JP2012137042A - Working vehicle - Google Patents

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Yoshinao Okubo
善直 大久保
Toru Shinomiya
徹 四之宮
Susumu Ueda
晋 上田
Kenji Adachi
憲司 足立
Shinji Okubo
真司 大久保
Naohiro Fukuyama
尚尋 福山
Masaaki Suga
公明 菅
Hideaki Matsumoto
秀昭 松本
Hiroshi Morimoto
宏 森本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that when outside air temperature is extremely low, regeneration of a DPF (Diesel Particulate Filter) fails because the temperature of the DPF itself decreases regardless of stopping driving of a fan affecting the DPF.SOLUTION: A working vehicle mounts a diesel engine E and a diesel particulate filter 46b that captures a particulate matter PM in exhaust gas, and is configured to control regeneration for removing the particulate matter PM in the diesel particulate filter 46b. The vehicle includes an outside air temperature sensor 70 detecting outside air temperature, and determines an engine speed during controlling regeneration of the diesel particulate filter 46b in accordance with a detection value of the outside air temperature sensor 70. The vehicle is configured to increase an engine speed under the condition of a lower outside air temperature than an engine speed under the condition of a higher outside temperature indicated by detection values of the outside air temperature sensor 70 based on a predetermined threshold M.

Description

この発明は、排気系に粒状化物質(PM)を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を備え、ディーゼルエンジンを搭載した作業車両に関する。   The present invention relates to a work vehicle equipped with a diesel engine equipped with a diesel particulate filter (DPF) for removing particulate matter (PM) in an exhaust system.

DPF内部に粒状化物質(PM)が溜まると排気温度を上昇させて除去(再生)する必要があるが、DPF自体の温度が低いと再生が効率良く行われず再生不良になってしまう。そこで、車両に外気温センサを備え、この外気温センサが検出した外気温度が所定温度以下のときには、DPFの温度低下に影響を与えるファンを作動させない構成である。これにより、外気温が低いときにはファンにより起風された風をDPFに当たらないようにし、DPF自体の温度低下を防止してDPFの再生を良好に行おうとする構成である(例えば、特許文献1参照。)。   When granulated material (PM) accumulates inside the DPF, it is necessary to remove (regenerate) by raising the exhaust gas temperature. However, if the temperature of the DPF itself is low, regeneration is not performed efficiently and regeneration is poor. Therefore, the vehicle is provided with an outside air temperature sensor, and when the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, the fan that affects the temperature drop of the DPF is not operated. Thus, when the outside air temperature is low, the wind generated by the fan is prevented from hitting the DPF, and the temperature of the DPF itself is prevented from lowering and the DPF is regenerated favorably (for example, Patent Document 1). reference.).

特開2008−157099号公報JP 2008-157099 A

前記公知技術においては、外気温度が低いときにはDPFに影響を与えるファン(コンデンサ)の駆動をしないことで、DPF自体の温度が低下し過ぎないようにし、DPFの再生不良を防止しようとするものである。   In the known technique, when the outside air temperature is low, the fan (capacitor) that affects the DPF is not driven, so that the temperature of the DPF itself does not decrease excessively and the regeneration failure of the DPF is prevented. is there.

しかしながら、外気温が極端に低い場合はファンの駆動を停止してもDPF自体の温度が下がってしまい、DPFの再生不良が発生してしまう。
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを搭載した作業車両を提供することである。
However, when the outside air temperature is extremely low, the temperature of the DPF itself is lowered even if the driving of the fan is stopped, and a regeneration failure of the DPF occurs.
The subject of this invention is providing the work vehicle carrying the diesel engine which eliminates the above malfunctions.

本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項1記載の発明では、排気ガス中の粒状化物質(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)とディーゼルエンジン(E)を搭載し、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)内の粒状化物質(PM)を除去する再生制御を行う構成の作業車両において、外気温度を検出する外気温度センサ(70)を設け、外気温度センサ(70)の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御時のエンジン回転数を決定する構成とし、外気温度センサ(70)の検出値が予め設定したしきい値(M)を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるように構成したことを特徴とする作業車両としたものである。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, in the invention according to claim 1, the diesel particulate filter (46b) and the diesel engine (E) for collecting the particulate matter (PM) in the exhaust gas are mounted, and the diesel particulate filter (46b) In a work vehicle configured to perform regeneration control to remove the particulate matter (PM), an outside air temperature sensor (70) for detecting the outside air temperature is provided, and a diesel particulate filter (in accordance with a detection value of the outside air temperature sensor (70)). 46b) is configured to determine the engine speed at the time of regeneration control, and the detected value of the outside air temperature sensor (70) is lower than the state in which the outside air temperature is high based on the preset threshold (M) Is a work vehicle characterized in that the engine speed is increased.

外気温度センサ(70)の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御時のエンジン回転数を決定する。そして、外気温度センサ(70)の検出値が予め設定したしきい値(M)を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるようにする。   The engine speed during regeneration control of the diesel particulate filter (46b) is determined according to the detected value of the outside air temperature sensor (70). Then, the engine speed is set to be higher in the state where the detected value of the outside air temperature sensor (70) is lower than the state where the outside air temperature is high with reference to the preset threshold value (M).

請求項2記載の発明では、作業車両に湿度センサ(71)を設け、この湿度センサ(71)による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御を実行しないように構成したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両としたものである。   According to the second aspect of the present invention, the work vehicle is provided with the humidity sensor (71), and the regeneration control of the diesel particulate filter (46b) is not executed when the detected value by the humidity sensor (71) is equal to or smaller than the predetermined value. The work vehicle according to claim 1, wherein the work vehicle is configured as described above.

湿度センサ(71)による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御を実行しない。
請求項3記載の発明では、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の手動再生を行う手動再生スイッチ(72)を設け、該手動再生スイッチ(72)が入り状態のときはエンジンキースイッチ(73)を切りにしてもエンジン停止を牽制するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の作業車両としたものである。
When the detected value by the humidity sensor (71) is less than or equal to the predetermined value, regeneration control of the diesel particulate filter (46b) is not executed.
According to a third aspect of the present invention, a manual regeneration switch (72) for performing manual regeneration of the diesel particulate filter (46b) is provided, and when the manual regeneration switch (72) is in the on state, the engine key switch (73) is depressed. 3. The work vehicle according to claim 1, wherein the work vehicle is configured to restrain the engine stop even if it is turned off.

ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の手動再生を行う手動再生スイッチ(72)が入り状態のときはエンジンキースイッチ(73)を切りにしてもエンジン停止を牽制する。   When the manual regeneration switch (72) for performing manual regeneration of the diesel particulate filter (46b) is in the on state, the engine is stopped even if the engine key switch (73) is turned off.

請求項4記載の発明では、エンジン停止を可能とする緊急停止スイッチ(73a)を設けたことを特徴とする請求項3に記載の作業車両作業車両としたものである。
緊急の場合は緊急停止スイッチ(73a)でエンジンを停止する。
According to a fourth aspect of the present invention, the work vehicle working vehicle according to the third aspect is provided with an emergency stop switch (73a) that enables the engine to be stopped.
In case of emergency, the engine is stopped by the emergency stop switch (73a).

