トラクター
【課題】本発明は、排気ガス浄化装置を取り付けた過給機付きの内燃機関で、低速回転時における加速悪化を防いで、運転フィーリングを良くすることを課題とする。
【解決手段】吸気側に過給器ＴＢを設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター４６ｂを有する排気浄化装置４６を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段ＣＨを設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段ＣＨの設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクターとする。
【解決手段】吸気側に過給器ＴＢを設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター４６ｂを有する排気浄化装置４６を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段ＣＨを設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段ＣＨの設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクターとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトラクターに関する。特に過給機により燃焼室内に吸入される空気を過給し、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有する燃料噴射式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射式内燃機関において、過給機により燃焼室内に吸入される空気を過給するようにし、燃焼室内に燃料を噴射する筒内インジェクタと、吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタとを有する燃料噴射式内燃機関が下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の排気ガスを浄化する装置として、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ー（ＤＰＦ）と排気ガス中の未燃物質を燃焼させる酸化触媒（ＤＯＣ）が用いられるが、ＤＰＦは目詰まりが発生すると高温に保持してＰＭを燃焼させるＤＰＦ再生処理過程が必要になるので、このＤＰＦ再生処理過程を出来るだけ少なくするために、ＰＭの発生量をできるだけ抑制するように燃料供給が制限されている。
【０００５】
トラクターに搭載した過給機付きの内燃機関で上記の排気ガス浄化装置を取り付けると、エンジンの低速回転中に過給機が働き難くて燃料供給を制限した状態になるので加速が悪くなることになり、運転フィーリングを悪くする。
【０００６】
本発明は、排気ガス浄化装置を取り付けた過給機付きの内燃機関で、低速回転時における加速悪化を防いで、運転フィーリングを良くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、吸気側に過給器ＴＢを設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター４６ｂを有する排気浄化装置４６を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段ＣＨを設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段ＣＨの設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクターとする。
【０００８】
この構成で、出力軸の回転に応じて内燃機関の燃料供給を抑制する燃料抑制が走行の支障となる走行等において、トラクターの運転者が適宜に燃料供給量変更手段ＣＨの燃料抑制制御における燃料抑制量を変更したり、燃料抑制を解除してパワフルな走行を行えるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記燃料供給量変更手段ＣＨを作業者が運転作業中に操作可能な位置に設けるブースト圧補正制御スイッチ４９としたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１０】
この構成で、作業者が運転作業中に必要に応じてブースト圧補正制御スイッチ４９を操作してパワフルな走行に変更出来る。
請求項３に記載の発明は、走行変速装置２６，２７を所定の高変速位置以上に変速した場合に、自動的に燃料供給量変更手段ＣＨで燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１１】
この構成で、トラクターにおいては、走行変速装置２６，２７を所定の高変速位置以上に変速した状態で路上走行を行うが、この時に燃料噴射抑制が自動的にオフされて、発進時のトルク不足によるエンストや坂道走行時の減速などが防がれる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、走行・作業切換スイッチ９０を走行に切換えるかＰＴＯ入・切スイッチ９２を切にした場合に、自動的に燃料供給量変更手段ＣＨで燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１３】
この構成で、トラクターが圃場で作業を行う場合以外に、燃料噴射抑制が自動的にオフにされて、発進時のトルク不足によるエンストや坂道走行時の減速などが防がれる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至請求項４に記載の発明で、過給器ＴＢが働き難い内燃機関の低速回転時にも燃料供給を増加してパワフルな発進走行が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】トラクターの全体側面図である。
【図２】トラクターのキャビンを省いた状態の全体平面図である。
【図３】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図４】三種類の制御モードにおける出力特性図である。
【図５】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る。
【図６】自動制御の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
図１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Ｅを搭載したトラクターの側面図を示し、図２にはキャビン１４を省いた状態の平面図を示している。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
ハンドルポスト１５上部のステアリングハンドル１６前側にメータパネル７９が設けられて、走行速度やＤＰＦ再生処理過程が必要なこと等が表示される。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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を駆動し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。
【００２３】
