特許 7087530 排ガス異常検出装置

(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】

(24)【登録日】2022-06-13

(45)【発行日】2022-06-21

(54)【発明の名称】排ガス異常検出装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/023 20060101AFI20220614BHJP

   F01N 3/00 20060101ALI20220614BHJP

   E02F 9/00 20060101ALN20220614BHJP

【ＦＩ】

F01N3/023 K ZAB

F01N3/00 F

E02F9/00 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018056791

(22)【出願日】2018-03-23

(65)【公開番号】P2019167896

(43)【公開日】2019-10-03

【審査請求日】2020-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣澤 允紀

(72)【発明者】

【氏名】鹿児島 昌之

【審査官】楠永 吉孝

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０１４０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０２４０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２９１４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２３１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９６２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３４６４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００～ ３／３８

Ｅ０２Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械の動力源であるエンジンと、
前記エンジンの排ガスが通る排気管と、
前記排気管に設けられ、前記排ガスからススを捕集する排ガス後処理装置と、
前記排気管に設けられ、前記エンジンと前記排ガス後処理装置との間に設けられ、前記排ガスのスス量を検出する排ガスセンサと、
前記排ガスセンサの検出値が入力されるコントローラと、
前記エンジンに駆動されるポンプと、
前記ポンプから油が供給されることで作動するアクチュエータと、
前記ポンプに負荷を掛ける負荷掛け部と、
を備え、
前記コントローラには、
前記排ガスのスス量が異常状態であるか否かの判定である異常判定を行うための閾値であるスス量閾値と、
前記エンジンに掛かる負荷が安定する条件であるエンジン負荷安定条件と、
が設定され、
前記コントローラは、前記ポンプへの負荷を前記負荷掛け部に掛けさせる負荷掛け制御を行う場合があり、
前記エンジン負荷安定条件は、前記エンジンに負荷が掛かり前記排ガスのスス量が確保される状態として定められた状態であって前記負荷掛け制御が行われていることを含む特定状態が、所定時間継続することを含み、
前記エンジン負荷安定条件は、前記特定状態が前記所定時間継続しない場合は満たされず、
前記エンジン負荷安定条件が満たされる場合、前記コントローラは、前記異常判定を行う場合があり、
前記コントローラが前記異常判定を行う場合、前記コントローラは、前記排ガスセンサの検出値が前記スス量閾値よりも大きい場合に、前記排ガスのスス量が異常状態であると判定し、
前記エンジン負荷安定条件が満たされない場合、前記コントローラは、前記異常判定を行わない、
排ガス異常検出装置。

【請求項2】

作業機械の動力源であるエンジンと、
前記エンジンの排ガスが通る排気管と、
前記排気管に設けられ、前記排ガスからススを捕集する排ガス後処理装置と、
前記排気管に設けられ、前記エンジンと前記排ガス後処理装置との間に設けられ、前記排ガスのスス量を検出する排ガスセンサと、
前記排ガスセンサの検出値が入力されるコントローラと、
前記エンジンに駆動されるポンプと、
前記ポンプから油が供給されることで作動するアクチュエータと、
前記ポンプに負荷を掛ける負荷掛け部と、
前記アクチュエータを操作するために操作者に操作される操作部と、
を備え、
前記コントローラには、
前記排ガスのスス量が異常状態であるか否かの判定である異常判定を行うための閾値であるスス量閾値と、
前記エンジンに掛かる負荷が安定する条件であるエンジン負荷安定条件と、
が設定され、
前記コントローラは、前記ポンプへの負荷を前記負荷掛け部に掛けさせる負荷掛け制御を行う場合があり、
前記エンジン負荷安定条件は、前記操作部が前記アクチュエータを作動させない状態であり、かつ、前記負荷掛け制御が行われていることを含み、
前記エンジン負荷安定条件が満たされる場合、前記コントローラは、前記異常判定を行う場合があり、
前記コントローラが前記異常判定を行う場合、前記コントローラは、前記排ガスセンサの検出値が前記スス量閾値よりも大きい場合に、前記排ガスのスス量が異常状態であると判定し、
前記エンジン負荷安定条件が満たされない場合、前記コントローラは、前記異常判定を行わない、
排ガス異常検出装置。

【請求項3】

請求項２に記載の排ガス異常検出装置であって、
前記コントローラは、前記負荷掛け制御および前記異常判定を行っているときに、前記操作部が前記アクチュエータを作動させる状態になった場合、前記負荷掛け制御および前記異常判定を中止し、前記操作部の操作に応じて前記アクチュエータを作動させる、
排ガス異常検出装置。

【請求項4】

作業機械の動力源であるエンジンと、
前記エンジンの排ガスが通る排気管と、
前記排気管に設けられ、前記排ガスからススを捕集する排ガス後処理装置と、
前記排気管に設けられ、前記エンジンと前記排ガス後処理装置との間に設けられ、前記排ガスのスス量を検出する排ガスセンサと、
前記排ガスセンサの検出値が入力されるコントローラと、
前記エンジンに駆動されるポンプと、
前記作業機械の走行を操作するために操作者に操作される走行操作部と、
を備え、
前記コントローラには、
前記排ガスのスス量が異常状態であるか否かの判定である異常判定を行うための閾値であるスス量閾値と、
前記走行操作部の操作量の閾値である走行操作量閾値と、
前記ポンプの吐出圧の範囲であるポンプ圧範囲と、
前記エンジンに掛かる負荷が安定する条件であるエンジン負荷安定条件と、
が設定され、
前記エンジン負荷安定条件は、前記走行操作部の操作量が前記走行操作量閾値よりも大きく、かつ、前記ポンプの吐出圧が前記ポンプ圧範囲内であることを含み、
前記エンジン負荷安定条件が満たされる場合、前記コントローラは、前記異常判定を行う場合があり、
前記コントローラが前記異常判定を行う場合、前記コントローラは、前記排ガスセンサの検出値が前記スス量閾値よりも大きい場合に、前記排ガスのスス量が異常状態であると判定し、
前記エンジン負荷安定条件が満たされない場合、前記コントローラは、前記異常判定を行わない、
排ガス異常検出装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の排ガス異常検出装置であって、
前記コントローラは、前記エンジンの回転数に応じて、前記スス量閾値を変える、
排ガス異常検出装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の排ガス異常検出装置であって、
前記コントローラは、前記ポンプの吐出圧に応じて、前記スス量閾値を変える、
排ガス異常検出装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の排ガス異常検出装置であって、
前記コントローラには、前記排ガスのスス量の増減に影響を及ぼす作動として予め定められた前記エンジンの作動に関する検出値であるエンジンセンサ値が入力され、
前記コントローラには、前記エンジンセンサ値の範囲であるエンジンセンサ範囲が設定され、
前記コントローラは、前記エンジンセンサ値が、前記エンジンセンサ範囲外である場合、前記異常判定を行わない、
排ガス異常検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械のエンジンの排ガスの異常を検出する、排ガス異常検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に、エンジンの排気管に設けられた排ガス後処理装置が記載されている（図６などを参照）。この排ガス後処理装置は、エンジンの排ガスからススを捕集する装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２３４６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンが故障すると、エンジンの排ガス中のスス量が異常状態（所定量よりも多い状態）になる場合がある。ここで、排ガス後処理装置が設けられなければ、ススが、黒煙や白煙として大気に排出される。そのため、スス量が異常状態であることが、目視により発見され得る。一方、排ガス後処理装置が設けられる場合、ススは、排ガス後処理装置により捕集される。そのため、スス量が異常状態であることが発見されにくい。その結果、エンジンの故障が発見されにくい。

