは、差圧ΔＰと酸化触媒２０の状態との関係に基づいて酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定することができる。ステップ３で、「ＮＯ」、即ち、差圧ΔＰが差圧閾値Ｐｔ未満である（ΔＰ＜Ｐｔ）と判定されると、スタート（の前）に戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。
【００５６】
一方、ステップ３で、「ＹＥＳ」、即ち、差圧ΔＰが差圧閾値Ｐｔ以上である（ΔＰ≧Ｐｔ）と判定されると、ステップ４に進み、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定する。続くステップ５では、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【００５７】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができる。ステップ６で、酸化触媒２０の整備が行われたと判定されると、リターンを介してスタートに戻り、ステップ１以降の処理を繰り返す。
【００５８】
かくして、第１の実施の形態によれば、コントローラ２６は、ステップ３およびこれに続くステップ４の処理により、酸化触媒２０の閉塞状態、即ち、すす成分（スート）の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定することができる。この場合、ステップ３では、ステップ１で読み込まれた圧力Ｐ１，Ｐ２、即ち、圧力センサ２３，２４で検出された酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて判定を行う。より具体的には、ステップ２で算出される入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２との差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）が予め設定した差圧閾値Ｐｔ以上であるか否かにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあるか否かを判定する。
【００５９】
このため、例えば、燃料噴射装置１４のインジェクタに不調が生じた場合にも、ステップ３の処理による酸化触媒２０の閉塞状態の判定を安定して行うことができる。これに加えて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を、ステップ３の処理により行うことができるため、複雑な判定処理を必要とすることなく簡素な処理として行うことができる。
【００６０】
しかも、ステップ３およびこれに続くステップ４の処理により、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合は、ステップ５で、報知器２５を通じてその旨をオペレータに報知すると共にエンジン１０の運転（回転数や出力）を制限するフェールセーフ制御が行われる。これにより、酸化触媒２０が閉塞状態にある場合に、オペレータ（またはサービスマン）は、酸化触媒の点検、修理、交換等の必要な整備を行うことができる。また、整備が行われない場合でも、エンジン１０の運転が制限されることで、該エンジン１０を保護できると共に、酸化処理が十分でない排気ガスが排出されることを抑制できる。
【００６１】
なお、第１の実施の形態では、図４のステップ３の処理が本発明の構成要件である酸化触媒閉塞判定手段の具体例を示し、図４のステップ５の処理が本発明の構成要件であるフェールセーフ制御手段の具体例を示している。
【００６２】
次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、酸化触媒の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力（Ｐ１，Ｐ２）に加えて、酸化触媒の入口側（上流側）と出口側（下流側）の温度（Ｔ１，Ｔ２）も用いて、酸化触媒の閉塞状態の判定を行う構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６３】
図中、３１，３２は排気ガス処理装置１８のケーシング１９に設けられた温度センサを示している。図５に示すように、温度センサ３１，３２は、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）とに互いに離間して配置され、それぞれの検出信号を後述のコントローラ３３に出力する。即ち、温度センサ３１は、酸化触媒２０の入口側（酸化触媒２０よりも上流側）の温度Ｔ１を検出する入口側温度検出手段となり、温度センサ３２は、酸化触媒２０の出口側（酸化触媒２０よりも下流側）の温度Ｔ２を検出する出口側温度検出手段となるものである。コントローラ３３は、後述するように、温度センサ３１で検出した入口側の温度Ｔ１と温度センサ３２で検出した出口側の温度Ｔ２とにより温度差ΔＴを算出すると共に、この温度差ΔＴに基づいて、酸化触媒２０の酸化活性状態の判定等を行う。この場合、酸化触媒２０の温度差ΔＴは、温度センサ３１で検出した入口側の温度をＴ１とし温度センサ３２で検出した出口側の温度をＴ２とした場合に、下記の数２式により算出する。
