挖土机及挖土机的管理装置的制造方法
【专利摘要】一种挖土机及挖土机的管理装置，早期检测供给了低劣燃料的情况。上述挖土机具有：驱动作业附属装置(4～6)的液压致动器(7～9)、向液压致动器(7～9)供给压力油的主泵(14)、控制液压致动器(7～9)的控制部(30)、旋转驱动主泵(14)的内燃机(11)、检测发动机(11)的异常的内燃机系统异常检测部(11a～11d)、设置在发动机(11)的排气通路上且捕获排气中的PM的过滤器(50b)、以及安装在过滤器(50b)上的差压传感器(50c)，控制部(30)具有燃料良否判定部(50b)，该燃料良否判定部(50b)根据基于差压传感器(50c)的输出而判断的过滤器(50b)的堵塞状况、以及发动机系统异常检测部(35a)的输出，来判定燃料的良否。
【专利说明】
挖土机及挖土机的管理装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种挖土机及挖土机的管理装置，该挖土机搭载有捕获废气中的颗粒状物质(Particulate Matter，以下称为“PM”)的过滤器。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了将堆积在柴油颗粒捕获过滤器(Diesel Particulate Filter，以下称为“DPF”)上的PM燃烧去除的DPF强制再生回路。
[0003]该DPF强制再生回路在发动机的爆发工序之后立刻对燃料进行后喷射，从而经过发动机的排气管将燃料供给到DPF内的氧化催化剂。并且，通过燃料的燃烧(氧化反应)所产生的热，使氧化催化剂及DPF的温度上升，将堆积在DPF上的PM加热燃烧。这样，DPF强制再生回路对堆积在DPF上的PM定期地进行燃烧去除，从而将DPF自动且定期地再生。
[0004]专利文献1:日本特开2010-261340号公报
[0005]然而，若低劣燃料被供给到挖土机的发动机，则与良质燃料相比，大量的硫酸盐、灰烬等堆积在DPF内。这些硫酸盐、灰烬等融点高，因此即使自动执行了 DPF的再生处理，也不会被燃烧去除，闭塞DPF。此外，由于低劣燃料的影响，还会带来黑烟的排出过多、发动机的压缩压力降低等弊端。
[0006]然而，虽然使用了良质燃料，可是例如操作者进行急剧的杆操作而导致负荷急剧增大的情况下，与使用了低劣燃料时同样引起黑烟的排出过多。此外，在液压系统上发生了异常的情况下，负荷也会急剧增大，引起黑烟的排出过多。
[0007]此外，在压力传感器等检测系统上发生了异常的情况、或者大气压低的情况等时，虽然使用了良质燃料，但也会导致发动机的压缩压力下降。
[0008]这样在挖土机中产生的弊端(黑烟的排出过多、发动机的压缩压力减小等)与发动机系统异常的情况及液压系统异常的情况类似，因此就算该弊端的原因在于使用了低劣燃料，确定该原因也需要复杂的确认作业。
[0009]因此，希望早期检测供给了低劣燃料的情况。
【发明内容】
[0010]本发明的实施例的一种挖土机，具有:下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载在上述下部行走体上；作业附属装置，搭载在上述上部回转体上；多个液压致动器，驱动上述作业附属装置；主栗，搭载在上述上部回转体上，向上述多个液压致动器供给压力油；控制部，搭载在上述上部回转体上，控制上述多个液压致动器；内燃机，搭载在上述上部回转体上，旋转驱动上述主栗；内燃机系统异常检测部，检测上述内燃机的异常；过滤器，搭载在上述上部回转体上，设置在上述内燃机的排气通路上，捕获排气中的颗粒状物质；以及压力传感器，安装在上述过滤器上，在上述挖土机中，上述内燃机被控制成，维持预定的转速，上述控制部具有燃料良否判定部，该燃料良否判定部根据基于上述压力传感器的输出而判断的上述过滤器的堵塞状况、以及上述内燃机系统异常检测部的输出，来判定燃料的良否。
[0011]此外，本发明的实施例的一种挖土机的管理装置，该挖土机具有:下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载在上述下部行走体上；作业附属装置，搭载在上述上部回转体上；多个液压致动器，驱动上述作业附属装置；主栗，搭载在上述上部回转体上，向上述多个液压致动器供给压力油；控制部，搭载在上述上部回转体上，控制上述多个液压致动器；内燃机，搭载在上述上部回转体上，旋转驱动上述主栗，被控制成维持预定的转速；内燃机系统异常检测部，检测上述内燃机的异常；过滤器，搭载在上述上部回转体上，设置在上述内燃机的排气通路上，捕获排气中的颗粒状物质；以及压力传感器，安装在上述过滤器上，上述挖土机的管理装置具有:判定处理部，根据从上述挖土机发送的基于上述压力传感器的输出的上述过滤器的堵塞状况、以及上述内燃机系统异常检测部的判定结果，来判定燃料的良否；和显示部，显示上述判定处理部的判定结果。
[0012]发明效果
[0013]通过上述方案，能够提供能够早期检测到供给了低劣燃料的情况的挖土机。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施例的挖土机的侧视图。
[0015]图2是表示图1的挖土机的驱动系统的结构例的框图。
[0016]图3是表示燃料良否判定处理的流程的流程图的一例。