【0005】

なお、特許文献１に記載の技術では、スス量を検出するセンサ（排ガスセンサ）が故障しているか否かを判定するために、排ガス後処理装置よりも上流側の排気管に排ガスセンサが設けられる場合がある（同文献の図６および段落００２５を参照）。しかし、同文献には、排ガス後処理装置よりも上流側のスス量の異常を発見することについては記載されていない。

【0006】

そこで、本発明は、排ガス後処理装置よりも上流側の排気管内のスス量が異常状態であることを検出できる排ガス異常検出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】

【0007】

本発明の排ガス異常検出装置は、エンジンと、排気管と、排ガス後処理装置と、排ガスセンサと、コントローラと、を備える。前記エンジンは、作業機械の動力源である。前記排気管は、前記エンジンの排ガスが通るものである。前記排ガス後処理装置は、前記排気管に設けられ、前記排ガスからススを捕集する。前記排ガスセンサは、前記排気管に設けられ、前記エンジンと前記排ガス後処理装置との間に設けられ、前記排ガスのスス量を検出する。前記コントローラには、前記排ガスセンサの検出値が入力される。前記コントローラは、前記排ガスのスス量が異常状態であるか否かの判定である異常判定を行う場合がある。前記コントローラには、前記異常判定を行うための閾値であるスス量閾値が設定される。前記コントローラは、前記排ガスセンサの検出値が前記スス量閾値よりも大きい場合、前記排ガスのスス量が異常状態であると判定する。

【発明の効果】

【0008】

上記構成により、排ガス後処理装置よりも上流側の排気管内の排ガスのスス量が異常状態であることを検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】排ガス異常検出装置を示すブロック図である。

【図2】図１に示す排ガス異常検出装置１の作動を示すフローチャートである。

【図3】図１に示す排ガス異常検出装置１の作動を示すタイミングチャートである。

【図4】図２に示すステップＳ５１のスス量閾値Ａ２を示すグラフである。

【図5】図１に示す排ガス異常検出装置１の作動を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１～図５を参照して、図１に示す排ガス異常検出装置１について説明する。

【0011】

排ガス異常検出装置１は、作業機械Ｍに設けられる。作業機械Ｍは、作業を行う機械であり、例えば建設作業を行う建設機械であり、例えばショベルなどである。排ガス異常検出装置１は、エンジン１１と、排気管１２と、排ガス後処理装置１３と、排ガスセンサ１４と、エンジンコントローラ１５と、油圧装置２０と、異常判定信号出力部４１と、操作部４３と、コントローラ５０と、を備える。

【0012】

エンジン１１は、作業機械Ｍの動力源であり、例えばディーゼルエンジンである。排気管１２は、エンジン１１が排出した排ガス１１ｇが流れる管である。排ガス後処理装置１３は、エンジン１１の排ガス１１ｇからススを捕集する装置であり、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）装置である。排ガス後処理装置１３は、排気管１２に設けられる。

【0013】

排ガスセンサ１４は、排ガス１１ｇに含まれるススの量（排ガス１１ｇのスス量）（単に「スス量」ともいう）を検出するセンサ（ススセンサ）であり、ＰＭ（Particulate matter）センサである。排ガスセンサ１４は、排気管１２に設けられる。排ガスセンサ１４は、エンジン１１と排ガス後処理装置１３との間（排気管１２の流路における間）に設けられる。なお、エンジン１１の出口および排ガス後処理装置１３の入口は、「エンジン１１と排ガス後処理装置１３との間」に含まれるとする。

【0014】

エンジンコントローラ１５は、エンジン１１を制御する装置であり、例えばＥＣＵ（Engine control unit）である。エンジンコントローラ１５は、信号（情報）の入出力などを行う。エンジンコントローラ１５は、エンジン１１に関する検出値（エンジンセンサ値１５ｓ）を出力する。

【0015】

油圧装置２０は、エンジン１１を動力源として、作業機械Ｍを作動させる。油圧装置２０は、ポンプ２１と、ポンプ圧センサ２２と、アクチュエータ２３と、コントロールバルブ２５と、負荷掛け部３０と、を備える。

【0016】

ポンプ２１は、エンジン１１に駆動され、油（作動油、圧油）を吐出する。ポンプ２１の容量は、可変である。ポンプ圧センサ２２は、ポンプ２１の吐出圧（ポンプ圧）を検出する。ポンプ圧センサ２２は、ポンプ２１にかかる負荷を検出するために設けられる。

【0017】

アクチュエータ２３は、作業機械Ｍを作動させる。アクチュエータ２３は、ポンプ２１から油が供給されることで駆動する。アクチュエータ２３には、例えば油圧モータおよび油圧シリンダがある。例えば、アクチュエータ２３には、アタッチメント（図示しないブーム、アーム、およびバケットなど）を作動させる油圧シリンダがある。アクチュエータ２３には、下部走行体（図示なし）に対して上部旋回体（図示なし）を旋回させる油圧モータ（図示なし）がある。アクチュエータ２３には、作業機械Ｍを走行させる油圧モータである走行モータ２３ａがある。

【0018】

コントロールバルブ２５は、アクチュエータ２３の作動を制御するバルブである。コントロールバルブ２５は、ポンプ２１とアクチュエータ２３との間の油路に設けられる。コントロールバルブ２５は、ポンプ２１からアクチュエータ２３に供給される油の方向および流量を制御する。

【0019】

負荷掛け部３０は、ポンプ２１に負荷を掛けることで、エンジン１１に負荷を掛ける。負荷掛け部３０は、アイドリング状態（後述）のときのポンプ２１の負荷よりも高い負荷を、ポンプ２１に掛ける。負荷掛け部３０は、アクチュエータ２３を作動させずにポンプ２１に負荷を掛ける。例えば、負荷掛け部３０は、アンロード回路３１と、ポンプ容量変更部３５と、を備える。

【0020】

アンロード回路３１は、アクチュエータ２３が作動していないときに、ポンプ２１が吐出した油をタンクＴに戻すための油圧回路である。アンロード回路３１は、アンロード油路３１ａと、アンロード弁３１ｂと、アンロード弁用電磁比例弁３１ｃと、を備える。例えば、アンロード油路３１ａは、ポンプ２１とコントロールバルブ２５との間の油路と、タンクＴと、につながれる油路である。アンロード弁３１ｂは、アンロード油路３１ａに設けられる。アンロード弁３１ｂは、アンロード弁３１ｂに入力されるパイロット圧に応じて、開度を変える。アンロード弁用電磁比例弁３１ｃは、アンロード弁３１ｂの開度を変える。さらに詳しくは、アンロード弁用電磁比例弁３１ｃは、アンロード弁用電磁比例弁３１ｃに入力される電気信号に応じて、アンロード弁３１ｂに入力されるパイロット圧を変える。

【0021】

ポンプ容量変更部３５は、ポンプ２１の容量を変える。ポンプ容量変更部３５は、ポンプ２１の傾転角を変えることで、ポンプ２１の容量を変える。ポンプ容量変更部３５は、シリンダ３５ａと、シリンダ用電磁比例弁３５ｃと、を備える。シリンダ３５ａは、ポンプ２１に接続され、例えば油圧シリンダである。シリンダ用電磁比例弁３５ｃは、シリンダ３５ａを作動させる。さらに詳しくは、シリンダ用電磁比例弁３５ｃは、シリンダ用電磁比例弁３５ｃに入力される電気信号に応じて、シリンダ３５ａに油を供給する。

【0022】

異常判定信号出力部４１は、異常判定を行うことを示す異常判定信号４１ｓを出力可能である。例えば、異常判定信号出力部４１は、作業機械Ｍの操作者（以下、単に「操作者」という）などに操作されるものでもよく、例えばボタンやスイッチなどでもよい。異常判定信号出力部４１は、操作者に操作されなくてもよく、例えば、何らかの条件が満たされたときに異常判定信号４１ｓを出力してもよい。

