(57)【要約】【課題】外気温が極端に低い場合はＤＰＦに影響を与えるファンの駆動を停止してもＤＰＦ自体の温度が下がってしまい、ＤＰＦの再生不良が発生してしまう。【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とディーゼルエンジンＥを搭載し、ディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂ内の粒状化物質ＰＭを除去する再生制御を行う構成の作業車両において、外気温度を検出する外気温度センサ７０を設け、外気温度センサ７０の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂの再生制御時のエンジン回転数を決定する構成とし、外気温度センサ７０の検出値が予め設定したしきい値Ｍを基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くな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５
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【特許請求の範囲】
【請求項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）とディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内の粒状化物質（ＰＭ）を除去する再生制御を行う構成の作業車両において、外気温度を検出する外気温度センサ（７０）を設け、外気温度センサ（７０）の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御時のエンジン回転数を決定する構成とし、外気温度センサ（７０）の検出値が予め設定したしきい値（Ｍ）を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるように構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
作業車両に湿度センサ（７１）を設け、この湿度センサ（７１）による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御を実行しない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。
【請求項３】
前記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スイッチ（７２）を設け、該手動再生スイッチ（７２）が入り状態のときはエンジンキースイッチ（７３）を切りにしてもエンジン停止を牽制するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
エンジン停止を可能とする緊急停止スイッチ（７３ａ）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気系に粒状化物質（ＰＭ）を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備え、ディーゼルエンジンを搭載した作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＰＦ内部に粒状化物質（ＰＭ）が溜まると排気温度を上昇させて除去（再生）する必要があるが、ＤＰＦ自体の温度が低いと再生が効率良く行われず再生不良になってしまう。そこで、車両に外気温センサを備え、この外気温センサが検出した外気温度が所定温度以下のときには、ＤＰＦの温度低下に影響を与えるファンを作動させない構成である。これにより、外気温が低いときにはファンにより起風された風をＤＰＦに当たらないようにし、ＤＰＦ自体の温度低下を防止してＤＰＦの再生を良好に行おうとする構成である（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記公知技術においては、外気温度が低いときにはＤＰＦに影響を与えるファン（コンデンサ）の駆動をしないことで、ＤＰＦ自体の温度が低下し過ぎないようにし、ＤＰＦの再生不良を防止しようとするものである。
【０００５】
しかしながら、外気温が極端に低い場合はファンの駆動を停止してもＤＰＦ自体の温度が下がってしまい、ＤＰＦの再生不良が発生してしまう。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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）とディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内の粒状化物質（ＰＭ）を除去する再生制御を行う構成の作業車両において、外気温度を検出する外気温度センサ（７０）を設け、外気温度センサ（７０）の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御時のエンジン回転数を決定する構成とし、外気温度センサ（７０）の検出値が予め設定したしきい値（Ｍ）を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くな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。
