(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを含むフィルタ装置と、
前記排気ガス中に燃料を噴射することで前記排気ガスの温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する再生装置とを有する作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
初期値を０として前記エンジンの稼働状況に基づいて前記フィルタに蓄積した粒子状物質の堆積量推定値を演算し、この堆積量推定値が予め設定した堆積量限界値以上になると第１再生燃焼制御により所定時間前記再生装置を作動させ、前記フィルタの堆積粒子状物質を燃焼除去した後、前記堆積量推定値をゼロにリセットする第１再生制御手段と、
前記フィルタの前後差圧を検出し、前記堆積量推定値が前記堆積量限界値未満であるときに、このフィルタの前後差圧が、前記フィルタの残存粒子状物質がゼロである状態から粒子状物質の堆積が進行して前記堆積量推定値が前記堆積量限界値に達した時点の差圧に関連する値である、予め設定した差圧限界値以上になると、そのときの前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分に基づいて前記フィルタの残存粒子状物質の前記第１再生燃焼制御よりも燃焼効果の高い第２再生燃焼制御による燃焼除去の要否を判断する第２再生制御手段と、
表示装置と、
再生制御開始指示装置とを備え、
前記第２再生制御手段は、前記フィルタの残存粒子状物質の前記第２再生燃焼制御による燃焼除去が必要であることが判断されると、その状態を前記表示装置に表示し、かつその後、前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項２】
請求項１記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記第２再生制御手段は、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が予め設定した堆積量差分限界値を超えると前記フィルタの残存粒子状物質の燃焼除去が必要であると判断し、前記再生制御開始指示装置が操作されたときに前記第２再生燃焼制御を開始し、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が前記堆積量差分限界値以下のときには、前記第１再生制御を実施することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御において、前記エンジンの回転数を所定の値に維持し、この状態で前記再生装置を作動させることを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御において、前記再生装置の作動時間を前記第１再生燃焼制御における再生装置の作動時間よりも長くすることを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項５】
請求項１記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記第２再生制御手段は、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が予め設定した堆積量差分限界値を超えると前記再生制御開始指示装置の操作に係わらず、前記第２再生制御を実施し、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が前記堆積量差分限界値以下のときには、前記第１再生制御を実施することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記作業車両は、前記エンジンの動力により駆動される作業用の被駆動体と、前記作業用の被駆動体の動作を指令する第１操作手段と、前記第１操作手段の指令を有効とする第１位置と前記第１操作手段の指令を無効とする第２位置とに選択的に操作される第２操作手段とを有し、
前記第２再生制御手段は、前記第２操作手段が前記第２位置に操作されかつ前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記作業車両は、前記エンジンの目標回転数を設定する第３操作手段を有し、
前記第２再生制御手段は、前記第３操作手段により前記エンジンの目標回転数がローアイドルに設定されかつ前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、
前記作業車両は、作業車両の作動を指令する第４操作手段を有し、
前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御の実行中に前記第４操作手段が操作されると、第２再生燃焼制御中である旨を前記モニタに表示することを特徴とする作業車両の排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業車両の排気ガス浄化システムに係わり、特に、油圧ショベル等の走行式の作業車両において、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタに堆積した粒子状物質を再生制御により燃焼除去し、フィルタを再生させる作業車両の排気ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下適宜ＰＭという）を捕集し、外部に排出するＰＭ量を低減するシステムとして、特許文献１〜３に記載の排気ガス浄化システムが知られている。このシステムは、エンジンの排気系にパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter ）と呼ばれるフィルタを配置し、このフィルタで排気ガス中に含まれるＰＭを捕集し、排気ガスを浄化するものである。
【０００３】
また、特許文献１及び２に記載のシステムでは、フィルタの目詰まりを防止するため、エンジンの運転中に、回転数センサ及びアクセル開度センサ等の負荷センサの情報をコントローラに取り込み、コントローラに予め記憶されているＰＭ排出量マップからそのときのディーゼルエンジン１から排出されるＰＭの排出量Ｗｅを算出し、さらに、ＤＰＦに設けられた温度センサによって検出される温度情報をコントローラに取り込み、コントローラに予め記憶されているＰＭ燃焼量マップからＤＰＦで燃焼されたＰＭ燃焼量Ｗｃを算出する。そして、排出量Ｗｅから燃焼量Ｗｃを引き算することによりＤＰＦに堆積されているＰＭの計算上の堆積量Ｗａを算出し、これを積算する。この積算された堆積量（堆積量推定値）Ｗａが予め定められた所定量（堆積量限界値）を超えたときに、コントローラは燃料の後噴射を行うように噴射ノズルを制御して、排気温度を強制的に上昇させ、フィルターに堆積したＰＭの燃焼除去してＤＰＦの再生を行う。そして、特許文献２においては、そのＰＭ燃焼制御（再生）中もＤＰＦのＰＭ堆積量（堆積量推定値）Ｗａを計算し、堆積量推定値が再生終了閾値以下になるとＰＭ燃焼制御を終わらせる。
【０００４】
特許文献３記載のシステムにおいては、制御回路に設けたタイマーに設定された所定時間の経過により、ＰＭ燃焼制御（再生）を終わらせている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８０１１８号公報