本発明は上述のごとく構成したので、請求項1記載の発明においては、外気温度が低いときにはエンジン回転数を高くすることで排気ガス温度が上昇し、これによりDPF(46b)自体の温度低下を抑制できるので、DPF(46b)の再生を良好に行うことができる。   Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, when the outside air temperature is low, the exhaust gas temperature rises by increasing the engine speed, thereby reducing the temperature of the DPF (46b) itself. Since it can suppress, reproduction | regeneration of DPF (46b) can be performed favorably.

請求項2記載の発明においては、請求項1の効果に加え、湿度センサ(71)による検出値が所定値以下の場合は、DPF(46b)の再生制御を実行しないので、排気系や排気口での火災の危険性を防止できる。   In the invention according to claim 2, in addition to the effect of claim 1, when the detection value by the humidity sensor (71) is equal to or less than the predetermined value, regeneration control of the DPF (46b) is not executed. Can prevent the risk of fire.

請求項3記載の発明においては、請求項1又は請求項2の効果に加え、DPF(46b)の手動再生を行う手動再生スイッチ(72)が入り状態のときはエンジンキースイッチ(73)を切りにしてもエンジン停止を牽制するので、DPF(46b)の再生を良好に行うことができる。   In the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 1 or 2, when the manual regeneration switch (72) for performing manual regeneration of the DPF (46b) is in the on state, the engine key switch (73) is turned off. However, since the engine is stopped, the regeneration of the DPF (46b) can be performed satisfactorily.

請求項4記載の発明においては、請求項3の効果に加え、緊急の場合は緊急停止スイッチ(73a)でエンジンを停止するので、不慮の自体に対応可能となる。   In the invention of claim 4, in addition to the effect of claim 3, in the case of emergency, the engine is stopped by the emergency stop switch (73a).

蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図Overall configuration diagram of accumulator fuel injection system 制御モードによるエンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図Diagram showing the relationship between engine speed and output torque in control mode トラクタの左側面図Left side view of tractor トラクタの平面図Top view of tractor 吸気系と排気系の模式図Schematic diagram of intake and exhaust systems 再生のブロック図Playback block diagram 排気管の断面図Cross section of exhaust pipe フライホイール制御のブロック図Block diagram of flywheel control DPFの断面図Cross section of DPF バーナー燃焼制御のブロック図Block diagram of burner combustion control (a)DPFの断面図、(b)従来のDPFの断面図(A) Cross section of DPF, (b) Cross section of conventional DPF トラクタのエンジンルームの断面図Cross section of tractor engine room トラクタのエンジンルームの断面図Cross section of tractor engine room

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
なお、後述する各実施例は、理解を容易にするために、個別または混在させて図示、あるいは説明しているが、これらは夫々種々組合せ可能であり、これらの説明順序・表現等によって、構成・作用等が限定されるものではなく、また、相乗効果を奏する場合も勿論存在する。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
In addition, although each Example described later is illustrated or described separately or mixed for easy understanding, these can be combined in various ways, and can be configured according to their description order and expression. -The action and the like are not limited, and there are of course cases where a synergistic effect is produced.

図1は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール1と、このコモンレール1に取り付けられる圧力センサ2と、燃料タンク3より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール1に圧送する高圧ポンプ4と、コモンレール1に蓄圧された高圧燃料をエンジンEのシリンダー5内に噴射する燃料噴射ノズル6と、前記高圧ポンプ4と燃料噴射ノズル6等の動作を制御する制御装置(ECU)等から構成される。ECUとは、エンジンコントロールユニットの略称である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pressure accumulation type fuel injection device. The accumulator type fuel injection device is applied to, for example, a multi-cylinder diesel engine, but may be a gasoline engine. The accumulator fuel injection device pressurizes the common rail 1 accumulating high-pressure fuel corresponding to the injection pressure, the pressure sensor 2 attached to the common rail 1, and the fuel pumped up from the fuel tank 3, and pumps the fuel to the common rail 1. A high-pressure pump 4, a fuel injection nozzle 6 for injecting high-pressure fuel accumulated in the common rail 1 into the cylinder 5 of the engine E, a control device (ECU) for controlling the operation of the high-pressure pump 4, the fuel injection nozzle 6 and the like Consists of ECU is an abbreviation for engine control unit.

このように、コモンレール1は、エンジンEの各シリンダー5へ燃料を噴射するものであり、燃料供給を要求された圧力とするものである。
前記燃料タンク3内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ7を介してエンジンEで駆動される高圧ポンプ4に吸入され、この高圧ポンプ4によって加圧された高圧燃料は吐出通路8によりコモンレール1に導かれて蓄えられる。
Thus, the common rail 1 injects fuel to each cylinder 5 of the engine E, and makes the fuel supply a required pressure.
The fuel in the fuel tank 3 is sucked into the high-pressure pump 4 driven by the engine E through the fuel filter 7 through the suction passage, and the high-pressure fuel pressurized by the high-pressure pump 4 is guided to the common rail 1 through the discharge passage 8. Stored.

コモンレール1内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路9により気筒数分の燃料噴射ノズル6に供給され、ECU100からの指令に基づき、各シリンダーに燃料噴射ノズル6が作動して、高圧燃料がエンジンEの各シルンダー5室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル6での余剰燃料(リターン燃料)は各リターン通路10により共通のリターン通路10へ導かれ、このリターン通路10によって燃料タンク3へ戻される。   The high-pressure fuel in the common rail 1 is supplied to the fuel injection nozzles 6 for the number of cylinders through the high-pressure fuel supply passages 9, and the fuel injection nozzles 6 are operated to the respective cylinders based on commands from the ECU 100. The surplus fuel (return fuel) from each fuel injection nozzle 6 is guided to a common return passage 10 by each return passage 10 and returned to the fuel tank 3 by this return passage 10.

また、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧)を制御するため高圧ポンプ4に圧力制御弁11が設けられており、この圧力制御弁11はECU100からのデューティ信号によって、高圧ポンプ4から燃料タンク3への余剰燃料のリターン通路10の流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール1側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。   In addition, a pressure control valve 11 is provided in the high-pressure pump 4 to control the fuel pressure (common rail pressure) in the common rail 1. The pressure control valve 11 is connected to the fuel tank 3 from the high-pressure pump 4 by a duty signal from the ECU 100. The flow area of the return passage 10 for surplus fuel to the fuel is adjusted, whereby the amount of fuel discharged to the common rail 1 side can be adjusted to control the common rail pressure.

具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ2により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁11を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。   Specifically, the target common rail pressure is set according to the engine operating conditions, and the common rail pressure is feedback-controlled through the pressure control valve 11 so that the common rail pressure detected by the rail pressure sensor 2 matches the target common rail pressure. It is configured.

作業車(農作業機)におけるコモンレール1を有するディーゼルエンジンEのECU100は、図2に示すように、回転数と出力トルクの関係において走行モードAと通常作業モードB及び重作業モードCの三種類の制御モードを有する構成としている。   As shown in FIG. 2, the ECU 100 of the diesel engine E having the common rail 1 in the work vehicle (agricultural work machine) has three types of modes, a travel mode A, a normal work mode B, and a heavy work mode C in relation to the rotational speed and the output torque. The configuration has a control mode.

