JP2014009639A

JP2014009639A - 作業車両

Info

Publication number: JP2014009639A
Application number: JP2012147273A
Authority: JP
Inventors: Toru Shinomiya; 徹四之宮; Susumu Ueda; 晋上田; Shinji Okubo; 真司大久保; Kenji Adachi; 憲司足立; Naohiro Fukuyama; 尚尋福山; Yoshinao Okubo; 善直大久保; Masaaki Suga; 公明菅; Naoto Takezaki; 直人竹崎
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20

Abstract

【課題】自動再生の禁止を実行した後に、自動再生禁止状態の解除し忘れの防止。
【解決手段】ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）内に堆積しているＰＭ量を検出するＰＭ量検出手段を設け、該ＰＭ量検出手段で検出したＰＭ量が所定量以上になると、走行中にＤＰＦの自動再生を行う構成とし、この自動再生を行うときのＰＭ量よりも多くのＰＭ量が検出されると、機体を停車させてＤＰＦの手動再生を行う構成とし、ＤＰＦの手動再生を行う手動再生手段を設け、手動再生を行うための条件が揃った状態で該手動再生手段を操作し続けると手動再生を行う構成とし、自動再生を行うための条件が揃った状態で手動再生手段を操作し続けると自動再生を禁止するように構成し、自動再生が禁止された状態で手動再生が必要になると、自動再生禁止が解除されて手動再生が必要な状態を報知するように構成したことを特徴とする作業車両の構成とする。
【選択図】図６

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。

ＤＰＦの再生を禁止する再生禁止スイッチを設け、再び再生禁止スイッチを操作することで、ＤＰＦの再生禁止を解除する構成である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−３７３３４号公報

前述のような技術では、再生をスイッチで禁止する構成があるが、再生禁止のスイッチを入りにした状態のままスイッチの解除（切り）を忘れてしまうと、再生がされない状態が続き、ＤＰＦ内部がＰＭで過堆積となってしまうという問題がある。

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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に堆積しているＰＭ量を検出するＰＭ量検出手段（５８），（５３）を設け、該ＰＭ量検出手段（５８），（５３）で検出したＰＭ量が所定量以上になると、走行中にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を行う構成とし、この自動再生を行うときのＰＭ量よりも多くのＰＭ量が検出されると、機体を停車させてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の手動再生を行う構成とし、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手段（６８）を設け、手動再生を行うための条件が揃った状態で該手動再生手段（６８）を操作し続けると手動再生を行う構成とし、自動再生を行うための条件が揃った状態で手動再生手段（６８）を操作し続けると自動再生を禁止するように構成し、自動再生が禁止された状態で手動再生が必要になると、自動再生禁止が解除されて手動再生が必要な状態を報知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１の作用は、手動再生を行うための条件が揃った状態で手動再生手段（６８）を操作し続けると、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。自動再生を行うための条件が揃った状態で手動再生手段（６８）を操作し続けると、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を禁止する。そして、自動再生が禁止された状態で手動再生が必要になると、自動再生禁止が解除されて手動再生が必要な状態を報知する。

請求項２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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に堆積しているＰＭ量を検出するＰＭ量検出手段（５８），（５３）を設け、該ＰＭ量検出手段（５８），（５３）で検出したＰＭ量が所定量以上になると、走行中にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を行う構成とし、この自動再生を行うときのＰＭ量よりも多くのＰＭ量が検出されると、機体を停車させてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の手動再生を行う構成とし、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手段（６８）を設け、前記自動再生を禁止する自動再生禁止手段（６９）を設け、該自動再生禁止手段（６９）にタイマーを構成し、このタイマーが作動している間のみ自動再生を禁止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の作用は、自動再生禁止手段（６９）にタイマーを構成し、このタイマーが作動している間のみ自動再生を禁止する。
請求項３記載の発明では、前記自動再生禁止手段（６９）のタイマーは、任意の時間を設定可能に構成した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。

請求項３の作用は、自動再生禁止手段（６９）のタイマーは、任意の時間を設定する。

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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を禁止した状態の解除し忘れるのを防止できる。

請求項２記載の発明においては、自動再生禁止手段（６９）はタイマーを有しているので、自動再生を禁止した状態の解除し忘れるのを防止できる。
請求項３記載の発明においては、請求項２の効果に自動再生禁止時間を任意に設定できるので、自動再生を禁止した状態の解除し忘れるのを防止できる。

