(57)【要約】【課題】過給器付きのエンジンにおいて、効率の良いＤＰＦの再生を課題とする。【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、ディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂの上流側に過給器ＴＢを有する通常排気経路７２を構成し、該通常排気経路７２を迂回する排気迂回経路７０を構成し、該排気迂回経路７０に第一バルブ７１を設け、ディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂの再生時には第一バルブ７１を開くように構成したことを特徴とする作業車両とする。【選択図】図６
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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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側に過給器（ＴＢ）を有する通常排気経路（７２）を構成し、該通常排気経路（７２）を迂回する排気迂回経路（７０）を構成し、該排気迂回経路（７０）に第一バルブ（７１）を設け、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生時には第一バルブ（７１）を開くように構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記通常排気経路（７２）に第二バルブ（７３）を設け、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には前記第二バルブ（７３）を閉じ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。
【請求項３】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側に温度センサ（７４）を設け、温度センサ（７４）の検出値が所定値以上になると前記第一バルブ（７１）を閉じるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両。
【請求項４】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の下流側に温度センサ（７４ａ）を設け、この温度センサ（７４ａ）の検出値が所定値以下の場合は、第一バルブ（７１）は閉じないように構成し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、ＤＰＦの上流側に燃料噴射ノズルと点火プラグを有するバーナー燃焼室を設け、ＤＰＦ内のＰＭ量が多くなるとバーナーに点火して排気ガス温度を上げ、高温の排気ガス温度でＤＰＦ内のＰＭを焼く飛ばす構成である（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】特開平８−２６０９４４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、エンジンに高負荷が作用して排気ガス温度が高くなりすぎると、ＤＰＦ再生のための燃料噴射ノズルは排気ガスから熱害を受けてしまい損傷してしまう可能性がある。また、ＤＰＦ再生のための燃料噴射ノズルを設けているので高価になり、燃料が多く消費されてしまう。
【０００５】
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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側に過給器（ＴＢ）を有する通常排気経路（７２）を構成し、該通常排気経路（７２）を迂回する排気迂回経路（７０）を構成し、該排気迂回経路（７０）に第一バルブ（７１）を設け、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生時には第一バルブ（７１）を開く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】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生時には第一バルブ（７１）を開く。排気ガスは、通常排気経路（７２）と排気迂回経路（７０）の両方を通過する。過給器（ＴＢ）のある通常排気経路（７２）を通過する排気ガスの量が減るので、過給器（ＴＢ）の抵抗による排気ガス温度低下を防止できる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記通常排気経路（７２）に第二バルブ（７３）を設け、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には前記第二バルブ（７３）を閉じ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。
【０００９】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には前記第二バルブ（７３）を閉じる。排気ガスは排気迂回経路（７０）のみを通過するので、過給器（ＴＢ）の抵抗を受けることがない。このため、さらに排気ガス温度の低下を防止できる。
【００１０】
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）の上流側に温度センサ（７４）を設け、温度センサ（７４）の検出値が所定値以上になると前記第一バルブ（７１）を閉じるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両としたものである。
【００１１】
温度センサ（７４）の検出値が所定値以上になると前記第一バルブ（７１）を閉じる。
請求項４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）の下流側に温度センサ（７４ａ）を設け、この温度センサ（７４ａ）の検出値が所定値以下の場合は、第一バルブ（７１）は閉じないように構成したことを特徴とする請求項３に記載の作業車両としたものである。