図３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く、本実施例の説明では、単にエンジンＥという。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に取り付けられるレール圧センサ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に圧送する燃料高圧ポンプ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、前記燃料高圧ポンプ４と燃料噴射ノズル６等の動作を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）１００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。
【００２４】
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へ燃料噴射ノズル６から燃料を噴射するものであり、燃料供給に必要な噴射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で駆動される燃料高圧ポンプ４に吸入され、この燃料高圧ポンプ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。
【００２５】
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、エンジンＥＣＵ１００からの指令に基づき、燃料噴射ノズル６を所定制御時間作動して、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。
【００２６】
圧力制御弁１１は、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。
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、レールレール圧センサ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。
【００２７】
農作業車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のエンジンＥＣＵ１００は、図４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。
【００２８】
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。
【００２９】
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あって、出力が変動して回転数を維持するときである。
【００３０】
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。
【００３１】
これらの制御モードＡ，Ｂ，Ｃは、各制御モード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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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により過給される空気は、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４１は排気バルブであり、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。
【００３５】
シリンダー５内で燃焼した排気ガスは、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。
【００３６】
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４４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、排気ガスの循環率（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、後述する排気浄化装置４６の下流側の排気管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。
【００３７】
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回路４４に設ける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、排気浄化装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。排気浄化装置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】
排気浄化装置４６のＤＯＣ４６ａは不燃物質を燃焼させるものであり、ＤＰＦ４６ｂ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。排気浄化装置４６はＤＰＦ４６ｂのみで構成してもよい、ＤＯＣ４６ａ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】
図中の排気ガス温度センサ６０は、排気浄化装置４６の上流側に設ける構成としている。
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、排気浄化装置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したりする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、排気浄化装置４６の上手側にブースト圧力センサ５２を設け、排気浄化装置４６の下手側にも圧力センサ５３を設け、このブースト圧力センサ５２と圧力センサ５３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再生運転を自動的に行うようにする。また、ブースト圧力センサ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、排気浄化装置４６の下手側に温度センサ５９を設け、このエンジン排気温度センサ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】
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。
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。
【００４６】
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の下流側にはエンジン排気温度センサ５９を設けているので、このエンジン排気温度センサ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。
【００４７】
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。
【００４８】
このために、エンジン排気温度センサ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、前記エンジン排気温度センサ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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の再生モードスイッチ６７を押すことで、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。
【００５２】
また、ＤＰＦ４６ｂ前後の差圧を圧力センサ５８、５３で監視し、エンジン停止直前のＤＰＦ４６ｂ前後差圧が所定値以上であると、メータパネル７９の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ＤＰＦ再生スイッチ５１を押す。