【0023】

操作部４３は、アクチュエータ２３を操作するために操作者に操作される。操作部４３は、例えばレバー（操作レバー）である。例えば、操作部４３は、作業機械Ｍの運転室（図示なし）の内部に配置されてもよく、作業機械Ｍが遠隔操縦される場合などには作業機械Ｍの外部に配置されてもよい（異常判定信号出力部４１も同様）。操作部４３は、操作量に応じた信号（操作信号）を出力する。操作部４３には、アタッチメント（図示なし）を操作するためのアタッチメント操作部（図示なし）と、下部走行体（図示なし）に対する上部旋回体（図示なし）の旋回を操作するための旋回操作部（図示なし）と、がある。また、操作部４３には、作業機械Ｍの走行を操作するために操作者に操作される走行操作部４３ａがある。走行操作部４３ａは、操作量（走行操作量）に応じた信号（走行操作信号）を出力する。

【0024】

コントローラ５０は、信号（情報）の入出力、演算（判定など）、および制御などを行う。コントローラ５０は、作業機械Ｍの作動を制御し、例えばショベルコントローラである。コントローラ５０には、各種検出値が入力される。コントローラ５０には、排ガスセンサ１４の検出値（排ガスセンサ値）が入力される。コントローラ５０には、操作部４３の操作量（操作信号）が入力され、走行操作部４３ａの操作量（走行操作信号）が入力される。コントローラ５０には、エンジン１１の回転数（エンジン１１回転数）が入力される。コントローラ５０には、エンジンコントローラ１５から、エンジンセンサ値１５ｓが入力される。コントローラ５０は、排ガスセンサ１４の検出値を記録する。コントローラ５０は、以下で説明する各判定および各制御を行う。

【0025】

（作動）
主に図２を参照して、排ガス異常検出装置１の作動を説明する。なお、上記の排ガス異常検出装置１および排ガス異常検出装置１の構成要素（例えばエンジン１１、コントローラ５０など）については図１を参照し、各ステップ（Ｓ１１～Ｓ６３）については図２を参照して説明する。排ガス異常検出装置１の作動の概要は次の通りである。コントローラ５０は、異常判定（図２のＳ２１、Ｓ６１）を行う場合がある。異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）は、排ガス１１ｇのスス量が異常状態であるか否かの判定である。さらに詳しくは、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）は、排ガスセンサ１４で検出されたスス量が異常状態であるか否かの判定である。異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）が行われることで、エンジン１１が故障状態か否かの診断（故障診断）が行われる。また、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない場合もある。

【0026】

エンジン１１に掛かる負荷が変動すると、スス量が変動し、コントローラ５０が異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行えない場合がある。そこで、コントローラ５０には、エンジン負荷安定条件が設定される。エンジン負荷安定条件は、エンジン１１に掛かる負荷が安定する条件であり、その結果、スス量が安定する条件であり、その結果、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行いやすい条件である（具体例は後述）。そして、コントローラ５０は、エンジン負荷安定条件が満たされる場合、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行う場合がある。コントローラ５０は、エンジン負荷安定条件が満たされない場合、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない。「異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない」には、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）の処理自体が行われない場合と、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）の処理は行われるが異常状態と判定され得ない場合と（詳細は後述）、が含まれる。エンジン負荷安定条件には、例えば、第１のエンジン負荷安定条件と、第２のエンジン負荷安定条件と、がある。

【0027】

（第１のエンジン負荷安定条件）
第１のエンジン負荷安定条件には、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態であり（Ｓ１３でＹＥＳ）、負荷掛け制御（Ｓ１５）が行われていることが含まれる。第１のエンジン負荷安定条件には、異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力されていること（Ｓ１１でＹＥＳ）が含まれてもよい。以下、第１のエンジン負荷安定条件を満たすか否かに応じて異常判定（Ｓ２１）を行うか否かを切り換える制御の具体例（ステップＳ１１～Ｓ２３）を説明する。

【0028】

ステップＳ１１では、コントローラ５０は、異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力されているか否かを判定する。例えば、コントローラ５０は、異常判定を行うことが異常判定信号出力部４１で選択されているか（例えば操作者に選択されているか）否かを判定する。異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力されている場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１３に進む。異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力されていない場合（ＮＯの場合）は、第２のエンジン負荷安定条件を満たすか否かの判定（Ｓ３１～Ｓ６３）に進む。

【0029】

ステップＳ１３では、コントローラ５０は、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態か否かを判定する。コントローラ５０は、操作部４３の操作量と、操作部４３の操作量に関する閾値と、を比較する。具体的には例えば、コントローラ５０は、操作部４３からコントローラ５０に入力される操作信号と、操作信号に関する閾値と、を比較する。操作部４３の操作量に関する閾値（例えば操作信号に関する閾値）は、コントローラ５０に設定される（以下の各種の閾値および範囲も同様）。閾値は、コントローラ５０に予め設定されてもよく、状況に応じてコントローラ５０が算出してもよい（以下の各種の閾値および範囲も同様）。操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態である場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１５に進む。操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態は、例えば、アタッチメント（図示なし）の操作、下部走行体（図示なし）に対する上部旋回体（図示なし）の旋回の操作、および作業機械Ｍの走行の操作の、いずれの操作も行われていない状態である。操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態である場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１１に戻る（この処理を行う理由は後述する）。

【0030】

ステップＳ１５では、コントローラ５０は、負荷掛け制御を行う。負荷掛け制御は、ポンプ２１への負荷を負荷掛け部３０に掛けさせる制御である。負荷掛け制御では、負荷掛け部３０は、アイドリング状態のときのポンプ２１の負荷よりも高い負荷を、ポンプ２１に掛ける。アイドリング状態は、エンジン１１が駆動し、アクチュエータ２３が作動しておらず、ポンプ２１に負荷がほぼ掛かっていない状態（圧力損失や機械的損失などの損失による負荷のみ掛かっている状態）であり、負荷掛け制御が行われていない状態である。負荷掛け制御では、コントローラ５０は、エンジン１１の回転数を、アイドリング状態のときのエンジン１１の回転数よりも上昇させてもよい。コントローラ５０は、異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力され（Ｓ１１でＹＥＳ）、かつ、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態である場合（Ｓ１３でＹＥＳの場合）、負荷掛け制御を行う。ステップＳ１１でＮＯまたはステップＳ１３でＮＯの場合は、コントローラ５０は、負荷掛け制御を行わない。なお、負荷掛け制御が行われる条件には、異常判定信号４１ｓがコントローラ５０に入力されること（Ｓ１１でＹＥＳ）が含まれなくてもよい。

【0031】

この負荷掛け制御が行われる理由は次の通りである。アイドリング状態では、例えばアクチュエータ２３が作動している状態などに比べ、ポンプ２１に掛かる負荷が小さく、エンジン１１に掛かる負荷が小さく、スス量が少ない。そのため、異常判定（Ｓ２１）を適切に行うのに必要なスス量を確保するのが難しい。そのため、異常判定（Ｓ２１）をコントローラ５０が適切に行うことが難しい。そこで、負荷掛け部３０が、ポンプ２１に負荷をかけ、エンジン１１に負荷をかけることで、スス量を確保する。負荷掛け部３０がポンプ２１に掛ける負荷は、異常判定（Ｓ２１）を適切に行うのに必要なスス量を確保できるような大きさに設定される。さらに、エンジン１１の回転数を上げることで、スス量を確保してもよい。この場合のエンジン１１の回転数は、異常判定（Ｓ２１）を適切に行うのに必要なスス量を確保できるような回転数に設定される。