【０００７】
外気温度センサ（７０）の検出値に応じてディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御時のエンジン回転数を決定する。そして、外気温度センサ（７０）の検出値が予め設定したしきい値（Ｍ）を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるようにする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、作業車両に湿度センサ（７１）を設け、この湿度センサ（７１）による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御を実行しない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。
【０００９】
湿度センサ（７１）による検出値が所定値以下の場合は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生制御を実行しない。
請求項３記載の発明では、前記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スイッチ（７２）を設け、該手動再生スイッチ（７２）が入り状態のときはエンジンキースイッチ（７３）を切りにしてもエンジン停止を牽制するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両としたものである。
【００１０】
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スイッチ（７２）が入り状態のときはエンジンキースイッチ（７３）を切りにしてもエンジン停止を牽制する。
【００１１】
請求項４記載の発明では、エンジン停止を可能とする緊急停止スイッチ（７３ａ）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の作業車両作業車両としたものである。
緊急の場合は緊急停止スイッチ（７３ａ）でエンジンを停止する。  
【発明の効果】
【００１２】
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、外気温度が低いときにはエンジン回転数を高くすることで排気ガス温度が上昇し、これによりＤＰＦ（４６ｂ）自体の温度低下を抑制できるので、ＤＰＦ（４６ｂ）の再生を良好に行うことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、湿度センサ（７１）による検出値が所定値以下の場合は、ＤＰＦ（４６ｂ）の再生制御を実行しないので、排気系や排気口での火災の危険性を防止できる。
【００１４】
請求項３記載の発明においては、請求項１又は請求項２の効果に加え、ＤＰＦ（４６ｂ）の手動再生を行う手動再生スイッチ（７２）が入り状態のときはエンジンキースイッチ（７３）を切りにしてもエンジン停止を牽制するので、ＤＰＦ（４６ｂ）の再生を良好に行うことができる。
【００１５】
請求項４記載の発明においては、請求項３の効果に加え、緊急の場合は緊急停止スイッチ（７３ａ）でエンジンを停止するので、不慮の自体に対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図
【図２】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
【図３】トラクタの左側面図
【図４】トラクタの平面図
【図５】吸気系と排気系の模式図
【図６】再生のブロック図
【図７】排気管の断面図
【図８】フライホイール制御のブロック図
【図９】ＤＰＦの断面図
【図１０】バーナー燃焼制御のブロック図
【図１１】（ａ）ＤＰＦの断面図、（ｂ）従来のＤＰＦの断面図
【図１２】トラクタのエンジンルームの断面図
【図１３】トラクタのエンジンルームの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
なお、後述する各実施例は、理解を容易にするために、個別または混在させて図示、あるいは説明しているが、これらは夫々種々組合せ可能であり、これらの説明順序・表現等によって、構成・作用等が限定されるものではなく、また、相乗効果を奏する場合も勿論存在する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