[0017]图4是表示燃料良否判定处理的流程的流程图的另一例。
[0018]图5是表示挖土机的运转时间与DPF差压的关系的概略图。
[0019]图6是第I判定条件的说明图。
[0020]图7是第2判定条件的说明图。
[0021]图8是第3判定条件的说明图。
[0022]图9是第4判定条件的说明图。
[0023]图10是第5判定条件的说明图。
[0024]符号说明
[0025]I…下部行走体
[0026]2…回转机构
[0027]3…上部回转体
[0028]4…动臂
[0029]5…斗杆
[0030]6…I产斗
[0031]7…动臂缸
[0032]8…斗杆缸
[0033]9…铲斗缸
[0034]10…驾驶室
[0035]11…发动机
[0036]I Ia…转速传感器
[0037]I Ib…增压压力传感器
[0038]I Ic…大气压传感器
[0039]I Id…水温传感器
[0040]13…调节器
[0041]14…主栗
[0042]14a…吐出压传感器
[0043]17…控制阀
[0044]17a…动臂用切换阀
[0045]17b…斗杆用切换阀
[0046]17c…铲斗用切换阀
[0047]18…负控节流阀
[0048]19…负控用先导管路
[0049]20a、20b …安全阀
[0050]26…操作装置
[0051]27…门锁定杆
[0052]30…控制器
[0053]30a…液压系统异常检测部
[0054]30b…燃料良否判定部
[0055]31…显示部
[0056]35…发动机控制器
[0057]35a…发动机系统异常检测部
[0058]50…排气系统
[0059]50a…排气管
[0060]50b …DPF
[0061]50c…差压传感器
【具体实施方式】
[0062]首先，参照图1说明本发明的实施例的挖土机。另外，图1是实施例的挖土机的侧视图。在图1所示的挖土机的下部行走体I上，经由回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有作业附属装置。作业附属装置例如包括动臂4、斗杆5及铲斗6。具体地说，在上部回转体3上安装有动臂4，在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9分别液压驱动。在上部回转体3上设置有驾驶室10，且搭载有发动机11等动力源。
[0063]图2是表示图1的挖土机上所搭载的驱动系统的结构例的框图，分别用双重线、实线、虚线及单点划线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路及电气控制系统。
[0064]挖土机的驱动系统主要包括发动机11、调节器13、主栗14、控制阀17、操作装置26a、26b、门锁定杆(Gate lock lever) 27、控制器30、发动机控制器35及排气系统50。
[0065]发动机11是挖土机的驱动源，例如是作为内燃机的柴油发动机。此外，发动机11被发动机控制器35控制为维持预定的转速。此外，发动机11的输出轴与主栗14的输入轴连接。另外，在本实施例中，在发动机11上安装有转速传感器11a、增压压力传感器11b、大气压传感器Ilc及水温传感器lid。
[0066]转速传感器Ila是检测发动机11的转速的传感器，对发动机控制器35输出所检测的值。
[0067]增压压力传感器Ilb是检测发动机11的增压压力的传感器，对发动机控制器35输出所检测的值。
[0068]大气压传感器Ilc是检测发动机11周边的大气压的传感器，对发动机控制器35输出所检测的值。
[0069]水温传感器Ild是检测发动机11的冷却水的温度的传感器，对发动机控制器35输出所检测的值。
[0070]调节器13是用于控制主栗14的吐出量的装置，例如根据主栗14的吐出压、或来自控制器30的控制信号等来调节主栗14的斜板偏转角，由此来控制主栗14的吐出量。
[0071]主栗14是用于经由高压液压管路向控制阀17供给工作油的装置，例如是斜板式可变容量型液压栗。
[0072]吐出压传感器14a是检测主栗14的吐出压的压力传感器。在本实施例中，吐出压传感器14a在主栗14的下游侧检测高压液压管路的工作油的压力，对控制器30输出所检测的值。
[0073]控制阀17是对挖土机中的液压系统进行控制的液压控制装置。控制阀17例如对动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达(未图示)及回转用液压马达(未图示)中的I个或多个选择性地供给由主栗14吐出的工作油。在图2中，控制阀17包括控制工作油对动臂缸7的供给排出的动臂用切换阀17a、控制工作油对斗杆缸8的供给排出的斗杆用切换阀17b、以及控制工作油对铲斗缸9的供给排出的铲斗用切换阀17c。另外，在图2中，为了更加清晰，省略了与行走用液压马达及回转用液压马达分别对应的切换阀的图示。此夕卜，以下将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达、及回转用液压马达统称为“液压致动器”。
