エンジン
【課題】排気ガスの排出経路に設けている後処理装置内のディーゼルパティキュレートフィルタの効率のよい再生を課題とする。
【解決手段】過給器ＴＢと、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路４４と、過給器ＴＢの排気タービン４５の下手側に少なくとも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を有する排気ガス後処理装置４６を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路４４の入り口にＥＧＲバルブ４３を設け、排気ガス後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を下手側に絞り弁４７を設け、前記圧力センサ５２の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット１００を設けたことを特徴とするエンジンの構成とする。
【解決手段】過給器ＴＢと、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路４４と、過給器ＴＢの排気タービン４５の下手側に少なくとも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を有する排気ガス後処理装置４６を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路４４の入り口にＥＧＲバルブ４３を設け、排気ガス後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を下手側に絞り弁４７を設け、前記圧力センサ５２の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット１００を設けたことを特徴とするエンジンの構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス中の粒状化物質を除去する後処理装置を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の前後に温度センサを設けて、後処理装置を再生させる構成であり、排気ガスの排気経路の圧力を上昇させる手段は有していない構成である。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような技術では、エンジンの負荷状態の微妙な変化により排気ガスの温度も変化するので、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の詰り状態を適確に判断できない。また、排気ガスの排気経路の圧力を上昇させる手段は有していないので、低負荷状態が続くと排気ガス温度は高くならず、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生が不完全な状態となる。また、仮に排気ガスの温度が後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を再生可能な温度まで高くなっても、排気ガスは後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を一気に短い時間で通過してしまうため、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生効率が向上しないという欠点がある。
【０００４】
本発明の課題は、前述のような不具合を解消する作業車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、過給器（ＴＢ）と、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路（４４）と、過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）の下手側に少なくとも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）を有する排気ガス後処理装置（４６）を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）の入り口にＥＧＲバルブ（４３）を設け、排気ガス後処理装置（４６）の上手側に圧力センサ（５２）を下手側に絞り弁（４７）を設け、前記圧力センサ（５２）の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット（１００）を設けたことを特徴とするエンジンとしたものである。
【０００６】
請求項１の作用は、燃焼した排気ガスはシリンダから出ていくが、この途中で排気ガスの一部はＥＧＲ回路（４４）から吸気系に還元される。その後、排気ガスは過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）を回して後処理装置（４６）を通過して排出される。
【０００７】
後処理装置（４６）の一部を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を捕集するが、低負荷状態が長時間続くと粒状化物質（ＰＭ）が蓄積状態となって詰ってしまう。この詰り状態を圧力センサ（５２）で測定し、所定以上の圧力になると、後処理装置（４６）下手側の絞り弁４７を絞る。また、ＥＧＲ回路（４４）のＥＧＲバルブ（４３）も絞る。すると、排気ガス温度が上昇するので高温の排気ガスでＰＭが焼きとばされ、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）が再生する。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記排気ガス後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度を測定する温度センサ（５３）を設け、前記エンジンコントロールユニット（１００）は温度センサ（５３）が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側に制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンとしたものである。
