JP2019011729A - トラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲバルブが固着しないようにすることを課題とする。【解決手段】排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路４４を有するディーゼルエンジンＥを搭載したトラクタにおいて、前記ＥＧＲ回路４４に排気ガスの還元量を調整するＥＧＲバルブ４３を設け、作業走行中に少なくともステアリングハンドル１６の操舵回動角が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ４３を閉じる構成とし、その後ＥＧＲバルブ４３を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタの構成とする。また、前記ステアリングハンドル１６の操舵回動角が所定値以下に戻ると、前記ＥＧＲバルブ４３を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタの構成とする。【選択図】図６

Description

この発明は、農業機械であるトラクタに関し、特にＥＧＲ回路のＥＧＲバルブが固着するのを防止する構成を備えたトラクタに関する。

ＥＧＲバルブの精度を向上させて数度単位で開閉制御を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−２０９９７２号公報

前述のような技術では、ＥＧＲバルブの精度向上のためにバルブ自体が高価に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トラクタ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、排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路（４４）を有するディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載したトラクタにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）に排気ガスの還元量を調整するＥＧＲバルブ（４３）を設け、作業走行中に少なくともステアリングハンドル（１６）の操舵回動角が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を閉じる構成とし、その後ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタとしたものである。

請求項２記載の発明では、前記ステアリングハンドル（１６）の操舵回動角が所定値以下に戻ると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とする請求項１に記載のトラクタとしたものである。

請求項３記載の発明では、排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路（４４）を有するディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載したトラクタにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）に排気ガスの還元量を調整するＥＧＲバルブ（４３）を設け、作業走行中にエンジン負荷率が所定値以上低減した状態が所定時間以上継続すると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を閉じる構成とし、その後ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタとしたものである。

本発明は上述のごとく構成したので、ＥＧＲバルブ４３が固着するのを防止できる。

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 ＥＧＲバルブ作動のフローチャート図 ＥＧＲバルブ作動のタイムチャート図 ＰＭ堆積とエンジン負荷率のタイムチャート図 ＰＭ堆積の異常検出のフローチャート図 低温時のＥＧＲ配管の断面図 高温時のＥＧＲ配管の断面図 一部の冷却水配管模式図 一部の冷却水配管模式図 ＤＯＣとＤＰＦ付近の模式図 手動再生の報知設定例１ 手動再生の報知設定例２

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。

前記ＥＧＲバルブ４３においては、煤、ＨＣが付着するとともに結露などの水分と一体化して粘性状の液体となる。このような状態ではＥＧＲバルブ４３は作動するが、エンジンを停止させてエンジンが冷えると前記粘性状の液体が固着してしまい、エンジンを再始動させるとＥＧＲバルブ４３が動かなくなることがある。このような問題を解決するためにＥＧＲバルブ４３にクリーニング機能を設けている。即ち、エンジン停止後のアフターラン中にＥＧＲバルブ４３を強制作動させて粘性状の液体を除去することで、エンジンが冷えてもＥＧＲバルブ４３は固着しなくなる。

トラクタの作業時においては、負荷変動に伴ってスモーク濃度やＨＣ過多により、ＥＧＲバルブ４３の固着の一因になっている。特に、旋回開始時には負荷が一気に低下することでＨＣ過多となるため、ＥＧＲバルブ４３の可能性が高くなる。

そこで、トラクタが作業走行時において、旋回状態（ステアリングハンドル１６の操舵回動角が所定値以上）になるとＥＧＲバルブ４３を一時的に閉じる構成とし、所定時間後に低負荷で安定する状態になると、複数回の開閉動作（予作動）を行った後に適切な開度（定常開度：ＮＯX値に応じた値）になるように構成する。トラクタが作業走行時において、旋回状態に切り替わると、負荷が一気に抜けてスモークが発生するため、ＥＧＲバルブ４３の固着が発生し易くなるためである。