【００６４】
【数２】
2015148182.tif 000004
【００６５】
３３はマイクロコンピュータ等からなるコントローラ（制御装置、コントロールユニット）で、該コントローラ３３は、その入力側が燃料噴射装置１４、回転センサ２２、圧力センサ２３，２４、温度センサ３１，３２等に接続されている。コントローラ３３の出力側は、燃料噴射装置１４、報知器２５等に接続されている。コントローラ３３は、第１の実施の形態のコントローラ２６と同様のもので、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部３３Ａを有している。記憶部３３Ａ内には、後述の図６に示す処理プログラム、即ち、酸化触媒２０の閉塞状態の判定、酸化触媒２０の酸化活性状態の判定およびフェールセーフ制御の処理プログラム、予め設定された差圧閾値Ｐｔ、温度差閾値Ｔｔ等が格納されている。
【００６６】
ここで、コントローラ３３は、第１の実施の形態のコントローラ２６と同様に、圧力センサ２３，２４により検出された酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２に基づいて、酸化触媒２０がすす成分（スート）の付着に起因した閉塞状態（異常閉塞状態）にあるか否かを判定する酸化触媒閉塞判定手段（図６のステップ１３の処理）を備えている。これに加えて、第２の実施の形態では、コントローラ３３は、温度センサ３１，３２により検出された酸化触媒２０の入口側の温度Ｔ１と出口側の温度Ｔ２に基づいて、酸化触媒２０の酸化活性状態の判定等も行う（酸化活性判定手段、図６のステップ１６の処理）。さらに、コントローラ３３は、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合（より具体的には、酸化触媒２０が閉塞状態で、かつ、酸化活性状態が低下していると判定された場合）に、フェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御手段（図６のステップ１８の処理）を備えている。
【００６７】
即ち、コントローラ３３は、上述の数１式に基づいて、酸化触媒２０の入口側と出口側の差圧ΔＰを算出し（図６のステップ１２の処理）、この差圧ΔＰが予め設定した差圧閾値Ｐｔ以上であるか否かを判定する（図６のステップ１３の処理）。これに加えて、コントローラ３３は、上述の数２式に基づいて、酸化触媒２０の入口側と出口側の温度差ΔＴを算出し（図６のステップ１５の処理）、この温度差ΔＴが予め設定した温度差閾値Ｔｔ以下であるか否かを判定する（図６のステップ１６の処理）。この場合、温度差閾値Ｔｔは、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下した（酸化活性化が低下した）か否かを判定するための判定値となるものである。そこで、温度差閾値Ｔｔは、温度差ΔＴと酸化触媒２０の酸化活性状態との関係に基づいて、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下したことを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。
【００６８】
コントローラ３３は、差圧ΔＰが差圧閾値Ｐｔ以上になり、かつ、温度差ΔＴが温度差閾値Ｔｔ以下になると、酸化触媒２０がすす成分の付着に起因した閉塞状態にある（より具体的には、酸化触媒２０が閉塞状態にあり、かつ、酸化活性状態が低下した）と判定する（図６のステップ１７の処理）。この場合は、コントローラ３３は、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にあ（り、かつ、酸化活性状態が低下してい）る旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う（図６のステップ１８の処理）。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【００６９】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあ（り、かつ、酸化活性状態が低下してい）ることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができ、酸化触媒２０の整備を行うことができる（図６のステップ１９の処理）。
