ディーゼルエンジン
【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、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を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂの上流側及び下流側に設けている圧力センサ５２，５３の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置４６下流側の絞り弁４７を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁４７を開くように制御を行なう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ディーゼルエンジンの構成とする。
【解決手段】過給器ＴＢ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を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂの上流側及び下流側に設けている圧力センサ５２，５３の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置４６下流側の絞り弁４７を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁４７を開くように制御を行なう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ディーゼル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、排気ガスを処理する後処理装置を備えたディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を再生させるにあたり、ＤＰＦ前後の圧力を検出して所定値以上になると絞り弁を絞ってＤＰＦの温度を上昇させてＤＰＦを再生する構成である。しかしながら、同時にエンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで下降させる制御技術は開示されていない（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−９０３５９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、絞り弁を絞ってもエンジン回転数が高い状態のままでは、排気ガスの流速が速いためにＤＰＦの温度が再生可能な温度まで上昇するのに時間がかかってしまう。特に、冬場の寒い時期には、再生可能な温度まで上がらないこともある。
【０００４】
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、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）を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側及び下流側に設けている圧力センサ（５２），（５３）の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置（４６）下流側の絞り弁（４７）を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁（４７）を開くように制御を行なう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ディーゼル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、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。しかし、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），（５３）で測定し、所定以上の差圧になると、絞り弁４７を絞る。すると、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の抵抗によりディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内の排気ガス温度が上昇する。
【０００７】
さらに、所定時間後にエンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで下降させて絞り弁（４７）を開く。これにより、排気ガスの流速が下がってさらに排気ガス温度が上昇する。しかし、適度な温度上昇にするために、絞り弁（４７）を開く。このような一連の流れの中で、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、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させる。これにより、排気ガスの流速が速くなることで温度が下がり、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生時間の短縮が可能となる。
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）の急激な温度上昇を防ぐことができるので、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の損傷を防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図６に示すように、後処理装置４６の酸化触媒４６ａの入口部分にプレート６１を設け、このプレート６１の中心部分にファン６０を回転可能に設ける構成とする。これにより、排気ガスの流れでファン６０が回転するので排気ガスが拡散されて排気ガス濃度が均一となり、ＰＭの捕集の偏りによる再生時の異常燃焼を防止することができるようになる。
【００４６】
図７のファン６０ａは、ファン自体を排気ガスの流れる長手方向に長くしている実施例である。図８は酸化触媒４６ａの入口部分に円錐状のプレート６２を設け、複数の穴を設ける構成とする。これにより、排気ガスの流れが均一となり、ＰＭの捕集の偏りによる再生時の異常燃焼を防止することができるようになる。また、図９のように、酸化触媒４６ａの入り口部分の形状を円錐状に構成してもよい。また、図１０に示すように、酸化触媒４６ａの上流側にプレート６３を設け、このプレート６３に穴６４を設けるにあたり、外周部になるほど大径穴となるように構成してもよい。
【００４７】
ＤＰＦ４６ｂの再生の操作方法として、図１１に示すように構成してもよい。即ち、エンジンのスタートキー６５のエンジン停止位置の手前に、ＤＰＦ４６ｂを強制再生させる位置を設ける構成とする。この強制再生位置にすると、ＤＰＦ４６ｂが自動的に再生され、再生後自動的にエンジンが停止する構成である。強制再生の判断としては、前述のように圧力センサ５２，５３の差圧が所定値以上になると、モニター等で運転者に知らせる構成である。また、強制再生位置がない場合においては、エンジン停止位置で強制再生可能に構成する。この場合は、常時強制再生すると燃料の無駄になるので、強制再生の可否を決定するスイッチを設け、このスイッチが入り状態のときには、従来のエンジン停止位置でＤＰＦ４６ｂが再生するようにする。
【００４８】