【０００９】
請求項２の作用は、請求項１の作用に加え、温度センサ（５３）の値が所定値以上になると、ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にして排気ガス温度を下げる。
【発明の効果】
【００１０】
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、後処理装置（４６）の一部を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）が詰まったり、又詰まり気味状態になっても、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）に蓄積している粒状化物質（ＰＭ）を焼きとばして除去可能となり、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生が容易となる。特に、粒状化物質（ＰＭ）が詰った状態で軽負荷状態が続くと、排気ガス温度は低い状態のままであるので、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生はできないが、絞り弁（４７）とＥＧＲバルブ（４３）を意図的に絞ることで排気ガス温度を上昇させ、どのような状況であっても容易にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生ができるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、後処理装置（４６）の下手側、即ち、後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度が温度センサ（５３）の検出により所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にするように制御して、排気ガスの温度をさげるようにする。後処理装置（４６）は、所定値以上の高温の排気ガスが通過すると、逆に損傷してしまうので、温度センサ（５３）の値が所定値以上になると、ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にして排気ガスの温度を下げることで、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を含む後処理装置（４６）の損傷を防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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である。
【００２９】
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、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。
【００３０】
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を回転させて排出される構成である。
【００３１】
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は排気マニホールド４２と過給器ＴＢの間に接続されており、前記ＥＧＲバルブ４３を備えている。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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）は粒状化物室（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。
【００３４】
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ＤＰＦ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。
【００３５】
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）は不要となったり、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。
【００３６】
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を設けておいて、この圧力センサ５２の値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。
【００３７】
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５３を設け、この温度センサ５３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。
【００３８】
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。
【００３９】
前記ＥＧＲ回路４４の入口部分にはＥＧＲバルブ４３を設け、ＥＣＵ１００で制御する構成としていたが、ＥＧＲ回路４４の途中に逆止弁５１を設け、一定の比率のみ排気ガスを還元するようにして廉価な構成としてもよい。
【００４０】
前記過給器ＴＢの過給圧が低い状態で全負荷時の燃料を噴射すると、空気過剰率が低下して黒煙が多く排出されるようになる。そこで、過給圧が下がると燃料噴射量を制限することは従来から公知の技術である。
【００４１】
ところが、このような制御を行うと、トラクターがローアイドル回転数からハイアイドル回転数に回転を上げてから、作業機２１を下げて作業を開始する一連の流れの中で、過給器ＴＢの過給遅れのために作業開始時に低過給圧時の燃料噴射量制限に引っかかってしまい、出力不足となってエンジン回転数ドロップを生じてしまうという欠点がある。
【００４２】