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手動再生ボタン操作のフローチャート図手動再生ボタン（スイッチ）と自動再生禁止ダイヤルスイッチの構成図トラクタの平面図トラクタ作業と自動再生のフローチャート図トラクタの作業と負荷率の関係図エンジン性能曲線図

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。

ＤＰＦ４６ｂの再生には、自動再生と手動再生（強制再生）がある。自動再生と手動再生を実施する際のＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量のしきい値は、手動再生の方が高い。自動再生は作業走行中でも路上走行中でも可能であり、ＰＭ堆積量が約７０％を超えると自動的に自動再生行う構成とする。また、手動再生（強制再生）においては、停車した状態で行う必要があり、ＰＭ堆積量が約８０％を超えると手動再生の実行を促す（警報ランプの点灯、液晶表示等）構成としている。自動再生に入っても運転条件により排気ガス温度が上昇しないことがあるので、ＤＰＦの再生ができないことがあるために、手動再生（強制再生）の領域に入ってしまうことがある。

手動再生に入った後に手動再生を行わない状態が続くとＰＭが過堆積状態となってしまい、ＤＰＦを外してメンテナンスをしたり、最悪の場合ＤＰＦが破損する可能性がある。このため、手動再生領域に入ったことを作業者に知らせることが重要である。

手動再生領域に入ると、機体の走行を停止してＤＰＦの手動再生ボタン６８（機体の任意の位置に設置）を所定時間以上（約２秒）押すことで手動再生を行う構成としている。また、図６のフローチャートに示しているように、手動再生ボタン６８をさらに長い時間（約５秒）以上押すことで、自動再生を禁止する構成としている。この構成では、手動再生領域に入っている状態で手動再生ボタン６８を５秒以上押しても、自動再生の禁止とはならない。また、自動再生領域では手動再生ボタン６８を押しても手動再生は実施しない構成である。

自動再生禁止のスイッチを別に設けると、解除し忘れによるＰＭの過堆積の危険性あるが、このような問題の発生を防止できる。また、自動再生禁止のスイッチを入り状態としてから、このスイッチを解除（切り）するのを忘れても、ＤＰＦ内のＰＭ量が手動再生の領域に入ると解除され、手動再生が必要になることが報知されるので、過堆積になるのを防止できる。

図７は手動再生ボタン（スイッチ）６８に加えて、自動再生を禁止するための自動再生禁止ダイヤルスイッチ６９を設ける構成である。手動再生ボタン（スイッチ）６８を所定時間（約３秒以上）押し続けると、手動再生を開始し、再び所定時間（約１０秒以上）押し続けると、手動再生を禁止する構成としている。そして、手動再生ボタン（スイッチ）６８とＣＰＵ２００との間の直列ラインに自動再生禁止ダイヤルスイッチ６９を設ける構成としている。しかも、ダイヤルの回し量で任意時間を設定できる構成としている。

これにより、任意時間、自動再生の禁止を設定でき、自律的にカウントダウンするので切り忘れを防止でき、ＰＭの過体積の危険性を回避できる。
図８はトラクタの平面図であるが、機体前部のフレーム７０に超音波センサ７１を設け、所定距離以内（約１ｍ）に障害物があるときには、手動再生を牽制する構成とする。ＤＰＦの再生時には、排気ガス温度が高くなるので、納屋などで手動再生を実施すると火災のリスクがあるが、このような問題を防止できる。前記超音波センサ７１の替わりに別のセンサを用いてもよいし、センサの取付位置も別の場所でもよい。

図５に示しているように、正常な組み付けでは、上流側にＤＯＣ４６ａを設け、下流側にＤＰＦ４６ｂを設ける構成としているので、ＤＯＣ４６ａで排気ガス温度が上昇することで、ＤＰＦ４６ｂ内のＰＭが焼き飛ばされてＤＰＦ４６ｂの再生ができる。したがって、正常な組み付けでは、ＤＯＣ４６ａの入口よりも、ＤＰＦ４６ｂの入口のほうが排気ガス温度が高くなる。

しかし、ＤＰＦ４６ｂの入口よりも、ＤＯＣ４６ａの入口温度が高くなるような状況（２００度以上の差）があれば、ＤＰＦ４６ｂとＤＯＣ４６ａの組み付け順番を誤組していることになるので、警報等で報知する構成とする。これにより、ＤＰＦの再生不良やＤＰＦ、ＤＯＣの損傷を防止できるようになる。

