(57)【要約】      （修正有）【課題】ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の濾過機能再生が自動的に開始したことを操縦者に分り易く報知することで、操縦者が戸惑うことなく刈取収穫作業を続けられるようにする。【解決手段】エンジンと、エンジンから排出される排気ガスを浄化するＤＰＦと、ＤＰＦにおける粒子状物質の堆積量を検出する堆積量計測手段と、堆積量計測手段で検出される粒子状物質の堆積量が所定量に達すると、エンジンの回転数を所定の報知回転数まで一旦低下させた後に、報知回転数よりも高い所定の再生回転数まで上昇させて自動的にＤＰＦ内に堆積したＰＭを除去する再生制御を開始するコントローラ１５を設けたコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（７）と、
該エンジン（７）から排出される排気ガスを浄化するＤＰＦ（１０）と、
該ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量を検出する堆積量計測手段と、
該堆積量計測手段で検出される粒子状物質の堆積量が所定量に達すると、エンジン（７）の回転数を所定の報知回転数まで一旦低下させた後に、前記報知回転数よりも高い所定の再生回転数まで上昇させて自動的にＤＰＦ（１０）内に堆積した粒子状物質を除去する再生制御を開始するコントローラ（１５）を設けた
コンバインのエンジン排気ガス処理装置。
【請求項２】
前記コントローラ（１５）は、
前記堆積量計測手段が、粒子状物質の堆積量が所定量に達したことを検出した時点において、前記エンジン（７）の回転数が前記再生回転数よりも高い場合には、この時点でのエンジン（７）の回転数を記憶するとともにエンジン（７）の回転数を前記報知回転数まで低下させた後に、エンジン（７）の回転数を記憶された回転数まで上昇させて自動的に前記再生制御を開始する構成とした
請求項１に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置。
【請求項３】
前記コントローラ（１５）は、
前記エンジン（７）の回転数が前記報知回転数に低下した場合に、前記再生制御を実行中であることをモニタ（２９）に表示する構成とした
請求項１または請求項２に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置。
【請求項４】
前記コントローラ（１５）は、
前記再生制御が実行されている状態において所定の脱穀処理操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止する構成とした
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置。
【請求項５】
前記コントローラ（１５）は、
前記再生制御が実行されている状態において所定の籾排出操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止する構成とした
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバインの排気ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射制御によって回転制御を行うコモンレール式ディーゼルエンジンの排気管にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）を設けて排気中の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、ＰＭ）を濾過除去し、そのＤＰＦ中に集積される粒子状物質を、高温排気によって燃焼させてＤＰＦの濾過機能を再生することができる。
【０００３】
例えば、特開２０１１−１９０７３８号公報には、ＤＰＦの目詰まりを条件として、グレンタンクの満量レベルの近傍に設定した基準レベルに穀粒貯留量が達した時点から、燃焼制御によってＤＰＦを再生しうる温度まで排気温度を昇温する事前昇温制御を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９０７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報記載の技術では、機体を停止させてグレンタンクから穀粒を排出する作業中にＤＰＦの濾過機能再生を行うことで、刈取走行作業の支障にならないようにしているが、刈取走行作業中にもディーゼルエンジンの排気温度を上昇させてＤＰＦの濾過機能を再生することが望まれている。
【０００６】
刈取走行作業中にＤＰＦの濾過機能再生が行われると、ＤＰＦ内の温度を高めるためにエンジンの機械的エネルギーの出力が低下するために、濾過機能再生が開始したことを知らずに刈取走行作業を続けると、脱穀装置等の作業機の処理効率が低下し、収穫対象物の詰りが発生するなどの問題が発生することがある。
【０００７】