この一連の流れを図６のフローチャートと図７のタイムチャートに示している。これにより、ＥＧＲバルブ４３の固着要因を取り除くことができる。トラクタの作業走行の検出については、ＰＴＯクラッチの入り状態、プラウなどＰＴＯを使用しない作業機の場合は主変速と副変速の変速段数やエンジン負荷センサ等から判断する構成としている。

また、旋回状態はステアリングハンドル１６の切れ角センサの検出値（回動角）から検出するが、ステアリングハンドル１６を旋回方向に操舵していなくても、エンジン負荷センサ値が一気に低下することを検出することで、ＥＧＲバルブ４３を前述のように制御してもよい。

図７のタイムチャートにおいては、ステアリングハンドル１６の回動量（切れ角）が所定値以上の旋回中にＥＧＲバルブ４３を定常開度に戻す構成としている。これは、軽負荷の状態が安定するとスモークの発生が少なくなるので、ＥＧＲバルブ４３の固着が発生しないためである。

ただし、作業走行を開始してからＥＧＲバルブ４３を定常開度にするように構成してもよい。要するに、スモークが発生しない安定した状態であればＥＧＲバルブ４３は固着しない。合わせてエンジン負荷が安定（高負荷で安定）したところでＥＧＲバルブ４３を定常開度にするように構成してもよい。定常開度にする前の複数回の開閉動作（予作動）は一定（数秒程度）に設定されているが、これは、定常開度に戻すタイミングを略同じにすることで、ＮＯXの発生に影響を及ぼすことを防止するためである。

また、定常開度にする前の複数回の開閉動作（予作動）回数については、スモークセンサによりスモークの発生状況により変更するように構成してもよいが、一定の時間内で回数を変更する構成とする。スモークの発生が少ないときには（予作動）回数は２〜３回程度とし、スモークの発生が多いときには（予作動）回数を５〜６回程度行う構成とする。

前記ＤＰＦ４６ｂのＰＭ堆積量の異常検出について説明する。単位時間あたりの推定ＰＭ値を算出すると共にエンジン負荷率を検出し、エンジン運転中は前記推定ＰＭ値とエンジン負荷率を常時監視して連続したグラフ（図８）をＣＰＵ内で作成する。ラインＬ１は推定ＰＭ値を示し本来あるべき標準的なＰＭ値を示している。ラインＬ２はエンジン負荷率を示している。即ち、エンジン負荷率が低い状態（排気ガス温度低）のときは、推定ＰＭ値は高くなり、エンジン負荷率が高い状態（排気ガス温度高）のときは、推定ＰＭ値は低くなる。

しかしながら、エンジン負荷率が高い状態にもかかわらず実際のＰＭ値（ラインＬ１ａ）が高い状態を検出（図８の△）すると、センサ等の異常が考えられる。実際のＰＭ値は、ＤＰＦ４６ｂ前後の差圧を圧力センサ５８、５３で監視しているが、この圧力センサ５８、５３の異常が考えられる。

図９には前述したＰＭ値の異常検出のフローチャートを示している。異常の場合には、メータパネルに異常表示や点検を促す表示を行なう構成とする。このように構成することで、システムとして不具合を発生している場合、単体のセンサ類だけの異常を監視するのみでは不具合と認識しにくいが、標準の推定値を実際の値を比較することで、早期から異常を発見しやすくなり、エンジン、ＤＰＦ、センサ類の致命的なトラブルを回避できる。

図１０はＥＧＲ回路４４のＥＧＲ配管８０の断面を示している。ＥＧＲ配管８０は下カバー８１と上カバー８２（左カバーと右カバーでもよい）で覆う構成としている。そして、下カバー８１と上カバー８２を温度によって伸縮する部材でＫ連結している。即ち、温度が高くなると伸びて、温度が低くなると縮む部材Ｋで構成している。図１０は低温時で、図１１は高温時である。高温になると、下カバー８１と上カバー８２の間に隙間が生じるので、冷却風がＥＧＲ配管８０に当たるので、排気ガス温度が下がりエンジン性能が向上する。また、低温時には冷却風がＥＧＲ配管８０に直接当たらないので、過冷却を防止できてデポジットが生成されるのを防止できる。