前述したように、ＤＰＦの再生には排気温度が高いことが条件となるが、ＤＰＦの自動再生を行うときにおいて、排気ガス温度が低い場合には自動再生の実施を保留とすることで、ポスト噴射などで余分な燃料を使用するのを抑制できる。そして、トラクタにおいては、負荷の大きい作業（例えば耕うん作業）を行うときには、ポスト噴射を行わなくても排気ガス温度が高くなるので、特定の作業（耕うん作業など）を行うときにおいてのみ、自動再生を許可する構成とする。このフローチャートを図９に示している。

また、耕うん作業中であっても、土質などの影響で負荷があまり作用せず、排気ガス温度が上昇しないこともあるので、実際に排気ガス温度を測定し、再生に必要な排気ガス温度よりも低い状態であれば、図１０に示すように、耕うん深さを深くし、作業速度を速くし、ＰＴＯ回転数を上昇させる構成とする。これら全ての条件を変更する必要はない。また、いずれか一つを各々実施してみて、負荷の上昇が大きくものを最初に選択するようにしてもよい。排気ガス温度が所定温度まで上昇すればよい。これにより、再生時間が短縮し、ポスト噴射を行わない場合は燃料消費量も低減する。

トラクタでの耕うん作業においては、圃場内を旋回して次工程（復路）に移行する際には、機体後部に装着している作業機（ロータリ）２１を上昇させる構成としているが、上昇時には負荷が抜けるためエンジン回転が上昇し、このエンジン回転を低下させる制御が開始される。

このようなエンジン回転の変動により、ＤＰＦ内にＰＭが溜り易くなるので、エンジン回転の変化率を小さくなるように制御することで、ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が抑制される。具体的には、作業機（ロータリ）を上昇させるときに、エンジン回転数の上昇を見越した分、燃料噴射量を少なくなるようにする。これにより、ＰＭの発生量を抑制できる。また、作業機（ロータリ）を上昇させるときに、エンジン回転数の下降を見越した分、燃料噴射量を多くなるようにする。

図１１に示すラインＬ１は、横軸がエンジン回転数で、縦軸が出力のエンジン性能曲線を示している。また、領域Ｓ１は低燃費ゾーンであり、領域Ｓ２と領域Ｓ３は、ＰＭ排出量が多いゾーンである。そして、低燃費ゾーンとＰＭ排出量が多いゾーンとが重なっている領域Ｓ４，Ｓ５がある。この領域Ｓ４とＳ５については、低燃費ゾーンではあるものの、ＰＭ排出量が多いのでポスト噴射を用いたＤＰＦの再生が必要となるため、結局燃費が悪くなるという状態となる。運転者に低燃費領域での運転中であることを知らせる低燃費ランプを点灯させる際に、低燃費領域Ｓ１からＰＭ排出量が多い領域であるＳ４とＳ５を除いた領域にあるときにのみ、低燃費ランプを点灯させる構成とする。これにより、低燃費状態であることを正確に把握することができる。

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
４６ｂディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
５３ＰＭ量検出手段（圧力センサ）
５８ＰＭ量検出手段（圧力センサ）
６８手動再生手段（手動再生ボタン）
６９自動再生禁止手段（自動再生禁止ダイヤルスイッチ）

Claims

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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に堆積しているＰＭ量を検出するＰＭ量検出手段（５８），（５３）を設け、該ＰＭ量検出手段（５８），（５３）で検出したＰＭ量が所定量以上になると、走行中にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を行う構成とし、この自動再生を行うときのＰＭ量よりも多くのＰＭ量が検出されると、機体を停車させてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の手動再生を行う構成とし、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手段（６８）を設け、手動再生を行うための条件が揃った状態で該手動再生手段（６８）を操作し続けると手動再生を行う構成とし、自動再生を行うための条件が揃った状態で手動再生手段（６８）を操作し続けると自動再生を禁止するように構成し、自動再生が禁止された状態で手動再生が必要になると、自動再生禁止が解除されて手動再生が必要な状態を報知するように構成したことを特徴とする作業車両。
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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に堆積しているＰＭ量を検出するＰＭ量検出手段（５８），（５３）を設け、該ＰＭ量検出手段（５８），（５３）で検出したＰＭ量が所定量以上になると、走行中にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の自動再生を行う構成とし、この自動再生を行うときのＰＭ量よりも多くのＰＭ量が検出されると、機体を停車させてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の手動再生を行う構成とし、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手段（６８）を設け、前記自動再生を禁止する自動再生禁止手段（６９）を設け、該自動再生禁止手段（６９）にタイマーを構成し、このタイマーが作動している間のみ自動再生を禁止するように構成したことを特徴とする作業車両。
前記自動再生禁止手段（６９）のタイマーは、任意の時間を設定可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の作業車両。