JP2013231376A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】高度の高い場所での排気ガスの排出経路に設けているディーゼルパティキュレートフィルタの再生の効率化。
【解決手段】ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時における気圧と高度と吸入空気量の補正係数との関係をＥＣＵ（１００）に予め記憶させておく構成とし、前記気圧センサ（７２）で測定した気圧から高度を算出し、算出した高度から補正係数を算出し、算出した補正係数を基準の吸入空気量に乗じて吸入空気量を算出し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には算出した吸入空気量となるように、前記空気量調節バルブ（８２）を制御するように構成したことを特徴とする作業車両とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）備えたディーゼルエンジンを搭載した作業車両に関する。

ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を再生させるにあたり、排気ガス温度を測定し、排気ガス温度が低いと吸入空気量を補正する構成である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−７７８９４号公報

前述のような技術では、排気ガス温度を測定してから空気量を補正するために、排気温度を測定するまでの間はＤＰＦの再生が効率良くできない。
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。

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）を備えたディーゼルエンジンを搭載した作業車両において、エアクリーナー（３５）と過給器（ＴＢ）との間の吸気系統に空気量を測定するエアーフローセンサ（７１）を設け、該エアーフローセンサ（７１）の上流側に空気量調節バルブ（８２）を設け、燃料タンク（３）と高圧ポンプ（４）との間に燃料量を調節する燃料バルブ（７３）を設け、機体の適宜位置に気圧センサ（７２）を設け、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時における気圧と高度と吸入空気量の補正係数との関係をＥＣＵ（１００）に予め記憶させておく構成とし、前記気圧センサ（７２）で測定した気圧から高度を算出し、算出した高度から補正係数を算出し、算出した補正係数を基準の吸入空気量に乗じて吸入空気量を算出し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には算出した吸入空気量となるように、前記空気量調節バルブ（８２）を制御す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。

請求項２記載の発明では、気圧と高度と燃料量の補正係数との関係をＥＣＵ（１００）に予め記憶させておく構成とし、前記気圧センサ（７２）で測定した気圧から高度を算出し、算出した高度から補正係数を算出し、算出した補正係数を基準の燃料量に乗じて燃料量を算出し、算出した燃料量となるように、前記燃料バルブ（７３）を制御する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。

請求項３記載の発明では、前記基準の吸入空気量と基準の燃料量は高度（０ｍ）地点とし、この高度（０ｍ）地点の補正係数を（１．００）とすることを特徴とする請求項２に記載の作業車両としたものである。

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、速やかに適正な燃焼が行われるので、排気温度の上昇も直ぐに上昇し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生が適正に行われる。

請求項２記載の発明においては、燃料量も適正に補正できるので、スモークの発生を抑制できる。
請求項３記載の発明においては、補正係数の算出が容易となる。また、エンジンの燃料の基本設計は１気圧での設計としているので、補正係数の算出が適正となる。

蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図 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 トラクタの左側面図 トラクタの平面図 吸気系と排気系の模式図 （ａ）トラクタの右側面図、（ｂ）排気管出口の断面図、（ｃ）排気管出口の断面図 再生のフローチャート図 スート堆積量と再生残り時間の関係図 スート堆積量と残り時間との関係図 ＤＰＦ再生と作業機下降のフローチャート図 トラクタの左側面図

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

エアクリーナ３５と過給器ＴＢとの間には、空気量を測定するエアーフローセンサ７１を設ける構成としている。また、機体の任意の位置には、気圧を測定する気圧センサ７２を設けている。この測定した気圧から高度を推定し、推定した高度に応じてＤＰＦ４６ｂ再生時の吸入空気量（重量）の補正を行う構成とする。これは、高度が高くなるほど酸素濃度が薄くなるからである。

気圧が１０１３ｈｐaのときは高度０ｍとしてこの高度０ｍ地点を基準とする。高度０ｍでは、ＤＰＦ４６ｂ再生時の吸入空気量の補正は行わない（補正係数１．００）。以下に、気圧と高度と吸入空気量の補正係数を示す。

気圧９５６ｈｐaで高度５００ｍとして、補正係数は１．０６。
（即ち、高度が５００ｍでは、高度０ｍのときの１．０６倍の空気を送り込む構成とすることで、ＤＰＦ再生時に適正な燃焼が行われて、排気ガス温度も適正値となって、ＤＰＦ４６ｂの再生が適正に行われる。以下も同様である。）
気圧８９９ｈｐaで高度１０００ｍとして、補正係数は１．１４。
気圧８４７ｈｐaで高度１５００ｍとして、補正係数は１．２０。
気圧７９５ｈｐaで高度２０００ｍとして、補正係数は１．２８。
気圧７４８ｈｐaで高度２５００ｍとして、補正係数は１．３７。
気圧７０１ｈｐaで高度３０００ｍとして、補正係数は１．４７。