走行モードAは、エンジン回転数の変動で出力も変動するドループ制御である。農作業を行わず移動走行する場合に使用するものである。例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができるものである。   The traveling mode A is droop control in which the output also varies with the variation of the engine speed. It is used when traveling without farming. For example, when the traveling speed is reduced or stopped by applying a brake, the engine speed decreases with an increase in the traveling load, so that the traveling speed can be safely reduced or stopped.

通常作業モードBは、負荷が変動してもエンジン回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御である。通常の農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるときであり、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するときである。   The normal work mode B is isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load varies. It is used for normal farm work. For example, if it is a tractor, it is when the cultivated land is hard during plowing work and resistance is applied to the plowing blade. Is the time.

重作業モードCは、通常作業モードBと同様に負荷が変動してもエンジン回転数一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御に加え、負荷限界近くになると回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御である。特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがなく、効率の良い作業が可能となる。   In the heavy work mode C, in addition to the isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load fluctuates in the same manner as the normal work mode B, the engine speed is increased when the load is close to the limit. This is a control with heavy load control that increases In particular, it is used when farming near the load limit. For example, when plowing with a tractor, the engine output increases beyond the normal limit even when encountering hard cultivated land, so work can be performed efficiently without interruption. .

これらの作業モードA,B,Cは、各作業モードA,B,Cを切り替え可能な作業モード切替スイッチの操作、又は農作業車(トラクター、コンバイン、田植機等)の走行変速レバーの変速操作、又は作業クラッチ(トラクターであればロータリであり、コンバインであれば刈取部、脱穀部である)の入り切り操作等によって切り替わるように構成する。   These work modes A, B, and C are operations of a work mode changeover switch that can switch between the work modes A, B, and C, or a shift operation of a traveling speed change lever of a farm vehicle (tractor, combine, rice transplanter, etc.) Alternatively, it is configured to be switched by an on / off operation or the like of a work clutch (rotary if it is a tractor, and mowing part or threshing part if it is a combine).

ディーゼルエンジンEでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジンE特有のノック音を低減し、騒音を低減することが可能な構成としている。   In diesel engine E, pilot injection that injects a small amount of fuel in a pulse manner prior to main injection makes it possible to shorten the ignition delay, reduce the knocking noise peculiar to diesel engine E, and reduce noise It has a simple structure.

このパイロット噴射は、メイン噴射の前に1回又は2回に限定して行われるものであったが、前記コモンレール1の蓄圧式燃料噴射装置を用いることで、エンジンEの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できるようになる。また、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、排ガス中の窒素酸化物の量が減少するようになる。   This pilot injection is performed only once or twice before the main injection. By using the accumulator fuel injection device of the common rail 1, pilot injection is performed according to the situation of the engine E. Thus, it becomes possible to reduce the noise and the generation of white smoke or black smoke due to incomplete combustion. Further, by performing pilot injection in which a small amount of fuel is pulse-injected prior to main injection, the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.

図3は、前述のようなコモンレール1を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクターの側面図を示し、図4はその平面図を示している。平面図においては、図3に示すキャビン14を省いた状態を示している。   FIG. 3 shows a side view of a tractor equipped with a diesel engine having the common rail 1 as described above, and FIG. 4 shows a plan view thereof. In the plan view, the cabin 14 shown in FIG. 3 is omitted.

トラクターは、機体の前後部に前輪12、12と後輪13、13を備え、機体の前部に搭載したエンジンEの回転動力をトランスミッションケースT内の変速装置によって適宜減速して、これら前輪12、12と後輪13、13に伝えるように構成している。   The tractor includes front wheels 12 and 12 and rear wheels 13 and 13 at the front and rear portions of the fuselage, and the rotational power of the engine E mounted on the front portion of the fuselage is appropriately decelerated by a transmission in the transmission case T so that the front wheels 12 , 12 and the rear wheels 13, 13.

機体中央であってキャビン14内のハンドルポスト15にはステアリングハンドル16が支持され、その後方にはシート17が設けられている。ステアリングハンドル16の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー18が設けられている。この前後進レバー18を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。   A steering handle 16 is supported on the handle post 15 in the cabin 14 at the center of the body, and a seat 17 is provided behind the steering handle 16. A forward / reverse lever 18 is provided below the steering handle 16 to switch the advancing direction of the aircraft to the front / rear direction. When the forward / reverse lever 18 is moved to the front side, the aircraft moves forward, and when it is moved backward, the aircraft moves backward.

また、ハンドルポスト15を挟んで前後進レバー18の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー25が設けられ、またステップフロア19の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル23と、左右の後輪13、13にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル24L、24Rが設けられている。ステップフロア19の左コーナー部にはクラッチペダル20が設けられている構成である。   An accelerator lever 25 for adjusting the engine speed is provided on the opposite side of the forward / reverse lever 18 with the handle post 15 in between, and an accelerator for similarly adjusting the engine speed is provided at the right corner of the step floor 19. The pedal 23 and left and right brake pedals 24L, 24R for operating the left and right rear wheels 13, 13 are provided. A clutch pedal 20 is provided at the left corner of the step floor 19.

また、主変速レバー26はシート17の左前方部にあり、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー27はその後方にあり、さらにその右側にPTO変速レバー28を設けている。さらに、シート17の右側には作業機21(ロータリ等)の高さを設定するポジションレバー29と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー30、これらのレバーの後に作業機21の右上げスイッチ31と右下げスイッチ32が配置され、さらにその後に作業機21の自動水平スイッチ33とバックアップスイッチ34が配置されている。バックアップスイッチ34は、機体が後進時において、作業機21を自動的に上昇させるものである。作業機21は、機体の後方にリンク22で連結されている構成である。トラクターは作業機21を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。21aは作業機21を昇降する油圧シリンダーである。   The main transmission lever 26 is located at the left front portion of the seat 17, the auxiliary transmission lever 27 capable of selecting any of the low speed, medium speed, high speed and neutral positions is located behind the main transmission lever 26, and further on the right side thereof is the PTO transmission lever 28. Is provided. Further, on the right side of the seat 17, a position lever 29 for setting the height of the working machine 21 (rotary or the like), an automatic tilling lever 30 for automatically setting the tilling depth of the field, and the working machine 21 after these levers. The right-up switch 31 and the right-down switch 32 are arranged, and then the automatic horizontal switch 33 and the backup switch 34 of the work machine 21 are arranged. The backup switch 34 automatically raises the work machine 21 when the machine moves backward. The work machine 21 has a configuration in which a link 22 is connected to the rear of the machine body. The tractor performs work such as tillage in the field by driving the work machine 21 and running the machine body. 21a is a hydraulic cylinder which raises and lowers the working machine 21.

図5はエンジンのシリンダー5内への吸気と排気の模式図であり、4サイクルのディーゼルエンジンの実施例である。過給器TBの吸気タービン36により過給された空気は、エアクリーナー35から吸気タービン36、インタークーラー37を通過して吸気マニホールド38からシリンダー5内へ送られる構成である。39は吸気バルブであり、40はピストンである。48はカムでありロッカーアーム49を介して吸排気バルブ39、41を開閉させるものである。   FIG. 5 is a schematic diagram of intake and exhaust into the cylinder 5 of the engine, which is an embodiment of a four-cycle diesel engine. The air supercharged by the intake turbine 36 of the supercharger TB passes through the intake turbine 36 and the intercooler 37 from the air cleaner 35 and is sent from the intake manifold 38 into the cylinder 5. Reference numeral 39 is an intake valve, and 40 is a piston. A cam 48 opens and closes the intake and exhaust valves 39 and 41 via a rocker arm 49.