【特許文献２】特開平５−３３２１２５号公報
【特許文献３】特開昭５６−１１５８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００７】
特許文献１及び２に記載の従来技術においては、上記のようにＰＭ堆積量推定値Ｗａが予め定められた所定量（堆積量限界値）を超えたときに、排気温度を強制的に上昇させてフィルターに堆積したＰＭの燃焼除去する。そして、特許文献２においては、ＰＭ燃焼制御中もＤＰＦのＰＭ堆積量（堆積量推定値）Ｗａを計算し、堆積量推定値が再生終了閾値以下になるとＰＭ燃焼制御（再生）を終わらせる。
【０００８】
ところで、ＰＭの堆積量推定値には実際にＤＰＦに堆積しているＰＭ量に対して誤差があり、ＰＭ燃焼制御中にＤＰＦのＰＭ堆積量（堆積量推定値）Ｗａを計算して、堆積量推定値が再生終了閾値以下になったときにＰＭ燃焼制御（再生）を終わらせたとしても、再生終了時に実際のＰＭ残量がゼロになっているとは限らない。特許文献２では、再生終了後のＰＭ量を所定の初期値にリセットしているため、再生が不十分でＰＭがＤＰＦ内に残存している場合は、その状態から再度ＰＭの堆積が進行し、堆積量推定値が限界値に達したときには、既に、実際のＰＭ堆積量が限界値を大幅に超えてしまう可能性がある。
【０００９】
上記のＰＭ燃焼制御（再生）を、例えば特許文献３のようにタイマーによって終わらせることも考えられる。しかし、この場合も、再生終了時のＰＭ残量がゼロになっているとは限らず、上記の場合と同様に、堆積量推定値が限界値に達したときには、既に、実際のＰＭ堆積量が限界値を大幅に超えてしまう可能性がある。
【００１０】
このように実際のＰＭ堆積量が限界値を大幅に超えた状態で再生を行うと、許容以上のＰＭ量が燃焼することになるため、ＤＰＦが高温となって、ＤＰＦ材料が溶損したり、高温による熱歪みでＤＰＦ材料にクラックが入り、触媒が劣化するという問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、ＰＭ堆積量推定値を計算により求めてＤＰＦの再生を行う場合に、堆積量推定値が限界値に達した時点での実際のＰＭの過度の堆積を防止し、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる作業車両の排気ガス浄化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置され、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを含むフィルタ装置と、前記排気ガス中に燃料を噴射することで前記排気ガスの温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去する再生装置とを有する作業車両の排気ガス浄化システムにおいて、初期値を０として前記エンジンの稼働状況に基づいて前記フィルタに蓄積した粒子状物質の堆積量推定値を演算し、この堆積量推定値が予め設定した堆積量限界値以上になると第１再生燃焼制御により所定時間前記再生装置を作動させ、前記フィルタの堆積粒子状物質を燃焼除去した後、前記堆積量推定値をゼロにリセットする第１再生制御手段と、前記フィルタの前後差圧を検出し、前記堆積量推定値が前記堆積量限界値未満であるときに、このフィルタの前後差圧が、前記フィルタの残存粒子状物質がゼロである状態から粒子状物質の堆積が進行して前記堆積量推定値が前記堆積量限界値に達した時点の差圧に関連する値である、予め設定した差圧限界値以上になると、そのときの前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分に基づいて前記フィルタの残存粒子状物質の前記第１再生燃焼制御よりも燃焼効果の高い第２再生燃焼制御による燃焼除去の要否を判断する第２再生制御手段と、表示装置と、再生制御開始指示装置とを備え、前記第２再生制御手段は、前記フィルタの残存粒子状物質の前記第２再生燃焼制御による燃焼除去が必要であることが判断されると、その状態を前記表示装置に表示し、かつその後、前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始するものとする。
【００１３】
以上のように構成した本発明の動作原理は次のようである。
【００１４】
本発明においては、フィルタの前後差圧が予め設定した差圧限界値以上になったときに堆積量推定値と堆積量限界値との差分に基づいてフィルタの残存粒子状物質（ＰＭ）の燃焼除去の要否を判断する。ここで、フィルタ前後差圧の限界値（差圧限界値）としては、フィルタの残存粒子状物質量（残存ＰＭ量）がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合にＰＭの堆積量推定値が上記堆積量限界値に達した時点でのフィルタの前後差圧に関連する値（例えば当該時点でのフィルタの前後差圧に等しい値）を設定しておく。このように差圧限界値を設定することにより、フィルタの残存ＰＭ量がゼロでない場合（例えば残存ＰＭ量＝Ｍａの場合）は、フィルタの前後差圧は、その残存ＰＭ量Ｍａ分だけ早く限界値０に到達し、そのときの堆積量限界値とＰＭ堆積量推定値との差分を計算すれば、残存ＰＭ量Ｍａが分かり、その差分からフィルタの残存ＰＭの燃焼除去の要否を判断することができる。
【００１５】
本発明は、このような知見に基づくものであり、第１再生制御手段に加えて第２再生制御手段を設け、フィルタの前後差圧が予め設定した差圧限界値以上になった時点での堆積量推定値と堆積量限界値との差分に基づいてフィルタの残存ＰＭの燃焼除去の要否を判断することにより、第１再生燃焼制御で燃焼除去できなかったフィルタの残存ＰＭを適宜燃焼除去することができ、堆積量推定値が限界値に達した時点での実際のＰＭの過度の堆積を防止し、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる。
また、第２再生制御手段が第１再生燃焼制御よりも燃焼効果の高い第２再生燃焼制御を行うことにより、第１再生燃焼制御で燃焼しきれなかったフィルタの残存ＰＭを効果的に燃焼除去することができる。
更に、フィルタの残存粒子状物質の燃焼除去が必要である旨を表示装置に表示することにより、オペレータは手動再生の実施の必要性を理解し、作業車両による作業を停止させ、この状態で再生制御開始指示装置を操作するため、車体及びエンジンの状態が安定した外乱の少ない状態で残存ＰＭを燃焼させることができ、理想的な残存ＰＭの燃焼除去を行うことができる。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第２再生制御手段は、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が予め設定した堆積量差分限界値を超えると前記フィルタの残存粒子状物質の燃焼除去が必要であると判断し、前記再生制御開始指示装置が操作されたときに前記第２再生燃焼制御を開始し、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が前記堆積量差分限界値以下のときには、前記第１再生制御を実施する。
【００１７】
