特許 6905963 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6905963

(24)【登録日】2021年6月30日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20210708BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20210708BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 GZAB

   F02D45/00

   E02F9/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-152661(P2018-152661)

(22)【出願日】2018年8月14日

(65)【公開番号】特開2020-26782(P2020-26782A)

(43)【公開日】2020年2月20日

【審査請求日】2020年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小竹 伸一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 謙輔

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１３３１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第３３３３３８８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００− ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００−１１／００

Ｆ０２Ｄ ４３／００−４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンから排出される排ガスを通す排気管と、前記排気管に取り付けられて還元剤を噴射する還元剤噴射装置と、還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、前記還元剤タンクに貯蔵された還元剤を前記還元剤噴射装置に圧送する還元剤ポンプと、前記還元剤噴射装置からの還元剤を前記還元剤タンクに戻す第１位置及び前記還元剤ポンプから吐出した還元剤を前記還元剤噴射装置に送る第２位置を有する方向制御弁と、を備える建設機械において、
前記排気管を通る排ガスの温度を検出する温度センサと、
前記還元剤噴射装置と前記方向制御弁との間に設けられて前記還元剤噴射装置への吐出圧を検出する圧力センサと、
前記還元剤噴射装置、前記還元剤ポンプ、及び前記方向制御弁をそれぞれ制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記エンジンが始動し、前記温度センサで検出された温度センサ値が所定の温度閾値以上となる開始条件を満たすか否かを判定する開始条件判定部と、
前記還元剤噴射装置による還元剤の噴射開始から所定の第１経過時間内において、前記圧力センサで検出された圧力センサ値が所定の圧力閾値未満となる第１特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部と、
前記還元剤噴射装置、前記還元剤ポンプ、及び前記方向制御弁のそれぞれに対する動作を指令する動作指令部と、を含み、
前記動作指令部は、
前記開始条件判定部で前記開始条件を満たすと判定され、かつ、前記特定条件判定部で前記第１特定条件を満たさないと判定された場合、前記還元剤噴射装置の噴射口の開度を全開とし、かつ前記還元剤ポンプの出力を最大出力とすると共に、前記方向制御弁の位置を前記第２位置に切り換える第１動作を指令し、
前記開始条件判定部で前記開始条件を満たすと判定され、かつ、前記特定条件判定部で前記第１特定条件を満たすと判定された場合、前記還元剤噴射装置の前記噴射口の開度を全閉とし、かつ前記還元剤ポンプの出力を最大出力とすると共に、前記方向制御弁の位置を前記第１位置と前記第２位置との間で繰り返して切り換える第２動作を指令する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械において、
前記動作指令部は、前記第２動作が所定の第２経過時間行われた場合、前記第１動作を再び指令し、
前記特定条件判定部は、前記動作指令部で前記第１動作が再び指令された場合、前記第１動作の再開から所定の第３経過時間内において、前記圧力センサで検出された圧力センサ値が前記所定の圧力閾値未満となる第２特定条件を満たすか否かを判定し、
前記特定条件判定部で前記第２特定条件を満たすと判定された場合、前記動作指令部は、前記第２動作を再び指令する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項２に記載の建設機械において、
前記所定の第３経過時間は、前記所定の第１経過時間よりも短く設定されている
ことを特徴とする建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンから排出される排ガスを処理する排ガス後処理装置を備えた建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の建設機械においても、エンジンから排出される排ガスに含まれる窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」とする）の量を低減するために、還元剤として尿素水溶液（以下、単に「尿素水」とする）を用いた選択触媒還元システム（以下、「尿素ＳＣＲシステム」とする）が採用された排ガス後処理装置が搭載されている。この尿素ＳＣＲシステムでは、還元剤噴射装置を用いてエンジンの排気管内に尿素水を噴射し、噴射位置よりも下流側に配設された還元触媒によってエンジンの排ガス中に含まれるＮＯｘを選択的に還元する。