シリンダー5内で燃焼した排ガスは、排気バルブ41から排気マニホールド42を通過した後、過給器TBの排気タービン45で過給器TBを駆動して排出される構成である。
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのEGR(排気再循環装置)回路44を有している。EGR回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量(O2)を減らして、窒素酸化物Noxの発生を低減させるように構成している。ただし、EGR率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりEGR率を調節する必要がある。この調節は、EGRバルブ43にて行う。EGR回路44は、後述する後処理装置46下流側の排気管55と過給器TBの吸気タービン36上流側の吸入管56との間を接続している。また、EGR回路44の途中にはEGRクーラ57を設ける構成としている。このEGRバルブ43の開閉具合でシリンダー5内への排気ガスの還元量が変化する。
The exhaust gas combusted in the cylinder 5 passes through the exhaust manifold 42 from the exhaust valve 41 and is then discharged by driving the supercharger TB with the exhaust turbine 45 of the supercharger TB.
The diesel engine has an EGR (exhaust gas recirculation device) circuit 44 for mixing a part of the exhaust gas into the intake side. In the EGR circuit, a part of the exhaust gas is mixed into the intake side to reduce the amount of oxygen (O2), thereby reducing the generation of nitrogen oxide Nox. However, if the EGR rate increases too much, the amount of oxygen decreases and incomplete combustion occurs. Therefore, it is necessary to adjust the EGR rate according to the combustion state. This adjustment is performed by the EGR valve 43. The EGR circuit 44 connects between an exhaust pipe 55 on the downstream side of a post-processing device 46 described later and an intake pipe 56 on the upstream side of the intake turbine 36 of the supercharger TB. In addition, an EGR cooler 57 is provided in the middle of the EGR circuit 44. The amount of exhaust gas reduced into the cylinder 5 varies depending on how the EGR valve 43 is opened and closed.

排気タービン45を通過後の排気ガスは、後処理装置46を通過してマフラー50から大気中に排出される。後処理装置46は、酸化触媒(DOC)46aとディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)46bとから構成されている。   The exhaust gas that has passed through the exhaust turbine 45 passes through the aftertreatment device 46 and is discharged from the muffler 50 into the atmosphere. The post-processing device 46 includes an oxidation catalyst (DOC) 46a and a diesel particulate filter (DPF) 46b.

酸化触媒(DOC)は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)は粒状化物質(PM)を捕集するためのものである。前記EGRバルブ43と絞り弁47については、ECU100により制御される構成である。後処理装置46はディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)46bのみで構成してもよい、酸化触媒(DOC)を設けると不燃物質が燃焼するので、よりクリーンな排気ガスとなる。   The oxidation catalyst (DOC) burns the incombustible chamber, and the diesel particulate filter (DPF) is for collecting the particulate matter (PM). The EGR valve 43 and the throttle valve 47 are controlled by the ECU 100. The post-processing device 46 may be composed of only a diesel particulate filter (DPF) 46b. If an oxidation catalyst (DOC) is provided, the non-combustible material burns, resulting in cleaner exhaust gas.

DPF46bは、排気ガスの温度が低い状態(低負荷)が長時間続くと、PMが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置46の下手側に絞り弁47を設け、この絞り弁47を絞るとDPF46b内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、DPF46bの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがDPF46bを通過すると、DPF46b内に存在しているPMが焼き飛ばされることでDPF46bが再生される。   When the state of the exhaust gas is low (low load) continues for a long time, the DPF 46b has a concern that PM will accumulate and the capacity may be reduced. Therefore, a throttle valve 47 is provided on the lower side of the post-processing device 46, and when the throttle valve 47 is throttled, the pressure in the DPF 46b is kept high, so the temperature also rises. This makes it possible to regenerate the DPF 46b due to the influence of a high temperature. That is, when exhaust gas having a high temperature passes through the DPF 46b, the DPF 46b is regenerated by burning off the PM present in the DPF 46b.

DPF46bを再生させるためのDPF再生運転としては、EGRバルブ43と絞り弁47の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード(遅角)と合わせてDPF46b内のガス温度を上昇させ、DPF46bが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射(排気ガス温度を上昇させるため)が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。   In the DPF regeneration operation for regenerating the DPF 46b, both the EGR valve 43 and the throttle valve 47 are throttled. Then, the gas temperature in the DPF 46b is raised together with the retard (retard) of the fuel injection timing so that the DPF 46b starts to be regenerated. This eliminates the need for fuel after-injection (in order to increase the exhaust gas temperature) or reduces the number of after-injections, so that the amount of fuel consumption can be suppressed and the environment is good.

このようなDPF再生運転を行うための条件としては、後処理装置46の上手側に圧力センサ52を設け、後処理装置46の下手側にも圧力センサ53を設け、この圧力差が所定値以上になるとDPF46b内にPMが蓄積して抵抗となっている状態なので、DPF再生運転を行うようにする。また、圧力センサ52の替わりにDOC46aとDPF46bとの間に圧力センサ58を設ける構成としてもよい。   As a condition for performing such a DPF regeneration operation, the pressure sensor 52 is provided on the upper side of the post-processing device 46, the pressure sensor 53 is provided on the lower side of the post-processing device 46, and this pressure difference is a predetermined value or more. Then, since PM accumulates in the DPF 46b and becomes a resistance, the DPF regeneration operation is performed. Moreover, it is good also as a structure which provides the pressure sensor 58 between DOC46a and DPF46b instead of the pressure sensor 52. FIG.

また、DPF再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいDPF46bが損傷してしまう。そこで、後処理装置46の下手側に温度センサ59を設け、この温度センサ59の値が所定値を超えるとDPF再生運転を止めて通常運転に戻るようにする。   Further, if the state in which the DPF regeneration operation is started continues for a long time, the DPF 46b is damaged due to an overheating state. Therefore, a temperature sensor 59 is provided on the lower side of the post-processing device 46, and when the value of the temperature sensor 59 exceeds a predetermined value, the DPF regeneration operation is stopped and the normal operation is resumed.

通常の運転は、EGRバルブ43と絞り弁47を同時に制御してEGR量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁47を有することで、DPF46b内のガス温度を高く保持することができるようになる。   In normal operation, the EGR valve 43 and the throttle valve 47 are simultaneously controlled to appropriately control the EGR amount. In particular, by having the throttle valve 47, the gas temperature in the DPF 46b can be kept high.

前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、EGRガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、EGRバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。   With the configuration as described above, an intake throttle is not required. In other words, since the intake side pressure is high in an engine with a supercharger, an exhaust throttle valve or an intake throttle is required to secure the amount of EGR gas, and control in conjunction with the EGR valve is required, but such a system is unnecessary. It becomes.

また、DPF46b下流の排気ガスを取り出すために、過給器TBの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、EGRガスはEGRクーラ57で冷却されるため、NOx低減に対して効果が大きくなる。   Further, since the exhaust gas downstream of the DPF 46b is taken out, it is possible to prevent the performance deterioration caused by the dirt of the supercharger TB. And since EGR gas is cooled by the EGR cooler 57, an effect becomes large with respect to NOx reduction.

