JP2011106417A - 走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法及び走行作業車搭載用排気ガス浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法を提供する。
【解決手段】排気ガス浄化システム１００が、枕地旋回可能な走行装置２０及びエンジン１２を制御するコントローラ４を備えており、コントローラが実行する工程として、走行装置が枕地旋回するように制御されている間、エンジンにディーゼルパーティキュレートフィルター６を再生する再生運転の実行を保留させる、保留工程を備えている。
【選択図】図３

Description

ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法及び該走行作業車搭載用排気ガス浄化システムに関する。

ディーゼルパーティキュレートフィルター（以下、ＤＰＦ）を具備する排気ガス浄化システムにおいて、ＤＰＦを再生する再生運転に関する技術が、公知である。ＤＰＦの再生は、例えば、ＤＰＦに燃料及び高温の排気ガスを供給することによって行われる。ＤＰＦには酸化触媒が設けられており、高温の排気ガスによる高温環境で燃焼が行われることによって、ＤＰＦに付着した粒子状物質が燃焼する。例えば、特許文献１には、ＤＰＦの再生時に排気ガス温度制御の乱れ等により不完全なＤＰＦの再生が起こるのを防止することを可能にする手段が開示されている。

特開２００８−０１４１５７号公報

ＤＰＦを再生するために、エンジンの運転を、通常運転から高温の排気ガスが排出される再生運転に変更する必要がある。通常運転モードから再生運転モードに移行するときに、負荷変動により回転数が一時的に低下する。この結果、走行作業車が枕地旋回を適切に実行できない場合がある。枕地旋回は、例えば、走行作業車が一の畝から別の畝に移動する際に、Ｕターンのために行われる。Ｕターンのための枕地旋回は、一定の走行速度（例えば４ｋｍ／ｓ）で所定時間だけ実行される。ところが、負荷変動によって走行速度が変化すると、適切にＵターンできない場合がある。Ｕターンが不完全に行われた場合、圃場に平行に畝を形成することができない。また、枕地旋回の実行中に再生運転が実行されると、制御装置に負荷が掛かることによって、走行作業車の制御に誤作動が発生する可能性もある。

そこで、本発明は、枕地旋回の実行中に再生運転の実行を禁止できる走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法及び走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法を提供する。

第１発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法であって、排気ガス浄化システムが、枕地旋回可能な走行装置及びエンジンを制御する制御装置を備えており、制御装置が実行する工程として、走行装置が枕地旋回するように制御されている間、エンジンにディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を保留させる、保留工程を備えている。

第１発明は、好ましくは、構成（ａ）を採用できる。

（ａ）制御装置が実行する工程として、保留工程において再生運転が保留された場合、保留工程の終了後に再生運転を実行させる、実行工程を備えている。

第２発明は、ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用の排気ガス浄化システムであって、枕地旋回可能な走行装置及びエンジンを制御する制御装置を備えており、制御装置が、走行装置が枕地旋回するように制御されている間、エンジンにディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を保留させる、保留手段を備えている。

第２発明は、好ましくは、構成（ｂ）を採用できる。

（ｂ）保留手段において再生運転が保留された場合、保留手段の作動終了後に再生運転を実行させる、実行手段を備えている。

第１発明及び第２発明によれば、枕地旋回の実行中に、再生運転の実行が保留される。したがって、コントローラに負荷が掛かることによって、走行作業車の制御に誤作動が発生することを防止できる。

構成（ａ）及び（ｂ）によれば、枕地旋回によって再生運転の実行が保留されていても、枕地旋回が終了すると、再生運転が確実に実行される。

走行作業車を示す側面図である。 排気ガス浄化システムを示すブロック図である。 枕地旋回を実行しているトラクタを示す図である。 排気ガス浄化システムの制御方法を示すフロー図である。

図１は、走行作業車を示す側面図である。走行作業車は、トラクタ１及び耕耘機２によって構成されている。

トラクタ１は、車台１１、エンジン１２、２つの前輪１３、２つの後輪１４、運転台１５、シート１６、平行リンク機構１７、及びＰＴＯ軸１８を備えている。２つの前輪１３及び２つの後輪１４は、車台１１に回転自在に支持されている。エンジン１２、運転台１５、シート１６、平行リンク機構１７、及びＰＴＯ軸１８は、車台１１に支持されている。

トラクタ１の平行リンク機構１７には耕耘機２が連結されている。耕耘機２は圃場を耕す作業機である。トラクタ１は、耕耘機２を牽引しながら走行する。また、トラクタ１は、ＰＴＯ軸１８から出力される動力により、耕耘機２を駆動する。