図１２ではＤＰＦ４６ｂ内の煤に着火して異常燃焼してしまった場合の対処方法を示している。後処理装置４６内には消化管６９が接続しており、この消化管６９にはラジエータ６６のリザーブタンク６７の冷却水が流れる構成である。後処理装置４６内で異常燃焼が発生したことを温度センサ５８，５９が検出すると、消化バルブ６８が開いて消化する構成である。これにより、後処理装置４６内での異常燃焼が機体全体に広がるのを防止することができるようになる。
【００４９】
図１３はテールパイプ７０内を流れる排気ガス温度を下げる構成である。ＤＰＦ４６ｂからはかなり高温の排気ガスが排出されるため、テールパイプ７０に着火性の高い物質が付着していると火災になる危険性がある。そこで、パイプ７１をテールパイプ７０に接続し、パイプ７１から大気中の空気をテールパイプ７０内に送り込むようにすることで、テールパイプ７０自体の温度を下げるようにする。特に、農業機械においては、藁屑などがテールパイプ７０に絡っていたり、堆積したりしていると、着火して危険であるが、このような不具合を防止できるようになる。
【００５０】
図１４に示すように、インタークーラ３７で冷却された空気の一部を、後処理装置４６の上流側、又は下流側に送る構成とする。即ち、管路７２から冷却空気を取り入れ、バルブ７５を介して管路７４経由で後処理装置４６の上流側と接続している。また、バルブ７５から管路７３を経由して後処理装置４６の下流側に接続している構成である。
【００５１】
ＤＰＦ４６ｂの再生時以外は、前記バルブ７５は閉じているが、排気温度の上昇を検出すると開いて排気温度を下げるようにしてもよい。
ＤＰＦ４６ｂの再生時において、前述した温度センサ５８，５９の値が正常値であれば、バルブ７５を開いて冷却空気を後処理装置４６の下流側に送るようにする。これにより、マフラ等の温度上昇を抑制できるようになる。また、ＤＰＦ４６ｂの再生時において、温度センサ５８，５９の値が異常に高い温度になると、バルブ７５を開いて冷却空気を後処理装置４６の上流側に送るようにする。これにより、ＤＰＦ４６ｂの急激な温度上昇を抑制できるようになり、ＤＰＦ４６ｂの損傷を防止できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
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】
【００５３】
【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】後処理装置の側面図と内部の一部正面図
【図７】後処理装置の側面図
【図８】後処理装置の側面図
【図９】後処理装置の側面図
【図１０】後処理装置の側面図
【図１１】エンジンキーの平面模式図
【図１２】後処理装置の模式図
【図１３】後処理装置の模式図
【図１４】吸気系と排気系の模式図
【符号の説明】
【００５４】
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
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
５２，５３ 圧力センサ
５８，５９ 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、排気ガスを処理する後処理装置を備えたディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を再生させるにあたり、ＤＰＦ前後の圧力を検出して所定値以上になると絞り弁を絞ってＤＰＦの温度を上昇させてＤＰＦを再生する構成である。しかしながら、同時にエンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで下降させる制御技術は開示されていない（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−９０３５９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、絞り弁を絞ってもエンジン回転数が高い状態のままでは、排気ガスの流速が速いためにＤＰＦの温度が再生可能な温度まで上昇するのに時間がかかってしまう。特に、冬場の寒い時期には、再生可能な温度まで上がらないこともある。
【０００４】
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、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）を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側及び下流側に設けている圧力センサ（５２），（５３）の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置（４６）下流側の絞り弁（４７）を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁（４７）を開くように制御を行なう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ディーゼル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、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。しかし、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），（５３）で測定し、所定以上の差圧になると、絞り弁４７を絞る。すると、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の抵抗によりディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内の排気ガス温度が上昇する。
【０００７】
さらに、所定時間後にエンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで下降させて絞り弁（４７）を開く。これにより、排気ガスの流速が下がってさらに排気ガス温度が上昇する。しかし、適度な温度上昇にするために、絞り弁（４７）を開く。このような一連の流れの中で、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、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させる。これにより、排気ガスの流速が速くなることで温度が下がり、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【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、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の再生時間の短縮が可能となる。
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）の急激な温度上昇を防ぐことができるので、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の損傷を防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図６に示すように、後処理装置４６の酸化触媒４６ａの入口部分にプレート６１を設け、このプレート６１の中心部分にファン６０を回転可能に設ける構成とする。これにより、排気ガスの流れでファン６０が回転するので排気ガスが拡散されて排気ガス濃度が均一となり、ＰＭの捕集の偏りによる再生時の異常燃焼を防止することができるようになる。