【0003】

例えば、特許文献１には、貯蔵タンク内の尿素水を噴射弁に向けて圧送するポンプと、尿素水の流れる方向を切り換える流路切換弁と、を有するポンプモジュールを備えた還元剤噴射装置が開示されている。流路切換弁は、尿素水を噴射弁に送る場合に尿素水を貯蔵タンク側から噴射弁側に向かわせる第１位置と、尿素水を貯蔵タンクに回収する場合に尿素水を噴射弁側から貯蔵タンク側に向かわせる第２位置と、を有する４ポート２位置の方向制御弁である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−５６６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の尿素ＳＣＲシステムに適用されるポンプモジュールに搭載された流路切換弁において、切換位置を切り換える際に異物が内部に噛み込み、内部スプールが第１位置と第２位置との中間位置で動かなくなってしまうことがある。この場合、噴射弁に送られる尿素水の一部が漏出してしまい、必要な量の尿素水を還元剤噴射装置に圧送することが困難となる。

【0006】

そこで、本発明の目的は、方向制御弁の内部に噛み込んだ異物を迅速に除去して、還元剤を還元剤噴射装置へ十分に圧送することが可能な建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンから排出される排ガスを通す排気管と、前記排気管に取り付けられて還元剤を噴射する還元剤噴射装置と、還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、前記還元剤タンクに貯蔵された還元剤を前記還元剤噴射装置に圧送する還元剤ポンプと、前記還元剤噴射装置からの還元剤を前記還元剤タンクに戻す第１位置及び前記還元剤ポンプから吐出した還元剤を前記還元剤噴射装置に送る第２位置を有する方向制御弁と、を備える建設機械において、前記排気管を通る排ガスの温度を検出する温度センサと、前記還元剤噴射装置と前記方向制御弁との間に設けられて前記還元剤噴射装置への吐出圧を検出する圧力センサと、前記還元剤噴射装置、前記還元剤ポンプ、及び前記方向制御弁をそれぞれ制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記エンジンが始動し、前記温度センサで検出された温度センサ値が所定の温度閾値以上となる開始条件を満たすか否かを判定する開始条件判定部と、前記還元剤噴射装置による還元剤の噴射開始から所定の第１経過時間内において、前記圧力センサで検出された圧力センサ値が所定の圧力閾値未満となる第１特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部と、前記還元剤噴射装置、前記還元剤ポンプ、及び前記方向制御弁のそれぞれに対する動作を指令する動作指令部と、を含み、前記動作指令部は、前記開始条件判定部で前記開始条件を満たすと判定され、かつ、前記特定条件判定部で前記第１特定条件を満たさないと判定された場合、前記還元剤噴射装置の噴射口の開度を全開とし、かつ前記還元剤ポンプの出力を最大出力とすると共に、前記方向制御弁の位置を前記第２位置に切り換える第１動作を指令し、前記開始条件判定部で前記開始条件を満たすと判定され、かつ、前記特定条件判定部で前記第１特定条件を満たすと判定された場合、前記還元剤噴射装置の前記噴射口の開度を全閉とし、かつ前記還元剤ポンプの出力を最大出力とすると共に、前記方向制御弁の位置を前記第１位置と前記第２位置との間で繰り返して切り換える第２動作を指令することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、方向制御弁の内部に噛み込んだ異物を迅速に除去して、還元剤を還元剤噴射装置へ十分に圧送することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの一構成例を示す外観側面図である。

【図2】尿素ＳＣＲシステムの構成を説明する説明図である。

【図3】コントローラ周辺の接続構成及びコントローラが有する機能構成を示す図である。

【図4】コントローラ内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係る建設機械の一態様として、油圧ショベルについて説明する。

【0011】

＜油圧ショベル１の構成＞
まず、油圧ショベル１の全体構成及びその動作について、図１を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベル１の一構成例を示す外観側面図である。

【0013】

油圧ショベル１は、路面を走行するための下部走行体１１と、下部走行体１１の上方に旋回装置１２を介して旋回可能に取り付けられた上部旋回体１３と、上部旋回体１３の前部において俯仰動可能に連結されて掘削等の作業を行うフロント作業機１４と、を備えている。