そこで、本発明では、ＤＰＦの濾過機能再生が自動的に開始したことを操縦者に分り易く報知することで、操縦者が戸惑うことなく刈取収穫作業を続けられるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、エンジン（７）と、該エンジン（７）から排出される排気ガスを浄化するＤＰＦ（１０）と、該ＤＰＦ（１０）における粒子状物質の堆積量を検出する堆積量計測手段と、該堆積量計測手段で検出される粒子状物質の堆積量が所定量に達すると、エンジン（７）の回転数を所定の報知回転数まで一旦低下させた後に、前記報知回転数よりも高い所定の再生回転数まで上昇させて自動的にＤＰＦ（１０）内に堆積した粒子状物質を除去する再生制御を開始するコントローラ（１５）を設けたコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記コントローラ（１５）は、前記堆積量計測手段が、粒子状物質の堆積量が所定量に達したことを検出した時点において、前記エンジン（７）の回転数が前記再生回転数よりも高い場合には、この時点でのエンジン（７）の回転数を記憶するとともにエンジン（７）の回転数を前記報知回転数まで低下させた後に、エンジン（７）の回転数を記憶された回転数まで上昇させて自動的に前記再生制御を開始する構成とした請求項１に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記コントローラ（１５）は、前記エンジン（７）の回転数が前記報知回転数に低下した場合に、前記再生制御を実行中であることをモニタ（２９）に表示する構成とした請求項１または請求項２に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記コントローラ（１５）は、前記再生制御が実行されている状態において所定の脱穀処理操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止する構成とした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記コントローラ（１５）は、前記再生制御が実行されている状態において所定の籾排出操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止する構成とした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンバインのエンジン排気ガス処理装置とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、堆積量計測手段の粒子状物質の堆積量が所定量に達すると、自動的にエンジン（７）の回転数が再生回転数に上昇して排気ガスの温度を上昇させてＤＰＦ（１０）の再生制御が開始されるが、その際にエンジン（７）の回転数が一旦報知回転数まで低下することで、操縦者に濾過機能の再生制御開始をエンジン音と振動で報知することができ、これによって、操縦者は、能率的な刈取走行作業を行えこととなる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明のよる効果に加えて、エンジン（７）の回転数が一旦報知回転数まで低下して、操縦者にＤＰＦ（１０）の濾過機能の再生制御開始を報知した後に、再び元の作業中のエンジン回転数に戻って作業を支障なく継続できる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明のよる効果に加えて、エンジン（７）の回転数の変化だけでなく、モニタ（２９）に再生処理中が表示されることで、操縦者にＤＰＦ（１０）の濾過機能再生開始を確実に報知することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明のよる効果に加えて、前記再生制御が実行されている状態において所定の脱穀処理操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止するので、脱穀装置始動時に必要なエンジン出力を確保することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明のよる効果に加えて、前記再生制御が実行されている状態において所定の籾排出操作を検出すると、前記再生制御を一時的に停止するので、排出装置始動時に必要なエンジン出力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】排気管の拡大平面図である。
【図３】コンバインのエンジン搭載状態を示す側面図である。
【図４】コンバインのエンジン搭載状態を示す平面図である。
【図５】自動制御のブロック図である。
【図６】フロントパネルの正面図である。
【図７】コンバインにおける排気ガス処理装置の別第一実施例配置図である。
【図８】コンバインにおける排気ガス処理装置の別第二実施例配置図である。
【図９】排気管の冷却構造の別実施例側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、左右とはコンバインから機体前方に向かって左と右をいうものとする。
図1はコンバインの側面図を示し、クローラ走行装置１を装備した走行車台２の前部右側にキャビン３を搭載し、このキャビン３の後部にグレンタンク４を搭載し、該グレンタンク４の左側に脱穀装置５を搭載している。走行車台２の前側には刈取装置６を昇降可能に装着し、この刈取装置６で刈り取った穀稈をキャビン３の左側に設ける穀稈搬送装置で脱穀装置５に搬送する。
【００２０】
エンジン７は、キャビン３の下部で走行車台２に搭載し、その前部排気管８を酸化触媒コンバータ（以下、「ＤＯＣ」という）９の上部に繋ぎ、ＤＯＣ９から粒子状物質捕集フィルタ（以下、「ＤＰＦ」という）１０を通してその後下部から後方の地面に向けて後部排気管１１から排気ガスを排出する。後部排気管１１の後部には排気管冷却装置１２を装着している。この排気管冷却装置１２は、後部排気管１１の外周に設ける吸気口１２aから後部排気管１１を囲んで排気口１２ｂ側に空気を誘導し、後部排気管１１の外周に螺旋状に形成した誘導フィン１１aで空気を後部排気管１１の周囲で旋回させながら後方へ送って後部排気管１１から地面に吹き出す排気ガスを冷却する。
【００２１】