[0074]此外，在控制阀17的下游侧，设置有用于负控制(主栗14的吐出量的控制方式，以下称为“负控”)的负控节流阀18。并且，负控节流阀18的上游侧的工作油的压力即负控压经由负控用先导管路19导入到调节器13。通过该结构，主栗14的吐出量被控制为，随着负控压减小而增大，液压致动器的操作量增大。此外，主栗14的吐出量在负控压为预定压力以上的情况下，即任何液压致动器都没有被操作的情况下，限制为预定量(例如最小流量)。另外，阀20a是与负控节流阀18并联连接的安全阀，在负控压过度上升的情况下打开，将位于负控节流阀18的上游侧的工作油向罐体排出。此外，阀20b是连接在控制阀17的上游侧的安全阀，在主栗14的吐出压过度上升的情况下打开，将主栗14吐出的工作油的一部分向罐体排出。
[0075]操作装置26a、26b是操作者为了对液压致动器进行操作而使用的装置。在本实施例中，操作装置26a、26b的操作内容经由切换阀管路传递到各自对应的切换阀。具体地说，操作装置26a是用于对动臂缸7及铲斗缸9进行操作的操作杆，操作装置26b是用于对斗杆缸8进行操作的操作杆。
[0076]门锁定杆27是切换挖土机的状态的装置。在本实施例中，门锁定杆27具有将挖土机设为无法作业的状态的锁定状态、以及将挖土机设为能够作业的状态的锁定解除状态。另外，“能够作业的状态”是指操作者能够对挖土机进行操作的状态，“无法作业的状态”是指操作者无法对挖土机进行操作的状态。
[0077]控制器30是用于控制挖土机的控制部，具有液压系统异常检测部30a及燃料良否判定部30b等下位控制部。
[0078]发动机控制器35是用于控制发动机11的控制部，具有内燃机系统(发动机系统)异常检测部35a等下位控制部。
[0079]排气系统50是用于向外部排出发动机11的废气的系统。在本实施例中，排气系统50主要包括排气管50a、DPF50b、差压传感器50c。排气管50a与发动机11的排气口连接，向外部排出发动机11排出的废气。DPF50b是捕获在排气管50a中流动的废气中的PM的过滤器。差压传感器50c检测DPF50b的上游侧的压力与下游侧的压力之间的差压(以下称为“DPF差压”)，并对发动机控制器35输出所检测的值。另外，差压传感器50c还可以由检测DPF50b的上游侧及下游侧各自的压力的2个压力传感器构成。
[0080]在本实施例中，控制器30根据吐出压传感器14a、门锁定杆27、发动机控制器35等的输出，执行液压系统异常检测部30a及燃料良否判定部30b各自的处理。之后，控制器30将与液压系统异常检测部30a及燃料良否判定部30b各自的处理结果对应的控制信号适当地输出到显示部31等。
[0081]此外，发动机控制器35根据转速传感器I la、增压压力传感器I lb、大气压传感器11c、水温传感器lld、差压传感器50c等的输出，执行发动机系统异常检测部35a的处理。之后，发动机控制器35将与发动机系统异常检测部35a的处理结果对应的控制信号适当输出到控制器30等。此外，发动机控制器35向控制器30转送差压传感器50c的检测值。另夕卜，差压传感器50c还可以将检测值直接输出到控制器30。
[0082]此外，发动机控制器35在满足预定条件的情况下，执行DPF50b的再生处理。在本实施例中，发动机控制器35每当在挖土机的运转时间达到预定时间(例如8小时)时，自动执行DPF50b的再生处理。此外，发动机控制器35即使在挖土机的运转时间没有达到预定时间，但差压传感器50c的检测值即DPF差压为预定压力以上的情况下，也自动执行DPF50b的再生处理。此外，发动机控制器35也可以根据操作者经由未图示的输入部而进行的输入来执行再生处理。
[0083]接着，说明控制器30中的液压系统异常检测部30a及燃料良否判定部30b、以及发动机控制器35中的发动机系统异常检测部35a的详细情况。
[0084]液压系统异常检测部30a是对液压系统的异常的有无进行判定的功能要件。在本实施例中，液压系统异常检测部30a例如在根据吐出压传感器14a等的输出检测到了主栗14的吐出量的波动的情况下，判定为液压系统存在异常。这是因为，若主栗14的吐出量波动，则发动机负荷也波动，发动机11根据发动机负荷的上下变动而喷射燃料，容易排出黑烟(煤烟)。此外，是因为，黑烟(煤烟)的排出量增加会导致DPF容易堵塞。并且，液压系统异常检测部30a在判定为液压系统存在异常的情况下，使显示部31显示将该内容传递给操作者的警告消息。具体地说，液压系统异常检测部30a在检测到主栗14的吐出量的波动的情况下，使显示部31显示通知主栗14的不良状况的警告消息。此外，液压系统异常检测部30a还可以经由通信来向外部发送警告消息。这是为了催促挖土机的操作者、管理者、所有者等(以下称为“操作者等”)进行主栗14的检查。此外，液压系统异常检测部30a将其判定结果以能够参照的方式存储在控制器30中。
[0085]发动机系统异常检测部35a是对发动机系统的异常的有无进行判定的功能要件。在本实施例中，发动机系统异常检测部35a例如在根据大气压传感器Ilc的输出检测到了大气压传感器Ilc的异常的情况下，判定为发动机系统存在异常。这是因为，若大气压传感器Ilc发生故障，则发动机11无法利用大气压传感器Ilc的输出，不得不以大气压处于预定压力为前提来决定燃料的喷射定时。即，这是因为，发动机11无法在最佳的喷射定时喷射燃料，容易排出黑烟(煤烟)。此外，是因为，黑烟(煤烟)的排出量增加会导致DPF容易堵塞。并且，发动机系统异常检测部35a在判定为发动机系统存在异常的情况下，使显示部31显示将该内容传递给操作者的警告消息。具体地说，发动机系统异常检测部35a在检测到大气压传感器Ilc的异常的情况下，使显示部31显示通知大气压传感器Ilc的异常的警告消息。此外，发动机系统异常检测部35a还可以经由通信来向外部发送警告消息。这是为了催促操作者等进行大气压传感器Ilc的检查。此外，发动机系统异常检测部35a将其判定结果以能够参照的方式存储在控制器30中。