このように堆積量推定値と堆積量限界値との差分が堆積量差分限界値を超えると、フィルタの残存粒子状物質の燃焼除去が必要であると判断して第１再生燃焼制御よりも燃焼効果の高い第２再生燃焼制御を行うとともに、堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が堆積量差分限界値以下のときには、第１再生制御を実施することにより、フィルタの前後差圧が差圧限界値以上になった後、堆積量推定値と堆積量限界値との差分が堆積量差分限界値を超えるまでの間においても、第１再生燃焼制御によりフィルタの残存ＰＭを燃焼除去することができる。
【００１８】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御において、前記エンジンの回転数を所定の値に維持し、この状態で前記再生装置を作動させる。
【００１９】
このようにエンジン回転数を所定の値に維持して第２再生燃焼制御を行うことにより、エンジンの排気ガス温度を上昇させ、フィルタの残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。
【００２０】
（４）上記（１）又は（２）において、前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御において、前記再生装置の作動時間を前記第１再生燃焼制御における再生装置の作動時間よりも長くしてもよい。
【００２１】
このように第２再生燃焼制御における再生装置の作動時間を第１再生燃焼制御における再生装置の作動時間よりも長くすることによっても、フィルタの残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。
【００２２】
（５）また、上記（１）において、好ましくは、前記第２再生制御手段は、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が予め設定した堆積量差分限界値を超えると前記再生制御開始指示装置の操作に係わらず、前記第２再生制御を実施し、前記堆積量推定値と前記堆積量限界値との差分が前記堆積量差分限界値以下のときには、前記第１再生制御を実施する。
【００２３】
これによりオペレータが再生制御開始指示装置を操作しなくても、堆積量推定値と堆積量限界値との差分が堆積量差分限界値を超えたときに、自動で第２再生制御を開始することができる。
【００２４】
（６）上記（１）〜（４）において、好ましくは、前記作業車両は、前記エンジンの動力により駆動される作業用の被駆動体と、前記作業用の被駆動体の動作を指令する第１操作手段と、前記第１操作手段の指令を有効とする第１位置と前記第１操作手段の指令を無効とする第２位置とに選択的に操作される第２操作手段とを有し、前記第２再生制御手段は、前記第２操作手段が前記第２位置に操作されかつ前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始する。
【００２５】
これにより第２操作手段が第２位置にある間は、オペレータがうっかり第１操作手段を操作して作業用の被駆動体を動作させようとしても、作業用の被駆動体は動作しないため、一旦第２再生燃焼制御を開始した後は、車体動作を伴わない、フィルタ装置（ＤＰＦ）内が安定した状態での燃焼制御を最後まで行うことができ、フィルタの残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。
【００２６】
（７）また、上記（１）〜（４）において、好ましくは、前記作業車両は、前記エンジンの目標回転数を設定する第３操作手段を有し、前記第２再生制御手段は、前記第３操作手段により前記エンジンの目標回転数がローアイドルに設定されかつ前記再生制御開始指示装置が操作されると前記第２再生燃焼制御を開始する。
【００２７】
これにより第２再生燃焼制御が終了すると、エンジン回転数はローアイドルに下がるため、オペレータは第２再生燃焼制御の終了をエンジン音で知ることができる。
【００２８】
（８）また、上記（１）〜（４）において、好ましくは、前記作業車両は、作業車両の作動を指令する第４操作手段を有し、前記第２再生制御手段は、前記第２再生燃焼制御の実行中に前記第４操作手段が操作されると、第２再生燃焼制御中である旨を前記モニタに表示し、かつ前記第４操作手段の操作による指示を無効にする。
【００２９】
これにより第２再生燃焼制御中にオペレータがうっかり第４操作手段（例えば上記第１〜第３操作手段のいずれか）を操作した場合でも、モニタ表示によりオペレータは第２再生燃焼制御中であることを知ることができ、かつ第２再生燃焼制御を停止することなく最後まで行うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ＰＭ堆積量推定値を計算により求めてＤＰＦの再生を行う場合に、堆積量推定値が限界値に達した時点での実際のＰＭの過度の堆積を防止し、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる。また、ＤＰＦの再生を適切に行うことにより許容以上のＰＭ量が燃焼することによるＤＰＦの溶損や触媒の劣化を防止し、かつエンジン背圧の上昇による燃費の悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両の排気ガス浄化システムの全体構成を示す図である。
【００３３】
図１において、本実施の形態に係わる作業車両は例えば建設機械の一例である油圧ショベルであり、この油圧ショベルは、電子ガバナ１ａ（電子制御式の燃料噴射制御装置）を備えたディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１を有している。エンジン１の目標回転数は、油圧ショベルのキャビン（運転室）１０７（図３参照）内に設けられたエンジンコントロールダイヤル２（第３操作手段；第４操作手段）により指令され、エンジン１の実回転数は回転数検出装置３により検出される。エンジンコントロールダイヤル２の指令信号及び回転数検出装置３の検出信号はコントローラ４に入力され、コントローラ４はその指令信号（目標回転数）と検出信号（実回転数）とに基づいて電子ガバナ１ａに燃料噴射量の指令信号を出力し、電子ガバナ１ａはその指令信号に応じた燃料を噴射してエンジン１の回転数とトルクを制御する。また、エンジン１の始動停止指令装置として、キャビン１０７内にはキースイッチ５が設けられ、キースイッチ５の指令信号もコントローラ４に入力され、コントローラ４はその指令信号に基づいてスタータ（図示せず）と電子ガバナ１ａを制御し、エンジン１の始動及び停止を制御する。また、油圧ショベルのキャビン１０７内には運転席１０８が設置され、運転席１０８の前側の左側部（キャビン１０７の入り口側）にゲートロックレバー２２（第２操作手段；第４操作手段）が設けられている。
【００３４】
本実施の形態の排気ガス浄化システムは上記のような作業車両（油圧ショベル）に設けられるものであり、エンジン１の排気系を構成する排気管３１に配置され、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ３２及びフィルタ３２の上流側に位置する酸化触媒３３を含むＤＰＦ装置３４と、ゲートロックレバー２２の操作位置を検出する位置検出装置３５と、フィルタ３２の上流側と下流側の前後差圧（フィルタ３２の圧力損失）を検出する差圧検出装置３６と、フィルタの上流側に設置され、排気ガスの温度を検出する排気温度検出装置３７と、表示画面３８ａを有する表示装置（モニタ）３８と、表示装置３８に設けられた再生制御開始スイッチ３９と、メインの油圧ポンプ１１（図２参照）の吐出圧を検出する圧力検出装置４１と、排気管３１のエンジン１とＤＰＦ装置３４との間に設けられた再生用燃料噴射装置４０とを備えている。