前述したように、DPFの再生運転を行なうDPF強制再生モードにおいては、排気絞り弁47を絞り、ON−OFF制御によってEGRバルブ43を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでNOが増加し、このNOが酸化触媒(DOC)46aによってNO2に転換され、DPF46bの再生が促進されるようになる。   As described above, in the DPF forced regeneration mode in which the regeneration operation of the DPF is performed, the exhaust throttle valve 47 is throttled and the EGR valve 43 is fully closed by ON-OFF control. Therefore, NO is increased because the exhaust gas is not reduced, and this NO is converted to NO2 by the oxidation catalyst (DOC) 46a, and regeneration of the DPF 46b is promoted.

また、DPF46bの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記EGRバルブ43を全開とする。DPF46bの下流側には温度センサ59を設けているので、この温度センサ59による検出値が所定値以上に上昇したことも条件に加えるようにしてもよい。   Further, when the engine rotation shifts to low idle during the forced regeneration of the DPF 46b, the EGR valve 43 is fully opened. Since the temperature sensor 59 is provided on the downstream side of the DPF 46b, it may be added to the condition that the detection value by the temperature sensor 59 has risen to a predetermined value or more.

前記絞り弁47を絞ってDPF46bの強制再生を行なう場合において、エンジン回転数を低い回転数にして供給酸素量を増加させるとともに、排気ガス流速が減少することで温度を上昇しやすくしていた。ところが、再生中にエンジン回転数がローアイドルまたはその近傍に変更された場合、供給酸素量の増加と流速の減少により、煤が急速に燃焼してしまう。その結果、温度が急速に上昇してDPF46bが損傷してしまう可能性がある。そこで、最高温度が許容温度を超えないようにする煤を管理する必要がある。   When the DPF 46b is forcibly regenerated by restricting the throttle valve 47, the engine speed is reduced to increase the supply oxygen amount, and the exhaust gas flow rate is decreased to increase the temperature easily. However, when the engine speed is changed to low idle or in the vicinity thereof during regeneration, soot burns rapidly due to an increase in the amount of supplied oxygen and a decrease in the flow velocity. As a result, the temperature may rise rapidly and the DPF 46b may be damaged. Therefore, it is necessary to manage the soot that the maximum temperature does not exceed the allowable temperature.

このために、温度センサ59が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域まで上昇させるように構成する。これにより、排気ガスの流速が速くなるので最高温度が下がり、DPF46bの損傷を防止できるようになる。また、前記温度センサ59の所定値の値を限界値近傍で制御すると、DPF46bの再生を効率よく行なうことができるようになる。   For this reason, when the temperature sensor 59 exceeds a predetermined value, the engine speed is increased to a medium speed range. As a result, the flow rate of the exhaust gas is increased, so that the maximum temperature is lowered and damage to the DPF 46b can be prevented. Further, when the predetermined value of the temperature sensor 59 is controlled in the vicinity of the limit value, the DPF 46b can be efficiently regenerated.

前記エンジン回転数を中速域まで上昇させるにあたり、一旦最高回転数まで上昇させ、その後中速域まで減速させるように構成してもよい、これにより、一旦排気ガスが最高速度で流れるので、予熱などでDPF46bが加熱されてしまって閾値の温度を超えてしまうことを防止できるようになる。   In order to increase the engine speed to the middle speed range, it may be configured to once increase to the maximum speed and then decelerate to the middle speed range, so that the exhaust gas once flows at the maximum speed. For example, it is possible to prevent the DPF 46b from being heated and exceeding the threshold temperature.

また、DPF46bの強制再生中において、前述のようにエンジン回転数をローアイドルに移行するときにおいて、ポスト噴射を中断し、その後エンジン回転数を最高回転数まで上昇させ、中速域に移行する段階でポスト噴射を再開する構成とする。これにより、排気ガス温度の急激な上昇が抑制できるので、DPF46bの損傷を防止できるようになる。   Further, during the forced regeneration of the DPF 46b, when the engine speed is shifted to low idle as described above, the post-injection is interrupted, and then the engine speed is increased to the maximum speed and shifted to the medium speed range. Then, post-injection is resumed. Thereby, since the rapid rise in the exhaust gas temperature can be suppressed, damage to the DPF 46b can be prevented.

DPF46b前後の差圧が所定値以上になった場合、作業後に運転者がDPF46bの再生モードを選択スイッチ67で選択することで、自動でDPF46bの再生を行い、DPF46b再生後は自動でエンジンを停止するように構成する。DPF46b前後の差圧を圧力センサ58、53で監視する。エンジン停止直前のDPF46b前後差圧が所定値以上であると、警告ランプやアラームで報知し、運転者は自らDPF46bの再生を行なうスイッチ(図示せず)を操作する。   When the differential pressure across the DPF 46b exceeds a predetermined value, the driver selects the regeneration mode of the DPF 46b after the operation with the selection switch 67, so that the DPF 46b is automatically regenerated. After the DPF 46b is regenerated, the engine is automatically stopped. To be configured. The differential pressure across the DPF 46b is monitored by pressure sensors 58 and 53. If the differential pressure across the DPF 46b immediately before the engine stops is equal to or greater than a predetermined value, a warning lamp or alarm notifies the driver, and the driver operates a switch (not shown) for regenerating the DPF 46b.

そして、エンジンキーが切りの位置になっても、前記再生モードを選択していることで、エンジンはアイドリング状態で回転を維持し、DPF46bの再生を実行する。DPF46b前後の差圧が所定値以下になると、エンジンを自動で停止する。   Even when the engine key is in the cut position, since the regeneration mode is selected, the engine keeps rotating in the idling state and performs regeneration of the DPF 46b. When the differential pressure before and after the DPF 46b falls below a predetermined value, the engine is automatically stopped.

これにより、作業終了後であっても自動でDPF46bの再生、エンジン停止が可能となるために、運転者は本機から離れて他の作業ができるようになる。
DPF46bの再生を行なうときには、図5に示すように、吸気側の空気を管路61からDPF46bの上流側に送るように構成してもよい。即ち、DPF46bの再生を行なうときには、バルブ60を開いて酸素量の多い過給器TB上流側の吸気側の空気をDPF46bの上流側に送るように構成してもよい。これにより、再生効率が向上するようになる。
Thus, even after the work is completed, the DPF 46b can be automatically regenerated and the engine can be stopped, so that the driver can leave the machine and perform other work.
When the DPF 46b is regenerated, the intake side air may be sent from the pipe 61 to the upstream side of the DPF 46b as shown in FIG. That is, when the DPF 46b is regenerated, the valve 60 may be opened so that the intake air on the upstream side of the supercharger TB having a large amount of oxygen is sent to the upstream side of the DPF 46b. Thereby, the reproduction efficiency is improved.