そこで、負荷に応じて低過給時の燃料噴射量の制限値を変更するようにする。具体的には、作業機２１の位置で変更するようにする。即ち、作業機２１の位置が圃場面に近い状態（下降中）では、燃料噴射量の制限値を緩くするか、又は燃料噴射量の制限を実施しないようにする。このように、過給器ＴＢが低過給圧であっても、エンジンに負荷が作用すると予測される場面や、負荷が作用する直前の場面において燃料噴射量の制限値を変更したり解除することで、エンジン回転数のドロップを防止できるようになる。また、実際のエンジンドロップが始まってから燃料噴射量の制限値を緩くしたり解除したりしても、間に合わない場合があり作業効率が低下してしまうが、このような不具合も防止できるようになる。
【００４３】
前記作業機２１の位置の検出方法としては、作業機２１を支持しているリフトアームの角度を検出（図３のリフトアーム角度センサ２２ａで検出）するようにしてもよいし、作業機２１の昇降位置をポジションセンサで検出するように構成してもよい。
【００４４】
図６は前述した通常作業モードＢ（アイソクロナス制御）の別実施例である。
アイソクロナス制御の場合、負荷がエンジンの全負荷性能を超える場合には、一気にエンストしてしまうという不具合があるので、これを防止する必要がある。
【００４５】
そこで、最大トルク点Ｄ以下の速度設定の場合は、走行モードＡ（ドループ制御）となるように構成する。これにより、エンストに陥ることなくエンジン回転数は下降することで、運転者は過負荷状態を知ることが可能となる。
【００４６】
また、ラインＦは負荷８０％ラインであるが、この負荷率８０％以上の場合のみにおいて、ドループ制御Ａとなり、負荷率８０％未満についてはアイソクロナス制御Ｂを保持してもよい。これにより、エンジンの性能を極力最大源発揮できると共に、作業能率の低下も防止できるようになる。
【００４７】
図４の説明で前述したように、トラクターにおいてはエンジン回転数を変更する手段としてアクセルペダル２３とアクセルレバー２５の２系統を有している。そして、アイソクロナス制御Ｂを行うときには、アクセルレバー２５を操作してエンジン回転数を所定の一定回転数となるようにしている。
【００４８】
しかしながら、作業中において、アクセルレバー２５を操作してアイソクロナス制御Ｂのエンジン回転数を変更することは容易にできない。そこで、アクセルペダル２３をポンピングすることで、エンジン回転数を一定回転数だけ上昇させるようにする。これにより、アイソクロナス制御Ｂ時において、微妙なエンジン回転数の調節が可能となる。
【００４９】
また、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５の２系統を有している場合、次のような制御も可能となる。即ち、アクセルレバー２５にてエンジン回転数を指示して作業中（ドループ制御Ａ）において、作業負荷の増大によりエンジン回転数が下がった際、アクセルペダル２３が踏まれると、アイソクロナス制御Ｂへとモード変更を行うように構成する。これにより、エンジン回転数の負荷の大小に関わらずエンジン回転数を保持して良好な作業が可能となる。
【００５０】
また、作業機２１を使用しない路上走行時においては、アクセルペダル２３のみを有効とし、作業機２１を使用する作業時においては、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５のエンジン指示回転数のうち、エンジン回転数が高い方を有効回転数として使用するようにする。図８のステップＳ１で路上走行モードか作業走行モードかの判定を行う。この判定は、作業機２１を駆動状態で判定する。作業機２１を使用していない路上走行モードであれば、ステップＳ４へ進んでアクセルペダル２３にて指示されるエンジン回転数でエンジンを制御する。
【００５１】
また、作業機２１を使用する作業モードであれば、ステップＳ３へ進んでアクセルペダル２３とアクセルレバー２５のエンジン指示回転数のうち、エンジン回転数が高い方を読み取る。そして、ステップＳ４へ進んで読み取ったエンジン回転数で制御する。これにより、操作性と作業性が向上するようになり、路上走行時でのアクセルレバー２５使用の危険性を防止できる。そして、特に、自動車間隔での運転が可能となる。
【００５２】
作業機２１を昇降する油圧シリンダ２１ａにおいては、作業機２１に大きな負荷が作用すると作業機２１自体が上方に移動するため、油圧シリンダ２１ａは縮む側に移動し、油圧シリンダ２１ａ内のオイルは抜ける方向に移動する。そこで、このオイル量を検出することで、作業機２１自体に負荷が作用していると判断し、エンジンの燃料噴射量を増加させてエンジン回転数のドロップを防止するようにする。
【００５３】
また、作業機２１自体に作用する負荷が少ない場合には、作業機２１は下げ方向となるので、油圧シリンダ２１ａは伸び側となり、オイルは油圧シリンダ２１ａ内に流れる方向となる。このオイル量を検出することで、作業機２１自体に作用している負荷は小さいと判断し、エンジンの燃料噴射量を減らす制御を行う構成とする。これにより、燃費改善とスモーク低減が図れるようになる。
【００５４】
図３に示している２２ａはリフトアーム角度センサであるが、この角度（作業機２１の昇降位置）に応じて燃料噴射量を制御するように構成してもよい。具体的には、リフトアーム角度センサ２２ａが作業機２１の下降状態を検出すると、作業機２１に作用する負荷増大の状態が予測されるため、燃料噴射量を増大させるようにする。これにより、エンジン回転数の低下を防止して能率のよい作業が可能となる。
【００５５】
また、リフトアーム角度センサ２２ａが作業機２１の上昇状態を検出すると、作業機２１に作用する負荷減少の状態が予測されるため、燃料噴射量を減少させるようにする。これにより、無駄な燃料消費を抑制できて環境にも配慮した能率のよい作業が可能となる。このように、作業機２１の状態変化を事前に知ることで、効率のよい作業が可能となる。
【００５６】
図９と図１０については、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５を使用時において、路上走行モードと作業走行モードでそれぞれエンジン回転数の制御に特徴を持たせるように構成する。
【００５７】
即ち、アクセルペダル２３使用時の路上走行モードにおいてはＡパターンとし、自動車に近い俊敏な吹き上がり性能を有する制御とする。アクセルペダル２３使用時の作業走行モードにおいてはＢパターンとし、空ふかしによる過度の吹き上がりや、黒煙排出を抑制した設定の制御とする。
【００５８】