【００３５】
再生用燃料噴射装置４０は、排気ガス中に燃料を噴射することで排気ガスの温度を上昇させ、フィルタ３２に堆積したＰＭ（粒子状物質）を焼却除去するフィルタ３２の再生装置を構成する。再生制御開始スイッチ３９は第２再生燃焼制御（後述）の開始を指示する操作手段であり、再生制御開始スイッチ３９がＯＦＦ位置からＯＮ位置に操作されると第２再生燃焼制御の開始を指示する指令信号が出力される。
【００３６】
位置検出装置３５、排気温度検出装置３７及び圧力検出装置４１の検出信号と再生制御開始スイッチ３９の指令信号はコントローラ４に入力され、コントローラ４はそれらの信号と、上記のエンジンコントロールダイヤル２からの指令信号、回転数検出装置３の検出信号、電子ガバナ１ａへの指令信号とに基づいて再生燃焼制御の演算処理を行い、その演算結果に応じて再生用燃料噴射装置４０及び電子ガバナ１ａを制御する。また、コントローラ４は、回転数検出装置３、キースイッチ５、位置検出装置３５、差圧検出装置３６、排気温度検出装置３７、再生制御開始スイッチ３９、圧力検出装置４１からの各種信号が示す情報やコントローラ４の再生燃焼制御の演算処理結果を表示信号として表示装置３８に送り、それら情報を表示画面３８ａに表示させる。表示装置３８が表示画面３８ａに表示する情報は第２再生燃焼制御（後述）の要否を知らせる情報を含んでおり、オペレータはその情報に基づいて再生制御開始スイッチ３９を操作し、第２再生燃焼制御（後述）を開始することができる。
【００３７】
図２は、本実施の形態に係わる作業車両である油圧ショベルに搭載される油圧システムを示す図である。油圧ショベルの油圧システムは、エンジン１により駆動される可変容量型のメインの油圧ポンプ１１及び固定容量型のパイロットポンプ１２と、油圧ポンプ１１から吐出される圧油によって駆動される油圧モータ１３及び油圧シリンダ１４，１５を含む複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１１から油圧モータ１３及び油圧シリンダ１４，１５に供給される圧油の流れ（流量と方向）を制御するパイロット操作式の流量制御弁１７〜１９を含む複数の流量制御弁と、パイロットポンプ３から吐出される圧油の圧力を一定に保ち、パイロット油圧源２０を形成するパイロットリリーフ弁２１と、パイロット油圧原２０の下流側に接続され、油圧ショベルの運転席１０８（図１）の入り口側に設けられた上記ゲートロックレバー２２（図１）の開閉状況によってＯＮ／ＯＦＦ制御される電磁切換弁２３と、電磁切換弁２３の下流側のパイロット油路２４に接続され、パイロット油圧源２０の油圧を元圧として流量制御弁１７〜１９を操作するための制御パイロット圧ａ〜ｆを生成するリモコン弁２５，２６，２７（第１操作手段；第４操作手段）と、メインの油圧ポンプ１１の吐出圧力の上限を規定する安全手段としてのメインリリーフ弁２９とを備えている。リモコン弁２５，２６，２７は運転席１０８の左右に設けられた左右のコントロールレバーユニッ（図示せず）に内蔵されている。メインの油圧ポンプ１１の吐出ラインには前述した圧力検出装置４１が接続されている。
【００３８】
図３は、図２に示した油圧システムを搭載した建設機械の一例である油圧ショベルの外観を示す図である。油圧ショベルは下部走行体１００と上部旋回体１０１とフロント作業機１０２を備えている。下部走行体１００は左右のクローラ式走行装置１０３ａ，１０３ｂを有し、左右の走行モータ１０４ａ，１０４ｂにより駆動される。上部旋回体１０１は旋回モータ１０５により下部走行体１００上に旋回可能に搭載され、フロント作業機１０２は上部旋回体１０１の前部に俯仰可能に取り付けられている。上部旋回体１０１にはエンジンルーム１０６、キャビン（運転室）１０７が備えられ、エンジンルーム１０６にエンジン１が配置され、キャビン１０７内の運転席１０８（図１）の入り口側にゲートロックレバー２２（図１）が設けられ、運転席１０８の左右にリモコン弁２５，２６，２７を内蔵したコントロールレバーユニット（図示せず）が配置されている。また、キャビン１０７内の適所にエンジンコントロールダイヤル２、キースイッチ５、表示装置３８が設置されている。
【００３９】
フロント作業機１０２はブーム１１１、アーム１１２、バケット１１３を有する多関節構造であり、ブーム１１１はブームシリンダ１１４の伸縮により上下方向に回動し、アーム１１２はアームシリンダ１１５の伸縮により上下、前後方向に回動し、バケット１１３はバケットシリンダ１１６の伸縮により上下、前後方向に回動する。
【００４０】
図２において、油圧モータ１３は例えば旋回モータ１０５であり、油圧シリンダ１４は例えばアームシリンダ１１５であり、油圧シリンダ１５は例えばブームシリンダ１１４である。図２に示す油圧システムには走行モータ１０４ａ，１０４ｂ、バケットシリンダ１１６等に対応するその他の油圧アクチュエータや制御弁も備えられているが、図２では図示を省略している。
【００４１】
図１に戻り、ゲートロックレバー２２は運転席１０８の入り口を制限する下げ位置である第１位置Ａと運転席１０８の入り口を開放する上げ位置である第２位置Ｂとに選択的に操作可能である。ゲートロックレバー２２が第１位置Ａにあるときは電磁切換弁２３のソレノイドを励磁して電磁切換弁２３を図示の位置から切り換え、パイロット油圧源２０の圧力をリモコン弁２５，２６，２７に導き、これによりリモコン弁２５，２６，２７による制御パイロット圧ａ〜ｆの生成を可能とし、その制御パイロット圧ａ〜ｆによる流量制御弁１７〜１９の操作を可能とする。ゲートロックレバー２２が第２位置Ｂに上げ操作されると、電磁切換弁２３のソレノイドを励磁を解除して電磁切換弁２３を図示の位置に切り換え、パイロット油圧源２０とリモコン弁２５，２６，２７の連通を遮断し、これによりリモコン弁２５，２６，２７による制御パイロット圧ａ〜ｆの生成を不能とし、その制御パイロット圧ａ〜ｆによる流量制御弁１７〜１９の操作を不能とする。すなわち、ゲートロックレバー２２が第２位置Ｂに上げ操作されるとリモコン弁２５，２６，２７（コントロールレバーユニット）に対してロック入りの状態となる。ゲートロックレバー２２による電磁切換弁２３の位置の切り換えは、例えば電磁切換弁２３のソレノイドと電源との間に図示しないスイッチを設け、ゲートロックレバー２２が第１位置ＡにあるときはそのスイッチをＯＮ（閉）してソレノイドを励磁し、ゲートロックレバー２２が第２位置Ｂに操作されるとそのスイッチをＯＦＦ（開）してソレノイドの励磁を解除することにより行う。
【００４２】
また、圧力検出装置４１は油圧ポンプ１１の吐出圧を検出することにより、リモコン弁２５，２６，２７の操作レバーのいずれかが操作されたかどうか（オペレータが油圧ショベルを動かそうとしているかどうか）を検出するものである。すなわち、図２の油圧システムにおいて、流量制御弁１７〜１９はセンタバイパスラインが貫通するセンタバイパスタイプであり、中立位置にあるときは、センタバイパス通路を全開にして、油圧ポンプ１１の吐出圧を下げ、中立位置から操作されるとセンタバイパス通路を絞り、油圧ポンプの吐出圧を上昇させる。これにより圧力検出装置４１は、油圧ポンプ１１の吐出圧を検出することにより、リモコン弁２５，２６，２７の操作レバーのいずれかが操作されたかどうかを検出することができる。