また、DPF46bの温度を温度センサ62、59で監視し、3段階のステップで再生時の昇温を確認するようにしてもよい。まず、吸気の絞り(図示せず)を行い、この吸気の絞り状態での昇温確認を行う。次に、第一ポスト噴射を行って昇温を確認する。この時点で、DPF46bの前後温度が250度に達していなければ第二ポスト噴射を行っても更なる温度上昇は見込めないので、一旦再生を中断するようにする。もちろん、250度以上であれば第二ポスト噴射を行ってDPF46bの再生を行なうようにする。   Alternatively, the temperature of the DPF 46b may be monitored by the temperature sensors 62 and 59, and the temperature increase during regeneration may be confirmed in three steps. First, the intake is throttled (not shown), and the temperature rise in the throttled state of intake is confirmed. Next, the first post injection is performed to check the temperature rise. At this time, if the temperature before and after the DPF 46b does not reach 250 degrees, further temperature rise cannot be expected even if the second post-injection is performed. Therefore, the regeneration is temporarily interrupted. Of course, if it is 250 degrees or more, the second post injection is performed to regenerate the DPF 46b.

図5に示しているように、DPF46bの下流側には空燃比センサ63を設けている。ポスト噴射を行なってDPF46bの再生を行なう場合、燃料噴射量が多くなりすぎると燃費が悪化し、少ないと温度が上昇しなくて再生ができなくなる。そこで、空燃比センサ63の値をECU100にフィードバックして噴射量を決める構成とする。これにより、適切な燃費となるとともに、DPF46bの再生の可能となる。また、前記空燃比センサ63の替わりに吸気マニホールド内の圧力値をフィードバックするように構成してもよい。   As shown in FIG. 5, an air-fuel ratio sensor 63 is provided on the downstream side of the DPF 46b. When the post-injection is performed to regenerate the DPF 46b, if the fuel injection amount is too large, the fuel consumption is deteriorated. If the fuel injection amount is small, the temperature does not increase and the regeneration cannot be performed. Therefore, the injection amount is determined by feeding back the value of the air-fuel ratio sensor 63 to the ECU 100. As a result, the fuel consumption becomes appropriate and the DPF 46b can be regenerated. Further, instead of the air-fuel ratio sensor 63, a pressure value in the intake manifold may be fed back.

前述のようなDPF46bの再生を行なうにあたり、複数気筒の場合、一部の気筒の燃焼を停止するように構成してもよい。このように、一部気筒の燃焼を停止することで、エンジンのフリクションは同一でもシリンダーあたりの負荷を増やして排気温度を上昇させるようにしてもよい。   When regenerating the DPF 46b as described above, in the case of a plurality of cylinders, the combustion of some cylinders may be stopped. Thus, by stopping the combustion of some cylinders, the exhaust temperature may be increased by increasing the load per cylinder even if the engine friction is the same.

前述のように、DPF46bの再生を行なう場合、外気温度により再生時のエンジン回転数を変更する構成とする。具体的には、外気温度センサ(70)の検出値が予め設定したしきい値(M)を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるように構成する。   As described above, when the DPF 46b is regenerated, the engine speed during regeneration is changed according to the outside air temperature. Specifically, the engine rotational speed is configured to be higher in a state where the detected value of the outside air temperature sensor (70) is lower than the state where the outside air temperature is high with reference to a preset threshold value (M). .

しきい値Mが摂氏15度の場合、摂氏15度を越える常温域ではエンジン回転数を1100rpm程度とする。しきい値Mが摂氏0度〜15度の場合、エンジン回転数を1200rpm程度とする。しきい値Mが摂氏0度〜−20度程度の場合、エンジン回転数を1500rpm前後とする。しきい値Mが摂氏−20度以下の場合、エンジン回転数を2000rpm程度とする。   When the threshold value M is 15 degrees Celsius, the engine speed is set to about 1100 rpm in a normal temperature range exceeding 15 degrees Celsius. When the threshold value M is 0 to 15 degrees Celsius, the engine speed is set to about 1200 rpm. When the threshold value M is about 0 to -20 degrees Celsius, the engine speed is set to around 1500 rpm. When the threshold value M is −20 degrees Celsius or less, the engine speed is set to about 2000 rpm.

DPF46bの再生を行う場合、通常は外部負荷が要求されるが、外部負荷が無ければ再生時に排気温度が不足して、白煙や刺激臭が問題となる。このような問題を防止するために、むやみに回転数を上げると騒音が高くなってしまう。   When the DPF 46b is regenerated, an external load is normally required. However, if there is no external load, the exhaust temperature is insufficient during regeneration, and white smoke and irritating odors become a problem. In order to prevent such a problem, if the number of rotations is increased unnecessarily, noise will increase.

そこで、外気温度に応じて再生時のエンジン回転数を変更する構成とする。外気温度センサ70は、前記ECU100に接続してもよいし、車両(トラクタ)側の制御装置(CPU)200に接続してもよい。ECU100とCPU200はCAN通信で接続されており、情報のやりとりを行っている。外気温度センサ70からの情報により、高圧ポンプ4を制御して燃料噴射ノズル6に送る燃料量を制御してエンジン回転数を変更する構成とする(図1)。   Therefore, the engine speed during regeneration is changed according to the outside air temperature. The outside air temperature sensor 70 may be connected to the ECU 100 or may be connected to a control device (CPU) 200 on the vehicle (tractor) side. ECU 100 and CPU 200 are connected by CAN communication and exchange information. The engine speed is changed by controlling the high-pressure pump 4 and the amount of fuel sent to the fuel injection nozzle 6 based on information from the outside air temperature sensor 70 (FIG. 1).

これにより、低温時に排気温度が上昇するので、再生が滞りなく実行される。また、常温時にはエンジン回転数を抑えることで、騒音も抑制可能となる。
71は湿度センサであるが、この湿度センサ71の検出値が所定値以下(40%程度)の乾燥状態の場合は、DPF46bの再生は行わない構成とする。即ち、再生の要求があっても、ポスト噴射等の再生に関わる内容を行わない構成とする。特に、トラクタやコンバイン等の農業機械においては、排気系や排気管の近くに藁屑があると燃え易くなるが、このような不具合を防止することが可能となる。また、スイッチ等を入り操作して意図的にDPF46bの再生を行う場合においては、再生を行わないことをランプの点灯やブザー等で報知する構成としている。
As a result, the exhaust temperature rises at a low temperature, so that regeneration is performed without delay. Also, noise can be suppressed by suppressing the engine speed at room temperature.
Reference numeral 71 denotes a humidity sensor. However, when the detected value of the humidity sensor 71 is a predetermined value or less (about 40%), the DPF 46b is not regenerated. That is, even if there is a request for regeneration, the content related to regeneration such as post injection is not performed. In particular, in agricultural machines such as tractors and combines, it becomes easy to burn if there is soot near the exhaust system or the exhaust pipe, but it is possible to prevent such problems. In addition, when the DPF 46b is intentionally reproduced by turning on a switch or the like, the fact that the reproduction is not performed is notified by lighting a lamp or a buzzer.

前記湿度センサ71の代わりに通信機能で気象データを取得可能に構成し、外気が乾燥状態にある場合には、DPF46bの再生を禁止するように構成してもよい。
ECU100にはDPF46bの手動再生スイッチ72とエンジンキースイッチ73が接続している(図6)。一旦手動再生スイッチ72を入り状態にして再生に入っている場合は、エンジンキースイッチ73を切りにしてエンジンを停止しようとしてもエンジン停止を牽制する構成とする。即ち、エンジンキースイッチ73が切り位置でもエンジンを停止せずにDPF46bの再生を継続する構成とする。そして、再生が完了することで自動的にエンジンを停止する構成とする。
Instead of the humidity sensor 71, weather data may be obtained by a communication function, and regeneration of the DPF 46b may be prohibited when the outside air is in a dry state.
A manual regeneration switch 72 and an engine key switch 73 of the DPF 46b are connected to the ECU 100 (FIG. 6). Once the manual regeneration switch 72 is turned on and the regeneration is started, the engine key switch 73 is turned off to stop the engine even if the engine is stopped. That is, even when the engine key switch 73 is in the off position, the regeneration of the DPF 46b is continued without stopping the engine. The engine is automatically stopped when the reproduction is completed.