[0086]燃料良否判定部30b是对发动机11中所使用的燃料的良否进行判定的功能要件。在本实施例中，燃料良否判定部30b根据发动机系统异常检测部35a及差压传感器50c等的输出来判定燃料的良否(燃料的异常的有无)。并且，燃料良否判定部30b在判定为燃料存在异常，且根据发动机系统异常检测部35a的判定结果确认了发动机系统没有异常的情况下，向操作者等通知燃料存在异常。
[0087]在此，参照图3说明燃料良否判定部30b对燃料的良否进行判定的处理(以下称为“燃料良否判定处理”)。另外，图3是表示燃料良否判定处理的流程的流程图的一例，燃料良否判定部30b例如每当进行DPF50b的再生处理时执行该燃料良否判定处理。
[0088]首先，燃料良否判定部30b判定DPF50b是否引起了堵塞(步骤STl)。在本实施例中，燃料良否判定部30b根据差压传感器50c等的输出来判定DPF50b是否引起了堵塞。另夕卜，在后文说明DPF50b是否引起了堵塞的判定方法的详细情况。
[0089]在判定为在DPF50b引起了堵塞的情况下(步骤STl的是)，燃料良否判定部30b根据发动机控制器35中的发动机系统异常检测部35a的判定结果，确认发动机系统的异常的有无(步骤ST2)。
[0090]在发动机系统异常检测部35a的判定结果为发动机系统有异常的情况下(步骤ST2的是)，燃料良否判定部30b判断为燃料不是低劣燃料而发动机系统存在异常，对操作者等通知发动机系统存在异常(步骤ST3)。在本实施例中，燃料良否判定部30b使显示部31显示表示发动机系统存在异常的内容的警告消息。此外，燃料良否判定部30b还可以经由通信来向外部的管理装置发送警告消息。这是因为，例如，DPF50b的堵塞的原因之一即黑烟(煤烟)的排出量的增加如上所述能够因大气压传感器Ilc的异常及低劣燃料的使用中的某个而引起。此外，是因为，只要检测到大气压传感器Ilc的异常，就应最优先进行大气压传感器Ilc的检查。此时，由于DPF50b也引起了堵塞，因此使显示部31显示DPF50b引起了堵塞的内容的警告消息，催促操作者进行DPF的检查。
[0091]另一方面，在发动机系统异常检测部35a的判定结果为发动机系统无异常的情况下(步骤ST2的否)，燃料良否判定部30b判断为燃料是低劣燃料，对操作者等通知DPF50b引起了堵塞(步骤ST4)。在本实施例中，燃料良否判定部30b使显示部31显示表示DPF50b引起了堵塞的内容的警告消息。此外，燃料良否判定部30b还可以经由通信来向外部的管理装置发送警告消息。此时，可以判断为DPF50b的堵塞因低劣燃料而引起的可能性高，因此还可以使显示部31显示燃料存在异常的内容的警告消息，催促操作者进行燃料的检查。
[0092]另外，在判定为DPF50b没有引起堵塞的情况下(步骤STl的否)，燃料良否判定部30b不向操作者等通知任何信息，结束本次的燃料良否判定处理。并且，燃料良否判定部30b以预定的控制周期反复进行该燃料良否判定处理。
[0093]这样，燃料良否判定部30b在判定为DPF50b引起了堵塞，且根据发动机系统异常检测部35a的判定结果确认了发动机系统没有异常的情况下，判定为燃料存在异常。因此，能够以高可靠性判定燃料的异常的有无。
[0094]接着，参照图4说明燃料良否判定处理的其他实施例。另外，图4是表示本实施例的燃料良否判定处理的流程的流程图的一例，燃料良否判定部30b例如每当执行DPF50b的再生处理时执行该燃料良否判定处理。此外，图4的流程图在具有根据液压系统异常检测部30a的判定结果来确认液压系统的异常的有无的步骤ST12方面不同于图3的流程图，但其他方面相同。因此，省略共通点的说明，详细说明不同点。
[0095]在判定为DPF50b引起了堵塞的情况下(步骤STll的是)，燃料良否判定部30b确认液压系统的异常的有无(步骤ST12)。在本实施例中，燃料良否判定部30b参照液压系统异常检测部30a的判定结果来确认液压系统的异常的有无。
[0096]在液压系统异常检测部30a的判定结果为液压系统有异常的情况下(步骤ST12的是)，燃料良否判定部30b判断为燃料不是低劣燃料，而是液压系统存在异常，向操作者等通知液压系统存在异常(步骤ST13)。在本实施例中，燃料良否判定部30b使显示部31显示表示液压系统存在异常的内容的警告消息。此外，燃料良否判定部30b还可以经由通信来向外部的管理装置发送警告消息。这是因为，例如，DPF50b的堵塞的原因之一即黑烟(煤烟)的排出量的增加如上所述能够因主栗14的波动及低劣燃料的使用的某个而引起。此夕卜，是因为，只要检测到主栗14的异常，就应最优先进行主栗14的检查。此时，由于DPF50b也引起了堵塞，因此使显示部31显示DPF50b引起了堵塞的内容的警告消息，催促操作者进行DPF的检查。