【0032】

負荷掛け制御でのポンプ２１への負荷掛けの具体例は次の通りである。負荷掛け部３０によるポンプ２１の負荷掛けには、アンロード回路３１での負荷掛けと、ポンプ容量変更部３５での負荷掛けと、がある。アンロード回路３１での負荷掛けは、次のように行われる。アンロード弁用電磁比例弁３１ｃが、コントローラ５０から入力された電気信号に応じて、アンロード弁３１ｂに出力するパイロット圧を制御する。そして、アンロード弁３１ｂが、アンロード弁用電磁比例弁３１ｃから入力されたパイロット圧に応じて、アンロード油路３１ａを絞る（アイドリング状態のときよりも絞る）。すると、ポンプ２１の吐出圧が高くなり、ポンプ２１の負荷が高くなる。その結果、エンジン１１の負荷が高くなる。ポンプ容量変更部３５での負荷掛けは、次のように行われる。シリンダ用電磁比例弁３５ｃが、コントローラ５０から入力された電気信号に応じて、シリンダ３５ａに作動油を供給する。そして、ポンプ容量変更部３５がポンプ２１の容量を増やす（アイドリング状態のときの容量よりも増やす）ことで、ポンプ２１の出力トルクが増え、ポンプ２１の負荷が高くなる。その結果、エンジン１１の負荷が高くなる。なお、アンロード回路３１での負荷掛けと、ポンプ容量変更部３５での負荷掛けと、の一方のみが行われてもよく、両方が行われてもよい。また、これら以外の手段により、ポンプ２１に負荷が掛けられてもよい。次に、ステップＳ１７に進む。

【0033】

ステップＳ１７では、コントローラ５０は、図３に示すように、負荷掛け制御を開始した時（ｔ１１）から現在までの時間（負荷掛け時間）が、所定時間Ａ１より長いか（所定時間Ａ１を経過したか）否かを判定する。なお、負荷掛け制御（Ｓ１５）が中止された場合は、負荷掛け時間はリセットされる（０に戻される）。この判定が行われる理由は次の通りである。負荷掛け制御（Ｓ１５）の開始直後は、ポンプ２１の負荷およびエンジン１１の負荷が安定せず、スス量が安定せず、異常判定（Ｓ２１）を適切に行えない場合がある。そこで、コントローラ５０は、負荷掛け制御を開始した時（ｔ１１）から、所定時間Ａ１が経過した時（ｔ２１）に、異常判定（Ｓ２１）を開始させる。これにより、ポンプ２１の負荷（図３ではポンプ圧）が安定し、スス量が安定した状態で、コントローラ５０は異常判定（Ｓ２１）を行える。所定時間Ａ１は、スス量が安定するような時間の長さに設定される。なお、所定時間Ａ１の計測開始のタイミングは、負荷掛け制御の開始時（ｔ１１）でなくてもよく、例えばポンプ圧センサ２２で検出したポンプ２１の吐出圧が所定圧力まで上昇した時など（例えば時刻ｔ１２など）でもよい。上記「所定圧力」は、例えば、コントローラ５０に設定される。次に、図２に示すステップＳ２１に進む。

【0034】

ステップＳ２１では、コントローラ５０は、異常判定を行う。異常判定は、排ガス１１ｇのスス量が異常状態であるか否かの判定である（後述するステップＳ６１での異常判定も同様）。このステップＳ２１での異常判定は、負荷掛け制御が行われている場合に行われ、負荷掛け制御が行われていない場合には行われない。異常判定（Ｓ２１）は、排ガスセンサ１４で計測されたスス量（スス量計測値）に基づいて行われる。判定に用いられるスス量計測値は、ある瞬間に排ガスセンサ１４で計測されたスス量でもよく、所定時間内に排ガスセンサ１４で計測されたスス量の合計値または平均値などでもよい。コントローラ５０には、スス量の閾値（異常判定を行うための閾値）であるスス量閾値Ａ２（図３参照）が設定される。コントローラ５０は、スス量計測値と、スス量閾値Ａ２と、を比較する。スス量計測値がスス量閾値Ａ２よりも大きい場合（ＹＥＳの場合）、コントローラ５０は、スス量が（排ガス１１ｇが）異常状態であると判定し、ステップＳ２３に進む。この場合、エンジン１１が故障していると想定される。排ガスセンサ１４の検出値がスス量閾値Ａ２以下の場合（ＮＯの場合）、コントローラ５０は、スス量が異常状態ではない（例えば正常状態である）と判定し、例えばステップＳ１１に戻る。

【0035】

ステップＳ２３では、コントローラ５０は、スス量が異常状態であることを示す信号（エラー信号）を出力する。エラー信号は、様々に利用され得る。例えば、エラー信号は、スス量が異常状態であることを操作者に通知（発報）するために用いられてもよい。また、エラー信号は、例えば、作業機械Ｍの作動を制限するために用いられてもよく、例えば、エンジン１１およびアクチュエータ２３の少なくともいずれかの作動を制限するために用いられてもよい。

【0036】

図３に、第１のエンジン負荷安定条件に関する排ガス異常検出装置１の作動のタイミングチャートを示す。時刻ｔ１１には、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態（Ｓ１３でＹＥＳ）で、異常判定信号４１ｓがオンになり（コントローラ５０に入力され）（Ｓ１１でＹＥＳ）、負荷掛け制御（Ｓ１５）が開始される。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間には、負荷掛け制御により、ポンプ２１の吐出圧が上昇し、スス量が増加する。時刻ｔ１２に、ポンプ２１の吐出圧が所定圧力に達する。時刻ｔ１２から時刻ｔ２１の間に、ポンプ２１の吐出圧およびスス量が安定する。時刻ｔ２１に、時刻ｔ１１から所定時間Ａ１が経過し、異常判定（Ｓ２１）が開始される。時刻ｔ２２に、異常判定信号４１ｓがオフになる（コントローラ５０への入力がなくなる）（Ｓ１１でＮＯ）。すると、異常判定（Ｓ２１）が中止され、負荷掛け制御（Ｓ１５）が中止され、ポンプ２１の吐出圧が低下し、スス量が減少する。

【0037】

（負荷掛け制御および異常判定中に操作部４３が操作された場合）
操作部４３が操作者に操作され、アクチュエータ２３が作動するときに、負荷掛け制御（Ｓ１５）が行われたままであると、アクチュエータ２３の作動が、操作者の意図に反した作動になる場合がある。そこで、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態である場合（Ｓ１３でＮＯ）、コントローラ５０は、負荷掛け制御（Ｓ１５）を行わない。負荷掛け制御（Ｓ１５）が既に行われている場合に、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態になった場合（Ｓ１３でＮＯの場合）、コントローラ５０は、負荷掛け制御（Ｓ１５）を中止する。そして、コントローラ５０は、操作部４３の操作に応じてアクチュエータ２３を作動させる。これにより、アクチュエータ２３の作動が、操作者の意図に反したアクチュエータ２３の作動になる事を抑制できる。

【0038】

例えば、アタッチメントが作動しているとき（アタッチメント作動状態）、および下部走行体（図示なし）に対して上部旋回体（図示なし）が旋回しているとき（旋回状態）など、アクチュエータ２３が作動しているときには、ポンプ２１の負荷が変動しやすい。そのため、エンジン１１の負荷が変動し、スス量が変動しやすく、異常判定（Ｓ２１）を適切に行うことが難しい場合がある。そこで、異常判定（Ｓ２１）が行われているときに、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態になった場合（Ｓ１３でＮＯの場合）、異常判定（Ｓ２１）を中止する。よって、異常判定（Ｓ２１）を適切に行える。