また、アクセルレバー２５使用時の路上走行モードにおいてはＣパターンとし、空ふかしによる過度の吹き上がりや、黒煙排出を抑制した設定の制御とする。アクセルレバー２５使用時の作業走行モードにおいてはＤパターンとし、スムーズに作業に移行できる調整とする。図１０には、前記Ａパターン、Ｂパターン、Ｃパターン、及びＤパターンのアクセル開度（％）とアクセル感度（％）の関係図を示している。また、図１１のように、エンジンの冷却水温に応じて実アクセル感度を補正するように構成してもよい。
【００５９】
図１２はエンジン回転数とエンジン出力の関係のトルクカーブラインを示したものである。ラインＬＡは路上走行時におけるトルクカーブであり、ラインＬＢは圃場内における作業走行時におけるトルクカーブラインである。
【００６０】
このように、路上走行時と作業走行時とでは、トルクカーブラインを変更するように制御する。路上走行時のトルクラインＬＡの特徴としては、発進時に高トルクであり、その他の走行時は低トルクに設定している。これにより、スムーズな発進が可能になると共に、燃費改善とスモーク低減となる。
【００６１】
また、作業走行時のトルクラインＬＢについては、作業時における負荷の増大を考慮して、高回転域で高トルクとなるように設定している。路上走行時と作業走行時の判断は、作業機２１の駆動、副変速の位置等で判断する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【図７】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【図８】フローチャート図
【図９】アクセルペダルとアクセルレバーのエンジン制御を示す図
【図１０】アクセル開度とアクセル感度を示す線図
【図１１】エンジン冷却水温と補正の関係を示す図
【図１２】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【符号の説明】
【００６４】
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
４３ ＥＧＲバルブ
４４ ＥＧＲ回路
４５ 排気タービン
４６ 排気ガス後処理装置
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
４７ 絞り弁
５２ 圧力センサ
５３ 温度センサ
１００ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス中の粒状化物質を除去する後処理装置を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の前後に温度センサを設けて、後処理装置を再生させる構成であり、排気ガスの排気経路の圧力を上昇させる手段は有していない構成である。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような技術では、エンジンの負荷状態の微妙な変化により排気ガスの温度も変化するので、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の詰り状態を適確に判断できない。また、排気ガスの排気経路の圧力を上昇させる手段は有していないので、低負荷状態が続くと排気ガス温度は高くならず、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生が不完全な状態となる。また、仮に排気ガスの温度が後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を再生可能な温度まで高くなっても、排気ガスは後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を一気に短い時間で通過してしまうため、後処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）の再生効率が向上しないという欠点がある。
【０００４】
本発明の課題は、前述のような不具合を解消する作業車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、過給器（ＴＢ）と、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路（４４）と、過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）の下手側に少なくとも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）を有する排気ガス後処理装置（４６）を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）の入り口にＥＧＲバルブ（４３）を設け、排気ガス後処理装置（４６）の上手側に圧力センサ（５２）を下手側に絞り弁（４７）を設け、前記圧力センサ（５２）の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット（１００）を設けたことを特徴とするエンジンとしたものである。
【０００６】
請求項１の作用は、燃焼した排気ガスはシリンダから出ていくが、この途中で排気ガスの一部はＥＧＲ回路（４４）から吸気系に還元される。その後、排気ガスは過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）を回して後処理装置（４６）を通過して排出される。
【０００７】
後処理装置（４６）の一部を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）を捕集するが、低負荷状態が長時間続くと粒状化物質（ＰＭ）が蓄積状態となって詰ってしまう。この詰り状態を圧力センサ（５２）で測定し、所定以上の圧力になると、後処理装置（４６）下手側の絞り弁４７を絞る。また、ＥＧＲ回路（４４）のＥＧＲバルブ（４３）も絞る。すると、排気ガス温度が上昇するので高温の排気ガスでＰＭが焼きとばされ、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）が再生する。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記排気ガス後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度を測定する温度センサ（５３）を設け、前記エンジンコントロールユニット（１００）は温度センサ（５３）が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側に制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンとしたものである。