前述のように、ＤＰＦ４６ｂの再生を行なう場合、外気温度により再生時のエンジン回転数を変更する構成とする。具体的には、外気温度センサ（７０）の検出値が予め設定したしきい値（Ｍ）を基準にして外気温度が高い状態よりも低い状態の方をエンジン回転数が高くなるように構成する。
【００５９】
しきい値Ｍが摂氏１５度の場合、摂氏１５度を越える常温域ではエンジン回転数を１１００ｒｐｍ程度とする。しきい値Ｍが摂氏０度〜１５度の場合、エンジン回転数を１２００ｒｐｍ程度とする。しきい値Ｍが摂氏０度〜−２０度程度の場合、エンジン回転数を１５００ｒｐｍ前後とする。しきい値Ｍが摂氏−２０度以下の場合、エンジン回転数を２０００ｒｐｍ程度とする。
【００６０】
ＤＰＦ４６ｂの再生を行う場合、通常は外部負荷が要求されるが、外部負荷が無ければ再生時に排気温度が不足して、白煙や刺激臭が問題となる。このような問題を防止するために、むやみに回転数を上げると騒音が高くなってしまう。
【００６１】
そこで、外気温度に応じて再生時のエンジン回転数を変更する構成とする。外気温度センサ７０は、前記ＥＣＵ１００に接続してもよいし、車両（トラクタ）側の制御装置（ＣＰＵ）２００に接続してもよい。ＥＣＵ１００とＣＰＵ２００はＣＡＮ通信で接続されており、情報のやりとりを行っている。外気温度センサ７０からの情報により、高圧ポンプ４を制御して燃料噴射ノズル６に送る燃料量を制御してエンジン回転数を変更する構成とする（図１）。
【００６２】
これにより、低温時に排気温度が上昇するので、再生が滞りなく実行される。また、常温時にはエンジン回転数を抑えることで、騒音も抑制可能となる。
７１は湿度センサであるが、この湿度センサ７１の検出値が所定値以下（４０％程度）の乾燥状態の場合は、ＤＰＦ４６ｂの再生は行わない構成とする。即ち、再生の要求があっても、ポスト噴射等の再生に関わる内容を行わない構成とする。特に、トラクタやコンバイン等の農業機械においては、排気系や排気管の近くに藁屑があると燃え易くなるが、このような不具合を防止することが可能となる。また、スイッチ等を入り操作して意図的にＤＰＦ４６ｂの再生を行う場合においては、再生を行わないことをランプの点灯やブザー等で報知する構成としている。
【００６３】
前記湿度センサ７１の代わりに通信機能で気象データを取得可能に構成し、外気が乾燥状態にある場合には、ＤＰＦ４６ｂの再生を禁止するように構成してもよい。
ＥＣＵ１００にはＤＰＦ４６ｂの手動再生スイッチ７２とエンジンキースイッチ７３が接続している（図６）。一旦手動再生スイッチ７２を入り状態にして再生に入っている場合は、エンジンキースイッチ７３を切りにしてエンジンを停止しようとしてもエンジン停止を牽制する構成とする。即ち、エンジンキースイッチ７３が切り位置でもエンジンを停止せずにＤＰＦ４６ｂの再生を継続する構成とする。そして、再生が完了することで自動的にエンジンを停止する構成とする。
【００６４】
この場合、エンジンキーをエンジンキースイッチ７３から抜いても、エンジンを停止せずに再生を継続し、再生が完了したら自動的にエンジンを停止する構成とする。また、このような状態をランプの点灯やブザー等で報知する構成とする。
【００６５】
ＤＰＦ４６ｂの手動再生中にエンジン停止すると、ＤＰＦ４６ｂ内に煤が残った状態になり、異常燃焼が発生してＤＰＦ４６ｂが溶損してしまうことがある、このような不具合を未然に防止できるようになる。
【００６６】
ただし、緊急の場合は再生中であってもエンジンを停止する必要があるので、緊急停止スイッチ７３ａを設け、この緊急停止スイッチ７３ａを押すとエンジンを停止する構成とする。これにより、不慮の自体に対応可能となる。
【００６７】
また、ＤＰＦ４６ｂの手動再生中は、左右のウインカランプ７４Ｌ，７４Ｒを同時に点滅させ、再生が完了すると点滅を停止してホーン７５を一度鳴らす構成とする。これにより、ＤＰＦ４６ｂが再生中であること、及び再生が完了したことを認識できる。
【００６８】
ＤＰＦ４６ｂを効率良く再生するためには、排気温度を上昇させる必要がある。このため、エンジンに負荷を掛ける必要がある。図７はその一例であり、排気管５５の出口にバルブ７６を設け、前記手動再生スイッチ７２が入り状態になると、ＥＣＵ１００からの信号でモータ７７を駆動して、バルブ７６で排気管５５の出口の一部を塞ぐ構成とする。これにより、エンジン負荷が上昇してＤＰＦ４６ｂの再生が効率良く実施可能となる。
【００６９】
また、ロータリ等の作業機２１を下げて地面に押し付けることで、昇降シリンダ７８作動の油圧ポンプ駆動のためにエンジン負荷が上昇するので、このような方法を用いてもよい。
【００７０】
また、エアコンスイッチ７９を強制的に入り状態としてエアコン用コンプレッサーを作動させてエンジンに負荷をかけるように構成してもよい。
また、図８に示すように、エンジンのフライホイール部８１に磁性体８２を設ける構成とする。そして、フライホイール部８１の外周をハウジング８３で覆い、ハウジング８３の内側にコイル８４を設ける構成とする。