【0039】

（第２のエンジン負荷安定条件）
第２のエンジン負荷安定条件には、走行操作部４３ａの操作量が閾値Ｂ１（走行操作量閾値）よりも大きく（Ｓ３１でＹＥＳ）、かつ、ポンプ２１の吐出圧が範囲Ｂ３（ポンプ圧範囲）内であること（Ｓ３５でＹＥＳ）が含まれる。このように第２のエンジン負荷安定条件が定められる理由は次の通りである。

【0040】

上記の第１のエンジン負荷安定条件には、異常判定信号出力部４１からコントローラ５０に異常判定信号４１ｓが入力されていることが含まれる場合があり、また、異常判定信号出力部４１は、操作者に操作されるものである場合がある。この場合、操作者が異常判定信号出力部４１を操作しなければ、異常判定（Ｓ２１）が行われず、スス量の異常状態を発見できない場合がある。そこで、コントローラ５０は、自動的に、ポンプ２１の負荷が安定しているときに（その結果、エンジン１１の負荷が安定しているときに）、異常判定を行うことが好ましい。

【0041】

作業機械Ｍが走行している状態（走行状態）のときには、アタッチメント作動状態や旋回状態のときに比べ、ポンプ２１の負荷が安定しやすい。また、作業機械Ｍが走行状態のときには、アイドリング状態に比べ、ポンプ２１の負荷が高く、エンジン１１の負荷が高く、スス量を確保しやすい。そこで、作業機械Ｍが走行状態のときに、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ６１）を自動的に行う場合がある。

【0042】

一方、作業機械Ｍが走行する地面の状態によっては、ポンプ２１およびエンジン１１の負荷が安定しない場合がある。例えば、作業機械Ｍが平地を連続走行している状態に比べ、坂道を走行している状態や、悪路（沼地など）を走行している状態では、ポンプ２１およびエンジン１１の負荷が安定しにくい。そこで、コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧に応じて、異常判定（Ｓ６１）をするか否かを切り換える。以下、第２のエンジン負荷安定条件を満たすか否かに応じて異常判定を行うか否かを切り換える制御の具体例（ステップＳ３１～Ｓ６３）を説明する。

【0043】

ステップＳ３１では、コントローラ５０は、走行操作部４３ａが作業機械Ｍを走行させる状態か否かを判定する。コントローラ５０は、走行操作部４３ａの操作量（走行操作量）と、走行操作部４３ａの操作量に関する閾値Ｂ１（走行操作量閾値）と、を比較する。具体的には例えば、コントローラ５０は、走行操作部４３ａからコントローラ５０に入力される走行操作信号と、走行操作信号に関する閾値Ｂ１と、を比較する。走行操作部４３ａが作業機械Ｍを走行させる状態である場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３３に進む。走行操作部４３ａが作業機械Ｍを走行させない状態である場合（ＮＯの場合）、走行時間カウントをリセットし（後述するステップＳ４５）、例えばステップＳ１１に戻る。

【0044】

ステップＳ３３では、コントローラ５０は、エンジン１１の回転数（図２ではエンジン回転数）を判定する。コントローラ５０は、エンジン１１の回転数と、エンジン１１の回転数に関する閾値Ｂ２（エンジン回転数閾値）と、を比較する。エンジン１１の回転数の情報は、例えば、エンジンコントローラ１５からコントローラ５０に入力されてもよく、エンジンコントローラ１５とは別に設けられた回転数センサ（図示なし）からコントローラ５０に入力されてもよい。エンジン１１の回転数が閾値Ｂ２よりも大きい場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３５に進む。エンジン１１の回転数が閾値Ｂ２以下の場合（ＮＯの場合）、走行時間カウントをリセットし（後述するステップＳ４５）、例えばステップＳ１１に戻る。

【0045】

ステップＳ３５では、コントローラ５０は、ポンプ２１の負荷が所定の範囲内か否かを判定する。具体的には、コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧が、所定の範囲Ｂ３（ポンプ圧範囲）（図５参照）内か否かを判定する。ポンプ２１の吐出圧は、ポンプ圧センサ２２で検出され、コントローラ５０に入力される。図５に示す範囲Ｂ３は、ポンプ２１の吐出圧に関する範囲であり、下限Ｂ３ｂから上限Ｂ３ａの範囲である。作業機械Ｍが平地を走行している状態のときのポンプ２１の吐出圧は、範囲Ｂ３の範囲内となるように設定される。例えば、作業機械Ｍが坂道や悪路を走行しているときに検出され得るポンプ２１の吐出圧であって、作業機械Ｍが平地を走行しているときには検出されないほど大きいまたは小さいポンプ２１の吐出圧は、範囲Ｂ３の範囲外となるように設定される。ポンプ２１の吐出圧が、範囲Ｂ３の範囲外の場合（ＮＯの場合）、さらに詳しくは下限Ｂ３ｂ未満または上限Ｂ３ａよりも大きい場合、走行時間カウントをリセットし（後述するステップＳ４５）、例えばステップＳ１１に戻る。ポンプ２１の吐出圧が、範囲Ｂ３の範囲内である場合（ＹＥＳの場合）、さらに詳しくは下限Ｂ３ｂ以上、上限Ｂ３ａ以下の場合、図２に示すステップＳ４１に進む。

【0046】

ここで、走行操作部４３ａの走行操作量が閾値Ｂ１よりも大きく（Ｓ３１でＹＥＳ）、かつ、ポンプ２１の吐出圧が範囲Ｂ３（図５参照）の範囲内（Ｓ３５でＹＥＳ）である状態を、「所定走行状態α」とする。なお、Ｓ３１でＹＥＳ、かつ、Ｓ３５でＹＥＳ、かつ、エンジン１１の回転数が閾値Ｂ２よりも大きい状態（Ｓ３３でＹＥＳ）を、所定走行状態αとしてもよい。所定走行状態αが継続すれば、ポンプ２１の負荷が安定し、スス量が安定する。一方、所定走行状態αである時間が短時間であれば、ポンプ２１の負荷が安定しておらず、スス量が安定しておらず、コントローラ５０が適切に異常判定（Ｓ６１）を行えない場合がある。そこで、コントローラ５０は、作業機械Ｍが所定走行状態αで連続して走行している時間（以下、「所定走行状態αでの走行時間」ともいう）が、所定時間Ｃ１を経過した時（所定時間Ｃ１よりも長くなった時）に、異常判定（Ｓ６１）を開始する（図５参照）。これにより、ポンプ２１の負荷が安定し、スス量が安定した状態で、コントローラ５０は異常判定（Ｓ６１）を行える。所定時間Ｃ１は、ポンプ２１の負荷が安定し、スス量が安定するような時間の長さに設定される。所定走行状態αでの走行時間の計測の具体例は次の通りである。

【0047】

ステップＳ４１では、コントローラ５０は、所定走行状態αでの走行時間の変数である「走行時間カウント」を増やす。

【0048】

ステップＳ４３では、コントローラ５０は、所定走行状態αでの走行時間と、所定走行状態αでの走行時間に関する閾値である所定時間Ｃ１と、を比較する。具体的には例えば、コントローラ５０は、走行時間カウントと、所定時間Ｃ１と、を比較する。所定走行状態αでの走行時間が（例えば走行時間カウントが）、所定時間Ｃ１よりも長い場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ５１に進む。所定走行状態αでの走行時間が（例えば走行時間カウントが）、所定時間Ｃ１以下の場合（ＮＯの場合）、例えばステップＳ３１に戻り、例えばステップＳ１１に戻ってもよい。