【００７０】
次に、コントローラ３３により行われる処理について、図６の流れ図を用いて説明する。なお、図６の処理も、第１の実施の形態の図４の処理と同様に、コントローラ３３に通電している間、コントローラ３３により所定の制御時間毎に（所定の制御周期で）繰り返し実行される。
【００７１】
アクセサリＯＮ、または、エンジン１０の始動（イグニッションＯＮ）により、コントローラ３３に通電が開始され、図６の処理動作がスタートすると、ステップ１１ないしステップ１３の処理が行われる。ステップ１１ないしステップ１３の処理は、第１の実施の形態の図４のステップ１ないしステップ３の処理と同様である。
【００７２】
ステップ１３で、「ＹＥＳ」、即ち、差圧ΔＰが差圧閾値Ｐｔ以上である（ΔＰ≧Ｐｔ）と判定されると、ステップ１４に進み、温度センサ３１，３２から温度Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ読込む。即ち、酸化触媒２０の上流側の温度Ｔ１と下流側の温度Ｔ２とを読込む。次なるステップ１５では、酸化触媒２０の上流側の温度Ｔ１と下流側の温度Ｔ２との温度差ΔＴを、前述した数２式により演算する。
【００７３】
次のステップ１６では、酸化触媒２０の酸化活性状態、より具体的には、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下したか否かを判定する。即ち、ステップ１６では、ステップ１５で算出した温度差ΔＴが、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下したか否かの判定値となる温度差閾値Ｔｔ以下であるか否かを判定する。温度差閾値Ｔｔは、温度差ΔＴと酸化触媒２０の酸化活性状態との関係に基づいて、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下したことを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定することができる。ステップ１６で、「ＮＯ」、即ち、温度差ΔＴが温度差閾値Ｔｔを超えている（ΔＴ＞Ｔｔ）と判定されると、スタート（の前）に戻り、ステップ１１以降の処理を繰り返す。
【００７４】
一方、ステップ１６で、「ＹＥＳ」、即ち、温度差ΔＴが温度差閾値Ｔｔ以下である（ΔＴ≦Ｔｔ）と判定されると、ステップ１７に進み、酸化触媒２０が閉塞状態にある、より具体的には、酸化触媒２０が閉塞状態にあり、かつ、酸化活性状態が低下していると判定する。続くステップ１８では、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にあ（り、かつ、酸化活性状態が低下してい）る旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【００７５】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあ（り、かつ、酸化活性状態が低下してい）ることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができる。ステップ１９で、酸化触媒２０の整備が行われたと判定されると、リターンを介してスタートに戻り、ステップ１１以降の処理を繰り返す。
【００７６】
第２の実施の形態は、上述の如きコントローラ３３の処理により、酸化触媒２０の酸化活性状態を加味した閉塞状態の判定、必要なフェールセーフ制御を行うもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。
【００７７】
特に、第２の実施の形態の場合は、コントローラ３３は、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力Ｐ１，Ｐ２と、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）の温度Ｔ１，Ｔ２とに基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を行う。即ち、コントローラ３３は、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）の圧力Ｐ１，Ｐ２に加えて、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）の温度Ｔ１，Ｔ２も用いて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を行う。
【００７８】