【０００９】
請求項２の作用は、請求項１の作用に加え、温度センサ（５３）の値が所定値以上になると、ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にして排気ガス温度を下げる。
【発明の効果】
【００１０】
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、後処理装置（４６）の一部を構成するディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）が詰まったり、又詰まり気味状態になっても、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）に蓄積している粒状化物質（ＰＭ）を焼きとばして除去可能となり、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生が容易となる。特に、粒状化物質（ＰＭ）が詰った状態で軽負荷状態が続くと、排気ガス温度は低い状態のままであるので、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生はできないが、絞り弁（４７）とＥＧＲバルブ（４３）を意図的に絞ることで排気ガス温度を上昇させ、どのような状況であっても容易にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生ができるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、後処理装置（４６）の下手側、即ち、後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度が温度センサ（５３）の検出により所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にするように制御して、排気ガスの温度をさげるようにする。後処理装置（４６）は、所定値以上の高温の排気ガスが通過すると、逆に損傷してしまうので、温度センサ（５３）の値が所定値以上になると、ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側にして排気ガスの温度を下げることで、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を含む後処理装置（４６）の損傷を防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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である。
【００２９】
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、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。
【００３０】
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を回転させて排出される構成である。
【００３１】
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は排気マニホールド４２と過給器ＴＢの間に接続されており、前記ＥＧＲバルブ４３を備えている。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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）は粒状化物室（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。
【００３４】
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ＤＰＦ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。
【００３５】
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）は不要となったり、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。
【００３６】
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を設けておいて、この圧力センサ５２の値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。
【００３７】
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５３を設け、この温度センサ５３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。
【００３８】
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。
【００３９】
前記ＥＧＲ回路４４の入口部分にはＥＧＲバルブ４３を設け、ＥＣＵ１００で制御する構成としていたが、ＥＧＲ回路４４の途中に逆止弁５１を設け、一定の比率のみ排気ガスを還元するようにして廉価な構成としてもよい。
【００４０】
前記過給器ＴＢの過給圧が低い状態で全負荷時の燃料を噴射すると、空気過剰率が低下して黒煙が多く排出されるようになる。そこで、過給圧が下がると燃料噴射量を制限することは従来から公知の技術である。
【００４１】
ところが、このような制御を行うと、トラクターがローアイドル回転数からハイアイドル回転数に回転を上げてから、作業機２１を下げて作業を開始する一連の流れの中で、過給器ＴＢの過給遅れのために作業開始時に低過給圧時の燃料噴射量制限に引っかかってしまい、出力不足となってエンジン回転数ドロップを生じてしまうという欠点がある。