【0049】

ステップＳ４５では、コントローラ５０は、作業機械Ｍの状態が所定走行状態αでなくなった場合に、走行時間カウントをリセットする（例えば０（初期値）に戻す）。さらに詳しくは、ステップＳ３１でＮＯ、ステップＳ３３でＮＯ、または、ステップＳ３５でＮＯの場合、走行時間カウントが初期値に戻される。そして、例えばステップＳ１１に戻る。

【0050】

ステップＳ５１では、コントローラ５０は、スス量閾値Ａ２を算出する。コントローラ５０が、スス量閾値Ａ２を算出する理由は次の通りである。エンジン１１の状況（負荷など）によって、スス量が変わる。そのため、エンジン１１の状況に応じてスス量閾値Ａ２を変えることで、スス量の異常判定（Ｓ６１）を適切に行える。

【0051】

スス量閾値Ａ２（図４参照）は、例えば、次のように設定される。コントローラ５０は、エンジン１１の回転数に応じて、スス量閾値Ａ２を変える。コントローラ５０は、エンジン１１の回転数がある回転数（例えば図４に示す低回転数Ｒｌ）のときのスス量閾値Ａ２に比べ、この回転数よりも高い回転数（例えば図４に示す高回転数Ｒｈ）のときのスス量閾値Ａ２を高くする。また、コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧に応じて、スス量閾値Ａ２を変える。コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧がある吐出圧（例えば図４に示すＰ１）のときのスス量閾値Ａ２に比べ、この吐出圧よりも高い吐出圧（例えば図４に示すＰ２）のときのスス量閾値Ａ２を高くする。例えば、コントローラ５０は、エンジン１１の回転数およびポンプ２１の吐出圧に応じてスス量閾値Ａ２を変えてもよい。例えば、コントローラ５０は、エンジン１１の回転数のみに応じてスス量閾値Ａ２を変えてもよい。例えば、コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧が所定の範囲内（例えば図５に示す範囲Ｂ３内）の場合に、エンジン１１の回転数のみに応じてスス量閾値Ａ２を変えてもよい。例えば、コントローラ５０は、ポンプ２１の吐出圧のみに応じてスス量閾値Ａ２を変えてもよい。

【0052】

図４に、２段階のエンジン１１の回転数のそれぞれについて、ポンプ２１の吐出圧と、スス量閾値Ａ２と、の関係の具体例を示す。エンジン１１の回転数の設定として、高回転数Ｒｈと、高回転数Ｒｈよりも低い回転数である低回転数Ｒｌと、がある。図４に示す例では、スス量閾値Ａ２は、次のように設定される。ポンプ２１の吐出圧がＰ１未満の範囲では、エンジン１１の回転数にかかわらず、スス量閾値Ａ２は一定である。ポンプ２１の吐出圧がＰ１以上、Ｐ３以下の範囲では、低回転数Ｒｌのスス量閾値Ａ２よりも、高回転数Ｒｈのスス量閾値Ａ２方が大きく設定される。ポンプ２１の吐出圧がＰ１以上、Ｐ３以下の範囲では、ポンプ２１の吐出圧が大きくなるほどスス量閾値Ａ２が大きく設定される。例えば、ポンプ２１の吐出圧がＰ１以上、Ｐ２以下の範囲では、スス量閾値Ａ２がポンプ２１の吐出圧に比例する（比例でなくてもよい）。例えば、ポンプ２１の吐出圧がＰ２以上、Ｐ３以下の範囲では、スス量閾値Ａ２がポンプ２１の吐出圧に比例し（比例でなくてもよい）、さらに、Ｐ１以上、Ｐ２以下の範囲に比べ、ポンプ２１の吐出圧に対するスス量閾値Ａ２の変化量（グラフの傾き）が大きい。ポンプ２１の吐出圧がＰ３よりも大きい範囲では、エンジン１１の回転数にかかわらず、スス量閾値Ａ２は一定である。なお、ポンプ２１の吐出圧がＰ３よりも大きい範囲では、スス量が異常状態であるとコントローラ５０が判定し得ない程度に、スス量閾値Ａ２が大きく設定される。これにより、ポンプ２１の吐出圧がＰ３よりも大きい範囲では、コントローラ５０は、実質的に異常判定（Ｓ６１）を行わない。なお、Ｐ３は、図５に示す範囲Ｂ３の上限Ｂ３ａと等しくてもよく、上限Ｂ３ａと異なる値でもよい。

【0053】

図４に示す例では、エンジン１１の回転数は、２段階（高回転数Ｒｈおよび低回転数Ｒｌ）であるが、３段階以上に設定されてもよい。複数段階のエンジン１１の回転数のそれぞれについて、スス量閾値Ａ２が設定されてもよい。また、複数段階のエンジン１１の回転数のうち、一部の段階のスス量閾値Ａ２は、他の段階のスス量閾値Ａ２から補完（例えば線形補完）されてもよい。また、第１のエンジン負荷安定条件を満たした場合の異常判定（Ｓ２１）で用いられるスス量閾値Ａ２も、エンジン１１の回転数およびポンプ２１の吐出圧の少なくともいずれかに応じて変えられてもよい。なお、スス量閾値Ａ２は、一定値でもよい。

【0054】

ステップＳ６１では、図２に示すステップＳ２１と同様に、コントローラ５０は、異常判定を行う。排ガスセンサ１４の検出値（スス量計測値）がスス量閾値Ａ２よりも大きい場合（ＹＥＳの場合）、コントローラ５０は、スス量が（排ガス１１ｇが）異常状態であると判定し、ステップＳ６３に進む。スス量計測値がスス量閾値Ａ２未満の場合（ＮＯの場合）、コントローラ５０は、スス量が異常状態ではない（例えば正常状態である）と判定し、例えばステップＳ１１に戻る。

【0055】

ステップＳ６３では、ステップＳ２３と同様に、コントローラ５０は、異常であることを示す信号（エラー信号）を出力する。

【0056】

図５に、第２のエンジン負荷安定条件に関する排ガス異常検出装置１の作動のタイミングチャートを示す。時刻ｔ３１には、走行操作部４３ａの操作が開始される（走行操作量の増加が開始される）。時刻ｔ３１から時刻ｔ３２の間には、走行モータ２３ａが駆動し、ポンプ２１の吐出圧が上昇し、スス量が増加する。時刻ｔ３２には、ポンプ２１の吐出圧が範囲Ｂ３の範囲内になり（Ｓ３５でＹＥＳ）、作業機械Ｍが所定走行状態αになる。そして時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの間に、走行時間カウントが増やされる（Ｓ４１）。しかし、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４までの間に、ポンプ２１の吐出圧が、上限Ｂ３ａを超え、範囲Ｂ３の範囲外になる（Ｓ３５でＮＯ）。そのため、走行時間カウントがリセットされる（Ｓ４５）。時刻ｔ３４には、ポンプ２１の吐出圧が、上限Ｂ３ａ以下になり、範囲Ｂ３の範囲内になり（Ｓ３５でＹＥＳ）、作業機械Ｍが所定走行状態αになり、走行時間カウントが増やされる（Ｓ４１）。時刻ｔ４１に、所定走行状態αでの走行時間が、所定時間Ｃ１になる。時刻ｔ４１に、異常判定（Ｓ６１）が開始される。その後、走行操作部４３ａの操作量が０になり（中立状態になり）、ポンプ２１の吐出圧が低下し、スス量が減少する。そして、時刻ｔ４２に、ポンプ２１の吐出圧が、下限Ｂ３ｂよりも小さくなり、範囲Ｂ３の範囲外になる（Ｓ３５でＮＯ）。すると、異常判定（Ｓ６１）が中止される。