【0014】

下部走行体１１は、その左右方向（車幅方向）の両端にクローラ１１１がそれぞれ配置されている。左右それぞれのクローラ１１１は、下部走行体１１の左右にそれぞれ設けられた走行モータ１１２の駆動力によって独立して回転駆動する。これにより、油圧ショベル１は、左右それぞれのクローラ１１１を地面に接触させた状態で前後方向に走行する。なお、図１では、クローラ１１１及び走行モータ１１２はそれぞれ、左右のうちの一方側のみを図示している。

【0015】

上部旋回体１３は、オペレータが搭乗する運転室１３１と、フロント作業機１４とのバランスを保つためのカウンタウェイト１３２と、エンジン２００（図２参照）や油圧ポンプ等の機器類を内部に収容する機械室１３３と、を備えている。上部旋回体１３において、運転室１３１は前部に、カウンタウェイト１３２は後部に、機械室１３３は運転室１３１とカウンタウェイト１３２との間に、それぞれ配置されている。上部旋回体１３は、旋回装置１２内に設けられた旋回モータ（不図示）の駆動力によって下部走行体１１に対して旋回する。

【0016】

フロント作業機１４は、基端部が上部旋回体１３に回動可能に取り付けられて、上部旋回体１３に対して上下方向に回動（俯仰）するブーム１４１と、ブーム１４１の先端部に回動可能に取り付けられてブーム１４１に対して前後方向に回動するアーム１４２と、アーム１４２の先端部に回動可能に取り付けられてアーム１４２に対して前後方向に回動するバケット１４３と、を備えている。

【0017】

バケット１４３は、例えば土砂等を掘削したり、均したり、あるいは地面を締め固めたりするものである。このバケット１４３は、例えば、木材や岩石、廃棄物等を掴むグラップルや、岩盤を掘削するブレーカ等のアタッチメントに変更することが可能である。これにより、油圧ショベル１は、作業内容に適したアタッチメントを用いて、掘削や破砕等を含む様々な作業を行うことができる。

【0018】

また、フロント作業機１４は、上部旋回体１３とブーム１４１とを連結するブームシリンダ１４１Ａと、ブーム１４１とアーム１４２とを連結するアームシリンダ１４２Ａと、アーム１４２とバケット１４３とを連結するバケットシリンダ１４３Ａと、これらの各油圧シリンダ１４１Ａ，１４２Ａ，１４３Ａへ作動油を導くための複数の配管１４４と、を有している。各油圧シリンダ１４１Ａ，１４２Ａ，１４３Ａは、ロッドを伸縮させてブーム１４１、アーム１４２、及びバケット１４３をそれぞれ駆動させる。

【0019】

この油圧ショベル１では、エンジンから排出される排ガスを浄化して排ガス中のＮＯｘ量を低減するためのシステムとして、還元剤に尿素水を用いる尿素ＳＣＲシステムが採用されている。

【0020】

＜尿素ＳＣＲシステムの構成＞
次に、油圧ショベル１に適用される尿素ＳＣＲシステムの構成について、図２を参照して説明する。

【0021】

図２は、尿素ＳＣＲシステムの構成を説明する説明図である。

【0022】

油圧ショベル１は、エンジン２００と、エンジン２００から排出される排ガスを通す排気管２１０と、排気管２１０を通る排ガスの浄化処理を行う排ガス後処理装置１０と、を備えている。排気管２１０には、内部を通る排ガスの温度を検出する温度センサ１０１が設けられている。

【0023】

排ガス後処理装置１０は、排気管２１０の途中に取り付けられて排ガスに尿素水を噴射する尿素水噴射装置１０２と、尿素水を貯蔵する尿素水タンク１０３と、尿素水を尿素水噴射装置１０２に圧送するための圧送モジュール１０４と、尿素水噴射装置１０２の下流側における排気管２１０の途中に設けられた還元触媒２２０と、を有する。尿素水噴射装置１０２及び圧送モジュール１０４はそれぞれ、コントローラ１０５によって制御される。

