JP2022102932A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＦ再生時のポスト噴射燃料削減を課題とする。【解決手段】排気ガスを浄化する後処理装置（４６）を備えたディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載した作業車両において、排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を除去するディーゼルパティキュレートフィルタＤＰＦ（４６ｂ）の上流側に圧力センサ（５８）を設け、ＤＰＦ（４６ｂ）の下流側に圧力センサ（５３）を設け、前記上流側圧力センサ（５８）と下流側圧力センサ（５３）の差圧値に応じてＤＰＦ（４６ｂ）の第１目標再生温度（Ｔａ）を決定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７

Description

この発明は作業車両に関し、特に排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の再生に関する。

ＰＭ堆積量が所定値を超えるとＤＰＦの再生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２０１１－２４７１２９号公報

前述のような技術では、ＰＭ堆積量が所定値を超えた直ぐの状態においても、ＰＭ堆積量が限界に近い状態においても、ＤＰＦの目標再生温度は同じである。このため、ＰＭ堆積量が所定値を超えた直ぐの状態においては、ポスト噴射における燃料噴射量が多いという問題がある。

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、排気ガスを浄化する後処理装置（４６）を備えたディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載した作業車両において、排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を除去するディーゼルパティキュレートフィルタＤＰＦ（４６ｂ）の上流側に圧力センサ（５８）を設け、ＤＰＦ（４６ｂ）の下流側に圧力センサ（５３）を設け、前記上流側圧力センサ（５８）と下流側圧力センサ（５３）の差圧値に応じてＤＰＦ（４６ｂ）の第１目標再生温度（Ｔａ）を決定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、前記ＤＰＦ（４６ｂ）の出口に設けた温度センサ（５９）の値が前記第１目標再生温度（Ｔａ）となるようにポスト噴射を行う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、酸化触媒ＤＯＣ（４６ａ）の入口側に温度センサ（６２ａ）を設け、測定されたＤＯＣ（４６ａ）の入口側の排気ガス温度からＤＰＦ（４６ｂ）の第２目標再生温度（Ｔｂ）を決定する構成とし、前記ＤＰＦ（４６ｂ）の出口に設けた温度センサ（５９）の値が前記第２目標再生温度（Ｔｂ）となるようにポスト噴射を行う構成とし、前記ＤＯＣ（４６ａ）の入口側の温度から決定された第２目標再生温度（Ｔｂ）と、前記上流側圧力センサ（５８）と下流側圧力センサ（５３）の差圧値から決定された第１目標再生温度（Ｔａ）との比較を行い、低い側の温度をＤＰＦ（４６ｂ）の第３目標再生温度（Ｔｃ）に決定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。

本発明は上述のごとく構成したので、ポスト噴射での燃料噴射量を抑制でき、ＤＰＦの再生を継続できる。

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 酸素センサへの通電のタイムチャート図 ＤＰＦの再生温度決定のフローチェート図 ＤＰＦの取付断面図 冷却ファンを外したエンジンの全体図

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固着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。

図５に示すように、シリンダー５と過給機ＴＢとの間に排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ（ラムダセンサ）７０を設けており、空燃比が適切となるように制御している。酸素センサ７０は、通電中に水分が付着すると損傷しやすくなるという性質がある。

冷機運転時にはエンジンから凝縮水が排出されるため、酸素センサへの通電時間が早すぎるとセンサ素子が破損してしまうので、酸素センサには通電していない。この場合、酸素センサが稼働するまでは排気酸素濃度が分からないため、通電開始が遅くなるほどＰＭ堆積量を算出する精度が悪くなる。即ち、酸素センサへの通電は、早すぎても遅すぎても問題がある。

このような酸素センサ７０を保護するために、以下のような制御を行う構成とする。ディーゼルエンジンＥから後処理装置４６に流れる排気ガス経路上に排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ７０を設け、エンジン始動後の所定時間後に前記酸素センサ７０に通電する構成とする。また、後処理装置４６の入口側の排気ガス温度を検出する温度センサ７１を設け、エンジン停止前の排気ガス温度が所定値以下の場合、エンジン再始動後から酸素センサ７０の通電開始までの時間を前記所定時間よりも長くする構成とする。また、エンジン停止後からエンジン再始動時までの時間が所定時間よりも長くなると、エンジン再始動後から酸素センサ７０の通電開始までの時間を前記所定時間よりも長くする構成とする。