【００４６】
図７のファン６０ａは、ファン自体を排気ガスの流れる長手方向に長くしている実施例である。図８は酸化触媒４６ａの入口部分に円錐状のプレート６２を設け、複数の穴を設ける構成とする。これにより、排気ガスの流れが均一となり、ＰＭの捕集の偏りによる再生時の異常燃焼を防止することができるようになる。また、図９のように、酸化触媒４６ａの入り口部分の形状を円錐状に構成してもよい。また、図１０に示すように、酸化触媒４６ａの上流側にプレート６３を設け、このプレート６３に穴６４を設けるにあたり、外周部になるほど大径穴となるように構成してもよい。
【００４７】
ＤＰＦ４６ｂの再生の操作方法として、図１１に示すように構成してもよい。即ち、エンジンのスタートキー６５のエンジン停止位置の手前に、ＤＰＦ４６ｂを強制再生させる位置を設ける構成とする。この強制再生位置にすると、ＤＰＦ４６ｂが自動的に再生され、再生後自動的にエンジンが停止する構成である。強制再生の判断としては、前述のように圧力センサ５２，５３の差圧が所定値以上になると、モニター等で運転者に知らせる構成である。また、強制再生位置がない場合においては、エンジン停止位置で強制再生可能に構成する。この場合は、常時強制再生すると燃料の無駄になるので、強制再生の可否を決定するスイッチを設け、このスイッチが入り状態のときには、従来のエンジン停止位置でＤＰＦ４６ｂが再生するようにする。
【００４８】
図１２ではＤＰＦ４６ｂ内の煤に着火して異常燃焼してしまった場合の対処方法を示している。後処理装置４６内には消化管６９が接続しており、この消化管６９にはラジエータ６６のリザーブタンク６７の冷却水が流れる構成である。後処理装置４６内で異常燃焼が発生したことを温度センサ５８，５９が検出すると、消化バルブ６８が開いて消化する構成である。これにより、後処理装置４６内での異常燃焼が機体全体に広がるのを防止することができるようになる。
【００４９】
図１３はテールパイプ７０内を流れる排気ガス温度を下げる構成である。ＤＰＦ４６ｂからはかなり高温の排気ガスが排出されるため、テールパイプ７０に着火性の高い物質が付着していると火災になる危険性がある。そこで、パイプ７１をテールパイプ７０に接続し、パイプ７１から大気中の空気をテールパイプ７０内に送り込むようにすることで、テールパイプ７０自体の温度を下げるようにする。特に、農業機械においては、藁屑などがテールパイプ７０に絡っていたり、堆積したりしていると、着火して危険であるが、このような不具合を防止できるようになる。
【００５０】
図１４に示すように、インタークーラ３７で冷却された空気の一部を、後処理装置４６の上流側、又は下流側に送る構成とする。即ち、管路７２から冷却空気を取り入れ、バルブ７５を介して管路７４経由で後処理装置４６の上流側と接続している。また、バルブ７５から管路７３を経由して後処理装置４６の下流側に接続している構成である。
【００５１】
ＤＰＦ４６ｂの再生時以外は、前記バルブ７５は閉じているが、排気温度の上昇を検出すると開いて排気温度を下げるようにしてもよい。
ＤＰＦ４６ｂの再生時において、前述した温度センサ５８，５９の値が正常値であれば、バルブ７５を開いて冷却空気を後処理装置４６の下流側に送るようにする。これにより、マフラ等の温度上昇を抑制できるようになる。また、ＤＰＦ４６ｂの再生時において、温度センサ５８，５９の値が異常に高い温度になると、バルブ７５を開いて冷却空気を後処理装置４６の上流側に送るようにする。これにより、ＤＰＦ４６ｂの急激な温度上昇を抑制できるようになり、ＤＰＦ４６ｂの損傷を防止できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
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】
【００５３】
【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】後処理装置の側面図と内部の一部正面図
【図７】後処理装置の側面図
【図８】後処理装置の側面図
【図９】後処理装置の側面図
【図１０】後処理装置の側面図
【図１１】エンジンキーの平面模式図
【図１２】後処理装置の模式図
【図１３】後処理装置の模式図
【図１４】吸気系と排気系の模式図
【符号の説明】
【００５４】
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
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
５２，５３ 圧力センサ
５８，５９ 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、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）を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側及び下流側に設けている圧力センサ（５２），（５３）の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置（４６）下流側の絞り弁（４７）を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁（４７）を開くように制御を行なう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ディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
【請求項１】
過給器（ＴＢ）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）を備えたディーゼルエンジンにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の上流側及び下流側に設けている圧力センサ（５２），（５３）の差圧が所定値以上の圧力を検出すると、前記後処理装置（４６）下流側の絞り弁（４７）を絞ってディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を再生する構成とし、所定時間後エンジン回転数をローアイドル回転数近傍まで低下させると共に前記絞り弁（４７）を開くように制御を行なう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ディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）の温度を検出する温度センサ（５８），（５９）の値が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域の回転数まで上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−５３７９５（Ｐ２０１０−５３７９５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０５１２（Ｐ２００８−２２０５１２）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【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２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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