【0024】

圧送モジュール１０４には、尿素水タンク１０３から尿素水を吸い込む吸込み口１０４Ａと、尿素水タンク１０３に尿素水を戻す戻り口１０４Ｂと、尿素水を尿素水噴射装置１０２に吐出する吐出口１０４Ｃと、が設けられている。

【0025】

また、圧送モジュール１０４は、尿素水タンク１０３に貯蔵された尿素水を尿素水噴射装置１０２へ圧送する尿素水ポンプ４１と、尿素水の流れ（流量及び方向）を制御する方向制御弁４２と、尿素水噴射装置１０２（吐出口１０４Ｃ）と方向制御弁４２との間に設けられて尿素水噴射装置１０２への吐出圧を検出する圧力センサ４３と、圧力センサ４３と方向制御弁４２との間に設けられて尿素水中の異物を取り除くフィルタ４４と、方向制御弁４２と戻り口１０４Ｂとの間に設けられた逆止弁４５と、を有している。

【0026】

方向制御弁４２は、尿素水タンク１０３に接続された第１ポート４２０Ａと、尿素水ポンプ４１の吸込み側に接続された第２ポート４２０Ｂと、尿素水ポンプ４１の吐出し側に接続された第３ポート４２０Ｃと、尿素水噴射装置１０２に接続された第４ポート４２０Ｄと、尿素水噴射装置１０２からの尿素水を尿素水タンク１０３に戻す第１位置４２Ａと、尿素水ポンプ４１から吐出した尿素水を尿素水噴射装置１０２に送る第２位置４２Ｂと、を有する４ポート２位置の方向制御弁である。

【0027】

尿素ＳＣＲシステムでは、まず、尿素水噴射装置１０２から排気管２１０内に尿素水が噴射されると、尿素水が分解することによりアンモニアが生成して還元触媒２２０に吸着される。そして、吸着されたアンモニアによって、還元触媒２２０に流入する排ガス中のＮＯｘが選択的に還元される。

【0028】

尿素ＳＣＲシステムを始動させる場合、排ガス後処理装置１０ではコントローラ１０５からの指令信号にしたがってスタートアップ動作が行われる。「スタートアップ動作」とは、尿素水噴射装置１０２の噴射口の開度を全開とし、かつ尿素水ポンプ４１の出力を最大出力とすると共に、方向制御弁４２の位置を第２位置４２Ｂに切り換える動作（第１動作）のことである。

【0029】

このスタートアップ動作により、尿素水タンク１０３に貯蔵されている尿素水が、吸込み口１０４Ａ、第１ポート４２０Ａ、及び第２ポート４２０Ｂを順に通って尿素水ポンプ４１で吸い上げられ、第３ポート４２０Ｃ及び第４ポート４２０Ｄを通った後、一部はフィルタ４４及び吐出口１０４Ｃを通って尿素水噴射装置１０２に導かれる。また、第３ポート４２０Ｃ及び第４ポート４２０Ｄを通った尿素水のうちの残りは、逆止弁４５及び戻り口１０４Ｂを通って尿素水タンク１０３に戻される。

【0030】

また、尿素ＳＣＲシステムが稼働している間は、吐出口１０４Ｃにおける尿素水の吐出圧が所定の適正値Ｐ０に保たれるように、コントローラ１０５が尿素水ポンプ４１の出力を制御する通常動作が行われる。

【0031】

一方、尿素ＳＣＲシステムを停止させる場合、排ガス後処理装置１０ではコントローラ１０５からの指令信号にしたがってアフターラン動作が行われる。「アフターラン動作」とは、尿素水噴射装置１０２の噴射口の開度を全開とし、かつ尿素水ポンプ４１の出力を最大出力とすると共に、方向制御弁４２の位置を第１位置４２Ａに切り換える動作のことである。