これにより、冷機運転時に発生する凝縮水により、酸素センサ７０が損傷するのを防止できる。

また、前回のエンジンのシャットダウン（キーオフ）からの時間間隔と、前回のエンジンのシャットダウン（キーオフ）前の後処理装置４６の入口排ガス温度（温度センサ７１で測定）に応じて酸素センサへの通電時間を決めることで、酸素センサ７０への通電を適正に行うことができ、酸素センサ７０を破損させることなくＰＭ堆積量の算出を精度良く行うことができる。

具体的には、図６に示すように、前回のエンジンのキーオフ前の後処理装置４６の入口排ガス温度については、キーオフする２分間から１分前までの平均温度temp00を算出する構成とする。また、前回のエンジンのキーオフから今回のエンジンのキーオンまでの時間間隔をt00とする。そして、前記平均温度temp00においては実験結果から導かれる一番低い状態の温度temp01が想定されるときであって、前記時間間隔においては一番長い状態が想定される時間t01（エンジン自体の温度が外気温度と略同じ時間まで下がる時間）のときにおいては、冷機運転の時間が長くなるので、キーオンされてから酸素センサ７０に通電するまでの時間t02を一番長くする構成とする。これにより、酸素センサ７０の破損を防止できるようになり、必要以上に酸素センサ７０に通電するまでの時間が長くならないので、適正な空燃比でエンジンを運転できるので、ＰＭの堆積を抑制できる。

前記酸素センサ７０においては、定期的に校正を行う必要がある。この校正の具体的方法は、定期稼働時間（閾値）に達したときの手動再生後に実施する。手動再生後にアッシュ飛ばし工程を実施し、ハイアイドリングにて排ガス温度を冷却して安定させる。ハイアイドリングからローアイドリングにエンジン回転数を減少させる。減速過程での無噴射期間に、酸素濃度２０.９%でセンサー校正を行う構成とする。このような条件によって酸素センサ７０が校正されるので、適正な空燃比でエンジンが運転可能となる。

前述したように、ＤＰＦ４６は再生する必要があるが、ＤＰＦの再生時には目標再生温度が設定されている。目標再生温度は、ＤＰＦ４６ｂの出口に設置している温度センサ５９で計測する値である。この目標再生温度については、ＤＦＰ４６ｂ内のＰＭ堆積量から決定する第１目標再生温度Ｔａと、ＤＯＣ４６ａの入口温度から決定する第２目標設定温度Ｔｂとを比較して、低い側の温度をＤＰＦ４６ｂの再生温度（第３目標設定温度Ｔｃ）に決定する構成とする。この流れを図７のフローチャートに示している。

排気ガス中の粒状化物質ＰＭを除去するＤＰＦ４６ｂの上流側に圧力センサ５８を設け、ＤＰＦ４６ｂの下流側に圧力センサ５３を設けている。そして、前記上流側圧力センサ５８と下流側圧力センサ５３の差圧値に応じてＤＰＦ４６ｂの第１目標再生温度Ｔａを決定するように構成とする。

ＤＰＦ４６ｂの出口に設けた温度センサ５９の値が第１目標再生温度Ｔａとなるようにポスト噴射を行う。

酸化触媒ＤＯＣ４６ａの入口側に温度センサ６２ａを設け、測定されたＤＯＣ４６ａの入口側の排気ガス温度からＤＰＦ４６ｂの第２目標再生温度Ｔｂを決定する。

ＤＰＦ４６ｂの出口に設けた温度センサ５９の値が前記第２目標再生温度Ｔｂとなるようにポスト噴射を行う。

ＤＯＣ４６ａの入口側の温度から決定された第２目標再生温度Ｔｂと、上流側圧力センサ５８と下流側圧力センサ５３の差圧値から決定された第１目標再生温度Ｔａとの比較を行い、低い側の温度をＤＰＦ４６ｂの第３目標再生温度Ｔｃに決定する。

これにより、ポスト噴射での燃料噴射量を抑制でき、ＤＰＦの再生を継続できる。

ＤＯＣ４６ａの入口側の排気ガス温度は、図５に示す温度センサ６２ａで測定する。ＤＯＣ４６ａの入口側の排気ガス温度が低い場合であっても、ポスト噴射（メイン噴射後）を行うことで、ＤＰＦ４６ｂの昇温がある程度可能である。しかしながら、ポスト噴射された燃料が、ＤＯＣ４６ａあるいはＤＰＦ４６ｂ内で完全に反応しきれず、場合によっては多量の炭化水素（ＨＣ）を排出してしまう可能性がある。