【００１２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側の温度センサ（７４）検出値が所定値以上でも、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の下流側の温度センサ（７４ａ）の検出値が所定値以下の場合は、第一バルブ（７１）は閉じない。
【発明の効果】
【００１３】
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、過給器（ＴＢ）のある通常排気経路（７２）を通過する排気ガスの量が減るので、過給器（ＴＢ）の抵抗による排気ガス温度低下を防止できる。これにより、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生が効率良く実施できる。
【００１４】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）再生時には第二バルブ（７３）を閉じる。従って、排気ガスは排気迂回経路（７０）のみを通過するので、過給器（ＴＢ）の抵抗を受けることがない。このため、さらに排気ガス温度の低下を防止できるので、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生が短い時間で効率良く実行可能となる。
【００１５】
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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側の温度センサ（７４）検出値が所定値以上になると第一バルブ（７１）を閉じるので、異常高温によるディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の劣化や損傷を防止できる。
【００１６】
請求項４記載の発明においては、請求項３の効果に加え、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側の温度センサ（７４）検出値が所定値以上でも、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の下流側の温度センサ（７４ａ）の検出値が所定値以下の場合は、第一バルブ（７１）は閉じないので、効率良く再生可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】排気系の模式図
【図７】排気系の模式図
【図８】エンジンの斜視図
【図９】ブロック図
【図１０】ポスト噴射と排気温度のフローチャート
【図１１】ヒータとポスト噴射と排気温度のフローチャート
【図１２】排気系の模式図
【図１３】ＤＰＦ支持部の斜視図
【図１４】エンジンとＤＰＦ支持の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
図６について説明する。図６に示す図は図５に示した図と同様に吸気系と排気系の模式図の別実施例である。
過給器ＴＢの排気タービン４５の上流側と後処理装置４６との間に排気迂回経路７０を設け、この排気迂回経路７０に第一バルブ７１を設ける構成とする。
【００６０】
ＤＰＦ４６ｂの強制（手動）再生は、機体は停車状態、エンジン回転数はアイドリング回転数、メイン噴射の後にポスト噴射を行うものである。ＤＰＦ４６ｂの強制再生は、これ以上機体を走行させるとＤＰＦ４６ｂ内のＰＭの詰まり状態が飽和してしまい、ＤＰＦ４６ｂが損傷してしまう可能性があるので、機体を停車させた状態で行う。
【００６１】
このように、ＤＰＦ４６ｂの手動再生はアイドリング回転数で行うので、排気温度が低い状態のため、再生可能な温度になるまで時間を要する。特に、過給器ＴＢを搭載しているエンジンにおいては、排気タービン４５が抵抗となるため排気温度の上昇に時間がかかってしまう。
【００６２】
そこで、ＤＰＦ４６ｂの手動再生を行うときには、前記排気迂回経路７０の第一バルブ７１を全開する構成とする。これにより、排気ガスの一部は排気タービン４５を通過しないので、排気温度の低下を招くことなく、速やかに再生温度まで上昇していく。手動再生を行わないときには、第一バルブ７１は全閉とする。
【００６３】
また、排気タービン４５側の通常排気経路７２にも第二バルブ７３を設ける構成としている。そして、ＤＰＦ４６ｂの手動再生を行うときには前記第二バルブ７３を全閉とすることで、再生温度の達する時間が短くなる。
【００６４】
また、後処理装置４６上流側の温度センサ７４において、手動再生を行うときに高温になりすぎると、前記第一バルブ７１を閉じる構成とする。これにより、後処理装置４６の損傷等を防止できる。
【００６５】
また、前記後処理装置４６の下流側に温度センサ７４ａを設け、この検出値が所定値以下の場合は第一バルブ７１は閉じない構成とする。これにより、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好となる。
【００６６】
また、前記温度センサ７４の値を適正値とするために、前記第一バルブ７１と第二バルブ７３を可変制御する構成とする。これにより、排気温度上昇を速やかにできると共に、排気温度が高温になる過ぎるのを防止できる。
【００６７】
図７は排気系の簡易模式図であるが、通常の排気系７８とは別に、バルブ７９とブロワー７６とバーナー７５を有する排気系を設ける。そして、ＤＰＦ４６ｂを再生するときには、バーナー７５に点火し、エンジンＥからベルト７７伝動でブロワー７６を駆動し、バルブ７９を開く構成とする。これにより、高温ガスがＤＰＦ４６ｂに送られるので、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好になる。
【００６８】
また、通常の排気系７８に燃料噴射装置８３を設けている。バルブ７９を閉じているか、又はバーナー７５を有していない場合において、ＤＰＦ４６ｂの自動再生を行うときには、燃料噴射装置８３から燃料を噴射することで燃料がＤＯＣ４６ａ内で酸化燃焼し、高温のガスがＤＰＦ４６ｂに流れることでＤＰＦ４６ｂの再生が良好となる。