この場合、入口側の温度Ｔ１と出口側の温度Ｔ２との差となる温度差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が予め設定した温度差閾値Ｔｔ以下であるか否かにより、酸化触媒２０の酸化活性状態が低下しているか否かを判定する。このため、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を、酸化触媒２０の酸化活性状態も考慮して行うことができ、酸化触媒２０の閉塞状態をより細かく（精度よく）判定することができる。例えば、酸化触媒２０が閉塞状態で、かつ、酸化活性状態が低下している場合は、酸化触媒２０が故障状態であると判定することもできる。
【００７９】
なお、第２の実施の形態では、図６のステップ１３，１６の処理が本発明の構成要件である酸化触媒閉塞判定手段の具体例を示し、図６のステップ１８の処理が本発明の構成要件であるフェールセーフ制御手段の具体例を示している。
【００８０】
次に、図７および図８は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、排気ガス処理装置を、酸化触媒に加え、エンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを備える構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８１】
図中、４１はエンジン１０から排出される排気ガスを浄化する排気ガス処理装置で、該排気ガス処理装置４１は、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化して除去する酸化触媒２０と、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）４３とを含んで構成されている。
【００８２】
即ち、排気ガス処理装置４１は、例えば複数の筒体を前，後で着脱可能に連結して構成された筒状のケーシング４２を有している。このケーシング４２内には、上述した第１の実施の形態と同様の酸化触媒２０に加え、フィルタとしての粒子状物質除去フィルタ４３（以下、フィルタ４３という）が、取外し可能に収容されている。
【００８３】
フィルタ４３は、ケーシング４２内で酸化触媒２０の下流側に配置されている。フィルタ４３は、エンジン１０から排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集すると共に、捕集した粒子状物質を燃焼して除去することにより排気ガスの浄化を行うものである。このために、フィルタ４３は、例えばセラミックス材料からなる多孔質な部材に軸方向に多数の小孔（図示せず）を設けたセル状筒体により構成されている。これにより、フィルタ４３は、多数の小孔を介して粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質は、後述の再生装置４４の再生処理によって燃焼して除去される。この結果、フィルタ４３は再生される。
【００８４】
次に、フィルタ４３の再生を行う再生装置４４について説明する。
【００８５】
即ち、４４は排気ガス処理装置４１のフィルタ４３に捕集された粒子状物質を燃焼させることにより該フィルタ４３の再生を行う再生装置を示している。再生装置４４は、燃料噴射装置１４、回転センサ２２、圧力センサ２３，２４，４５、温度センサ４６，４７、コントローラ４８を含んで構成されている。再生装置４４は、例えば、後述のコントローラ４８の指令信号（制御信号）に応じて燃料噴射装置１４によりポスト噴射と呼ばれる再生処理用の燃料噴射（燃焼工程後の追加噴射）を行う。これにより、排気管１２内の排気ガスの温度を上昇させ、フィルタ４３に堆積した粒子状物質を燃焼し除去する構成となっている。
【００８６】
この場合、コントローラ４８は、例えば、回転センサ２２で検出したエンジン回転数Ｎと、燃料噴射装置１４で噴射された燃料噴射量Ｆと、その他必要な状態量とに基づいて、フィルタ４３に捕集される粒子状物質の捕集量を推定することができる。そして、コントローラ４８は、その推定捕集量である第１の推定捕集量（と後述の第２の推定捕集量と）に基づいて、再生を行うか否か等を判定し、必要に応じて例えばポスト噴射による再生等を行うことができる。
【００８７】
圧力センサ４５は、排気ガス処理装置４１のケーシング４２に設けられている。図７に示すように、圧力センサ４５は、フィルタ４３の出口側（下流側）の圧力Ｐ３を検出するフィルタ出口側圧力検出手段となるものである。このために、圧力センサ４５は、フィルタ４３の出口側（フィルタ４３よりも下流側）に配置され、検出信号をコントローラ４８に出力する。
【００８８】