[0097]另一方面，在液压系统异常检测部30a的判定结果为液压系统无异常的情况下(步骤ST12的否)，燃料良否判定部30b根据发动机系统异常检测部35a的判定结果，确认发动机系统的异常的有无(步骤ST14)。另外，步骤ST14以后的工序与图3的步骤ST2以后的工序相同，因此省略其说明。
[0098]此外，在本实施例中，燃料良否判定部30b在确认了液压系统没有异常之后，确认发动机系统的异常的有无。然而，本发明不限定于该结构。例如，燃料良否判定部30b也可以在确认了发动机系统没有异常之后，确认液压系统的异常的有无，也可以同时确认液压系统的异常的有无和发动机系统的异常的有无。
[0099]此外，在本实施例中，燃料良否判定部30b在根据液压系统异常检测部30a的判定结果确认了液压系统存在异常的情况下，不确认发动机系统的异常的有无。然而，本发明不限定于该结构。例如，燃料良否判定部30b也可以在根据液压系统异常检测部30a的判定结果确认了液压系统存在异常之后，根据发动机系统异常检测部35a的判定结果确认发动机系统的异常的有无。
[0100]这样，燃料良否判定部30b在判定为DPF50b引起了堵塞，且确认了液压系统和发动机系统中都没有异常的情况下，判定为燃料存在异常。因此，能够以高可靠性判定燃料的异常的有无。
[0101]接着，参照图5?图10说明由燃料良否判定部30b判定处理的DPF50b的堵塞判定方法。另外，图5是表示挖土机的运转时间与DPF差压之间的关系的概略图。在图5中，实线的三角波状的变化TC表示使用低劣燃料的情况下的DPF差压随时间的变化，虚线的三角波状的变化TCl表示使用良质燃料的情况下的DPF差压随时间的变化。此外，实线的向右提高的变化BC表示使用低劣燃料的情况下的基准DPF差压随时间的变化，虚线的向右提高的变化BCl表示使用良质燃料的情况下的基准DPF差压随时间的变化。另外，“基准DPF差压”表示根据运转时间导出的再生处理后的DPF差压的推定值。
[0102]如上所述，DPF50b每当挖土机的运转时间达到预定时间(例如8小时)时自动实施再生处理。因此，如图5所示，到DPF差压超过预定压力Pth(参照虚线)为止，无论是在使用低劣燃料的情况还是使用良质燃料的情况下，DPF差压均按三角波状变化。S卩，DPF差压在再生处理之后直到进行下一次再生处理为止，随着挖土机的运转时间增大而逐渐增大，并因之后的再生处理而减小。在这种情况下，使用低劣燃料的情况下的再生处理的执行间隔Ta、以及使用良质燃料的情况下的再生处理的执行间隔Tal均是与预定时间相等的时间。
[0103]此外，若差压传感器50c输出的DPF差压超过预定压力Pth，则即使上一次再生处理后的挖土机的运转时间小于预定时间，DPF50b也自动实施再生处理。另外，图5的虚线圆表示DPF差压超过了预定压力Pth的状态。在这种情况下，使用良质燃料的情况下的再生处理的执行间隔Tbl是与预定时间相等的时间，而使用低劣燃料的情况下的再生处理的执行间隔Tb小于预定时间。
[0104]此外，如变化BCl所示，使用良质燃料的情况下的基准DPF差压在起初以比较高的上升率上升，但是若挖土机的累计运转时间达到某一程度的时间，则大致平稳地变化。这是因为，起初在无法通过再生处理去除的DPF50b的周缘部分堆积PM。并且是因为，在挖土机的累计运转时间达到某一程度的时间之后，堆积在能够通过再生处理去除的部分的PM通过再生处理反复燃烧去除。
[0105]另一方面，如变化BC所示，使用低劣燃料的情况下的基准DPF差压即使在挖土机的累计运转时间达到某一程度的时间之后，也以比使用良质燃料的情况高的上升率持续上升。这是因为，无法通过再生处理去除的灰烬等PM逐渐堆积在DPF50b内。
[0106]此外，连续的2次再生处理之间的DPF差压的平均上升率，与使用良质燃料的情况相比，在使用低劣燃料的情况下升高。这是因为，在使用低劣燃料的情况下，与使用良质燃料的情况相比，黑烟(煤烟)等PM的排出量大。
[0107]因此，燃料良否判定部30b使用基于使用低劣燃料的情况下的推移TC与使用良质燃料的情况下的推移TCl之间存在的上述不同的判定条件，来判断DPF50b的堵塞状况。在本实施例中，燃料良否判定部30b使用如下所示的判定条件来判定DPF50b是否引起了堵塞。
[0108]图6?图10分别是判定条件的说明图，是将图5所示的使用低劣燃料的情况下的DPF差压随时间的变化TC的一部分放大的图。另外，图6?图10各自中的黑色块箭头表示执行了再生处理的情况。
[0109]图6是再生处理的执行间隔是否持续预定次数地小于预定时间的判定条件(以下称为“第I判定条件”)的说明图。
[0110]具体地说，图6表示由于DPF差压超过了预定压力Pth而不等经过预定时间Tth就开始进行了再生处理R3及R4的情况。在这种情况下，再生处理R2与再生处理R3之间的执行间隔T2、以及再生处理R3与再生处理R4之间的执行间隔T3都小于预定时间Tth。
[0111]其结果，燃料良否判定部30b设为再生处理的执行间隔连续2次小于预定时间，判定为DPF50b引起了堵塞。
[0112]图7是再生处理的执行间隔是否持续预定次数地缩短的判定条件(以下称为“第2判定条件”)的说明图。
