JP2014046754A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内のＰＭ量の適切な表示と再生を行うことを課題とする。
【解決手段】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量を表示する第１表示手段（７１ｂ）を設け、経過時間からＰＭ堆積量を表示する第２表示手段（７１ｄ）を設け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。

エンジン回転数と負荷から発生するＰＭ量を算出し、表示装置に表示する構成である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１１７３７３号公報

前述のような技術では、算出されるＰＭ量に誤差が生じてくる。小さな誤差であれば問題ないが、経年経過とともに誤差が集積されてくると、急に手動再生領域に入ってしまい、作業走行ができなくなるという問題がある。

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量を表示する第１表示手段（７１ｂ）を設け、経過時間からＰＭ堆積量を表示する第２表示手段（７１ｄ）を設け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、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量を検出して、第１表示手段（７１ｂ）に表示する。また、経過時間からＰＭ堆積量を第２表示手段（７１ｄ）に表示する。

請求項２記載の発明では、前記第１表示手段（７１ｂ）で表示されるＰＭ堆積量と前記第２表示手段（７１ｄ）で表示されるＰＭ堆積量のうち、ＰＭ堆積量が高い方の表示方法を変えて表示する構成とした請求項１記載の作業車両としたものである。

請求項２の作用は、第１表示手段（７１ｂ）で表示されるＰＭ堆積量と前記第２表示手段（７１ｄ）で表示されるＰＭ堆積量のうち、ＰＭ堆積量が高い方の表示方法を変えて表示する。

請求項３記載の発明では、前記第１表示手段（７１ｂ）と第２表示手段（７１ｄ）は、別の機能を表示する表示機能と兼用する構成とした請求項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、第１表示手段（７１ｂ）と第２表示手段（７１ｄ）は、別の機能を表示する表示機能と兼用する。

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、ＰＭ量検出手段（５８），（５３）で検出したＰＭ量と、経過時間から表示されるＰＭ堆積量を比較して視認できる。

請求項２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）の再生の判断が適切となる。即ち、余裕を持って再生できる。
請求項３記載の発明においては、専用の表示手段を設けなくてもよいので、シンプルで廉価な構成となる。

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 メータパネルの平面図 トラクタのキャビン内から機体前方を示した図 ハンドルの平面図 メータパネルの平面図 トラクタの正面図 トラクタ前部の右側面図 エンジンルームの一部の左側面図 エンジンルームの一部の左側面図 エンジンルームの一部の左側面図 エンジンの性能曲線図

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。

図５においては、便宜上シリンダー５が１気筒した記載されていないが、実際には複数気筒で構成されている。複数気筒の場合、エアインテーク管８９は分岐して複数のシリンダー５内に空気を送る構成となる。符号９０はエアヒータであり、吸気回路の下流側に設けているので、暖められた空気は冷える前にシリンダー５内に入るので、低温時におけるエンジンの始動性が向上する。

また、各シリンダー５へ向かう各エアインテーク管８９に開閉バルブ９１を設け、限られたシリンダー５内にエアヒータ９０で暖められた空気を送り込む構成として、エンジンが始動後に全ての気筒に空気を送り込んで燃料噴射してエンンジンを始動する構成としてもよい。限られたシリンダー５内にしか暖められた空気は送らないので、エアヒータ９０を小さくできる。

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。

ＤＰＦ４６ｂを再生するにあたり、前述のごとくＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量を推定するが、この方法には大きく分けて２つの方法がある。第１の方法は、ＤＰＦ４６ｂ前後の圧力センサで推定したり、運転状況による変動（エンジン回転数、燃料噴射量、ＤＰＦ内温度などにより、ＰＭの堆積レベルを算出して推定する方法である。第２の方法は、時間管理で行う方法である。例えば、所定時間（５０時間）運転した状態になると、ＤＰＦを手動再生する程度にＰＭが堆積していると判断する方法である。即ち、時間管理でＤＰＦ４６ｂを定期的に再生する方法である。

そして、前記第２の方法ではＰＭが堆積していなくても、再生の時間が経過すると再生するようにすることで、ＰＭの堆積値の誤算出や誤検出があっても再生されるので問題ない。また、第１の方法では所定の時間が経過していなくても、算出によりＰＭが堆積すると再生するようにすることで、再生が適切に実行できる。