【0032】

このアフターラン動作により、尿素水噴射装置１０２内に残留している尿素水が、吐出口１０４Ｃ、フィルタ４４、第４ポート４２０Ｄ、第２ポート４２０Ｂ、尿素水ポンプ４１、第３ポート４２０Ｃ、第１ポート４２０Ａ、及び吸込み口１０４Ａを経由して尿素水タンク１０３に戻される。

【0033】

尿素ＳＣＲシステムでは、尿素水噴射装置１０２に対して必要な量の尿素水を確実に供給することが、排ガスの浄化性能を満足させる上で重要となる。そのためには、圧送モジュール１０４が精度よく確実に作動する必要がある。

【0034】

しかしながら、例えば圧送モジュール１０４の方向制御弁４２を切り換える際に、方向制御弁４２の内部に異物が噛み込んでしまい、内部スプールが第１位置４２Ａと第２位置４２Ｂとの中間位置で動かなくなり、圧送モジュール１０４を正常に作動させることが困難となることがある。

【0035】

この場合、第１ポート４２０Ａと第４ポート４２０Ｄ、あるいは第２ポート４２０Ｂと第３ポート４２０Ｃとが互いに連通し、尿素水ポンプ４１がポンプとしての機能を果たすことができなくなる。このような状態において圧送モジュール１０４を作動させると、尿素水噴射装置１０２に向けて送られる尿素水の一部が第２ポート４２０Ｂから第３ポート４２０Ｃに漏出してしまい、必要な量の尿素水を尿素水噴射装置１０２に圧送することができなくなる。

【0036】

そこで、排ガス後処理装置１０では、コントローラ１０５によって方向制御弁４２に対する異物の噛み込みを判定し、判定結果に基づくコントローラ１０５からの指令信号にしたがってフラッシング動作を行うことにより、方向制御弁４２に噛み込んだ異物を迅速に除去している。

【0037】

ここで、「フラッシング動作」とは、尿素水噴射装置１０２の噴射口の開度を全閉とし、かつ尿素水ポンプ４１の出力を最大出力とすると共に、方向制御弁４２の位置を第１位置４２Ａと第２位置４２Ｂとの間で繰り返し切り換える動作（第２動作）のことである。

【0038】

このように、圧送モジュール１０４内において、尿素水ポンプ４１を最大出力で連続的に運転すると共に、方向制御弁４２の位置を一定間隔で断続的に切り換えることにより、圧送モジュール１０４内に残留している尿素水が方向制御弁４２の周辺において撹拌され、方向制御弁４２の内部に噛み込んでいた異物を除去することができる。

【0039】

コントローラ１０５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力Ｉ／Ｆ、及び出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、エンジン制御部１３３Ａ、ならびに温度センサ１０１及び圧力センサ４３といった各種の検出器等が入力Ｉ／Ｆに接続され、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２等が出力Ｉ／Ｆに接続されている。

【0040】

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭや光学ディスク等の記録媒体に格納された演算プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された演算プログラムを実行することにより、演算プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ１０５の機能を実現する。

【0041】

なお、本実施形態では、コントローラ１０５をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、他のコンピュータの構成の一例として、油圧ショベル１の側で実行される演算プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。

【0042】

＜コントローラ１０５の機能構成＞
次に、コントローラ１０５の機能構成について、図３を参照して説明する。

【0043】

図３は、コントローラ１０５周辺の接続構成及びコントローラ１０５が有する機能構成を示す図である。

【0044】

コントローラ１０５は、データ取得部５１と、判定部５２と、閾値記憶部５３と、動作指令部５４と、経過時間計測部５５と、動作回数カウント部５６と、を含む。

【0045】

データ取得部５１は、エンジン制御部１３３Ａからのエンジン状態に関するデータ、ならびに温度センサ１０１で検出された温度センサ値Ｔ及び圧力センサ４３で検出された圧力センサ値Ｐに関するデータをそれぞれ取得する。