コントローラ４８は、例えば、圧力センサ２４で検出した酸化触媒２０の出口側の圧力Ｐ２、即ち、フィルタ４３の入口側（上流側）の圧力Ｐ２と、圧力センサ４５で検出したフィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３と、その他必要な状態量とに基づいて、フィルタ４３に捕集される粒子状物質の捕集量を推定することができる。そして、コントローラ４８は、その推定捕集量である第２の推定捕集量（と上述の第１の推定捕集量と）に基づいて、再生を行うか否か等を判定し、必要に応じて例えばポスト噴射による再生等を行うことができる。
【００８９】
さらに、コントローラ４８は、後述するように、圧力センサ２３で検出した酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と圧力センサ４５で検出したフィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３とから、下記の数３式に基づいて差圧ΔＰ１を算出する。
【００９０】
【数３】
2015148182.tif 000005
【００９１】
これと共に、コントローラ４８は、圧力センサ２４で検出した酸化触媒２０の出口側（フィルタ４３の入口側）の圧力Ｐ２と圧力センサ４５で検出したフィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３とから、下記の数４式に基づいて差圧ΔＰ２を算出する。
【００９２】
【数４】
2015148182.tif 000006
【００９３】
後述するように、コントローラ４８は、差圧ΔＰ１と差圧ΔＰ２に基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定等を行うことができる。
【００９４】
温度センサ４６，４７は、排気ガス処理装置４１のケーシング４２に設けられている。図７に示すように、温度センサ４６，４７は、酸化触媒２０の入口側（上流側）と出口側（下流側）とに互いに離間して配置され、それぞれの検出信号をコントローラ４８に出力する。即ち、温度センサ４６は、酸化触媒２０の入口側（酸化触媒２０よりも上流側）の温度Ｔ１を検出する入口側温度検出手段となり、温度センサ４７は、酸化触媒２０の出口側（酸化触媒２０よりも下流側）の温度Ｔ２を検出する出口側温度検出手段となるものである。コントローラ４８は、温度センサ４６で検出した入口側の温度Ｔ１と温度センサ４７で検出した出口側の温度Ｔ２とにより温度差ΔＴを算出すると共に、この温度差ΔＴに基づいて、酸化触媒２０の酸化活性状態の判定等を行うことができる。この点は、第２の実施の形態と同様である。なお、第３の実施の形態では、温度センサ４６，４７を用いた酸化触媒２０の酸化活性状態の判定は行わない構成として説明するが、第２の実施の形態と同様に、酸化触媒２０の酸化活性状態の判定を行う構成としてもよい。
【００９５】
４８はマイクロコンピュータ等からなるコントローラ（制御装置、コントロールユニット）で、該コントローラ４８は、その入力側が燃料噴射装置１４、回転センサ２２、圧力センサ２３，２４，４５、温度センサ４６，４７等に接続されている。コントローラ４８の出力側は、燃料噴射装置１４、報知器２５等に接続されている。コントローラ４８は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部４８Ａを有し、この記憶部４８Ａ内には、フィルタ４３の再生処理用の処理プログラムに加え、図８に示す処理プログラム、即ち、酸化触媒２０の閉塞状態の判定およびフェールセーフ制御の処理プログラム、予め設定された差圧閾値Ｐｔ１，Ｐｔ２等が格納されている。
【００９６】
ここで、コントローラ４８は、圧力センサ２３，２４，４５により検出された酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２とフィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３に基づいて、酸化触媒２０がすす成分（スート）の付着に起因した閉塞状態（異常閉塞状態）にあるか否かを判定する酸化触媒閉塞判定手段（図８のステップ２３，２６の処理）と、該酸化触媒閉塞判定手段により酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合にフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御手段（図８のステップ２８の処理）とを備えるものである。
【００９７】