[0113]具体地说，图7表示由于DPF差压超过了预定压力Pth而不等经过预定时间Tth就开始进行了再生处理R3、R4及R5的情况。在这种情况下，再生处理R2与再生处理R3之间的执行间隔T2、再生处理R3与再生处理R4之间的执行间隔T3、以及再生处理R4与再生处理R5之间的执行间隔T4都小于预定时间Tth。此外，在本实施例中，堆积在DPF50b内的难以燃烧的PM随着时间的经过而增加，因此通过各再生处理Rl?R4而减小的DPF差压的减小幅度逐渐减小，执行间隔Tl?T4也逐渐缩短。
[0114]其结果，燃料良否判定部30b设为再生处理的执行间隔持续3次缩短，判定为DPF50b引起了堵塞。
[0115]图8是前一次再生处理执行之后与本次再生处理执行之前之间的DPF差压的平均上升率是否超过预定值的判定条件(以下称为“第3判定条件”)的说明图。
[0116]具体地说，图8表示再生处理R2执行之后与再生处理R3执行之前之间的DPF差压的平均上升率α 2大于再生处理Rl执行之后与再生处理R2执行之前之间的DPF差压的平均上升率α I的情况。这是因为，堆积在DPF50b内的难以燃烧的PM随着时间的经过而增加，DPF差压容易上升。此外，图8在用虚线圆包围的局部放大图中表示平均上升率α2大于预定值a th的情况。
[0117]其结果，燃料良否判定部30b设为再生处理R2执行之后与再生处理R3执行之前之间的DPF差压的平均上升率α 2超过了预定值a th，判定为DPF50b引起了堵塞。另外，燃料良否判定部30b还可以对平均上升率α I与平均上升率α 2进行比较，在判断为平均上升率增加(α 1<α 2)的情况下，判定为DPF50b引起了堵塞。
[0118]图9是通过本次再生处理减小的DPF差压的减小幅度与通过前一次再生处理减小的DPF差压的减小幅度之差是否超过了预定值的判定条件(以下称为“第4判定条件”)的说明图。
[0119]具体地说，图9表示通过再生处理Rl减小的DPF差压的减小幅度Dl大于通过再生处理R2减小的DPF差压的减小幅度D2的情况。这是因为，堆积在DPF50b内的难以燃烧的PM随着时间的经过而增加，DPF差压容易上升。此外，图9在用虚线圆包围的局部放大图中表示减小幅度Dl与减小幅度D2之差Vl大于预定值Vth的情况。
[0120]其结果，燃料良否判定部30b设为通过再生处理Rl减小的DPF差压的减小幅度Dl与通过再生处理R2减小的DPF差压的减小幅度D2之差Vl超过了预定值Vth，判定为DPF50b引起了堵塞。
[0121]图10是再生处理执行之后的DPF差压没有减小到基准DPF差压的次数是否超过了预定次数的判定条件(以下称为“第5判定条件”)的说明图。另外，图10中用黑圈表示再生处理执行之后的DPF差压，用白圈表示再生处理执行之后的基准DPF差压。
[0122]具体地说，图10表示再生处理Rl执行之后的DPF差压Pl等于基准DPF差压Ql，再生处理R2执行之后的DPF差压P2大于基准DPF差压Q2的情况。此外，图10表示再生处理R3执行之后的DPF差压P3大于基准DPF差压Q3，再生处理R4执行之后的DPF差压P4等于基准DPF差压Q4，再生处理R5执行之后的DPF差压P5大于基准DPF差压Q5的情况。在这种情况下，图10表示在5次再生处理Rl?R5中的3次再生处理R2、R3及R5中，再生处理执行之后的DPF差压大于基准DPF差压的情况。
[0123]其结果，燃料良否判定部30b在再生处理R5结束的时刻认为再生处理执行之后的DPF差压没有减小到基准DPF差压的次数超过了 2次，判定为DPF50b引起了堵塞。
[0124]此外，燃料良否判定部30b还可以使用再生处理的执行是不是通过手动来开始的判定条件(以下称为“第6判定条件”)来判断DPF50b的堵塞状况。具体地说，燃料良否判定部30b在再生处理的执行是通过手动来开始的情况下，判定为DPF50b引起了堵塞。另夕卜，通过手动来进行的再生处理是在将挖土机设为无法作业的状态的情况下执行的。具体地说，在排气温度由于对发动机施加的负荷小而没有达到高温的情况下，通过消息显示等来催促手动再生。通过手动进行的再生处理例如是在将门锁定杆27设为锁定状态，并将挖土机设为无法作业的状态的情况下执行的。此外，通过手动进行的再生处理例如在门锁定杆27被设为锁定解除状态，挖土机被设为能够作业的状态的情况下中断。
[0125]这样，燃料良否判定部30b使用第I?第6判定条件中的至少I个来判断DPF50b的堵塞状况。具体地说，燃料良否判定部30b使用第I?第6判定条件中的至少I个来判定DPF50b是否引起了堵塞。
[0126]此外，燃料良否判定部30b还可以进一步考虑发动机11的负荷率和DPF差压来判定燃料的良否。具体地说，燃料良否判定部30b根据吐出压传感器14a、发动机控制器35等的输出来计算发动机11的负荷率。发动机11的负荷率例如作为主栗14的吸收马力与发动机11的输出马力之比而被计算出来。此外，还可以根据当前的喷射量与按发动机转速分别确定的额定输出时的喷射量之比来计算。在根据负荷率来判断的情况下，燃料良否判定部30b即使预定时间的发动机11的负荷率的平均值超过了预定值，在DPF差压超过了预定值的情况下，也临时判定为燃料存在异常。这是因为，在使用了良质燃料的情况下，若发动机11的负荷率的平均值高，则DPF50b成为高温，通过自我再生，DPF50b内的PM被燃烧去除，DPF差压会减小。换言之，是因为，在使用了低劣燃料的情况下，即使由于发动机11的高平均负荷率而导致DPF50b成为高温，堆积在DPF50b内的难以燃烧的PM也不会被燃烧去除，DPF差压不会减小。