通常ＤＰＦ再生温度は一定であるが、軽負荷運転に入った時に再生は直ぐに停止させたくなく、出来る限り再生を継続させたい場面がある。即ち、負荷が低い運転状態(例えばＤＯＣ入口温度が低い状態)になっても、ＤＯＣ入口温度に応じて再生温度を下げることで、ＨＣの排出を抑制させながらＤＰＦ再生を継続させることができるようになる。

寒冷地におけるエンジン始動時には、一部の排気ガスをエンジンルーム内に排出し、水温上昇の補助、オイル温度上昇の補助を行い、エンジン自体の温度を速やかに上昇させることで、エンジン自体の低温度での摩擦係数大の状況を改善可能となる。

ＤＰＦ４６ｂの固定については、図８に示すように、先ず支持台７１をエンジン本体に対してボルト７２（長手方向の複数のボルト）で取り付け、支持台７１上にＤＰＦ４６ｂを載置し、ＤＰＦ４６ｂの上から覆うようにカバー７３を被せて、カバー７３を支持台７１に対して複数のボルト７４で固定する構成とする。これにより、ＤＰＦ４６ｂは安定して支持可能となる。

また、カバー７３にフランジ部７３ａを形成し、このフランジ部７３ａに温度センサや圧力センサ等の電装品を取り付ける構成とする。即ち、ＤＰＦ４６ｂから熱の影響を受けない距離に離した位置に電装品を取り付ける構成とする。これにより、電装品の劣化や損傷を防止可能となる。

図９はエンジンの冷却ファンを外した図面を示している。エンジンＥには各種電装品が装着されており、その電装品の電線７５を案内するためのガイド部７６を予め形成する構成とする。これにより、電線７５のバタツキを防止でき、ベルト７７などの回転体に巻き込まれるのを防止できる。また、工場での組み立て時に作業者による組付けバラツキを防止できる。

トラクタやコンバイン等の農作業機を始めその他の車両にも利用可能である。

Ｅ ディーゼルエンジン
ＰＭ 粒状化物質
Ｔａ ＤＰＦ上流側圧力センサとＤＰＦ下流側圧力センサの差圧値に応じて決定する第１目標再生温度
Ｔｂ ＤＯＣの入口側の排気ガス温度から決定する第２目標再生温度
Ｔｃ 第３目標再生温度（第１目標再生温度と第２目標再生温度の低い側の温度）
４６ 後処理装置
４６ａ ＤＯＣ
４６ｂ ＤＰＦ
５３ ＤＰＦ下流側の圧力センサ
５８ ＤＰＦ上流側の圧力センサ
５９ ＤＰＦ出口側の温度センサ
６２ａ ＤＯＣ入口側の温度センサ

Claims (3)

1. 排気ガスを浄化する後処理装置（４６）を備えたディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載した作業車両において、排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を除去するディーゼルパティキュレートフィルタＤＰＦ（４６ｂ）の上流側に圧力センサ（５８）を設け、ＤＰＦ（４６ｂ）の下流側に圧力センサ（５３）を設け、前記上流側圧力センサ（５８）と下流側圧力センサ（５３）の差圧値に応じてＤＰＦ（４６ｂ）の第１目標再生温度（Ｔａ）を決定するように構成したことを特徴とする作業車両。
2. 前記ＤＰＦ（４６ｂ）の出口に設けた温度センサ（５９）の値が前記第１目標再生温度（Ｔａ）となるようにポスト噴射を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 酸化触媒ＤＯＣ（４６ａ）の入口側に温度センサ（６２ａ）を設け、測定されたＤＯＣ（４６ａ）の入口側の排気ガス温度からＤＰＦ（４６ｂ）の第２目標再生温度（Ｔｂ）を決定する構成とし、前記ＤＰＦ（４６ｂ）の出口に設けた温度センサ（５９）の値が前記第２目標再生温度（Ｔｂ）となるようにポスト噴射を行う構成とし、前記ＤＯＣ（４６ａ）の入口側の温度から決定された第２目標再生温度（Ｔｂ）と、前記上流側圧力センサ（５８）と下流側圧力センサ（５３）の差圧値から決定された第１目標再生温度（Ｔａ）との比較を行い、低い側の温度をＤＰＦ（４６ｂ）の第３目標再生温度（Ｔｃ）に決定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。

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