【0046】

判定部５２は、開始条件判定部５２Ａと、特定条件判定部５２Ｂと、を含む。開始条件判定部５２Ａは、エンジンが始動し、温度センサ１０１で検出された温度センサ値Ｔが所定の温度閾値Ｔｔｈ（以下、単に「温度閾値Ｔｔｈ」とする）以上となる開始条件を満たすか否かを判定する。

【0047】

特定条件判定部５２Ｂは、尿素水噴射装置１０２による尿素水の噴射開始から所定の第１経過時間ｔ１（以下、単に「第１経過時間ｔ１」とする）内において、圧力センサ４３で検出された圧力センサ値Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔｈ（以下、単に「圧力閾値Ｐｔｈ」とする）未満となる第１特定条件を満たすか否かを判定する。

【0048】

温度閾値Ｔｔｈは、エンジンから排出された排ガスの温度に関する閾値であり、尿素ＳＣＲシステムを始動させる際に基準となる温度である。また、圧力閾値Ｐｔｈは、尿素水噴射装置１０２への尿素水の吐出圧、すなわち圧送モジュール１０４の吐出口１０４Ｃにおける尿素水の圧力に関する閾値であり、フラッシング動作を開始する際の基準となる圧力である。温度閾値Ｔｔｈ及び圧力閾値Ｐｔｈ、ならびに第１経過時間ｔ１はいずれも、予め設定されて閾値記憶部５３に記憶されている。

【0049】

動作指令部５４は、スタートアップ動作指令部５４Ａと、通常動作指令部５４Ｂと、フラッシング動作指令部５４Ｃと、アフターラン動作指令部５４Ｄと、を含む。

【0050】

スタートアップ動作指令部５４Ａは、開始条件判定部５２Ａで開始条件を満たすと判定された場合に、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してスタートアップ動作を指令する。

【0051】

本実施形態では、スタートアップ動作指令部５４Ａは、フラッシング動作が所定の第２経過時間ｔ２（以下、単に「第２経過時間ｔ２」とする）行われた場合に、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対して再びスタートアップ動作を指令する（スタートアップ動作再開）。

【0052】

このように、スタートアップ動作指令部５４Ａにおいてスタートアップ動作が再び指令された場合、特定条件判定部５２Ｂは、スタートアップ動作の再開から所定の第３経過時間ｔ３（以下、単に「第３経過時間ｔ３」とする）内において、圧力センサ４３で検出された圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満となる第２特定条件を満たすか否かを判定する。

【0053】

本実施形態では、第３経過時間ｔ３は、第１経過時間ｔ１よりも短く設定されている（ｔ３＜ｔ１）。なお、第２経過時間ｔ２及び第３経過時間ｔ３はいずれも、第１経過時間ｔ１と同様に、予め設定されて閾値記憶部５３に記憶されている。

【0054】

通常動作指令部５４Ｂは、スタートアップ動作を行った後に圧力センサ４３で検出された圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ以上であった場合（Ｐ≧Ｐｔｈ）に、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対して通常動作を指令する。

【0055】

フラッシング動作指令部５４Ｃは、特定条件判定部５２Ｂで第１特定条件を満たすと判定された場合に、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してフラッシング動作を指令する。本実施形態では、特定条件判定部５２Ｂで第２特定条件を満たし、かつフラッシング動作が所定の回数（以下、「Ｎ回」とする）行われていない場合に、フラッシング動作指令部５４Ｃは、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してフラッシング動作を再び（繰り返し）指令する。

【0056】

アフターラン動作指令部５４Ｄは、フラッシング動作がＮ回完了した場合に、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してアフターラン動作を指令する。なお、エンジンが停止された場合には、尿素ＳＣＲシステムを稼働させる必要がなくなるため、アフターラン動作指令部５４Ｄは、エンジン制御部１３３Ａからのエンジン停止に関する信号に基づいて、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してアフターラン動作を指令する。