この場合、エンジンキーをエンジンキースイッチ73から抜いても、エンジンを停止せずに再生を継続し、再生が完了したら自動的にエンジンを停止する構成とする。また、このような状態をランプの点灯やブザー等で報知する構成とする。   In this case, even if the engine key is removed from the engine key switch 73, the reproduction is continued without stopping the engine, and the engine is automatically stopped when the reproduction is completed. Further, such a state is notified by lamp lighting, buzzer or the like.

DPF46bの手動再生中にエンジン停止すると、DPF46b内に煤が残った状態になり、異常燃焼が発生してDPF46bが溶損してしまうことがある、このような不具合を未然に防止できるようになる。   If the engine is stopped during manual regeneration of the DPF 46b, soot is left in the DPF 46b, and abnormal combustion may occur and the DPF 46b may be melted.

ただし、緊急の場合は再生中であってもエンジンを停止する必要があるので、緊急停止スイッチ73aを設け、この緊急停止スイッチ73aを押すとエンジンを停止する構成とする。これにより、不慮の自体に対応可能となる。   However, in the case of an emergency, it is necessary to stop the engine even during regeneration. Therefore, an emergency stop switch 73a is provided, and the engine is stopped when the emergency stop switch 73a is pressed. As a result, it becomes possible to cope with the unexpected.

また、DPF46bの手動再生中は、左右のウインカランプ74L,74Rを同時に点滅させ、再生が完了すると点滅を停止してホーン75を一度鳴らす構成とする。これにより、DPF46bが再生中であること、及び再生が完了したことを認識できる。   Further, during manual regeneration of the DPF 46b, the left and right turn signal lamps 74L and 74R are blinked simultaneously, and when the reproduction is completed, the blinking is stopped and the horn 75 is sounded once. Thereby, it can be recognized that the DPF 46b is being regenerated and that the regeneration has been completed.

DPF46bを効率良く再生するためには、排気温度を上昇させる必要がある。このため、エンジンに負荷を掛ける必要がある。図7はその一例であり、排気管55の出口にバルブ76を設け、前記手動再生スイッチ72が入り状態になると、ECU100からの信号でモータ77を駆動して、バルブ76で排気管55の出口の一部を塞ぐ構成とする。これにより、エンジン負荷が上昇してDPF46bの再生が効率良く実施可能となる。   In order to efficiently regenerate the DPF 46b, it is necessary to raise the exhaust temperature. For this reason, it is necessary to put a load on the engine. FIG. 7 shows an example of this. A valve 76 is provided at the outlet of the exhaust pipe 55. When the manual regeneration switch 72 is turned on, the motor 77 is driven by a signal from the ECU 100, and the outlet of the exhaust pipe 55 is driven by the valve 76. It is set as the structure which blocks some. As a result, the engine load increases and the DPF 46b can be efficiently regenerated.

また、ロータリ等の作業機21を下げて地面に押し付けることで、昇降シリンダ78作動の油圧ポンプ駆動のためにエンジン負荷が上昇するので、このような方法を用いてもよい。   Further, by lowering the working machine 21 such as a rotary and pressing it against the ground, the engine load increases for driving the hydraulic pump for operating the lifting cylinder 78, so such a method may be used.

また、エアコンスイッチ79を強制的に入り状態としてエアコン用コンプレッサーを作動させてエンジンに負荷をかけるように構成してもよい。
また、図8に示すように、エンジンのフライホイール部81に磁性体82を設ける構成とする。そして、フライホイール部81の外周をハウジング83で覆い、ハウジング83の内側にコイル84を設ける構成とする。
Alternatively, the air conditioner switch 79 may be forcibly turned on to operate the air conditioner compressor and apply a load to the engine.
Moreover, as shown in FIG. 8, it is set as the structure which provides the magnetic body 82 in the flywheel part 81 of an engine. The outer periphery of the flywheel portion 81 is covered with the housing 83 and the coil 84 is provided inside the housing 83.

前記手動再生スイッチ72が入り状態になると、前記コイル84に電流を流してフライホイール部81に逆トルクを掛ける構成とする。
これにより、エンジンに負荷を与えることができるので、DPF46bの再生が効率良くできるようになる。
When the manual regeneration switch 72 is turned on, a current is passed through the coil 84 to apply reverse torque to the flywheel unit 81.
As a result, a load can be applied to the engine, so that the DPF 46b can be efficiently regenerated.

DPF46bの再生時においては、DPF46b内の温度を早めに上昇させる必要がある。そこで、DPF46bから出てきた排気ガスの一部を排気管55から大気中に放出し、一部をバルブ86を介してDPF46bの上流側に戻す構成とする(図9)。DPF46b内には温度センサ62を設けているので、この温度センサ62の検出値が最適値となるように前記バルブ86を制御する構成とする。   At the time of regeneration of the DPF 46b, it is necessary to raise the temperature in the DPF 46b early. Therefore, a part of the exhaust gas that has come out of the DPF 46b is discharged into the atmosphere from the exhaust pipe 55, and a part thereof is returned to the upstream side of the DPF 46b through the valve 86 (FIG. 9). Since the temperature sensor 62 is provided in the DPF 46b, the valve 86 is controlled so that the detected value of the temperature sensor 62 becomes an optimum value.

これにより、DPF46b内の温度を早めに上昇させることができ、さらにDPF46b内の温度を最適に保持できるので、再生が効率良くできて再生時間も短くなる。
また、図10に示すように、手動再生スイッチ72を入り状態にすると、バーナ88を点火してDPF46b内の噴射ノズル89から火炎を放射する構成とする。これにより、一気にDPF46b内の温度が上昇するので、相対的にアフター噴射やポスト噴射を行うよりも燃料の使用量を少なくすることが可能となる。また、この場合においても、DPF46b内の温度センサ62の検出値が最適となるようにすることで、効率の良い再生が可能となる。
As a result, the temperature in the DPF 46b can be raised early, and the temperature in the DPF 46b can be optimally maintained, so that regeneration can be performed efficiently and regeneration time is shortened.
As shown in FIG. 10, when the manual regeneration switch 72 is turned on, the burner 88 is ignited and a flame is emitted from the injection nozzle 89 in the DPF 46b. As a result, the temperature in the DPF 46b rises at once, so that it is possible to reduce the amount of fuel used as compared with relatively performing after-injection or post-injection. Also in this case, efficient reproduction is possible by optimizing the detection value of the temperature sensor 62 in the DPF 46b.