【００４３】
図４は、コントローラ４の再生燃焼制御（第１及び第２再生燃焼制御）の演算処理内容を示すフローチャートである。
【００４４】
図４において、コントローラ４は、まず、回転数検出装置３の検出信号（エンジン１の実回転数）、電子ガバナ１ａに出力する燃料噴射量の指令信号（電子ガバナ１ａへの指令値）、排気温度検出装置３７の検出信号（排気ガス温度）を読み込む（ステップＳ１００）。これらはエンジン１の稼働状況に係わるパラメータである。次いで、コントローラ４は、そのエンジン１の稼働状況に係わるパラメータであるエンジン１の実回転数、電子ガバナへの指令値及び排気ガス温度に基づいて、ＤＰＦ装置３４のフィルタ３２に蓄積したそのときのＰＭの堆積量推定値Ｍｉを演算し、この堆積量推定値Ｍｉを積算して堆積量推定値Ｍを算出する（ステップＳ１０５）。ＰＭ堆積量推定値Ｍの初期値は例えばゼロであり、本制御の終了時にＰＭ堆積量推定値Ｍはゼロにリセットされる。
【００４５】
堆積量推定値Ｍｉの演算は例えば次のように行う。
【００４６】
コントローラ４は、図５に示すようなＰＭ排出量マップと図６に示すようなＰＭ燃焼量マップを予め記憶している。ここで、エンジン１が排出するＰＭ量はエンジン回転数が上昇するにしたがって増加し、かつエンジン負荷が高くなるにしたがって増加する。そこで、図５に示すＰＭ排出量マップにおいても、エンジン回転数が上昇するにしたがってＰＭ排出量Ｍ1が増加し、エンジン負荷情報である電子ガバナ指令値が増加するに従ってＰＭ排出量Ｍ1が増加するよう設定されている。また、ＤＰＦ装置３４内で燃焼するＰＭ量はＤＰＦ装置３４内の排気ガス温度が上昇するに従って増加する。そこで、図６に示すＰＭ燃焼量マップにおいても、排気ガス温度が上昇するにしたがってＰＭ燃焼量Ｍ２が増加するよう設定されている。コントローラ４は、ステップＳ１００で読み込んだエンジン回転数（実回転数）と電子ガバナ指令値を図５に示すＰＭ排出量マップに参照して、そのときのエンジン１から排出されるＰＭ排出量Ｍｉ１を算出するとともに、ステップＳ１００で読み込んだ排気ガス温度を図６に示すＰＭ燃焼量マップに参照して、そのときのＤＰＦ装置３４内でのＰＭの燃焼量Ｍｉ２を算出する。そして、ＰＭ排出量Ｍｉ１からＰＭ燃焼量Ｍｉ２を減算し、そのときのＰＭ堆積量推定値Ｍｉを求める（Ｍｉ＝Ｍｉ１−Ｍｉ２）。
【００４７】
次いで、コントローラ４は、ステップＳ１０５で演算したＰＭ堆積量推定値Ｍが閾値として予め設定した堆積量限界値Ｍ0より少ないかどうかを判定し（ステップＳ１１０）、Ｎｏであれば（ＰＭ堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0以上であれば）、通常燃焼制御（第１再生燃焼制御）を開始する（ステップＳ１１５）。ここで、通常燃焼制御とは、再生用燃料噴射装置４０を制御して排気管３１内への燃料噴射を行うことでフィルタ３２に堆積したＰＭを燃焼除去する制御であり、堆積量限界値Ｍ0は、通常燃焼制御を開始するのに適した堆積量として実験等により予め設定された値である。この通常燃焼制御では、排気管３１内に燃料噴射を行うことにより噴射燃料の一部が燃焼して排気ガスの温度が上昇するとともに、未燃燃料が酸化触媒３３に供給されて酸化触媒３３によって酸化され、そのときに得られる反応熱により排気ガス温度が更に上昇し、その高温の排気ガスによりフィルタ３２に蓄積したＰＭが燃焼除去される。
【００４８】
そして、通常燃焼制御の開始後、その制御時間が所定時間Ｔａ経過したかどうかを判定し（ステップＳ１２０）、所定時間Ｔａを経過すると制御を終了する（ステップＳ１２５）。
【００４９】
一方、ステップＳ１１０において、判定がＹｅｓである場合は（ＰＭ堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0より少ない場合は）、差圧検出装置３６の検出信号（フィルタ３２の前後差圧ΔＰ）を読み込み（ステップＳ１３０）、その前後差圧ΔＰが閾値として予め設定した差圧限界値ΔＰ0より小さいかどうかを判定し（ステップＳ１３５）、Ｙｅｓであれば（前後差圧ΔＰが差圧限界値（閾値）ΔＰ0よりも小さければ）ＳＴＡＲＴに戻って上記処理を繰り返す（RETURN）。差圧限界値ΔＰ0は、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合にＰＭの堆積量推定値Ｍが上記の堆積量限界値Ｍ0に達した時点でのフィルタ３２の前後差圧ΔＰに関連する値として予め設定された値であり、本実施の形態では、その前後差圧ΔＰに等しい値として予め設定されている。
【００５０】
そして、ステップＳ１３５における判定がＮｏになると（前後差圧ΔＰが差圧限界値（閾値）ΔＰ0以上になると）、上記のＰＭ堆積量の限界値Ｍ0からステップＳ１０５で演算したＰＭ堆積量推定値Ｍを減算して堆積量偏差ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ）を求める（ステップＳ１４０）。この堆積量偏差ΔＭはフィルタ３２の残存ＰＭ量に相当する値である（後述）。
【００５１】
そして、その堆積量偏差ΔＭが閾値として予め設定した限界値（閾値）ΔＭ0を超えたかどうかを判定し（ステップＳ１４５）、Ｎｏであれば（堆積量偏差ΔＭが限界値ΔＭ0以下であれば）ステップＳ１１５に進み、上述した通常燃焼制御（第１再生燃焼制御）を行う。ステップＳ１４５において、判定がＹｅｓである場合は（堆積量偏差ΔＭが限界値ΔＭ0を超えている場合は）、通常燃焼制御を行っているにも係わらず、フィルタ３２に粒子状物質が許容値以上に残存している状態にある場合であり（後述）、コントローラ４は、再生制御開始スイッチ３９の操作によるフィルタ３２の残存粒子状物質の燃焼除去が必要である旨を表示装置（モニタ）３８の表示画面３８ａに表示する（ステップＳ１５０）。堆積量偏差ΔＭの限界値ΔＭ0は、フィルタ３２の溶損等の問題を起こすことなく、残存ＰＭの燃焼除去を適切に行えるＰＭ堆積量として実験等により予め設定された値である。
【００５２】
次いで、コントローラ４は、再生制御開始スイッチ３９の操作信号、エンジンコントロールダイヤル２の指令信号、位置検出装置３５の検出信号を読み込み（ステップＳ１５５）、再生制御開始スイッチ３９がＯＦＦ位置から第２再生燃焼制御（後述）の開始を指示するＯＮ位置に操作されたかどうか（ＯＮになったかどうか）を判定する（ステップＳ１６０）とともに、エンジンコントロールダイヤル２の指令信号と位置検出装置３５の検出信号から目標回転数がローアイドルに設定されかつゲートロックレバー２２が第２位置Ｂに上げ操作されたかどうか（ゲートロックがＯＮになったかどうか）を判定し（ステップＳ１６５）、これらの判定が１つでもＮｏであるとステップＳ１５０に戻り、ステップＳ１５０〜ステップＳ１６５の手順を繰り返す。ステップＳ１６０及びＳ１６５の判定が全てＹｅｓとなると、完全燃焼制御（第２再生燃焼制御）を開始する（ステップＳ１７０）。ここで、完全燃焼制御とは、エンジン１の回転数を所定の回転数Ｎａに維持されるよう電子ガバナ１ａを制御し、かつ再生用燃料噴射装置４０を制御して排気管３１内への燃料噴射を行うことでフィルタ３２に残存したＰＭを燃焼除去する制御である。また、この完全燃焼制御において、エンジン１の所定の回転数Ｎａとは、エンジン１の排気ガスの温度を酸化触媒３３の活性温度よりも高い温度まで上昇させることができる回転数であり、例えば１８００ｒｐｍ程度の中速回転数である。このようにエンジン１の排気ガスの温度を酸化触媒３３の活性温度よりも高い温度まで上昇させることにより、酸化触媒３３は活性化して排気ガス温度を更に高め、フィルタ３２に残存したＰＭを確実に燃焼除去することができる。この完全燃焼制御では、コントローラ４はエンジン１の目標回転数をエンジンコントロールダイヤル２が指示する目標回転数（低速アイドル回転数）から所定の回転数Ｎａに切り換え、その所定の回転数Ｎａ（目標回転数）と回転数検出装置３により検出したエンジン１の実回転数とに基づいて電子ガバナ１ａの燃料噴射指令信号を演算し、電子ガバナ１ａに出力する。これによりエンジン１の回転数がその所定の回転数Ｎａとなるように制御される。