【0057】

経過時間計測部５５は、尿素水噴射装置１０２による尿素水の噴射開始、すなわち最初のスタートアップ動作開始からの経過時間ｔｓ１、フラッシング動作開始からの経過時間ｔｆ、及びスタートアップ動作の再開（２回目以降におけるスタートアップ動作開始）からの経過時間ｔｓ２をそれぞれ計測する。動作回数カウント部５６は、フラッシング動作の回数をカウントする。

【0058】

＜コントローラ１０５内における処理＞
次に、コントローラ１０５内で実行される具体的な処理の流れについて、図４を参照して説明する。

【0059】

図４は、コントローラ１０５内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【0060】

コントローラ１０５では、まず、データ取得部５１が、エンジン制御部１３３Ａからのエンジン始動に係る信号を取得すると（ステップＳ５０１）、開始条件判定部５２Ａが、データ取得部５１で取得された温度センサ値Ｔが温度閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

【0061】

ステップＳ５０２において温度センサ値Ｔが温度閾値Ｔｔｈ以上である（Ｔ≧Ｔｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、開始条件が満たされるため、スタートアップ動作指令部５４Ａが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してスタートアップ動作を指令する（ステップＳ５０３）。

【0062】

一方、ステップＳ５０２において温度センサ値Ｔが温度閾値Ｔｔｈ未満である（Ｔ＜Ｔｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）には、温度センサ値Ｔが温度閾値Ｔｔｈ以上になるまでスタートアップ動作は開始されない。

【0063】

ステップＳ５０３においてスタートアップ動作が開始されると、特定条件判定部５２Ｂは、データ取得部５１で取得された圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。

【0064】

ステップＳ５０４において圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満ではない、すなわち圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ以上である（Ｐ≧Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＮＯ）、通常動作指令部５４Ｂが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対して通常動作を指令し（ステップＳ５０５）、コントローラ１０５内における処理が終了する。

【0065】

一方、ステップＳ５０４において圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満である（Ｐ＜Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＹＥＳ）、特定条件判定部５２Ｂは、さらに、経過時間計測部５５で計測された経過時間ｔｓ１（ステップＳ５０３からの経過時間ｔｓ１）が第１経過時間ｔ１よりも長いか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

【0066】

ステップＳ５０６において計測された経過時間ｔｓ１が第１経過時間ｔ１よりも長い（ｔｓ１＞ｔ１）と判定された場合（ステップＳ５０６／ＹＥＳ）、第１経過時間ｔ１内に圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈに到達せず第１特定条件が満たされるため、フラッシング動作指令部５４Ｃが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してフラッシング動作を指令する（ステップＳ５０７）。

【0067】

一方、ステップＳ５０６において計測された経過時間ｔｓ１が第１経過時間ｔ１以内である（ｔｓ１≦ｔ１）と判定された場合（ステップＳ５０６／ＮＯ）、ステップＳ５０４に戻る。

【0068】

ステップＳ５０７においてフラッシング動作が開始されると、判定部５２は、経過時間計測部５５で計測された経過時間ｔｆ（ステップＳ５０７からの経過時間ｔｆ）が第２経過時間ｔ２よりも長いか否かを判定する（ステップＳ５０８）。

【0069】

ステップＳ５０８において計測された経過時間ｔｆが第２経過時間ｔ２以上である（ｔｆ≧ｔ２）と判定された場合（ステップＳ５０８／ＹＥＳ）、フラッシング動作が第２経過時間ｔ２以上行われたことになるため、スタートアップ動作指令部５４Ａが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対して再びスタートアップ動作を指令する（ステップＳ５０９）。

【0070】

一方、ステップＳ５０８において計測された経過時間ｔｆが第２経過時間よりも短い（ｔｆ＜ｔ２）と判定された場合（ステップＳ５０８／ＮＯ）、第２経過時間ｔ２経過するまでフラッシング動作を継続して行う。

【0071】

ステップＳ５０９においてスタートアップ動作が再開されると、特定条件判定部５２Ｂは、データ取得部５１で取得された圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。