即ち、コントローラ４８は、上述の数３式に基づいて、酸化触媒２０の入口側とフィルタ４３の出口側との差圧ΔＰ１を算出し（図８のステップ２２の処理）、この差圧ΔＰ１が予め設定した差圧閾値Ｐｔ１以上であるか否かを判定する（図８のステップ２３の処理）。この場合、差圧閾値Ｐｔ１は、酸化触媒２０が閉塞状態であるか否かを判定するための１つの判定値となるものである。より具体的には、排気ガス処理装置１８全体の閉塞状態となるフィルタ４３の捕集状態（堆積状態）を含んだ酸化触媒２０の閉塞状態の判定値となるものである。そこで、差圧閾値Ｐｔ１は、差圧ΔＰ１と酸化触媒２０およびフィルタ４３の状態との関係に基づいて、酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。
【００９８】
ここで、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１以上になると、酸化触媒２０が閉塞状態にある可能性が高いと考えられる。そこで、コントローラ４８は、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１以上であるときは、上述の数４式に基づいて、酸化触媒２０の出口側（＝フィルタ４３の入口側）とフィルタ４３の出口側との差圧ΔＰ２を算出し（図８のステップ２５の処理）、この差圧ΔＰ２が予め設定した差圧閾値Ｐｔ２以下であるか否かを判定する（図８のステップ２６の処理）。この場合、差圧閾値Ｐｔ２は、酸化触媒２０が閉塞状態であるか否かを判定するための他の判定値となるものである。より具体的には、フィルタ４３の捕集状態（堆積状態）の判定値となるものである。そこで、差圧閾値Ｐｔ２は、差圧ΔＰ２とフィルタ４３の状態と差圧ΔＰ１との関係から酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定する。
【００９９】
ここで、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１以上であり、かつ、差圧ΔＰ２が差圧閾値Ｐｔ２以下であるときは、フィルタ４３の捕集量（堆積量）が少なくフィルタ４３の差圧ΔＰ２が小さいのに、排気ガス処理装置１８全体の差圧ΔＰ１が高い状態であるから、酸化触媒２０が閉塞状態であると考えられる。そこで、コントローラ４８は、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１以上であり、かつ、差圧ΔＰ２が差圧閾値Ｐｔ２以下であるときは、酸化触媒２０がすす成分の付着に起因した閉塞状態にあると判定する（図８のステップ２７の処理）。この場合は、コントローラ４８は、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う（図８のステップ２８の処理）。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【０１００】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができ、酸化触媒２０の整備を行うことができる（図８のステップ２９の処理）。
【０１０１】
第３の実施の形態では、エンジン１０の運転に伴って、有害物質である粒子状物質が排出されると、排気ガス処理装置４１では、酸化触媒２０によって排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）が酸化除去され、フィルタ４３では、排気ガス中に含まれる粒子状物質が捕集される。これにより、浄化した排気ガスを下流側の排出口２１を通じて外部に排出することができる。さらに、捕集した粒子状物質は、再生装置４４によって燃焼し除去（再生）される。例えば、酸化触媒２０を介した酸化反応とエンジン１０に加わる負荷が大きくなることとにより、排気ガスの温度が上昇し、これにより、フィルタ４３に堆積した粒子状物質を燃焼することができる（低温再生）。また、燃料噴射装置１４でポスト噴射と呼ばれる再生用の燃料噴射を行うことにより、排気ガスの温度を上昇させ、フィルタ４３に堆積した粒子状物質を強制的に燃焼することができる（高温再生）。
【０１０２】
一方、排気ガス処理装置１８の酸化触媒２０は、排気ガス中のすす成分（スート）の付着に起因して閉塞状態になるおそれがある。即ち、酸化触媒２０に気化しない燃料が達すると、その燃料が酸化触媒２０に付着してすす成分になる。より具体的に説明すると、例えば、エンジン１０の燃料噴射装置１４で燃料が適正に噴射されない場合等に、酸化触媒２０に未燃燃料が付着し、この未燃燃料が高温にさらされることですす化する。
【０１０３】
そして、このすす成分が酸化触媒２０の上面（白金層）に付着し、酸化触媒２０が閉塞状態となることにより、例えば、ＮＯをＮＯ２に酸化させる機能等の酸化機能が低下するおそれがある。これにより、酸化触媒２０の温度差が小さくなり（酸化触媒２０での排気ガスの温度上昇量が低下し）、下流側に位置するフィルタ４３で十分な再生が行われなくなるおそれがある。この場合には、例えば、フィルタ４３に粒子状物質（ＰＭ）が過剰に堆積するおそれがある。
【０１０４】