【００６９】
図８はエンジンＥを始動させることなくＤＰＦ４６ｂを再生する方法である。即ち、ＤＰＦ４６ｂの上流側に外部導入管８０を接続し、外部の高温発生器（灯油バーナー８１等）から発生させた高温ガスをＤＰＦ４６ｂに送ってＤＰＦ４６ｂを再生させる構成である。これにより、低騒音でＤＰＦ４６ｂを再生可能となる。
【００７０】
また、ＤＰＦ４６ｂの手動再生時においては、トラクタであれば後部に装着している作業機２１を連続的に昇降させて負荷をかけるようにしてもよい。また、コンバインであれば、機体前部の刈取装置を連続的に昇降させてもよい。これにより、エンジンに負荷がかかるので排気温度が速やかに上昇し、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好となる。
【００７１】
また、このようにエンジンに意図的に負荷をかけることで、ポスト噴射後にエンジン回転数を自動的に下げることが可能となる。従って、オイルの中に燃料の一部が混入するのを防止できるようになる。
【００７２】
トラクタにおいては、作業によっては軽負荷作業がある（代掻き等）。このときにおいては、ＤＦＰ４６ｂを自動再生しようとしても、負荷が小さいために排気温度上昇が鈍いためにＤＰＦ４６ｂの再生が行われないことがある。そこで、図９に示すように、軽負荷作業を行うときには意図的に軽負荷モードスイッチ８２を入りとする。これにより、ポスト噴射量を増大させたり、ポンプリリーブの負荷掛けを行うようにするので、排気温度が速やかに上昇してＤＰＦ４６ｂの再生が良好にできるようになる。
【００７３】
また、エンジン負荷が所定値以下のときにおいては、前記軽負荷モードスイッチ８２がなくても、あるいは軽負荷モードスイッチ８２を入り状態にするのを忘れていても、前述のような制御を行うように構成してもよい。負荷の演算は、設定しているエンジン回転数Ｒを維持可能な最大燃料噴射量を分母とし、エンジン回転数を実際に維持するために使用されている現在の燃料噴射量を分子として負荷率を算出する。
【００７４】
トラクタにおいては、作業機（ロータリ）２１のＰＴＯ回転数を選択可能に構成している。変速段数は、１速、２速、３速、４速、Ｒ速等がある。状況に応じてこれらの変速段数を決めるが、変速段数が低いとエンジンに作用する負荷が小さい。このようなときには排気温度上昇が鈍くなるので、ＤＰＦ４６ｂの自動再生が良好にできない。そこで、ＰＴＯの変速段数が低い場合には、メイン噴射の後に行うポスト噴射の燃料噴射量を多くする構成とする。これにより、排気温度が上昇して、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好にできるようになる。図１０にこのフローチャートを示している。
【００７５】
また、ＤＰＦ４６ｂの周囲にヒータ（図示せず）を巻き付けておき、ＤＦＰ４６ｂの自動再生を行うときには、蓄電池から電流をヒータに流してＤＰＦ４６ｂの加熱をアシストするように構成してもよい。図１１にこのフローチャートを示している。
【００７６】
図１２は後処理装置４６の上流側に燃焼室８４を設ける構成である。燃料室８４には第一燃料噴射バルブ８７と点火用グロープラグ８６を設ける構成である。さらに、点火用グロープラグ８６から離れた位置に第二燃料噴射バルブ８８を設ける構成である。後処理装置４６を再生するときには、第一燃料噴射バルブ８７から燃料を噴射するとともに点火用グロープラグ８６に通電して燃料に着火する構成である。これにより、高温の排気ガスが後処理装置４６に流れることで、再生が良好となる。さらに、点火用グロープラグ８６から離れた位置にある第二燃料噴射バルブ８８から燃料を噴射すると、燃えない燃料がＤＯＣ４６ａ内に入り、酸化燃焼する。これにより、さらなる高温のガスがＤＰＦ４６ｂへと流れるので、再生が速やかにできるようになる。
【００７７】
また、エンジンには油圧負荷装置（図示せず）を設けておいて、ＤＰＦ４６ｂを再生するときにはポンプを駆動して油圧負荷装置を作動させることでエンジンに負荷が作用し、排気温度が速やかに上昇していく。
【００７８】
また、前記作業機２１の駆動が中立であり、トラクタの走行変速が中立のときにおいて、エンジン作用している負荷率を算出し、この負荷率が所定値以下（トランスミッションの空転分）のときにおいては、一定時間後にエンジンを自動的に停止する構成とする。これにより、燃料消費が抑制されるとともに、ＤＰＦ４６ｂ内へのＰＭの堆積を防止できるようになる。また、このようなエンジン停止が数回おこなわれると、ＤＰＦ４６ｂの強制再生を行う構成とする。
【００７９】
図１３はＤＰＦ４６ｂの搭載支持部である。支持プレート８９に接触プレート９０を設け、バンド９２とボルト９１でＤＰＦ４６ｂをエンジン等に搭載している。接触プレート９０上にＤＰＦ４６ｂが直接に接触する構成であり、この接触プレート９０には放熱フィン９０ａを構成している。これにより、ＤＰＦ４６ｂの放熱が適度に行われるようになるので、エンジンルーム内の極度の温度上昇を防止でき、周辺機器の劣化を防止できるようになる。
【００８０】
図１４はＤＰＦ４６ｂの支持構成である。エンジンにポール９３を設け、回転部９４を介してＤＰＦ４６ｂを支持している。回転部９４はボルト９５で固定している。点検時においては、ボルト９５を外してＤＰＦ４６ｂを回転部９４を支点として矢印９６方向に回転させる。これにより、点検保守が容易となる。
【符号の説明】
【００８１】
ＰＭ    粒状化物質
ＴＢ    過給器
Ｅ    ディーゼルエンジン  
４６ｂ  ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
７０    排気迂回経路
７１    第一バルブ
７２    通常排気経路
７３    第二バルブ
７４    上流側温度センサ
７４ａ  下流側温度センサ
【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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【図１４】
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