[0127]在此基础上，燃料良否判定部30b根据DPF50b的堵塞状况和发动机系统异常检测部35a的输出，判定燃料的良否。在这种情况下，燃料良否判定部30b还可以即使在根据DPF50b的堵塞状况和发动机系统异常检测部35a的输出能够判定为燃料存在异常的情况下，在根据发动机11的负荷率和DPF差压临时判定为燃料没有异常的情况下，最终判定为燃料没有异常。在根据DPF50b的堵塞状况、液压系统异常检测部30a的输出、发动机系统异常检测部35a的输出来判定燃料的良否的情况下也是同样的。
[0128]通过以上结构，控制器30在判定为DPF50b引起了堵塞，且确认了发动机系统没有异常的情况下，判定为燃料存在异常。或者，控制器30在判定为DPF50b引起了堵塞，且确认了液压系统和发动机系统都没有异常的情况下，判定为燃料存在异常。因此，能够以高可靠性判定燃料的异常的有无。此外，能够早期判定燃料的异常的有无，能够防止对喷射器、废气再循环系统、增压器等发动机11的其他部件带来不良影响。
[0129]此外，控制器30作为独立于发动机控制器35的构成要件而发挥作用，判定DPF50b的堵塞状况及燃料的良否。因此，能够提高判定结果的可靠性。但是，控制器30和发动机控制器35也可以一体地构成。
[0130]此外，控制器30使用上述第I?第6判定条件中的至少I个来判断DPF50b的堵塞状况。具体地说，控制器30使用上述第I?第6判定条件的任意组合来判断DPF50b的堵塞状况。因此，能够以高可靠性判定DPF50b是否引起了堵塞。
[0131]此外，控制器30还考虑发动机11的负荷率和DPF差压来判定燃料的异常的有无。因此，能够以更高的可靠性判定燃料的异常的有无。
[0132]以上，详细说明了本发明的优选实施例，但本发明不限定于上述实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，能够对上述实施例实施各种变形及置换。
[0133]例如，控制器30还可以根据开始使用新DPF之后或更换DPF之后的挖土机的累计运转时间，来决定使用上述第I?第6判定条件中的哪一个或使用上述第I?第6判定条件中的哪个组合。例如，控制器30还可以在挖土机的累计运转时间小于预定时间的情况下使用第I判定条件，在挖土机的累计运转时间为预定时间以上的情况下使用第2判定条件和第3判定条件的组合来判定DPF50b的堵塞的有无。
[0134]此外，控制器30还可以根据天气、气温、湿度、大气压等周围环境，决定所采用的判定条件或判定条件的组合。
[0135]此外，控制器30还可以根据按三角波状变化的DPF差压的重复图案(因再生处理开始而减少之后到下一次再生处理开始为止增大的DPF差压所描绘出来的图案)来判定DPF50b的堵塞的有无。例如，控制器30还可以在本次的重复图案与前一次的重复图案相比超过预定的程度地发生变化的情况下，判定为DPF50b引起了堵塞。另外，预定的程度例如根据DPF差压的减小幅度、DPF差压的平均上升率、再生处理刚执行之后的DPF差压的极小值、再生处理刚要执行之前的DPF差压的极大值等来设定。
[0136]此外，在上述实施例中，发动机11中使用的燃料的良否由控制器30的燃料良否判定部30b来判定。然而，本发明不限定于该结构。例如，发动机11中使用的燃料的良否也可以由位于挖土机外部的管理装置来判定。在这种情况下，管理装置具有判定燃料的良否的判定处理部(燃料良否判定部)、以及显示该判定处理部的判定结果的显示部。并且，判定处理部接收从挖土机发送的基于压力传感器的输出的DPF50b的堵塞状况、以及发动机系统异常检测部35a的判定结果。根据接收到的基于压力传感器的输出的DPF50b的堵塞状况、以及发动机系统异常检测部35a的判定结果来判定燃料的良否。此外，判定处理部接收从挖土机发送的基于压力传感器的输出的DPF50b的堵塞状况、发动机系统异常检测部35a的判定结果、以及液压系统异常检测部30a的判定结果。根据接收到的基于压力传感器的输出的DPF50b的堵塞状况、发动机系统异常检测部35a的判定结果、以及液压系统异常检测部30a的判定结果判定燃料的良否。
【主权项】
1.一种挖土机，具有: 下部行走体； 上部回转体，回转自如地搭载在上述下部行走体上； 作业附属装置，搭载在上述上部回转体上； 多个液压致动器，驱动上述作业附属装置； 主栗，搭载在上述上部回转体上，向上述多个液压致动器供给压力油； 控制部，搭载在上述上部回转体上，控制上述多个液压致动器； 内燃机，搭载在上述上部回转体上，旋转驱动上述主栗； 内燃机系统异常检测部，检测上述内燃机的异常； 过滤器，搭载在上述上部回转体上，设置在上述内燃机的排气通路上，捕获排气中的颗粒状物质；以及 压力传感器，安装在上述过滤器上， 在上述挖土机中， 上述内燃机被控制成，维持预定的转速， 上述控制部具有燃料良否判定部，该燃料良否判定部根据基于上述压力传感器的输出而判断的上述过滤器的堵塞状况、以及上述内燃机系统异常检测部的输出，来判定燃料的良否。2.