【００４２】
そこで、負荷に応じて低過給時の燃料噴射量の制限値を変更するようにする。具体的には、作業機２１の位置で変更するようにする。即ち、作業機２１の位置が圃場面に近い状態（下降中）では、燃料噴射量の制限値を緩くするか、又は燃料噴射量の制限を実施しないようにする。このように、過給器ＴＢが低過給圧であっても、エンジンに負荷が作用すると予測される場面や、負荷が作用する直前の場面において燃料噴射量の制限値を変更したり解除することで、エンジン回転数のドロップを防止できるようになる。また、実際のエンジンドロップが始まってから燃料噴射量の制限値を緩くしたり解除したりしても、間に合わない場合があり作業効率が低下してしまうが、このような不具合も防止できるようになる。
【００４３】
前記作業機２１の位置の検出方法としては、作業機２１を支持しているリフトアームの角度を検出（図３のリフトアーム角度センサ２２ａで検出）するようにしてもよいし、作業機２１の昇降位置をポジションセンサで検出するように構成してもよい。
【００４４】
図６は前述した通常作業モードＢ（アイソクロナス制御）の別実施例である。
アイソクロナス制御の場合、負荷がエンジンの全負荷性能を超える場合には、一気にエンストしてしまうという不具合があるので、これを防止する必要がある。
【００４５】
そこで、最大トルク点Ｄ以下の速度設定の場合は、走行モードＡ（ドループ制御）となるように構成する。これにより、エンストに陥ることなくエンジン回転数は下降することで、運転者は過負荷状態を知ることが可能となる。
【００４６】
また、ラインＦは負荷８０％ラインであるが、この負荷率８０％以上の場合のみにおいて、ドループ制御Ａとなり、負荷率８０％未満についてはアイソクロナス制御Ｂを保持してもよい。これにより、エンジンの性能を極力最大源発揮できると共に、作業能率の低下も防止できるようになる。
【００４７】
図４の説明で前述したように、トラクターにおいてはエンジン回転数を変更する手段としてアクセルペダル２３とアクセルレバー２５の２系統を有している。そして、アイソクロナス制御Ｂを行うときには、アクセルレバー２５を操作してエンジン回転数を所定の一定回転数となるようにしている。
【００４８】
しかしながら、作業中において、アクセルレバー２５を操作してアイソクロナス制御Ｂのエンジン回転数を変更することは容易にできない。そこで、アクセルペダル２３をポンピングすることで、エンジン回転数を一定回転数だけ上昇させるようにする。これにより、アイソクロナス制御Ｂ時において、微妙なエンジン回転数の調節が可能となる。
【００４９】
また、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５の２系統を有している場合、次のような制御も可能となる。即ち、アクセルレバー２５にてエンジン回転数を指示して作業中（ドループ制御Ａ）において、作業負荷の増大によりエンジン回転数が下がった際、アクセルペダル２３が踏まれると、アイソクロナス制御Ｂへとモード変更を行うように構成する。これにより、エンジン回転数の負荷の大小に関わらずエンジン回転数を保持して良好な作業が可能となる。
【００５０】
また、作業機２１を使用しない路上走行時においては、アクセルペダル２３のみを有効とし、作業機２１を使用する作業時においては、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５のエンジン指示回転数のうち、エンジン回転数が高い方を有効回転数として使用するようにする。図８のステップＳ１で路上走行モードか作業走行モードかの判定を行う。この判定は、作業機２１を駆動状態で判定する。作業機２１を使用していない路上走行モードであれば、ステップＳ４へ進んでアクセルペダル２３にて指示されるエンジン回転数でエンジンを制御する。
【００５１】
また、作業機２１を使用する作業モードであれば、ステップＳ３へ進んでアクセルペダル２３とアクセルレバー２５のエンジン指示回転数のうち、エンジン回転数が高い方を読み取る。そして、ステップＳ４へ進んで読み取ったエンジン回転数で制御する。これにより、操作性と作業性が向上するようになり、路上走行時でのアクセルレバー２５使用の危険性を防止できる。そして、特に、自動車間隔での運転が可能となる。
【００５２】
作業機２１を昇降する油圧シリンダ２１ａにおいては、作業機２１に大きな負荷が作用すると作業機２１自体が上方に移動するため、油圧シリンダ２１ａは縮む側に移動し、油圧シリンダ２１ａ内のオイルは抜ける方向に移動する。そこで、このオイル量を検出することで、作業機２１自体に負荷が作用していると判断し、エンジンの燃料噴射量を増加させてエンジン回転数のドロップを防止するようにする。
【００５３】
また、作業機２１自体に作用する負荷が少ない場合には、作業機２１は下げ方向となるので、油圧シリンダ２１ａは伸び側となり、オイルは油圧シリンダ２１ａ内に流れる方向となる。このオイル量を検出することで、作業機２１自体に作用している負荷は小さいと判断し、エンジンの燃料噴射量を減らす制御を行う構成とする。これにより、燃費改善とスモーク低減が図れるようになる。
【００５４】
図３に示している２２ａはリフトアーム角度センサであるが、この角度（作業機２１の昇降位置）に応じて燃料噴射量を制御するように構成してもよい。具体的には、リフトアーム角度センサ２２ａが作業機２１の下降状態を検出すると、作業機２１に作用する負荷増大の状態が予測されるため、燃料噴射量を増大させるようにする。これにより、エンジン回転数の低下を防止して能率のよい作業が可能となる。
【００５５】
また、リフトアーム角度センサ２２ａが作業機２１の上昇状態を検出すると、作業機２１に作用する負荷減少の状態が予測されるため、燃料噴射量を減少させるようにする。これにより、無駄な燃料消費を抑制できて環境にも配慮した能率のよい作業が可能となる。このように、作業機２１の状態変化を事前に知ることで、効率のよい作業が可能となる。
【００５６】
図９と図１０については、アクセルペダル２３とアクセルレバー２５を使用時において、路上走行モードと作業走行モードでそれぞれエンジン回転数の制御に特徴を持たせるように構成する。
【００５７】