【００５３】
また、完全燃焼制御中は、ステップＳ１７５において、エンジンコントロールダイヤル２の指令信号、位置検出装置３５の検出信号、及び圧力検出装置４１の検出信号を読み込み、これらの信号に基づいてエンジンコントロールダイヤル２、ゲートロックレバー２２、リモコン弁２５，２６，２７の操作レバーのいずれかが操作されたかどうかを判定し（ステップＳ１８０）、それらのいずれか（例えばゲートロックレバー２２）が操作されると、現在は完全燃焼制御中であるため建設機械は操作不許可状態にある旨を表示装置（モニタ）３８の表示画面３８ａに表示し（ステップＳ１８５）、かつそれらの操作による指示を無効にする。
【００５４】
そして、完全燃焼制御の開始後、その制御時間が所定時間Ｔｂを経過したかどうかを判定し（ステップＳ１９０）、所定時間Ｔｂを経過すると制御を終了する（ステップＳ１９５）。
【００５５】
以上において、再生用燃料噴射装置４０は、排気ガス中に燃料を噴射することで排気ガスの温度を上昇させ、フィルタ３２に堆積した粒子状物質を燃焼除去する再生装置を構成し、エンジンコントロールダイヤル２、回転数検出装置３、排気温度検出装置３７、コントローラ４０の燃料噴射指令演算機能及び図４に示すフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１２５の処理機能は、初期値を０としてエンジン１の稼働状況に基づいてフィルタ３２に蓄積した粒子状物質の堆積量推定値Ｍを演算し、この堆積量推定値Ｍが予め設定した堆積量限界値Ｍ0以上になると第１再生燃焼制御により所定時間Ｔａ再生装置（再生用燃料噴射装置４０）を作動させ、フィルタ３２の堆積粒子状物質を燃焼除去した後、前記堆積量推定値をゼロにリセットする第１再生制御手段を構成し、差圧検出装置３６とコントローラ４の図４に示すフローチャートのステップＳ１３０〜Ｓ１４５の処理機能は、フィルタ３２の前後差圧を検出し、堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0未満であるときに、このフィルタ３２の前後差圧が、前記フィルタの残存粒子状物質がゼロである状態から粒子状物質の堆積が進行して前記堆積量推定値Ｍが前記堆積量限界値Ｍ0に達した時点の差圧に関連する値である、予め設定した差圧限界値ΔＰ0以上になると、そのときの堆積量推定値Ｍと堆積量限界値Ｍ0との差分ΔＭに基づいてフィルタ３２の残存粒子状物質の第１再生燃焼制御よりも燃焼効果の高い第２再生燃焼制御による燃焼除去の要否を判断する第２再生制御手段を構成する。
【００５６】
また、本実施の形態において、第２再生制御手段は、図４に示すフローチャートのステップＳ１４５〜Ｓ１７０において、堆積量推定値Ｍと堆積量限界値Ｍ0との差分ΔＭが予め設定した堆積量差分限界値ΔＭ0を超えるとフィルタ３２の残存粒子状物質の燃焼除去が必要であると判断し、再生制御開始スイッチ３９（再生制御開始指示装置）が操作されたときに第２再生燃焼制御を開始し、堆積量推定値Ｍと堆積量限界値Ｍ0との差分が堆積量差分限界値ΔＭ0以下のときには、第１再生制御を実施する。
【００５７】
更に、本実施の形態において、第２再生制御手段は、図４に示すフローチャートのステップＳ１５０〜Ｓ１７０において、フィルタ３２の残存粒子状物質の第２再生燃焼制御による燃焼除去が必要であることが判断されると、その状態をモニタ３８（表示装置）に表示し、かつその後、再生制御開始スイッチ３９（再生制御開始指示装置）が操作されると第２再生燃焼制御を開始する。
【００５８】
次に、以上のように構成した本実施の形態の排気ガス浄化システムの動作原理を図７及び図８を用いて説明する。
【００５９】
図７は、フィルタ３２の残存粒子状物質（残存ＰＭ量）がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合のフィルタ３２の前後差圧の変化とフィルタ３２のＰＭ堆積量推定値の変化の関係を示す図であり、図７（ａ）がフィルタ３２の前後差圧の変化を示し、図７（ｂ）がフィルタ３２のＰＭ堆積量推定値の変化を示す。図８は、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロでない状態からＰＭの堆積が進行していった場合のフィルタ３２の前後差圧の変化とフィルタのＰＭ堆積量推定値の変化の関係を示す図であり、図８（ａ）がフィルタ３２の前後差圧の変化を示し、図８（ｂ）がフィルタ３２のＰＭ堆積量推定値の変化を示す。これらの図において、Ｍ0、ΔＰ0は、それぞれ、上述した堆積量限界値及び差圧限界値である。
【００６０】
前述したように、差圧限界値ΔＰ0は、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合にＰＭの堆積量推定値Ｍが上記の堆積量限界値Ｍ0に達した時点でのフィルタ３２の前後差圧ΔＰに等しい値として予め設定されている。このように差圧限界値ΔＰ0を設定した場合、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロである場合は前後差圧ΔＰ及び堆積量推定値Ｍの変化は図７（ａ）及び（ｂ）に示すようになる。
【００６１】
すなわち、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロである状態からＰＭの堆積が進行する場合は、図７（ｂ）に示すように、コントローラ４の再生燃焼制御で演算されるＰＭ堆積量推定値Ｍはゼロから増加し（初期値＝０）、時刻ｔ1で堆積量限界値Ｍ0に達する。このとき、第１再生燃焼制御開始時のフィルタ３２の前後差圧ΔＰは、図７（ａ）に示すように、フィルタ３２の固有の圧損に由来する値ΔＰ１であり、その後時間の経過に伴ってＰＭ堆積量が増加すると、そのＰＭ堆積量の増大に応じて増大し、ＰＭ堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0に達する時刻ｔ1で差圧限界値ΔＰ0に達する。
【００６２】
フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロでない状態からＰＭの堆積が進行していった場合も、コントローラ４の再生燃焼制御で演算されるＰＭ堆積量推定値Ｍは、図８（ｂ）に実線で示すようにゼロから増加し（初期値＝０）、時刻ｔ1で堆積量限界値Ｍ0に達する。しかし、実際には、フィルタ３２にＰＭが残存しているため、その残存ＰＭ量をＭａとし、再生燃焼制御でＰＭ堆積量推定値Ｍの初期値をＭａとして演算した場合、そのＰＭ堆積量推定値Ｍは時刻ｔ1よりも早い時刻ｔ2で堆積量限界値Ｍ0に達する。このとき、第１再生燃焼制御開始時のフィルタ３２の前後差圧ΔＰは、図８（ａ）に実線で示すように、フィルタ３２の固有の圧損に由来する値ΔＰ1よりも残存ＰＭ量Ｍａに相当する分だけ大きいΔＰ２であり、その後時間の経過に伴ってＰＭ堆積量が増加すると、そのＰＭ堆積量の増大に応じて増大し、ＰＭ堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0に達する時刻ｔ1よりも早い時刻ｔ2で差圧限界値ΔＰ0に達する。この時刻ｔ2に達した時点でのＰＭ堆積量推定値ＭをＭ1とすると、堆積量限界値Ｍ0とＰＭ堆積量推定値Ｍ（＝Ｍ1）との偏差ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ1）は残存ＰＭ量Ｍａに相当する。