【0072】

ステップＳ５１０において圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満ではない、すなわち圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ以上である（Ｐ≧Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５１０／ＮＯ）、通常動作指令部５４Ｂが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対して通常動作を指令し（ステップＳ５０５）、コントローラ１０５内における処理が終了する。

【0073】

一方、ステップＳ５１０において圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈ未満である（Ｐ＜Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５１０／ＹＥＳ）、特定条件判定部５２Ｂは、さらに、経過時間計測部５５で計測された経過時間ｔｓ２（ステップＳ５０９からの経過時間ｔｓ２）が第３経過時間ｔ３よりも長いか否かを判定する（ステップＳ５１１）。

【0074】

ステップＳ５１１において計測された経過時間ｔｓ２が第３経過時間ｔ３よりも長い（ｔｓ２＞ｔ３）と判定された場合（ステップＳ５１１／ＹＥＳ）、第３経過時間ｔ３内に圧力センサ値Ｐが圧力閾値Ｐｔｈに到達せず第２特定条件が満たされる。判定部５２は、さらにフラッシング動作がＮ回完了しているか否かを判定し（ステップＳ５１２）、ステップＳ５１２においてフラッシング動作がＮ回完了していないと判定された場合には（ステップＳ５１２／ＮＯ）、ステップＳ５０７に戻って再びフラッシング動作を開始する。

【0075】

ステップＳ５１２においてフラッシング動作がＮ回完了していると判定された場合には（ステップＳ５１２／ＹＥＳ）、アフターラン動作指令部５４Ｄが、尿素水噴射装置１０２、尿素水ポンプ４１、及び方向制御弁４２のそれぞれに対してアフターラン動作を指令し（ステップＳ５１３）、コントローラ１０５内における処理が終了する。

【0076】

ステップＳ５１１において計測された経過時間ｔｓ２が第３経過時間ｔ３以内である（ｔｓ２≦ｔ３）と判定された場合（ステップＳ５１１／ＮＯ）、ステップＳ５１０に戻る。

【0077】

このように、圧送モジュール１０４に搭載された圧力センサ４３を用いて方向制御弁４２に対する異物の噛み込みを検出し、フラッシング動作を行うことによって、噛み込んだ異物を迅速に除去することができる。これにより、尿素水噴射装置１０２へ尿素水を十分に圧送することが可能となる。

【0078】

また、排ガス後処理装置１０において、既存の部品の改造や、各部品のレイアウトの変更をする必要がなく、圧送モジュール１０４の制御ロジックに変更を加えることのみにより、方向制御弁４２に対する異物の噛み込みを除去することができる。

【0079】

本実施形態では、フラッシング動作を行った後に再びスタートアップ動作を行うことにより、方向制御弁４２に噛み込んだ異物が当該フラッシング動作によってきちんと除去されたかどうかを確認し、異物の除去に対する精度の向上を図っている。

【0080】

さらに、本実施形態では、２回目のスタートアップ動作における第２特定条件の判定に用いる第３経過時間ｔ３が、最初のスタートアップ動作における第１特定条件の判定に用いる第１経過時間ｔ１よりも短く設定されているため（ｔ３＜ｔ１）、異物の除去の確認をより厳しく行うことができ、異物の除去に対する精度がさらに向上する。

【0081】

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0082】

例えば、上記実施形態では、油圧ショベル１に排ガス後処理装置１０を適用した場合について説明したが、必ずしも油圧ショベル１である必要はなく、他の建設機械に適用してもよい。

【符号の説明】

【0083】

１：油圧ショベル（建設機械）
４１：尿素水ポンプ（還元剤ポンプ）
４２：方向制御弁
４２Ａ：第１位置
４２Ｂ：第２位置
４３：圧力センサ
５２Ａ：開始条件判定部
５２Ｂ：特定条件判定部
５４：動作指令部
１０１：温度センサ
１０２：尿素水噴射装置（還元剤噴射装置）
１０３：尿素水タンク（還元剤タンク）
１０５：コントローラ
２００：エンジン
２１０：排気管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】