図２は、排気ガス浄化システム１００を示すブロック図である。排気ガス浄化システム１００は、走行作業車用のシステムであり、トラクタ１内に設けられている。図２において、排気ガス浄化システム１００は、エンジン１２、コントローラ（制御装置）４、排気管５、ＤＰＦ（ディーゼルパーティキュレートフィルター）６、走行装置２０、ハンドル２５、操作レバー群２６、枕地旋回設定スイッチ３１、及び枕地旋回速度ダイアル３２を備えている。

コントローラ４は、エンジン１２及び走行装置２０を制御する。

排気管５は、エンジン１２に接続されており、エンジン１２からの排気ガスを大気中に排出する。排気管５内には、ＤＰＦ６が配置されている。

排気管５内に、排気管５内のガス圧を検出するための上流圧力センサ１１１及び下流圧力センサ１１２が設けられている。上流圧力センサ１１１はＤＰＦ６の上流側に設けられており、下流圧力センサ１１２はＤＰＦ６の下流側に設けられている。上流側及び下流側は、排気ガスの流れる方向を基準としている。

走行装置２０は、ステアリング機構２１及び変速装置２２を備えている。ステアリング機構２１は、２つの前輪１３、１３の向きを変更することによって、トラクタ１の進行方向を変更する。変速装置２２は、トラクタ１の走行速度及びＰＴＯ軸１８の回転速度を変更する。

ハンドル２５及び操作レバー群２６は、走行装置２０の操作手段である。ハンドル２５及び操作レバー群２６は、運転台１５に設けられている。操作レバー群２６は、変速レバーやクラッチレバー等を含んでいる。ハンドル２５及び操作レバー群２６による操作量は、コントローラ４に伝達される。このため、コントローラ４は、ハンドル２５の操作量に基づいて、ステアリング機構２１を制御する。コントローラ４は、操作レバー群２６の操作量に基づいて、変速装置２２を制御する。

枕地旋回設定スイッチ３１は、コントローラ４に、旋回動作を枕地旋回に設定するための入力手段である。旋回動作には、通常の旋回における旋回動作と、枕地旋回における旋回動作とがある。ここで、通常の旋回動作と、枕地旋回における旋回動作との間において、左右における車輪（前輪１３及び後輪１４）間の速度差が異なっている。枕地旋回における前記速度差は、通常の旋回における前記速度差よりも、大きく設定されている。このため、枕地旋回では、通常の旋回よりも、小さな旋回半径でトラクタ１が旋回できる。なお、平行リンク機構１７を駆動することによって、耕耘機２を地面より浮かせることができる。旋回動作中に耕耘機２は地面から離れており、耕耘機２はトラクタ１の旋回に干渉しない。

枕地旋回設定スイッチ３１は、ＯＮ又はＯＦＦ状態を取りうる。枕地旋回設定スイッチ３１がＯＮ状態にあるとき、コントローラ４は、旋回動作が枕地旋回に設定されたと認識する。枕地旋回設定スイッチ３１がＯＦＦ状態にあるとき、コントローラ４は、旋回動作が枕地旋回に設定されていないと認識する。

枕地旋回速度ダイアル３２は、コントローラ４に、枕地旋回における走行速度を設定するための入力手段である。旋回動作が枕地旋回に設定されているとき、トラクタ１の走行速度（旋回速度）は、操作レバー群２６の操作量に関係なく、枕地旋回速度ダイアル３２によって指定された走行速度に設定される。

図３は、枕地旋回を実行しているトラクタ１を示す図である。例えば、トラクタ１は、圃場内で２つの畝間を移動するときに、枕地旋回を行う。図３において、トラクタ１はＵターンするために、枕地旋回を行っている。この例では、枕地旋回速度ダイアル３２によって、旋回速度が４ｋｍ／ｈに設定されている。このため、枕地旋回設定スイッチ３１がＯＮ状態に設定されているときに、ハンドル２５が操作されると、トラクタ１は４ｋｍ／ｈで旋回する。

図４は、排気ガス浄化システム１００の制御方法を示すフロー図である。コントローラ４は、ＤＰＦ６の目詰まりの具合に応じて、ＤＰＦ６を再生する再生運転の実行を決定する。ＤＰＦ６の目詰まりの具合は、ＤＰＦ６の上流側と下流側との間のガス圧差に応じて特定される。前記ガス圧差は、上流圧力センサ１１１によって得られたガス圧の情報と下流圧力センサ１１２によって得られたガス圧の情報とに基づいて、算出される。目詰まりの程度が進行するにつれて、ガス圧差が大きくなる。

ステップＳ１（決定工程）は、コントローラ４が再生運転の実行を決定したときを指している。再生運転の実行が決定されると、排気ガス浄化システム１００の制御が開始される。