即ち、アクセルペダル２３使用時の路上走行モードにおいてはＡパターンとし、自動車に近い俊敏な吹き上がり性能を有する制御とする。アクセルペダル２３使用時の作業走行モードにおいてはＢパターンとし、空ふかしによる過度の吹き上がりや、黒煙排出を抑制した設定の制御とする。
【００５８】
また、アクセルレバー２５使用時の路上走行モードにおいてはＣパターンとし、空ふかしによる過度の吹き上がりや、黒煙排出を抑制した設定の制御とする。アクセルレバー２５使用時の作業走行モードにおいてはＤパターンとし、スムーズに作業に移行できる調整とする。図１０には、前記Ａパターン、Ｂパターン、Ｃパターン、及びＤパターンのアクセル開度（％）とアクセル感度（％）の関係図を示している。また、図１１のように、エンジンの冷却水温に応じて実アクセル感度を補正するように構成してもよい。
【００５９】
図１２はエンジン回転数とエンジン出力の関係のトルクカーブラインを示したものである。ラインＬＡは路上走行時におけるトルクカーブであり、ラインＬＢは圃場内における作業走行時におけるトルクカーブラインである。
【００６０】
このように、路上走行時と作業走行時とでは、トルクカーブラインを変更するように制御する。路上走行時のトルクラインＬＡの特徴としては、発進時に高トルクであり、その他の走行時は低トルクに設定している。これにより、スムーズな発進が可能になると共に、燃費改善とスモーク低減となる。
【００６１】
また、作業走行時のトルクラインＬＢについては、作業時における負荷の増大を考慮して、高回転域で高トルクとなるように設定している。路上走行時と作業走行時の判断は、作業機２１の駆動、副変速の位置等で判断する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【図７】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【図８】フローチャート図
【図９】アクセルペダルとアクセルレバーのエンジン制御を示す図
【図１０】アクセル開度とアクセル感度を示す線図
【図１１】エンジン冷却水温と補正の関係を示す図
【図１２】エンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図
【符号の説明】
【００６４】
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
４３ ＥＧＲバルブ
４４ ＥＧＲ回路
４５ 排気タービン
４６ 排気ガス後処理装置
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
４７ 絞り弁
５２ 圧力センサ
５３ 温度センサ
１００ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給器（ＴＢ）と、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路（４４）と、過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）の下手側に少なくとも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）を有する排気ガス後処理装置（４６）を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）の入り口にＥＧＲバルブ（４３）を設け、排気ガス後処理装置（４６）の上手側に圧力センサ（５２）を下手側に絞り弁（４７）を設け、前記圧力センサ（５２）の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット（１００）を設けたことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記排気ガス後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度を測定する温度センサ（５３）を設け、前記エンジンコントロールユニット（１００）は温度センサ（５３）が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側に制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項１】
過給器（ＴＢ）と、排気ガスの一部を吸気系に還元するＥＧＲ回路（４４）と、過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）の下手側に少なくとも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）を有する排気ガス後処理装置（４６）を備えたエンジンにおいて、前記ＥＧＲ回路（４４）の入り口にＥＧＲバルブ（４３）を設け、排気ガス後処理装置（４６）の上手側に圧力センサ（５２）を下手側に絞り弁（４７）を設け、前記圧力センサ（５２）の値が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）を絞り側に制御するエンジンコントロールユニット（１００）を設けたことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記排気ガス後処理装置（４６）を通過後の排気ガスの温度を測定する温度センサ（５３）を設け、前記エンジンコントロールユニット（１００）は温度センサ（５３）が所定値以上になると、前記ＥＧＲバルブ（４３）と絞り弁（４７）の絞り状態を開き側に制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２１５０７６（Ｐ２００８−２１５０７６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４９２８４（Ｐ２００７−４９２８４）
【出願日】平成１９年２月２８日（２００７．２．２８）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２８日（２００７．２．２８）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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