これに対し、第３の実施の形態では、コントローラ４８は、酸化触媒２０の閉塞状態を判定すると共に、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定された場合は、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知すると共に必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う。このようなコントローラ４８により行われる処理について、図８の流れ図を用いて説明する。なお、図８の処理は、コントローラ４８に通電している間、コントローラ４８により所定の制御時間毎に（所定の制御周期で）繰り返し実行される。
【０１０５】
アクセサリＯＮ、または、エンジン１０の始動（イグニッションＯＮ）により、コントローラ４８に通電が開始され、図８の処理動作がスタートすると、ステップ２１では、圧力センサ２３，４５から圧力Ｐ１，Ｐ３をそれぞれ読込む。即ち、酸化触媒２０の上流側の圧力Ｐ１とフィルタ４３の下流側の圧力Ｐ３とを読込む。次なるステップ２２では、酸化触媒２０の上流側の圧力Ｐ１とフィルタ４３の下流側の圧力Ｐ３との差圧ΔＰ１を、前述した数３式により演算する。
【０１０６】
次のステップ２３では、酸化触媒２０が閉塞状態にあるか否かの前段（前段階）の判定を行う。即ち、ステップ２３では、ステップ２２で算出した差圧ΔＰ１、即ち、排気ガス処理装置１８全体としての閉塞状態（フィルタ４３の捕集状態（堆積状態）を含んだ酸化触媒２０の閉塞状態）に対応する差圧ΔＰ１が、差圧閾値Ｐｔ１以上であるか否かを判定する。差圧閾値Ｐｔ１は、差圧ΔＰ１と酸化触媒２０およびフィルタ４３の状態との関係に基づいて、酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定することができる。ステップ２３で、「ＮＯ」、即ち、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１未満である（ΔＰ１＜Ｐｔ１）と判定されると、スタート（の前）に戻り、ステップ２１以降の処理を繰り返す。
【０１０７】
一方、ステップ２３で、「ＹＥＳ」、即ち、差圧ΔＰ１が差圧閾値Ｐｔ１以上である（ΔＰ１≧Ｐｔ１）と判定されると、ステップ２４に進む。ステップ２４では、圧力センサ２４，４５から圧力Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ読込む。即ち、酸化触媒２０の下流側（＝フィルタ４３の上流側）の圧力Ｐ２とフィルタ４３の下流側の圧力Ｐ３とを読込む。次なるステップ２５では、酸化触媒２０の下流側（＝フィルタ４３の上流側）の圧力Ｐ２とフィルタ４３の下流側の圧力Ｐ３との差圧ΔＰ２を、前述した数４式により演算する。
【０１０８】
次のステップ２６では、酸化触媒２０が閉塞状態にあるか否かの後段（最終段階）の判定を行う。即ち、ステップ２６では、ステップ２５で算出した差圧ΔＰ２、即ち、フィルタ４３の捕集状態（堆積状態）に対応する差圧ΔＰ２が、差圧閾値Ｐｔ２以下であるか否かを判定する。差圧閾値Ｐｔ２は、差圧ΔＰ２とフィルタ４３の状態と差圧ΔＰ１との関係から酸化触媒２０が閉塞状態であることを適切に判定できるように、予め実験、計算、シミュレーション等に基づいてその値を設定することができる。ステップ２６で、「ＮＯ」、即ち、差圧ΔＰ２が差圧閾値Ｐｔ２を超えている（ΔＰ２＞Ｐｔ２）と判定されると、スタート（の前）に戻り、ステップ２１以降の処理を繰り返す。
【０１０９】
一方、ステップ２６で、「ＹＥＳ」、即ち、差圧ΔＰ２が差圧閾値Ｐｔ２以下である（ΔＰ２≦Ｐｔ２）と判定されると、ステップ２７に進み、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定する。即ち、フィルタ４３の捕集量（堆積量）が少なくフィルタ４３の差圧ΔＰ２が小さいのに、排気ガス処理装置１８全体の差圧ΔＰ１が高い状態であるから、酸化触媒２０が閉塞状態にあると判定する。続くステップ２８では、オペレータに対して酸化触媒２０が閉塞状態にある旨を報知器２５を通じて報知すると共に、必要に応じてエンジン１０の回転数や出力を制限するフェールセーフ制御を行う。このフェールセーフ制御は、例えば、予め設定した所定時間、エンジン１０の運転が継続されると、エンジン１０を停止させるようにすることもできる。
【０１１０】
オペレータは、報知器２５からの報知やエンジン１０の運転が制限されることにより、酸化触媒２０が閉塞状態にあることを知る。これにより、オペレータは、例えば、整備を行うサービスマンに対して点検、修理、交換等の整備を依頼することができる。ステップ２９で、酸化触媒２０の整備が行われたと判定されると、リターンを介してスタートに戻り、ステップ２１以降の処理を繰り返す。
【０１１１】