前述した図１には、燃料タンク３と高圧ポンプ４との間に燃料バルブ７３を設ける構成としている。気圧が低くて高度が高いときにおいては、燃料バルブ７３を絞って高圧ポンプ４に送られる燃料の量を制限する構成とする。これにより、スモーク発生を抑制可能となる。

気圧が１０１３ｈｐaのときは高度０ｍとしてこの高度０ｍ地点を基準とする。高度０ｍでは、燃料量の補正は行わない（補正係数１．００）。以下に、気圧と高度と燃料量の補正係数を示す。

気圧９５６ｈｐaで高度５００ｍとして、補正係数は０．９４。
（高度が５００ｍでは、高度０ｍのときの０．９４倍の燃料量とすることで、スモーク発生を減少できる。）
気圧８９９ｈｐaで高度１０００ｍとして、補正係数は０．８６。
気圧８４７ｈｐaで高度１５００ｍとして、補正係数は０．８０。
気圧７９５ｈｐaで高度２０００ｍとして、補正係数は０．７２。
気圧７４８ｈｐaで高度２５００ｍとして、補正係数は０．６３。
気圧７０１ｈｐaで高度３０００ｍとして、補正係数は０．５３。

空気量の補正及び燃料量の補正は５００ｍ間隔で記憶させているので、それ以外の高度では比例関係で算出する構成とする。
高度の算出については、ＧＰＳ機能を搭載していれば、このＧＰＳからの情報を用いるように構成してもよい。

エンジン始動時においては、前記燃料バルブ７３を絞る前の位置の通常位置に戻すことで、エンジン始動時に必要な燃料量が確保されて、エンジン始動性低下を招かない。
燃料バルブ７３については、通常では電気的に駆動するが、潤滑油圧や吸気負圧を利用して作動するようにしてもよい。

図６（ａ）に示すように、エンジンルーム７９内にＤＰＦ４６ｂを配置し、ＤＰＦ４６ｂに排気管７６を接続している。特に、ＤＰＦ４６ｂの再生時においては、排気管７６の出口部７６ａから温度の高い排気ガスが出てくる。このため、ラジエータ７４の冷却ファン７５から起風される風が、排気管７６の出口部７６ａに向かう配置構成とする。これにより、排気ガス温度が低下する。農業機械においては、排気管７６の出口部７６ａの近くに藁屑などの燃えやすいものがある場合があるので、排気温度を下げることは重要である。図６（ｂ）は、排気管７６の出口部７６ａにおいて、排気ガスを四方に分散させる分散板７８を設ける構成である。また、図６（ｃ）は、排気管７６の出口部７６ａにおいて、排気ファン７７を設ける構成である。これら分散板７８や排気ファン７７を設けることで、排気ガスが分散されることにより、排気ガス温度が低下する。

前述したように、ＤＰＦ４６ｂ内には使用時間が長くなるほどＰＭが堆積してくるが、この堆積量が所定値以上に蓄積すると、ＤＰＦ４６ｂを再生する必要がある。自動再生の閾値である「Ａｇ/Ｌ」蓄積すると、自動再生を開始する。この自動再生は、走行中や作業中に行うものである。しかしながら、負荷の軽い状態が続くなど、条件によってはメイン噴射等を行っても排気温度が上昇しないため自動再生が行われないことがある。この自動再生が行われない状態が連続すると、ＰＭの堆積量は限界値の「（Ａ＋Ｘ）ｇ/Ｌ」となり、これ以上は走行や作業ができなくなる。こうなると、機体を停車させて手動再生（強制再生）を行う必要がある。

このような状況を避けるために、以下のように構成する。
ＰＭの堆積量が自動再生の閾値である「Ａｇ/Ｌ」以上蓄積すると、手動再生の閾値である「（Ａ＋Ｘ）ｇ/Ｌ」にならなくても、手動再生を可能に構成する。この場合、再生ボタンを押すことで、任意に手動再生を行う構成とする。このフロチャートを図７に示している。

これにより、任意のタイミングで手動再生ができるので、強制的に手動再生を促されることによる作業の中断をしなくてもよくなる。
図８に示すように、スート（ＰＭ）堆積量と再生完了残り時間との関係を２次曲線の式に当てはめておき、図９に示すように、手動再生中は現在のスート堆積量から再生完了残り時間を表示させる構成とする。これにより、作業者は完了時間の目安を知ることができるので、先の作業の目安が立てやすくなる。特に、農作業においては重要である。

ＤＰＦにおいては、再生をする毎にオイルダイリューション（燃料の一部がオイルパン内に浸入）が発生する。このような状況を放置すると、エンジン破損の原因となる。そこで、ＤＰＦの再生回数をＥＣＵ１００でカウントし、再生回数が所定回数（１０回）になるまでに要した積算運転時間から、平均再生間隔時間を計算し、平均再生間隔時間がオイルダイリューション限界値に達していた場合、オイルダイリューション警告（警報音、警報表示など）を行うことで、オイル交換を促すようにする。これにより、作業者は正しいオイル交換間隔を知ることができ、エンジンの故障、損傷を防止できる。