【００６３】
このように差圧限界値ΔＰ0を、フィルタ３２の残存ＰＭ量がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合にＰＭの堆積量推定値Ｍが堆積量限界値Ｍ0に達した時点でのフィルタ３２の前後差圧ΔＰに等しい値として設定した場合は、残存ＰＭ量がゼロでない場合（残存ＰＭ量＝Ｍａの場合）は、フィルタ３２の前後差圧ΔＰは、その残存ＰＭ量Ｍａ分だけ早くΔＰ0に到達し、そのときの堆積量限界値Ｍ0とＰＭ堆積量推定値Ｍ（＝Ｍ1）との差分ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ1）を計算すれば、残存ＰＭ量Ｍａが分かり、その差分ΔＭに基づいてフィルタ３２の残存ＰＭの燃焼除去の要否を判断することができる。
【００６４】
本発明は以上のような知見に基づいて図４に示すような再生燃焼制御を行うものである。すなわち、図４のステップＳ１３０において、差圧検出装置３６の検出信号によりフィルタ３２の前後差圧ΔＰを読み込み、ステップＳ１３５において、その前後差圧ΔＰが差圧限界値ΔＰ0以上になると、ステップＳ１４０において、堆積量限界値Ｍ0とＰＭ堆積量推定値Ｍ（＝Ｍ1）との差分である堆積量偏差ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ1）を演算する。そして、ステップＳ１４５において堆積量偏差ΔＭ（残存ＰＭ量Ｍａ）が限界値ΔＭ0を超えると、ステップＳ１５０〜Ｓ１７０において、オペレータの操作により完全燃焼制御を開始する。これにより通常燃焼制御（第１再生燃焼制御）により燃え残った残存ＰＭを適宜燃焼除去し、堆積量推定値が限界値に達した時点での実際のＰＭの過度の堆積を防止し、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる。また、ＤＰＦの再生を適切に行うことにより許容以上のＰＭ量が燃焼することによるＤＰＦの溶損や触媒の劣化を防止し、かつエンジン背圧の上昇による燃費の悪化を防止することができる。
【００６５】
また、堆積量限界値Ｍ0とＰＭ堆積量推定値Ｍ（＝Ｍ1）との差分である堆積量偏差ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ1）が限界値ΔＭ0を超え、フィルタ３２の残存ＰＭの燃焼除去が必要であると判断されたときに、ステップＳ１７０において、通常燃焼制御よりも燃焼効果の高い完全燃焼制御を行うことにより、通常燃焼制御で燃焼しきれなかったフィルタ３２の残存ＰＭを効果的に燃焼除去することができる。特に、本実施の形態では、その完全燃焼制御として、エンジン回転数を所定の値Ｎａに維持して燃焼制御（第２再生燃焼制御）を行うため、エンジン１の排気ガス温度を上昇させ、フィルタ３２の残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、完全燃焼制御（第２再生燃焼制御）を行うとき、ステップＳ１５０において、フィルタ３２の残存ＰＭの燃焼除去が必要である旨を表示装置（モニタ）の表示画面３８ａに表示し、その後、ステップＳ１６０において再生制御開始スイッチ３９がＯＮ位置に操作されると、完全燃焼制御を開始する。ここで、フィルタ３２の残存ＰＭの燃焼除去が必要である旨を表示装置（モニタ）の表示画面３８ａに表示することによりオペレータは、手動再生の実施の必要性を理解し、作業車両による作業を停止させる。その結果、オペレータは作業を停止した状態で再生制御開始スイッチ３９をＯＮ位置に操作するため、車体及びエンジン１の状態が安定した外乱の少ない状態で残存ＰＭを燃焼させることができ、理想的な残存ＰＭの燃焼除去を行うことができる
また、完全燃焼制御（第２再生燃焼制御）を行うとき、ステップＳ１６５において、エンジン目標回転数がローアイドルに設定されかつゲートロックレバー２２が第２位置Ｂに上げ操作されたときに、完全燃焼制御を開始する。これによりゲートロックレバー２２が第２位置Ｂにある間は、オペレータがうっかりリモコン弁２５，２６，２７の操作レバーを操作してフロント作業機１０２などの被駆動体を動作させようとしても、被駆動体は動作しないため、一旦完全燃焼制御を開始した後は、車体動作の伴わない、ＤＰＦ装置３４内が安定した状態での燃焼制御を最後まで行うことができ、フィルタ３２の残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。また、完全燃焼制御が終了すると、エンジン回転数はローアイドルに下がるため、オペレータは完全燃焼制御の終了をエンジン音で知ることができる。
【００６７】
更に、完全燃焼制御中は、ステップＳ１７５において、エンジンコントロールダイヤル２の指令信号、位置検出装置３５の検出信号、及び圧力検出装置４１の検出信号を読み込み、ステップＳ１８０において、それらの信号に基づいてエンジンコントロールダイヤル２、ゲートロックレバー２２、リモコン弁２５，２６，２７の操作レバーのいずれかが操作されたかどうかを判定し、それらのいずれか（例えばゲートロックレバー２２）が操作されると、ステップＳ１８５において、現在は完全燃焼制御中であるため建設機械は操作不許可状態にある旨を表示装置（モニタ）３８の表示画面３８ａに表示し、かつそれらの操作による指示を無効にする。これにより完全燃焼制御中に、オペレータがうっかりそれらの操作手段を操作しても、完全燃焼制御を停止することなく最後まで行うことができ、かつオペレータは完全燃焼制御中であることに気がつき、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる。
【００６８】
本発明の第２の実施の形態を図９により説明する。
【００６９】
図９は、本実施の形態の排気ガス浄化システムにおけるコントローラの再生燃焼制御（第１及び第２再生燃焼制御）の演算処理内容を示すフローチャートである。図中、図４に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００７０】
本実施の形態は、第２再生燃焼制御の処理内容を第１の実施の形態と異ならせたものである。
【００７１】