第３の実施の形態は、上述の如きコントローラ４８の処理により、酸化触媒２０の閉塞状態の判定、必要なフェールセーフ制御を行うもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。
【０１１２】
特に、第３の実施の形態の場合は、コントローラ４８は、ステップ２３およびステップ２６の処理により、酸化触媒２０の閉塞状態、即ち、すす成分（スート）の付着に起因した閉塞状態にあるか否かを判定することができる。この場合、コントローラ４８は、酸化触媒２０の入口側（上流側）の圧力Ｐ１と、酸化触媒２０の出口側（下流側）でフィルタ４３の入口側（上流側）の圧力Ｐ２と、フィルタ４３の出口側（下流側）の圧力Ｐ３とに基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態を判定する。このため、フィルタ４３と酸化触媒２０とを含んで構成された排気ガス処理装置１８において、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を安定して行うことができる。
【０１１３】
しかも、第３の実施の形態の場合は、酸化触媒２０の入口側（上流側）の圧力Ｐ１と出口側（下流側）の圧力Ｐ２との２つの圧力だけでなく、フィルタ４３の出口側（下流側）の圧力Ｐ３も用いて、換言すれば、合計３個所の圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を行う。このため、酸化触媒２０の閉塞状態の判定の精度（正確性）を向上できる。
【０１１４】
なお、第３の実施の形態では、図８のステップ２３，２６の処理が本発明の構成要件である酸化触媒閉塞判定手段の具体例を示し、図８のステップ２８の処理が本発明の構成要件であるフェールセーフ制御手段の具体例を示している。
【０１１５】
上述した第３の実施の形態では、酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と、酸化触媒２０の出口側（フィルタ４３の入口側）の圧力Ｐ２と、フィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３とに基づいて、酸化触媒２０の閉塞状態の判定を行う構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、酸化触媒２０の入口側の圧力Ｐ１と出口側（フィルタ４３の入口側）の圧力Ｐ２との２個所の圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて、第１の実施の形態のように酸化触媒２０の閉塞状態の判定を行う構成としてもよい。また、例えば、酸化触媒２０の入口側と出口側の圧力Ｐ１，Ｐ２（必要に応じてフィルタ４３の出口側の圧力Ｐ３）と、温度センサ４６，４７により検出される酸化触媒２０の入口側と出口側の温度Ｔ１，Ｔ２とに基づいて、第２の実施の形態のように酸化触媒２０の酸化活性状態を加味した閉塞状態の判定を行う構成としてもよい。
【０１１６】
上述した各実施の形態では、排気ガス処理装置１８を、酸化触媒２０（およびフィルタ４３）により構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、酸化触媒（および粒子状物質除去フィルタ）の他、尿素噴射弁、選択還元触媒装置等を組合せて用いる構成としてもよい。
【０１１７】
上述した各実施の形態では、排気ガス処理装置１８を小型の油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明による排気ガス処理装置を備えた建設機械はこれに限るものではなく、例えば中型以上の油圧ショベルに適用してもよい。また、ホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベル、ホイールローダ、フォークリフト、油圧クレーン等の建設機械にも広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１  油圧ショベル（建設機械）
６  旋回フレーム（フレーム）
１０  エンジン
１８，４１  排気ガス処理装置
２０  酸化触媒
２３  圧力センサ（入口側圧力検出手段）
２４  圧力センサ（出口側圧力検出手段）
２６，３３，４８  コントローラ
３１，４６  温度センサ（入口側温度検出手段）
３２，４７  温度センサ（出口側温度検出手段）
４３  粒子状物質除去フィルタ（フィルタ）
４５  圧力センサ（フィルタ出口側圧力検出手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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