根据权利要求1所述的挖土机，其中， 具有内燃机控制部，控制上述内燃机， 上述内燃机控制部根据上述内燃机系统异常检测部的输出来判定上述内燃机的异常的有无，并向上述控制部发送该判定的结果。3.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中， 具有液压系统异常检测部，检测上述多个液压致动器和上述主栗的异常， 上述燃料良否判定部根据基于上述压力传感器的输出而判断的上述过滤器的堵塞状况、上述内燃机系统异常检测部的输出、以及上述液压系统异常检测部的输出，来判定燃料的良否。4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖土机，其中， 上述压力传感器检测上述过滤器的前后的差压， 每当该挖土机的运转时间达到了预定时间时，或者在上述差压为预定压力以上的情况下，上述过滤器通过再生处理来再生， 上述控制部在每次上述再生处理时形成的上述差压的重复图案超过预定的程度地发生变化时，判定为上述过滤器上发生了堵塞。5.根据权利要求1至3中任一项所述的挖土机，其中， 上述压力传感器检测上述过滤器的前后的差压， 每当该挖土机的运转时间达到了预定时间时，或者在上述差压为预定压力以上的情况下，上述过滤器通过再生处理来再生， 上述过滤器的堵塞状况是使用以下判定条件中的至少I个判定条件来判断的: 再生处理的执行间隔是否持续预定次数地小于预定时间； 再生处理的执行间隔是否持续预定次数地缩短； 前一次再生处理执行之后与本次再生处理执行之前之间的上述差压的平均上升率是否超过了预定值； 本次上述差压的平均上升率是否大于前一次上述差压的平均上升率； 通过本次再生处理减小的上述差压的减小幅度与通过前一次再生处理减小的上述差压的减小幅度之差是否超过了预定值； 再生处理执行之后的上述差压没有减小到预定基准压力的次数是否超过了预定次数；以及 再生处理的执行是否通过手动来开始。6.根据权利要求1至5中任一项所述的挖土机，其中， 上述燃料良否判定部进一步考虑上述内燃机的负荷率、上述压力传感器所检测的上述过滤器前后的差压来判定燃料的良否。7.—种挖土机的管理装置，该挖土机具有:下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载在上述下部行走体上；作业附属装置，搭载在上述上部回转体上；多个液压致动器，驱动上述作业附属装置；主栗，搭载在上述上部回转体上，向上述多个液压致动器供给压力油；控制部，搭载在上述上部回转体上，控制上述多个液压致动器；内燃机，搭载在上述上部回转体上，旋转驱动上述主栗，被控制成维持预定的转速；内燃机系统异常检测部，检测上述内燃机的异常；过滤器，搭载在上述上部回转体上，设置在上述内燃机的排气通路上，捕获排气中的颗粒状物质；以及压力传感器，安装在上述过滤器上， 上述挖土机的管理装置具有: 燃料良否判定部，根据从上述挖土机发送的基于上述压力传感器的输出的上述过滤器的堵塞状况、以及上述内燃机系统异常检测部的判定结果，来判定燃料的良否；和 显示部，显示上述判定处理部的判定结果。8.根据权利要求7所述的挖土机的管理装置， 上述燃料良否判定部接收上述内燃机系统异常检测部的判定结果。9.根据权利要求7或8所述的挖土机的管理装置， 上述燃料良否判定部接收判断上述挖土机所具备的上述多个液压驱动器和上述主栗有无异常的液压系统异常检测部的判定结果， 上述燃料良否判定部根据基于上述压力传感器的输出判断的上述过滤器的阻塞情况、上述内燃机的异常判定结果和上述液压系统异常检测部的输出来判断燃料的良否。10.根据权利要求7或8所述的挖土机的管理装置， 上述燃料良否判定部，每当该挖土机的运转时间达到预定时间时，或者上述差压成为预定压力以上的情况下，接收通过再生处理再生的上述过滤器的前后的通过上述压力传感器检测出的差压， 上述燃料良否判定部，在每次上述过滤器的再生处理时形成的上述差压的重复图案超过预定的程度地发生变化时，判定为上述过滤器上发生了堵塞。11.根据权利要求7或8所述的挖土机的管理装置， 每当该挖土机的运转时间达到了预定时间或上述差压成为预定压力以上的情况下，上述燃料良否判定部接收通过再生处理再生的上述过滤器的前后的通过上述压力传感器检测出的差压， 上述燃料良否判定部使用以下判定条件中的至少一个判定条件来判断上述过滤器的堵塞状况， 再生处理的执行间隔是否持续预定次数地小于预定时间； 再生处理的执行间隔是否持续预定次数地缩短； 前一次再生处理执行之后与本次再生处理执行之前之间的上述差压的平均上升率是否超过了预定值； 本次上述差压的平均上升率是否大于前一次上述差压的平均上升率； 通过本次再生处理减小的上述差压的减小幅度与通过前一次再生处理减小的上述差压的减小幅度之差是否超过了预定值； 再生处理执行之后的上述差压没有减小到预定基准压力的次数是否超过了预定次数；以及 再生处理的执行是否通过手动来开始。12.根据权利要求7或8所述的挖土机的管理装置， 上述燃料良否判定部进一步考虑上述内燃机的负荷率、上述压力传感器所检测的上述过滤器前后的差压来判定燃料的良否。
【文档编号】E02F9/20GK105986592SQ201510072721
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】石井信行
【申请人】住友建机株式会社