【0057】

（エンジンセンサ値１５ｓ）
エンジン１１の状態によっては、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行うことが難しい場合がある。そこで、コントローラ５０は、エンジン１１の状態が異常検出を適切に行える状態であるか否かに応じて、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）をするか否かを切り換える。具体的には、コントローラ５０は、コントローラ５０に入力されるエンジンセンサ値１５ｓに応じて、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）をするか否かを切り換える。エンジンセンサ値１５ｓは、スス量の増減に影響を及ぼす作動として予め定められたエンジン１１の作動に関する検出値である。エンジンセンサ値１５ｓは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信などにより、エンジンコントローラ１５からコントローラ５０に入力される。

【0058】

エンジンセンサ値１５ｓの具体例は次の通りである。エンジンセンサ値１５ｓは、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation、排気再循環）バルブの開度でもよい。ＥＧＲバルブの開度が大きくなるほど、排ガス１１ｇが濃くなり、スス量が多くなる。エンジンセンサ値１５ｓは、エンジン１１に吸入される空気の流量でもよく、例えば、過給器（例えば容量可変型の過給器）からエンジン１１の本体部に吸入される空気の流量でもよく、例えば、過給器の過給圧でもよい。エンジン１１の本体部に吸入される空気の流量が少ないほど、エンジン１１の燃焼室での燃料が濃くなり、スス量が多くなる。エンジンセンサ値１５ｓは、エンジン１１の燃焼室への燃料噴射量でもよい。燃料噴射量が多いほど、燃焼室での燃料が濃くなり、スス量が多くなる。

【0059】

コントローラ５０は、エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ値１５ｓの範囲であるエンジンセンサ範囲の範囲内であるかを判定する。エンジンセンサ範囲は、コントローラ５０が異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行えるようなエンジンセンサ値１５ｓの範囲に設定される。エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲に対して、スス量が多くなる側の値である場合、実際にはスス量は異常でないにもかかわらず、スス量がスス量閾値Ａ２（図３参照）を超え、コントローラ５０が「異常状態」と判定（誤判定）する場合がある。また、エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲に対して、スス量が少なくなる側の値である場合、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行うのに必要なスス量が確保されない場合がある。この場合、実際にはエンジン１１が故障していても、スス量がスス量閾値Ａ２を超えず、「異常状態」と判定されない。そこで、エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲外である場合、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない。また、コントローラ５０は、既に異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行っている場合は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を中止する。エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲内である場合、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行う場合がある。エンジンセンサ範囲は、スス量閾値Ａ２（図４参照）と同様に、エンジン１１の状況に応じてコントローラ５０が変えてもよく、一定値でもよい。なお、エンジンセンサ範囲は、上限のみ設定されてもよく、下限のみ設定されてもよい。

【0060】

（スス量が異常状態となる原因）
エンジン１１が故障すると、エンジン１１が故障していない場合に比べ、ススが大量に発生し、スス量が異常状態となる。スス量が異常状態となる原因の具体例には、次の［例１］から［例５］などがある。［例１］エンジン１１の本体部の内部（燃焼室など）の損傷により、スス量が増える場合がある。例えば、ピストンの損傷などにより、スス量が増える場合がある。［例２］例えばインジェクターの摩耗やエンジンコントローラ１５の故障などにより、燃焼室での燃料が濃くなると、スス量が増える場合がある。［例３］エンジン１１の過給器の故障（過給圧の異常など）により、燃焼室での燃料が濃くなり、スス量が増える場合がある。例えば、過給器のセンサの故障などにより、過給圧の異常が生じ得る。［例４］エンジン１１に吸入される空気が通るエアクリーナの目詰まりにより、燃焼室での燃料が濃くなり、スス量が増える場合がある。［例５］エンジン１１に吸入される空気が通るインタークーラが設けられる場合がある。この場合、インタークーラに冷却液を供給するホースが、インタークーラから外れることで、燃焼室での燃料が濃くなり、スス量が増える場合がある。

【0061】

排ガスセンサ１４などが設けられなければ、次の問題が生じる場合がある。エンジン１１が故障し、スス量が増えても、排ガス後処理装置１３がススを捕集するので、ススは、ほとんど大気へ排出されない。そのため、作業機械Ｍから排出されるガスを人が目視しても、スス量が異常状態であることを発見できない。また、通常、排ガス後処理装置１３の故障を検出するために、排ガス後処理装置１３よりも下流側に、スス量を検出するセンサ（「下流側センサ」とする）が設けられる。しかし、下流側センサでは、排ガス後処理装置１３でススを適切に捕集できている間は、スス量が異常状態であることを発見できない。エンジン１１が故障した状態で作動し続けると、エンジン１１の故障が進行し、スス量が増大し、下流側センサでスス量の異常状態を発見できる場合はある。しかし、スス量が異常状態であることが下流側センサで発見された時点では、エンジン１１の故障が進行した状態である、また、この時点では、排ガス後処理装置１３も故障しているおそれがある。そのため、エンジン１１および排ガス後処理装置１３の修理や交換の費用が増大するおそれがある。一方、本実施形態の排ガス異常検出装置１では、上記の各問題を抑制できる。なお、排ガス異常検出装置１では、上記の各問題の一部のみを抑制できてもよい。

【0062】

（効果）
図１に示す排ガス異常検出装置１による効果は、次の通りである。なお、図２に示す各ステップ（Ｓ１１～Ｓ６３）については、図２を参照して説明する。

【0063】

（第１の発明の効果）
図１に示すように、排ガス異常検出装置１は、エンジン１１と、排気管１２と、排ガス後処理装置１３と、排ガスセンサ１４と、コントローラ５０と、を備える。エンジン１１は、作業機械Ｍの動力源である。排気管１２は、エンジン１１の排ガス１１ｇが通るものである。排ガス後処理装置１３は、排気管１２に設けられ、排ガス１１ｇからススを捕集する。

【0064】

［構成１］排ガスセンサ１４は、排気管１２に設けられ、エンジン１１と排ガス後処理装置１３との間に設けられ、排ガス１１ｇのスス量を検出する。コントローラ５０には、排ガスセンサ１４の検出値が入力される。コントローラ５０には、排ガス１１ｇのスス量が異常状態であるか否かの判定である異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行う場合がある。コントローラ５０には、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行うための閾値であるスス量閾値Ａ２（図３、図５参照）が設定される。コントローラ５０は、排ガスセンサ１４の検出値がスス量閾値Ａ２よりも大きい場合、排ガス１１ｇのスス量が異常状態であると判定する。

【0065】

上記［構成１］により、排ガス後処理装置１３よりも上流側の排気管１２内のスス量が、異常状態であるか否かが判定される。よって、排ガス後処理装置１３よりも上流側の排気管１２内のスス量が、異常状態であることを検出できる。さらに詳しくは、排ガス後処理装置１３よりも上流側の排気管１２内のスス量が、排ガス後処理装置１３で適切に捕集可能なスス量であっても、スス量が異常状態であることを検出できる。よって、エンジン１１の故障を早期に発見しやすく、エンジン１１の故障の進行（被害拡大）を抑制できる。

【0066】

（第２の発明の効果）
［構成２］コントローラ５０には、エンジン１１にかかる負荷が安定する条件であるエンジン負荷安定条件が設定される。エンジン負荷安定条件が満たされる場合、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行う場合がある。エンジン負荷安定条件が満たされない場合、コントローラ５０は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない。

【0067】

上記［構成２］により、エンジン負荷安定条件が満たされない場合には、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）は行われない。よって、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）が行われる場合には、エンジン負荷安定条件が満たされている。ここで、エンジン１１の負荷が安定しない場合、スス量が安定せず、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行うことが難しい場合がある。一方、上記［構成２］では、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）が行われる場合には、エンジン１１にかかる負荷が安定する条件であるエンジン負荷安定条件が満たされているので、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を適切に行える。