ＤＯＣ９とＤＰＦ１０の配置位置は、左側の脱穀装置５と右側のグレンタンク４の間で、かつピッチング油圧シリンダ１３の左側で、走行車台２の左右及び前後の中央に位置して、キャビン３内の操縦席から離れている。このようなＤＰＦ１０の位置は、脱穀装置５のトウミが吸い込む空気を暖めて収穫する穀粒を乾燥する効果がある。
【００２２】
ＤＰＦ１０は、フィルターで捕集した排気ガス中の黒煙などの粒子状物質（ＰＭ）が所定量以上になるとポスト噴射によって燃焼させる再生処理を自動的に行うが、走行速度が一定速度以下であると、一定箇所に高温の排気ガスが排出されて排藁に着火する危険性がある。
【００２３】
そして、ＤＰＦ１０の再生処理には、作業走行しながらＤＰＦ１０を高温にしてＰＭの焼却を行う自動ＰＤＦ再生処理と、安全な場所で走行を完全に停止してエンジンの燃料噴射を調整してＰＭの焼却を行う手動ＰＤＦ再生処理がある。
【００２４】
上記の自動ＤＰＦ再生処は、エンジン７の出力低下を招き、収穫作業の効率が低下して作業時間が長引くので、収穫作業中に再生処理が行われているかどうかを作業者に報知するために、次の制御を行っている。
【００２５】
図５に自動制御のブロック図を示している。
本機コントローラ（請求項におけるコントローラ）１５に入力するデータ信号は、刈取クラッチスイッチ１６のオン・オフ信号と、脱穀クラッチスイッチ１７のオン・オフ信号と、オーガ排出クラッチオフスイッチ１８ａのオン信号と、オーガ排出クラッチオンスイッチ１８ｂのオン信号がデジタル信号入力処理回路１９を介してＤＰＦ制御回路２０に入力し、ＤＰＦ差圧センサ３０のＤＰＦの吸排気圧力差と刈脱モノレバーのポジションセンサ２１の信号がアナログ信号入力処理回路２２を介してＤＰＦ制御回路２０に入力し、車速検出センサ２３の信号とエンジン回転検出センサ２４の信号が回転信号入力処理回路２５を介してＤＰＦ制御回路２０と走行距離カウント回路２６に入力し、走行距離カウント回路２６からＤＰＦ制御回路２０に入力する。
【００２６】
ＤＰＦ制御回路２０はタイマーカウント回路２７とエンジン／ＤＰＦ制御回路２８とでデータの交信を行う、モニタ２９に制御データの出力を行う。
モニタ２９は、操縦席の前に設けるフロントパネル３１の中央に設け、その下部にエンジン回転計３５を設け、左右には旋回方向灯３２Ｒ、３２Ｌと前照方向灯３３Ｄ、３３Ｕ表示切換スイッチ３４、ホーンスイッチ３６等を設ける。表示切換スイッチ３４はモニタ２９に表示するＰＤＦ再生中の表示を再生残り時間に切り換えるが、表示切換スイッチ３４を無くしてモニタ２９にＰＤＦ再生中と再生残り時間を同時に表示するようにしても良い。
【００２７】
ＤＰＦ１０の自動再生処理は、次の条件で制御する。
ＤＰＦ１０に堆積するＰＭの量を計測するＰＭ堆積量計測手段（請求項における堆積量計測手段）は、ＤＰＦ制御回路２０が取得するＤＰＦ差圧センサ４７のＤＰＦの吸排気圧力差からＰＭの堆積量を推測するか、走行開始のＰＭ堆積量と走行距離から読み取るＰＭ堆積推移グラフのデータで、現在のＰＭの堆積量を推測する手段で、そのＰＭ堆積量が所定値を超えると、自動的にＰＤＦ再生処理を開始する。このＰＤＦ再生処理開始をコンバインの操縦者に知らせるために、エンジン回転数を報知回転数である１２００ｒｐｍまで低下させた後に再生回転数である２０００ｒｐｍまで上昇させる。
【００２８】
なお、収穫作業中で再生開始時のエンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上であれば、エンジン回転数を報知回転数に低下した後に再生開始時のエンジン回転数に戻す。また、再生処理開始後に刈取クラッチスイッチ１６か脱穀クラッチスイッチ１７かオーガ排出クラッチオンスイッチ１８ｂのどれかをオンすると、エンジンに過大の負荷をかけないように再生処理を一時的に停止し、それらのスイッチのオン操作から所定距離走行後或いは所定時間経過後に再生処理を開始する。
【００２９】
また、グレンタンク４の籾排出作業が終了した時点でＰＤＦ再生処理が終了していない場合には、エンジン回転数を籾排出時の回転数に維持し冷却ファンの回転数を最大にしてエンジンに負荷を掛け続けて排気温度を高温状態に維持する。
【００３０】
また、ＤＰＦ１０を手動で再生処理する場合に、排気温度が再生処理に必要な温度になっていない場合には、エンジン回転を最大まで上昇させ、冷却ファンの回転を停止して暖気モードに入るようにする。
【００３１】
図７は、コンバインにおける排気ガス処理装置配置の別第一実施例で、尿素水タンク３９をキャビン３のステップ下或いは図示を省略するがラジエータ上部の冷却風とりいれ部に設け、窒素酸化物に尿素を触媒として加水分解されたアンモニアを窒素酸化物に反応させて窒素酸化物を無害な窒素に変えるＳＣＲ４１をグレンタンク４の下部で機体後部の燃料タンク４０の近くで走行車台２に搭載し、本機コントローラ１５をキャビン３の後部でエンジン７の上部に取り付ける。この配置で尿素水が熱で劣化することが無い。
【００３２】
図８は、コンバインにおける排気ガス処理装置配置の別第二実施例で、キャビン３とグレンタンク４に挟まれたＤＰＦ１０から立ち上がる排気管にＳＣＲ４１を配置し、ステップ下部の尿素水タンク３９の供給装置４２から尿素水を供給する。この配置で、停止時にＳＣＲ４１内の尿素水が落下して尿素水タンク３９に戻るようになる。
【００３３】
図９は、排気管４２の冷却構造の別実施例で、ＰＤＦ１０からの排気管４２を筒状の遮熱筒４３で囲み、冷却ファン４５の冷却風を導入筒４４を通して遮熱筒４３に吹き込んで排気管４２を冷却する。
【符号の説明】
【００３４】
７    エンジン
１０  ＤＰＦ
１５  コントローラ
２９  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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