すなわち、図９において、ステップＳ１００〜Ｓ１４５までの処理は第１の実施の形態と同じである。ステップＳ１４５において、ＰＭ堆積量の限界値Ｍ0からＰＭ堆積量推定値Ｍを減算して求めた堆積量偏差ΔＭ（＝Ｍ0−Ｍ）が閾値として予め設定した限界値（閾値）ΔＭ0（後述）を超えたかどうかを判定し、Ｎｏであれば（堆積量偏差ΔＭが限界値ΔＭ0以下であれば）ステップＳ１１５に進み、第１再生燃焼制御を行う。この第１再生燃焼制御の内容は、第１の実施の形態における通常燃焼制御と同じであり、再生用燃料噴射装置４０を制御して排気管３１内への燃料噴射を行うことでフィルタ３２に堆積したＰＭを燃焼除去する。一方、ステップＳ１４５において、判定がＹｅｓである場合は（堆積量偏差ΔＭが限界値ΔＭ0を超えている場合は）、第１再生燃焼制御を行っているにも係わらず、フィルタ３２に粒子状物質が許容値以上に残存している状態にある場合であり（後述）、この場合は、コントローラ４は第２再生燃焼制御を開始する（ステップＳ１７０Ａ）。この第２再生燃焼制御の内容も、第１の実施の形態における通常燃焼制御と同じであり、再生用燃料噴射装置４０を制御して排気管３１内への燃料噴射を行うことでフィルタ３２に堆積したＰＭを燃焼除去する。そして、第２再生燃焼制御の開始後、その制御時間が所定時間Ｔｃを経過したかどうかを判定し（ステップＳ１８５Ａ）、制御時間が所定時間Ｔｃを経過するまで第２再生燃焼制御を続行する。ここで、所定時間Ｔｃは第１再生燃焼制御の制御時間に係わる所定時間Ｔａより長く設定されており、例えばＴｃ＝２Ｔａである。このように第１再生燃焼制御より長い時間第２再生燃焼制御を行い、制御時間が所定時間Ｔｃを経過すると制御を終了する（ステップＳ１９０）。
【００７２】
このように構成した本実施の形態においても、ステップＳ１３５において、フィルタ３２の前後差圧ΔＰが差圧限界値ΔＰ0以上になり、ステップＳ１４５において堆積量偏差ΔＭ（残存ＰＭ量Ｍａ）が限界値ΔＭ0を超えると、ステップＳ１７０Ａにおいて、第２再生燃焼制御を開始するので、第１の実施の形態と同様、第１再生燃焼制御により燃え残った残存ＰＭを適宜燃焼除去し、ＤＰＦの再生を適切に行うことができる。
【００７３】
また、第２再生燃焼制御を開始するとき、ステップＳ１８５Ａにおいて、第１再生燃焼制御より長いＴｃの時間第２再生燃焼制御を行うので、第１再生燃焼制御により燃え残った残存ＰＭを確実に燃焼除去することができる。
【００７４】
以上に本発明の実施の形態を説明したが、本発明はそれらの実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。
【００７５】
１．上記実施の形態では、再生のための燃料噴射を排気管３１に設けた再生用の燃料噴射装置３９によって行ったが、電子ガバナ１ａによるエンジン１の筒内（シリンダ内）噴射システムを利用し、多段噴射の主噴射後の膨張行程において燃料を噴射する副噴射（ポスト噴射）を実行することで排気ガス中に再生用の燃料を噴射してもよく、例えばそのような手法は特許文献１（特開２００５−２８２５４５号公報）や、特開２００６−３７９２５号公報、特開２００２−２７６３４０号公報等に記載されている。
【００７６】
２．第１の実施の形態では、完全燃焼制御において、エンジン回転数を所定の値Ｎａに維持して排気ガス温度を上昇させ、燃焼制御（第２再生燃焼制御）を行ったが、更にエンジン１に適当な負荷をかけることで、より確実にエンジン１の排気ガス温度を上昇させることもできる。エンジン１に負荷をかける手法としては、例えば下記がある。
【００７７】
（１）図２の油圧システムにおける流量制御弁１７〜１９を貫通するセンターバイパスラインの最下流に電磁開閉弁を設け、この電磁開閉弁を閉じることで油圧ポンプ１１の吐出圧力をメインリリーフ弁２９のリリーフ圧力まで高め、油圧ポンプ１１に負荷をかけることでエンジン１に負荷をかける。
【００７８】
（２）排気ガス中に再生用の燃料を噴射する際、排気管に設けた絞り弁で排気管の流路を絞ることにより負荷運転をし、エンジン１に負荷をかける。
【００７９】
（３）上記（１）及び（２）の２つの手法を併用する。
【００８０】
３．上記実施の形態では、作業車両として建設機械である油圧ショベルに本発明を適用したが、油圧ショベル以外の作業車両に本発明を適用してもよい。油圧ショベル以外の作業車両としては、例えば、ホイールローダ、クレーン車等があり、この場合も上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
４．上記実施の形態では、リモコン弁２５，２６，２７の操作レバーが操作されたかどうかを検出するのに、油圧ポンプ１１の吐出ラインに圧力検出装置４１を設け、油圧ポンプ１１の吐出圧を検出したが、リモコン弁２５，２６，２７が生成するパイロット圧を検出してもよいし、それらの操作レバーや流量制御弁１７〜１９の動きを検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両の排気ガス浄化システムの全体構成を示す図である。
【図２】作業車両である建設機械（例えば油圧ショベル）に搭載される油圧システムを示す図である。
【図３】図２に示す油圧システムを備えた建設機械の一例である油圧ショベルの外観を示す図である。
【図４】コントローラの演算処理内容を示すフローチャートである。
【図５】ＰＭ排出量を演算するのに用いるＰＭ排出量マップを示す図である。
【図６】ＰＭ燃焼量を演算するのに用いるＰＭ燃焼量マップを示す図である。
【図７】フィルタの残存ＰＭ量がゼロである状態からＰＭの堆積が進行していった場合のフィルタの前後差圧の変化とフィルタのＰＭ堆積量推定値の変化との関係を示す図であり、図７（ａ）はフィルタの前後差圧の変化を示し、図７（ｂ）はフィルタのＰＭ堆積量推定値の変化を示す。
【図８】フィルタの残存ＰＭ量がゼロでない状態からＰＭの堆積が進行していった場合のフィルタの前後差圧の変化とフィルタのＰＭ堆積量推定値の変化との関係を示す図であり、図８（ａ）はフィルタの前後差圧の変化を示し、図８（ｂ）はフィルタのＰＭ堆積量推定値の変化を示す。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる作業車両の排気ガス浄化システムにおけるコントローラの演算処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１  ディーゼルエンジン
１ａ  電子ガバナ
２  エンジンコントロールダイヤル（第３操作手段；第４操作手段）
３  回転数検出装置
４  コントローラ
５  キースイッチ
１１  油圧ポンプ
１２  パイロットポンプ
１３  油圧モータ
１４，１５  油圧シリンダ
１７〜１９  流量制御弁
２０  パイロット油圧源
２１  パイロットリリーフ弁
２２  ゲートロックレバー（第２操作手段；第４操作手段）
２３  電磁切換弁
２４  パイロット油路
２５，２６，２７  リモコン弁（第１操作手段；第４操作手段）
２９  メインリリーフ弁
３１  排気管
３２  フィルタ
３３  酸化触媒
３４  ＤＰＦ装置
３５  位置検出装置
３６  差圧検出装置
３７  排気温度検出装置
３８  表示装置（モニタ）
３８ａ  表示画面
３９  再生制御開始スイッチ（再生制御開始指示装置）
４０  再生用燃料噴射装置（再生装置）
４１  圧力検出装置
１００  下部走行体
１０１  上部旋回体
１０２  フロント作業機
１０４ａ，１０４ｂ  走行モータ
１０５  旋回モータ
１０６  エンジンルーム
１０７，１０７Ｂ  運転室
１０８  運転席
１１１  ブーム
１１２  アーム
１１３  バケット
１１４  ブームシリンダ
１１５  アームシリンダ
１１６  バケットシリンダ
【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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【図９】
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