図１２は冷却水の流れを示す模式図である。符号８４はウォーターポンプ、符号８５はサーモスタットハウジング、符号８５ａはサーモスタットハウジングのバイパス配管、符号８６はラジエータ、符号５７はＥＧＲクーラを示している。

この特徴は、ＥＧＲクーラ５７の冷却水配管とサーモスタットハウジングのバイパス配管８５ａを合流させ、ウォーターポンプ８４の上流（入口）に接続することである。オイルクーラやＥＧＲシステムなど冷却対象が増えることで、ウォーターポンプ入口に接続する冷却水戻り配管が増えるため、ＥＧＲクーラの冷却水戻りとサーモスタットハウジングのバイパス回路を途中で合流させて戻すことで、ウォーターポンプ８４に接続する冷却水配管を少なくして簡素に構成できる。

図１２は冷機時の冷却水の流れを示している。冷機時にはＥＧＲクーラ５７の冷却水とサーモスタットのバイパス配管８５ａを合流させて還元するので、ＥＧＲクーラ５７の冷却水量は低下するが、冷機時はＥＧＲガス流量が少ないことや、ＥＧＲクーラ５７内に外気温相当の冷却水が滞留しているので、十分な冷却能力が得られる。

図１３は暖気後の冷却水の流れを示している。暖気が進むにつれてＥＧＲガス流量が増加し、エンジン冷却水温が上昇し、ＥＧＲクーラ５７に多くの冷却水量が必要になると、サーモスタットが開きバイパス回路が閉じるため、必要な冷却水量を確保できる。

図１４はＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂを流れる排気ガスの模式図を示している。ＤＯＣ４６ａの上流に切換バルブ８７を設け、排気ガスがＤＯＣ４６ａに流れる経路と、ＤＯＣ４６ａを迂回して迂回路８８を流れる経路に切り換え可能に構成している。

ＤＰＦ４６ｂ内のＰＭ堆積量に応じて手動再生の前期と後期を設定する構成とする。手動再生が必要になった場合、ランプ及びブザーで報知する構成で、手動再生前記の圃場内が最も報知レベルが低く、手動再生後期で路上（圃場外）が最も報知レベルを高くした設定とする（図１５）。圃場内外の判別は、ＣＣＤカメラやＧＰＳの作業軌跡等で判別する構成とする。これにより、圃場外でＤＰＦの保守管理を行うことで、作業能率が向上する。

また、別の実施例としては、手動再生前期の作業中が最も報知レベルが低く、手動再生後期で移動中が最も報知レベルを高くした設定とする（図１６）。これにより、移動工程でＤＰＦの保守管理を行うことで、作業能率が向上する。

トラクターやコンバイン等の農作業機を始めその他の作業車両にも利用可能である。

Ｅ ディーゼルエンジン
１６ ステアリングハンドル
４３ ＥＧＲバルブ
４４ ＥＧＲ回路

Claims (3)

1. 排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路（４４）を有するディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載したトラクタにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）に排気ガスの還元量を調整するＥＧＲバルブ（４３）を設け、作業走行中に少なくともステアリングハンドル（１６）の操舵回動角が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を閉じる構成とし、その後ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタ。
2. 前記ステアリングハンドル（１６）の操舵回動角が所定値以下に戻ると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. 排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路（４４）を有するディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載したトラクタにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）に排気ガスの還元量を調整するＥＧＲバルブ（４３）を設け、作業走行中にエンジン負荷率が所定値以上低減した状態が所定時間以上継続すると、前記ＥＧＲバルブ（４３）を閉じる構成とし、その後ＥＧＲバルブ（４３）を複数回強制作動させてから開き位置に回動させることを特徴とするトラクタ。

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