【0068】

（第３の発明の効果）
排ガス異常検出装置１は、ポンプ２１と、アクチュエータ２３と、負荷掛け部３０と、操作部４３と、を備える。ポンプ２１は、エンジン１１に駆動される。アクチュエータ２３は、ポンプ２１から油が供給されることで作動する。負荷掛け部３０は、ポンプ２１に負荷を掛ける。操作部４３は、アクチュエータ２３を操作するために操作者に操作されるものである。

【0069】

［構成３］コントローラ５０は、ポンプ２１への負荷を負荷掛け部３０に掛けさせる負荷掛け制御（Ｓ１５）を行う場合がある。上記のエンジン負荷安定条件は、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態であり（Ｓ１３でＹＥＳ）、かつ、負荷掛け制御（Ｓ１５）が行われていることを含む。

【0070】

アクチュエータ２３が作動している状態では、エンジン１１の負荷が安定しにくく、スス量が安定しない場合がある。そのため、実際にはスス量が異常ではないにもかかわらず、スス量がスス量閾値Ａ２（図３、図５参照）を超え、異常状態であると判定（誤判定）される問題が生じ得る。そこで、上記［構成３］では、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態（Ｓ１３でＹＥＳ）で異常判定（Ｓ２１）が行われる場合がある。この場合、エンジン１１の負荷が安定しやすく、スス量が安定しやすい状態で、異常判定（Ｓ２１）を行える。よって、上記の誤判定を抑制できる。ここで、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させない状態である場合に、負荷掛け制御（Ｓ１５）が行われなければ、エンジン１１に掛かる負荷が小さく、異常判定（Ｓ２１）を適切に行うのに必要なスス量を確保できない場合がある。すると、エンジン１１が故障していたとしても、スス量がスス量閾値Ａ２（図３参照）を超えず、異常状態であると判定されない場合がある。そこで、上記［構成３］では、負荷掛け制御（Ｓ１５）が行われている状態で、異常判定（Ｓ２１）が行われる場合がある。この場合、負荷掛け制御（Ｓ１５）により、異常判定（Ｓ２１）に必要なスス量を確保した状態で、異常判定（Ｓ２１）を行える。

【0071】

（第４の発明の効果）
［構成４］コントローラ５０は、負荷掛け制御（Ｓ１５）および異常判定（Ｓ２１）を行っているときに、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態になった場合（Ｓ１３でＮＯの場合）、次の処理を行う。この場合、コントローラ５０は、負荷掛け制御（Ｓ１５）および異常判定（Ｓ２１）を中止し、操作部４３の操作に応じてアクチュエータ２３を作動させる。

【0072】

上記［構成４］では、負荷掛け制御（Ｓ１５）および異常判定（Ｓ２１）が行われているときに、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態になった場合（Ｓ１３でＮＯの場合）、異常判定（Ｓ２１）が中止される。よって、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態で異常判定（Ｓ２１）が行われることによる、上記の誤判定を抑制できる。また、上記［構成４］では、負荷掛け制御（Ｓ１５）および異常判定（Ｓ２１）が行われているときに、操作部４３がアクチュエータ２３を作動させる状態になった場合（Ｓ１３でＮＯの場合）、負荷掛け制御（Ｓ１５）が中止される。よって、アクチュエータ２３の作動が、操作者の意図に反する作動になることを抑制できる。

【0073】

（第５の発明の効果）
排ガス異常検出装置１は、ポンプ２１と、走行操作部４３ａと、を備える。ポンプ２１は、エンジン１１に駆動される。走行操作部４３ａは、作業機械Ｍの走行を操作するために操作者に操作される。

【0074】

［構成５］コントローラ５０には、走行操作部４３ａの操作量の閾値Ｂ１（走行操作量閾値）（図５参照）と、ポンプ２１の吐出圧の範囲Ｂ３（ポンプ圧範囲）（図５参照）と、が設定される。エンジン負荷安定条件は、走行操作部４３ａの操作量が閾値Ｂ１よりも大きく（Ｓ３１でＹＥＳ）、かつ、ポンプ２１の吐出圧が範囲Ｂ３内であること（Ｓ３５でＹＥＳ）を含む。

【0075】

上記［構成５］では、走行操作部４３ａの操作量が閾値Ｂ１（図５参照）よりも大きい場合（Ｓ３１でＹＥＳの場合）に、異常判定（Ｓ６１）が行われる場合がある。この場合、作業機械Ｍを停止させなくても、作業機械Ｍを走行させながら、異常判定（Ｓ６１）を行える。一方、作業機械Ｍが走行する地面の状態によっては、エンジン１１の負荷が安定しない場合がある。そこで、上記［構成５］では、ポンプ２１の吐出圧が範囲Ｂ３（図５参照）内である場合に（Ｓ３５でＹＥＳの場合に）、異常判定（Ｓ６１）が行われる場合がある。この場合、ポンプ２１の負荷が安定しやすく、エンジン１１の負荷が安定しやすく、スス量が安定しやすい状態で、異常判定（Ｓ６１）を行える。

【0076】

（第６の発明の効果）
［構成６］コントローラ５０は、エンジン１１の回転数に応じて、スス量閾値Ａ２（図３～５参照）を変える。

【0077】

上記［構成６］により、エンジン１１の回転数が変わり、スス量が変わった場合でも、適切に異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行える。さらに詳しくは、スス量閾値Ａ２（図３～５参照）が低く設定されすぎることにより、実際にはスス量に異常がなくても、スス量が異常状態であると判定されること（誤判定）を抑制できる。また、スス量閾値Ａ２が高く設定されすぎることにより、実際にはエンジン１１に異常があっても、スス量が異常状態であると判定されなくなることを抑制できる。

【0078】

（第７の発明の効果）
［構成７］コントローラ５０は、エンジン１１に駆動されるポンプ２１の吐出圧に応じて、スス量閾値Ａ２（図３～５参照）を変える。

【0079】

上記［構成７］により、ポンプ２１の吐出圧が変わり、スス量が変わった場合でも、適切に異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行える（詳細は第６の発明の効果と同様）。

【0080】

（第８の発明の効果）
［構成８］コントローラ５０には、排ガス１１ｇのスス量の増減に影響を及ぼす作動として予め定められたエンジン１１の作動に関する検出値であるエンジンセンサ値１５ｓが入力される。コントローラ５０には、エンジンセンサ値１５ｓの範囲であるエンジンセンサ範囲が設定される。コントローラ５０は、エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲外である場合、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）を行わない。

【0081】

上記［構成８］により、エンジンセンサ値１５ｓが、エンジンセンサ範囲外である場合は、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）が行われない。よって、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）が行われる場合には、エンジンセンサ値１５ｓは、エンジンセンサ範囲内である。よって、上記の誤判定の問題、および、異常判定（Ｓ２１、Ｓ６１）に必要なスス量を確保できない問題、の少なくともいずれかの問題を抑制できる。

【0082】

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、図１に示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、図２に示すフローチャートのステップの順序は変更されてもよい。例えば、排ガス異常検出装置１の構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、図１に示すコントローラ５０での処理の一部（例えば図２に示すステップの一部）が行われなくてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１１ エンジン
１１ｇ 排ガス
１２ 排気管
１３ 排ガス後処理装置
１４ 排ガスセンサ
２１ ポンプ
２３ アクチュエータ
３０ 負荷掛け部
４３ 操作部
４３ａ 走行操作部
５０ コントローラ
Ａ２ スス量閾値
Ｂ１ 閾値（走行操作量閾値）
Ｂ３ 範囲（ポンプ圧範囲）
Ｍ 作業機械

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】