前記第１の方法によるＰＭ堆積量と、第２の方法によるＰＭ堆積量を視覚的に確認することが望ましい。そこで、図６に示すように、ＰＭ堆積量のインジケータをメータパネル７０に設ける構成とする。メータパネル７０の中央部には液晶表示部７１があり、この液晶表示部７１の左側にタコメータ（エンジン回転計）７２を配置し、右側に警報ランプ等を設ける警報領域７３を配置している。液晶表示部７１の左右両端には、燃料表示（Ｆ、Ｅ）７１ａと燃料表示液晶部（バー表示）７１ｂが設けられている。右側には水温表示（Ｈ、Ｃ）７１ｃと水温表示液晶部（バー表示）７１ｄが設けられている。

前記燃料表示液晶部（バー表示）７１ｂと水温表示液晶部（バー表示）７１ｄを、それぞれ前記第１の方法によるＰＭ堆積量の表示（第１表示手段）と第２の方法によるＰＭ堆積量の表示（第２表示手段）をする構成とする。これにより、ＰＭ堆積量を容易に認識可能となる。そして、ＰＭ堆積量の高い方の表示手段の表示を濃く（白黒液晶の場合）表示する。カラー液晶の場合は、ＰＭ堆積量の高い方の表示手段の表示を、例えば赤色で表示し、ＰＭ堆積量の低い方の表示手段の表示を黄色で表示する構成とする。

そして、ＤＰＦの再生は、第１の方法によるＰＭ堆積量と第２の方法によるＰＭ堆積量の高い方の数値で行うことで、過堆積を防止できる。
このようにＰＭ堆積量が表示されるときは、ＰＭ堆積量を表示していることを運転者に知らせなくてはならないので、ＰＭ表示灯７１ｅ，７１ｆを同時に点灯する構成とする。ＰＭ表示への切り換えは、自動で行う構成としてもよいし、手動（スイッチ等）で行う構成としてもよい。

ＰＭ表示への自動切換えについては、定期的に時間間隔で行う。また、ＤＰＦの堆積量が所定値（自動再生値、手動再生値、危険領域等）になると切換える構成とする。また、自動再生中、手動再生中等においては、自動切換えとすることで、運転者はＰＭ堆積量や再生の実施、また、次回の再生の目安等について、視覚的に確認可能となる。

また、図７はキャビン１４内から機体前方を見ている状態を示している。そして、運転者の視界には、キャビン１４の前部支柱７４（左前部支柱７４Ｌ，右前部支柱７４Ｒ）が視界に入るので、この左前部支柱７４Ｌと右前部支柱７４ＲにそれぞれＰＭ堆積量指示部（７５Ｌ，７５Ｒ）を設ける構成してもよい。このＰＭ堆積量指示部（７５Ｌ，７５Ｒ）については、液晶によるバー表示としており、左側のＰＭ堆積量指示部７５Ｌには、前記第１の方法によるＰＭ堆積量を表示し、右側のＰＭ堆積量指示部７５Ｒには、前記第２の方法によるＰＭ堆積量を表示する構成とする。これにより、運転者は前方の視界を見ながらＰＭ堆積量を把握することができる。

また、ＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ量が過堆積状態になると、ウォッシャー液８４を自動的に出したり、ワイパー８５を自動的に動かすことで、認識し易くなる。
図８は、ステアリングハンドル１６の平面図であるが、前記ＰＭ堆積量指示部（７５Ｌ，７５Ｒ）と同様のものをステアリングハンドル１６に設ける構成としてもよい（ＰＭ堆積量指示部（７６Ｌ，７６Ｒ））。

図９はメータパネル８１の別形状の構成を示している。符号７７はタコメータ（エンジン回転計）、符号７８は燃料計である。符号７９は液晶表示部であり、符号８０はＤＰＦ専用の液晶表示部である。符号８２はＰＭ堆積量指示部であるが、１つしかないので、前記第１の方法によるＰＭ堆積量と第２の方法によるＰＭ堆積量を交互に表示する構成とする。そして、どちらを表示しているかについては、ＤＰＦ専用表示部８０に表示する構成とする。

手動再生中においては、運転者は車外にいる可能性が高いので、車外から手動再生中であることを認識できることが望ましい。そこで、図１０に示しているように、エンブレム８３にＬＥＤを組み込んで点灯させたり点滅させたりすると認識し易くなる。ウインカは法規上道路では使用できないので、ウインカ以外のものとしては容易に視認できる。また、点滅の仕方で、再生がどの程度まで完了したかを知らせるようにしてもよい。また、手動再生の完了については、ホーンで知らせるようにすることで、機体から離れていても容易に完了を認識できる。