図11(a)は後処理装置46の断面図を示している。前述のごとく、上流側が酸化触媒(DOC)46aで、下流側がDPF46bである。エンジンからの排気ガスはDOC46aの上流側に投入されるが、排気導入パイプ90で投入される。この排気導入パイプ90の従来の構成は、図11(b)に示すように、後処理装置46の外側部分の直径をK2とすると、後処理装置46内の直径もK2で同じ構成としていた。   FIG. 11A shows a cross-sectional view of the post-processing device 46. As described above, the upstream side is the oxidation catalyst (DOC) 46a, and the downstream side is the DPF 46b. The exhaust gas from the engine is input to the upstream side of the DOC 46a, but is input by the exhaust introduction pipe 90. In the conventional configuration of the exhaust introduction pipe 90, as shown in FIG. 11 (b), when the diameter of the outer portion of the post-processing device 46 is K2, the diameter in the post-processing device 46 is the same as K2.

これに対して、図11(a)では、後処理装置46の外側部分の直径をK2とすると、後処理装置46内の直径はK1であり、K1<K2の関係としている。これにより、後処理装置46の長手方向の長さを短く構成できるので、トラクタやコンバイン等の車両に搭載するときに有利となる。   On the other hand, in FIG. 11A, when the diameter of the outer portion of the post-processing device 46 is K2, the diameter in the post-processing device 46 is K1, and K1 <K2. Thereby, since the length of the longitudinal direction of the post-processing apparatus 46 can be shortened, it becomes advantageous when mounting in vehicles, such as a tractor and a combine.

図12はトラクタに後処理装置46を搭載する構成を示している。後処理装置46の長手方向が機体の前後方向となるように配置している。エンジンEとボンネット91との間の空間部Sの後方に後処理装置46を搭載する構成である。このように狭い空間部に後処理装置46を搭載する場合において、後処理装置46をコンパクトにすることが有効である。後処理装置46は、DOC46aとDPF46bの両方の構成でもよいし、DPF46bのみの構成でもよい。   FIG. 12 shows a configuration in which the post-processing device 46 is mounted on the tractor. It arrange | positions so that the longitudinal direction of the post-processing apparatus 46 may turn into the front-back direction of a body. In this configuration, the post-processing device 46 is mounted behind the space S between the engine E and the bonnet 91. In the case where the post-processing device 46 is mounted in such a narrow space, it is effective to make the post-processing device 46 compact. The post-processing device 46 may have both the DOC 46a and the DPF 46b, or only the DPF 46b.

また、図12においては、エンジンEと後処理装置46との間に遮熱板92を設ける構成としている。DPF46bは熱を持つので、仮に燃料系統が破損してDPF46bに飛散すると、引火してしまう可能性がある。そこで、遮熱板92を設けることで、前述のような不具合を防止できる。また、DPF46bは温度が低い状態では再生が良好に行われない。特に、冷却ファン93からの風が常時当たると問題がある。そこで、遮熱板92で冷却ファン93からの風が当たるのを防止できるようになる。   In FIG. 12, a heat shield plate 92 is provided between the engine E and the post-processing device 46. Since the DPF 46b has heat, if the fuel system is damaged and scattered in the DPF 46b, there is a possibility that it may ignite. Thus, the provision of the heat shield plate 92 can prevent the above-described problems. Further, the DPF 46b is not regenerated well when the temperature is low. In particular, there is a problem if the wind from the cooling fan 93 is constantly hit. Therefore, the heat shield plate 92 can prevent the wind from the cooling fan 93 from hitting.

図13に示す図面にはボンネットは省略しているが、前述した図12と同じ空間部Sに後処理装置46を配置している。後処理装置46の長手方向が機体の左右方向となるように配置している。この場合も、遮熱板94を設ける構成としている。そして、後処理装置46に接続している排気管55は、ステップ95の下方を通過し、タイヤカバー96の内側を通過して機体後部に配管している。DPF46bが再生中においては、排気ガス温度が高くなるが、前述のように排気管55を機体後部まで配管することにより、排気管55の長さが長くるので、排気管55から排出される排気ガス温度を低くすることが可能となる。   Although the bonnet is omitted in the drawing shown in FIG. 13, the post-processing device 46 is arranged in the same space S as in FIG. It arrange | positions so that the longitudinal direction of the post-processing apparatus 46 may turn into the left-right direction of a body. Also in this case, the heat shield plate 94 is provided. The exhaust pipe 55 connected to the post-processing device 46 passes below the step 95, passes through the inside of the tire cover 96, and is piped to the rear part of the machine body. While the DPF 46b is being regenerated, the exhaust gas temperature rises. However, as described above, the exhaust pipe 55 is extended to the rear of the fuselage, so that the length of the exhaust pipe 55 is increased. The gas temperature can be lowered.

トラクターやコンバイン等の農作業機を始め一般車両にも利用可能である。   It can be used for farm vehicles such as tractors and combiners as well as general vehicles.

PM 粒状化物質
E ディーゼルエンジン
M しきい値
46b ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
70 外気温度センサ
71 湿度センサ
72 手動再生スイッチ
73 エンジンキースイッチ
73a 緊急停止スイッチ
PM Granulated material E Diesel engine
M Threshold value 46b Diesel particulate filter (DPF)
70 Outside temperature sensor 71 Humidity sensor 72 Manual regeneration switch 73 Engine key switch 73a Emergency stop switch

Claims (4)

排気ガス中の粒状化物質(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)とディーゼルエンジン(E)を搭載し、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)内の粒状化物質(PM)を除去する再生制御を行う構成の作業車両において、外気温度を検出する外気温度センサ(70)を設け、外気温度センサ(70)の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御時のエンジン回転数を決定する構成とし、外気温度センサ(70)の検出値が予め設定したしきい値(M)を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるように構成したことを特徴とする作業車両。   A diesel particulate filter (46b) that collects particulate matter (PM) in exhaust gas and a diesel engine (E) are installed, and regeneration that removes particulate matter (PM) in the diesel particulate filter (46b) is performed. In a work vehicle configured to perform control, an outside air temperature sensor (70) for detecting the outside air temperature is provided, and the engine speed at the time of regeneration control of the diesel particulate filter (46b) according to the detected value of the outside air temperature sensor (70). In which the detected value of the outside air temperature sensor (70) is lower than the state in which the outside air temperature is high with reference to the preset threshold value (M), so that the engine speed is higher. A working vehicle characterized by that. 作業車両に湿度センサ(71)を設け、この湿度センサ(71)による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生制御を実行しないように構成したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両。   A humidity sensor (71) is provided in the work vehicle, and when the detected value by the humidity sensor (71) is equal to or less than a predetermined value, the regeneration control of the diesel particulate filter (46b) is not executed. The work vehicle according to claim 1. 前記ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の手動再生を行う手動再生スイッチ(72)を設け、該手動再生スイッチ(72)が入り状態のときはエンジンキースイッチ(73)を切りにしてもエンジン停止を牽制するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の作業車両。   A manual regeneration switch (72) for performing manual regeneration of the diesel particulate filter (46b) is provided, and when the manual regeneration switch (72) is in the on state, the engine is stopped even if the engine key switch (73) is turned off. The work vehicle according to claim 1, wherein the work vehicle is configured as described above. エンジン停止を可能とする緊急停止スイッチ(73a)を設けたことを特徴とする請求項3に記載の作業車両。   The work vehicle according to claim 3, further comprising an emergency stop switch (73a) that enables the engine to be stopped.
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