ステップＳ１に続くステップＳ２において、コントローラ４は、枕地旋回設定スイッチ３１によって枕地旋回が設定されているか否かを確認する。旋回動作が枕地旋回に設定されている場合、ステップＳ３の処理が実行される。旋回動作が枕地旋回に設定されていない場合、ステップＳ４の処理が実行される。

ステップＳ３において、コントローラ４は、ハンドル２５の操作によって旋回動作が指令されているか否かを確認する。旋回動作が指令されている場合、ステップＳ２の処理が再度実行される。旋回動作が指令されていない場合、ステップＳ４の処理が実行される。

ステップＳ４（実行工程）において、コントローラ４は再生運転を実行する。コントローラ４は、再生運転において、エンジン１２の回転数を所定の高速回転数に高めると共に、燃焼工程後に追加の燃料を噴射する。ＤＰＦ６に、高温の排気ガス及び燃料が供給されるので、ＤＰＦ６において高温で燃焼反応が発生する。この結果、ＤＰＦ６が再生される。

ステップＳ２、Ｓ３の処理は、枕地旋回が実行されているか否かを確認するための処理である。旋回動作が枕地旋回に設定されており、且つ、ハンドル２５によって旋回操作が行われた場合のみ、枕地旋回が実行される。旋回動作が枕地旋回に設定されていない場合、ハンドル２５の旋回操作によって、枕地旋回ではない通常の旋回が実行される。

枕地旋回が実行されている場合、ステップＳ３に続いてステップＳ２が実行される。枕地旋回が実行されている間、ステップＳ３、Ｓ２が繰り返し実行され、ステップＳ４は実行されない。このように、制御フローには、枕地旋回が実行されている場合、再生運転の実行を保留させる保留工程が設けられている。保留工程は、ステップＳ３、Ｓ２のループ処理である。

本実施形態は、次の構成により、次の作用、効果を奏する。

走行作業車用排気ガス浄化システム１００が、コントローラ４を備えている。コントローラ４が実行する工程として、走行装置２０が枕地旋回するように制御されている間、再生運転の実行を保留させる保留工程（ステップＳ３、Ｓ２のループ）を備えている。コントローラ４は、保留工程を実行するための保留手段を備えている。

このため、枕地旋回の実行中に、再生運転の実行が保留される。したがって、コントローラ４に負荷が掛かることによって、走行作業車の制御に誤作動が発生することを防止できる。

更に、コントローラ４が実行する工程として、保留工程において再生運転が保留された場合、保留工程の終了後に再生運転を実行させる、実行工程（ステップＳ４）を備えている。コントローラ４は、実行工程を実行するための実行手段を備えている。

このため、枕地旋回によって再生運転の実行が保留されていても、枕地旋回が終了すると、再生運転が確実に実行される。

本実施形態は、次の変形構成を適用できる。

再生運転の実行の決定は、本実施形態では、ＤＰＦ６の目詰まりの具合を示す前記ガス圧差の検出に基づいて、行われている。ガス圧差の検出に代えて、エンジン１２の運転時間が所定時間を過ぎる度に、再生運転の実行が決定されてもよい。ここで所定時間は、例えば１００時間である。

４ コントローラ（制御装置）
６ ディーゼルパーティキュレートフィルター
１２ エンジン
２０ 走行装置
１００ 排気ガス浄化システム

Claims (4)

1. ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法であって、
   排気ガス浄化システムが、枕地旋回可能な走行装置及びエンジンを制御する制御装置を備えており、
   制御装置が実行する工程として、
   走行装置が枕地旋回するように制御されている間、エンジンにディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を保留させる、保留工程を備えている、
   走行作業車搭載用排気ガス浄化システムの制御方法。
2. 制御装置が実行する工程として、
   保留工程において再生運転が保留された場合、保留工程の終了後に再生運転を実行させる、実行工程を備えている、
   請求項１に記載の走行作業車搭載用の排気ガス浄化システムの制御方法。
3. ディーゼルパーティキュレートフィルターを具備する走行作業車搭載用の排気ガス浄化システムであって、
   枕地旋回可能な走行装置及びエンジンを制御する制御装置を備えており、
   制御装置が、走行装置が枕地旋回するように制御されている間、エンジンにディーゼルパーティキュレートフィルターを再生する再生運転の実行を保留させる、保留手段を備えている、
   走行作業車搭載用の排気ガス浄化システム。
4. 保留手段において再生運転が保留された場合、保留手段の作動終了後に再生運転を実行させる、実行手段を備えている、
   請求項３に記載の走行作業車搭載用の排気ガス浄化システム。

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