また、エンジンを覆うボンネットの上にカラー液晶パネルを２個（前記第１の方法によるＰＭ堆積量と第２の方法によるＰＭ堆積量の表示用：図示せず）設け、ＰＭ堆積量に応じてカラー液晶の色を変化させるように構成してもよい。

図１１は、ボンネット８６で覆われるエンジンルーム内の配置構成を示している。エンジンＥの後側上方にＤＰＦ４６ｂを横置き（機体の左右方向）状態で配置する構成としている。エンジンの下部にはクランク軸８７があるが、このクランク軸８７を前方に延出してアシストモータ８８を連結する構成としている。このアシストモータ８８は、エンジンＥに代替してクランク軸８７を回転させて機体を走行させるものであるが、特に住宅街などで走行する場合に使用すると静かに走行できる。また、圃場内での作業走行時において、大きな負荷がエンジンに作用したときにアシストモータ８８を駆動することで、エンジンＥのエンストを防止できる。

前記エンジンＥにおいて、高過給仕様の過給器を搭載し、高出力化を行うと、低回転域でのトルクが不足となる。そこで、高過給高出力コモンレールエンジンとＤＰＦを搭載し、フライホイールゼネレータを組み合わせる。低回転域でのトルクは、フライホイールゼネレータをモータとして駆動し補うことにする。

負荷率が例えば８０％以下の場合は、フライホイールゼネレータは発電させ、最大トルク以下の回転域において、高負荷による回転数の低下を生じる場合に、モータとして作動させることで、効率がよくなる。

農業機械であるトラクタにおいては電力回生の場面は少ないので、プラグイン可能にすることで、夜間に必要な電力を充電する構成が望ましい。
図１２はボンネット８６の振動を抑制する構成である。ボンネット８６の内側に支持ブラケット９２を取り付け、その他端部に板バネ９３を取り付ける。板バネ９３の他端部にはプレート９４を取り付け、このプレート９４上にバネ９５（防振ゴム等でもよい）を介して錘９６を設ける構成とする。これにより、ボンネット８６の振動やビビリを抑制できる。また、前記錘９６の代わりにＥＣＵ１００を設けることで、ＥＣＵ１００自体の振動を抑制できる。図１３は図１２の変形例であり、バネ９５等の防振部材を省略している。また、錘９６自体を遮熱部材で構成することで、ＤＰＦ４６ｂからの熱をボンネット８６に伝わるのを抑制できる。図１４は図１３の変形例であるが、錘９６がエンジンの冷却ファン９７からの冷却風に当たるように構成している。冷却ファン９７の回転数に対応して錘９６の重量や形状を工夫することで、ボンネット８６に伝わる振動を抑制できる。

図１５はメカエンジンにおける低燃費モードへの移行のエンジン性能曲線図を示している。メカエンジンは、ＥＣＵからの信号によりソレノイドを作動させて、スロットルをメカ的に引っ張ってエンジン回転数を変える構成である。そして、スロットルの動き量は、ポジションセンサで監視している。

エンジン回転数を定格回転数付近まで上昇させて作業開始するが、負荷率が閾値（７０〜８０％程度）以下の場合、ＥＣＵは低燃費モード運転のランプ（運転席近傍に配置）を点灯させ、ソレノイドを作動してスロットルを戻してエンジン回転数を低下させる構成とする。これにより、低燃費の運転が可能となるが、このような構成を実施させるためのスイッチを設けている。このスイッチがオフであれば低燃費モードに入らないが、これは運転者の判断による。圃場の状況では、負荷率が軽くても急に負荷が作用することもあるので、このような場合はスイッチをオフとしておく。

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）
５３ ＰＭ量検出手段
５８ ＰＭ量検出手段
７１ｂ 第１表示手段
７１ｄ 第２表示手段

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、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量を表示する第１表示手段（７１ｂ）を設け、経過時間からＰＭ堆積量を表示する第２表示手段（７１ｄ）を設けたことを特徴とする作業車両。
2. 前記第１表示手段（７１ｂ）で表示されるＰＭ堆積量と前記第２表示手段（７１ｄ）で表示されるＰＭ堆積量のうち、ＰＭ堆積量が高い方の表示方法を変えて表示する構成とした請求項１記載の作業車両。
3. 前記第１表示手段（７１ｂ）と第２表示手段（７１ｄ）は、別の機能を表示する表示機能と兼用する構成とした請求項２に記載の作業車両。

Images