【００７１】
前記手動再生スイッチ７２が入り状態になると、前記コイル８４に電流を流してフライホイール部８１に逆トルクを掛ける構成とする。
これにより、エンジンに負荷を与えることができるので、ＤＰＦ４６ｂの再生が効率良くできるようになる。
【００７２】
ＤＰＦ４６ｂの再生時においては、ＤＰＦ４６ｂ内の温度を早めに上昇させる必要がある。そこで、ＤＰＦ４６ｂから出てきた排気ガスの一部を排気管５５から大気中に放出し、一部をバルブ８６を介してＤＰＦ４６ｂの上流側に戻す構成とする（図９）。ＤＰＦ４６ｂ内には温度センサ６２を設けているので、この温度センサ６２の検出値が最適値となるように前記バルブ８６を制御する構成とする。
【００７３】
これにより、ＤＰＦ４６ｂ内の温度を早めに上昇させることができ、さらにＤＰＦ４６ｂ内の温度を最適に保持できるので、再生が効率良くできて再生時間も短くなる。
また、図１０に示すように、手動再生スイッチ７２を入り状態にすると、バーナ８８を点火してＤＰＦ４６ｂ内の噴射ノズル８９から火炎を放射する構成とする。これにより、一気にＤＰＦ４６ｂ内の温度が上昇するので、相対的にアフター噴射やポスト噴射を行うよりも燃料の使用量を少なくすることが可能となる。また、この場合においても、ＤＰＦ４６ｂ内の温度センサ６２の検出値が最適となるようにすることで、効率の良い再生が可能となる。
【００７４】
図１１（ａ）は後処理装置４６の断面図を示している。前述のごとく、上流側が酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａで、下流側がＤＰＦ４６ｂである。エンジンからの排気ガスはＤＯＣ４６ａの上流側に投入されるが、排気導入パイプ９０で投入される。この排気導入パイプ９０の従来の構成は、図１１（ｂ）に示すように、後処理装置４６の外側部分の直径をＫ２とすると、後処理装置４６内の直径もＫ２で同じ構成としていた。
【００７５】
これに対して、図１１（ａ）では、後処理装置４６の外側部分の直径をＫ２とすると、後処理装置４６内の直径はＫ１であり、Ｋ１＜Ｋ２の関係としている。これにより、後処理装置４６の長手方向の長さを短く構成できるので、トラクタやコンバイン等の車両に搭載するときに有利となる。
【００７６】
図１２はトラクタに後処理装置４６を搭載する構成を示している。後処理装置４６の長手方向が機体の前後方向となるように配置している。エンジンＥとボンネット９１との間の空間部Ｓの後方に後処理装置４６を搭載する構成である。このように狭い空間部に後処理装置４６を搭載する場合において、後処理装置４６をコンパクトにすることが有効である。後処理装置４６は、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂの両方の構成でもよいし、ＤＰＦ４６ｂのみの構成でもよい。
【００７７】
また、図１２においては、エンジンＥと後処理装置４６との間に遮熱板９２を設ける構成としている。ＤＰＦ４６ｂは熱を持つので、仮に燃料系統が破損してＤＰＦ４６ｂに飛散すると、引火してしまう可能性がある。そこで、遮熱板９２を設けることで、前述のような不具合を防止できる。また、ＤＰＦ４６ｂは温度が低い状態では再生が良好に行われない。特に、冷却ファン９３からの風が常時当たると問題がある。そこで、遮熱板９２で冷却ファン９３からの風が当たるのを防止できるようになる。
【００７８】
図１３に示す図面にはボンネットは省略しているが、前述した図１２と同じ空間部Ｓに後処理装置４６を配置している。後処理装置４６の長手方向が機体の左右方向となるように配置している。この場合も、遮熱板９４を設ける構成としている。そして、後処理装置４６に接続している排気管５５は、ステップ９５の下方を通過し、タイヤカバー９６の内側を通過して機体後部に配管している。ＤＰＦ４６ｂが再生中においては、排気ガス温度が高くなるが、前述のように排気管５５を機体後部まで配管することにより、排気管５５の長さが長くるので、排気管５５から排出される排気ガス温度を低くすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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。
【符号の説明】
【００８０】
ＰＭ    粒状化物質
Ｅ    ディーゼルエンジン  
Ｍ    しきい値
４６ｂ  ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
７０    外気温度センサ
７１    湿度センサ
７２    手動再生スイッチ
７３    エンジンキースイッチ
７３ａ  緊急停止スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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