図３で説明したように、トラクタには作業機２１（ロータリ）が装着されており、耕うん開始時においては、作業機２１が下降して圃場表面に当接する時点で急負荷が作用し、スートが多く発正してしまう。ＤＰＦ内のＰＭ堆量が少ないときにはさほど問題ないが、ＤＰＦが自動再生領域にあるときにこのような状況が続くと、手動再生領域に入ってしまう可能性がある。

そこで、ＤＰＦが自動再生領域にあるときにおいては、作業機２１の降下速度を遅くすることで、作業機２１が圃場表面に当接するのを遅くする構成とする。これにより、エンジンに急負荷が作用してスートが多く発正するのを抑制できるようになる。このフローチャートを図１０に示している。

そして、自動再生により、ＤＰＦ内のＰＭ量が減少して自動再生領域の閾値よりも少なくなると、作業機２１の降下速度を元の通常の速度に戻す構成とする。これにより、作業能率に与える影響を最小限にとどめることができる。

図１０はロータリ２１を下げて耕うん作業を行っている状況を示している。このような状況でＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量が手動再生領域内に入ってしまうと、走行を停止して手動再生（強制再生）を行う必要がある。このような作業を中断した状態では、手動再生の時間をできるだけ短くする必要があるが、このためには、排気温度を速やかに上昇させる必要がある。

そこで、ロータリ２１の両側に設けている油圧シリンダ８０で、尾輪８１を下げて機体後部を少し持ち上げる構成とする。尾輪８１が装着されていないロータリ２１においては、尾輪８１の代わりのものでもよい（抵抗体）。これにより、油圧シリンダ８０を動かすためにエンジンに負荷が作用するようになり、排気温度が上昇することで手動再生の時間が短くなる。

ＤＰＦの自動再生中において、走行停止などで負荷が抜けて排気温度が低下してしまうと自動再生は中断され、このときＤＰＦ内のＰＭ量が自動再生開始の閾値以下になっていると、再び負荷が作用しても自動再生は再開されない。このような場合、ＤＰＦ内のＰＭ量は比較的多い状況なので、トラクタの運転によっては早い時間で手動再生領域に入ってしまう可能性が高い。

そこで、一旦自動再生に入り、走行停止などで負荷が抜けたときに自動再生を中断し、このときＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量が閾値以下であっても、再び負荷が作用して排気温度が上昇する状況になると、自動再生を再開する構成とする。これにより、手動再生（強制再生）を領域に入る可能性を低くすることが可能となる。

また、ＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量が自動再生領域の閾値や手動再生領域の閾値を超えた場合においては、単位時間当たりのアクセル変化量に上限を設けて、アクセル（燃料噴射）が急激に変化しないようにする。これにより、スートの発生を少なくできて、ＰＭの過堆積によりＤＰＦが損傷するのを防止できるようになる。

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。

ＰＭ 粒状化物質
ＴＢ 過給器
３ 燃料タンク
４ 高圧ポンプ
３５ エアクリーナー
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
７１ エアーフローセンサ
７２ 気圧センサ
７３ 燃料バルブ
８２ 空気量調節バルブ
１００ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 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）を備えたディーゼルエンジンを搭載した作業車両において、エアクリーナー（３５）と過給器（ＴＢ）との間の吸気系統に空気量を測定するエアーフローセンサ（７１）を設け、該エアーフローセンサ（７１）の上流側に空気量調節バルブ（８２）を設け、燃料タンク（３）と高圧ポンプ（４）との間に燃料量を調節する燃料バルブ（７３）を設け、機体の適宜位置に気圧センサ（７２）を設け、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時における気圧と高度と吸入空気量の補正係数との関係をＥＣＵ（１００）に予め記憶させておく構成とし、前記気圧センサ（７２）で測定した気圧から高度を算出し、算出した高度から補正係数を算出し、算出した補正係数を基準の吸入空気量に乗じて吸入空気量を算出し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には算出した吸入空気量となるように、前記空気量調節バルブ（８２）を制御するように構成したことを特徴とする作業車両。
2. 気圧と高度と燃料量の補正係数との関係をＥＣＵ（１００）に予め記憶させておく構成とし、前記気圧センサ（７２）で測定した気圧から高度を算出し、算出した高度から補正係数を算出し、算出した補正係数を基準の燃料量に乗じて燃料量を算出し、算出した燃料量となるように、前記燃料バルブ（７３）を制御する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。
3. 前記基準の吸入空気量と基準の燃料量は高度（０ｍ）地点とし、この高度（０ｍ）地点の補正係数を（１．００）とすることを特徴とする請求項２に記載の作業車両。

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