【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】
図５に示す符号６８は吸気側ヒータであり、符号６９は排気側ヒータである。ＤＰＦ４６ｂの手動再生時において、吸気側ヒータ６８と排気側ヒータ６９に通電することで排気温度を上昇させ、さらに発電機の発電負荷を利用してエンジンに負荷掛けを行うことで排気温度を上昇させる構成とする。
【００５９】
通常のエンジン制御では、エンジンＥの回転が低くて排気タービン４５による吸気タービン３６の回転が不十分で過給が充分でない場合に、アクセルペダル２３を踏込んでも燃料噴射ノズル６からの燃料噴射量を抑制しているが、その抑制率は回転が低いほど少なくしているが、本発明の燃料供給量変更手段ＣＨであるブースト圧補正制御スイッチ４９をオフにすると燃料噴射量の抑制を解除して行わず、アクセルペダル２３を踏込むと燃料噴射ノズル６からの燃料噴射量を多くしてエンジンＥの回転上昇を可能にする。
【００６０】
このような燃料供給量変更手段ＣＨをオフにして燃料噴射量の抑制制御を解除するには、例えば、主変速レバー２６を四速とし副変速レバー２７を高速にしたり、走行・作業切換スイッチ９０を走行にしたり、ＰＴＯ入・切スイッチ９２を切にしたり、前後傾斜センサ９１で検出する傾斜を前進或いは後進で登坂していたり、発進時や前後進切換時或いは旋回時にエンジンＥの回転がアイドリング回転に低下したりすることで、自動的に解除するようにしても良い。
【００６１】
また、エンジンＥの回転数が所定回転数以下でアクセルペダル２３での上昇回転数が所定の回転数以上の場合に、燃料噴射量の抑制制御を自動的に解除するようにしても良い。
図６は、トラクター各部の作動を制御する自動制御の制御ブロック図で、エンジンＥの出力を制御するエンジンＥＣＵ１００と作業機２１の昇降を制御する作業機昇降系ＥＣＵ９３と前輪１２と後輪１３の回転を制御して走行速度を制御する走行系ＥＣＵ９４とで構成し、ＣＡＮ通信で制御信号の交信を行っている。
【００６２】
エンジンＥＣＵ１００への制御データの入力は、後述する空燃比センサ６３とブーストブースト圧力センサ５２からのデータ信号と、エンジン排気温度センサ６０からの排気温度と、エンジン回転センサ７０からのエンジン出力軸の回転数と、エンジンオイル圧力センサ７１からのオイル圧力と、エンジン水温センサ７２からのラジエータ水温と、レール圧センサ２からのコモンレール１の燃料圧力と、ＤＰＦ再生スイッチ５１と再生モードスイッチ６７とブースト圧補正制御スイッチ４９からのオン・オフ信号と、アクセルセンサ２３ａのアクセルペダル２３の踏込み量等で、エンジンＥＣＵ１００からの制御出力は、燃料高圧ポンプ４へのレール圧と、燃料噴射ノズル６への噴射信号である。
【００６３】
なお、ブースト圧補正制御スイッチ４９は、ブースト圧が低い場合にアクセルペダル２３の踏込みがあると燃料噴射量を徐々に増加する制御をオン・オフする。
すなわち、このブースト圧補正制御スイッチ４９をオンすることで、エンジンＥの回転が低くてアクセルペダル２３を踏込んでもブースト圧が急激に上昇しない場合に燃料噴射ノズル６のレール圧と噴射時間を調整して燃料噴射量の増加を少なく抑えて、排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）の発生を少なくしてＤＰＦ４６ｂの再生処理を行う頻度を減らすことが出来る。なお、燃料噴射の抑制は、ブースト圧から演算するようにしても記憶したデータマップの参照で行うようにする。その際に、エンジン回転が低いほど抑制を少なくする反比例関係にしても良い。
【００６４】
しかし、このようなアクセルペダル２３を踏込んでも燃料噴射量の増加を少なく抑える制御は、急激な駆動力増加が必要なトラクター作業中においてはエンストの原因になったりする。このために、ブースト圧補正制御スイッチ４９をオフすると、アクセルペダル２３を踏込むと燃料噴射ノズル６の燃料噴射を増加させて急激な駆動力増加を可能にするのである。
【００６５】
なお、ブースト圧補正制御スイッチ４９を設けることなく、ブースト圧が所定圧よりも低い場合に自動的に燃料供給量変更手段ＣＨをオフにして燃料噴射抑制の制御を行わないようにすることも出来る。
【００６６】
作業機昇降系ＥＣＵ９３への制御データの入力は、作業機２１の昇降を行うポジションレバー２９の操作位置信号と、リフトアームセンサ７４からのリフト位置信号と、上げ規制ダイヤル７５と下げ規制ダイヤル７６の規制信号等で、作業機昇降系ＥＣＵ９３からの制御出力は、油圧シリンダー２１ａのメイン上昇ｓｏｌ７７とメイン下降ｓｏｌ７８への上昇或いは下降信号である。
【００６７】
走行系ＥＣＵ９４への制御データの入力は、車速センサＡ８０の後輪１３の回転数と、車速センサＢ８１の前輪１２の回転数と、前後進レバー１８の操作位置センサ１８ａの操作位置と、副変速レバー２７の操作位置センサ２７ａの操作位置と、主変速レバー２６の操作位置センサ２６ａの操作位置と、ＰＴＯ回転センサ８３からの作業機２１を駆動するＰＴＯ軸の回転数と、走行・作業切換スイッチ９０の切換信号と、前後傾斜センサ９１の車体前後傾斜角とＰＴＯ入・切スイッチ９２の切換信号等で、走行系ＥＣＵ９４からの制御出力は、前後進切換ｓｏｌ８４への前後進切換出力と、リニア昇圧ｓｏｌ８５への前後進切換油圧クラッチの油圧リリーフ圧調整信号出力と、４ＷＤｓｏｌ８６への４ＷＤ切換出力と、前輪増速ｓｏｌ８７への前輪増速切換信号等である。
【００６８】
走行速度や変速位置やエンジン水温やＤＰＦ再生要求表示やその他のデータがステアリングハンドル１６の前に設けるメータパネル７９に表示される。
【符号の説明】
【００６９】
Ｅ エンジン
ＴＢ 過給器
ＣＨ 燃料供給量変更手段
２６ 走行変速装置（主変速レバー）
２７ 走行変速装置（副変速レバー）
４６ 排気浄化装置
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）
４９ ブースト圧補正制御スイッチ
９０ 走行・作業切換スイッチ
９２ ＰＴＯ入・切スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明はトラクターに関する。特に過給機により燃焼室内に吸入される空気を過給し、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有する燃料噴射式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射式内燃機関において、過給機により燃焼室内に吸入される空気を過給するようにし、燃焼室内に燃料を噴射する筒内インジェクタと、吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタとを有する燃料噴射式内燃機関が下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の排気ガスを浄化する装置として、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ー（ＤＰＦ）と排気ガス中の未燃物質を燃焼させる酸化触媒（ＤＯＣ）が用いられるが、ＤＰＦは目詰まりが発生すると高温に保持してＰＭを燃焼させるＤＰＦ再生処理過程が必要になるので、このＤＰＦ再生処理過程を出来るだけ少なくするために、ＰＭの発生量をできるだけ抑制するように燃料供給が制限されている。
【０００５】
トラクターに搭載した過給機付きの内燃機関で上記の排気ガス浄化装置を取り付けると、エンジンの低速回転中に過給機が働き難くて燃料供給を制限した状態になるので加速が悪くなることになり、運転フィーリングを悪くする。
【０００６】
本発明は、排気ガス浄化装置を取り付けた過給機付きの内燃機関で、低速回転時における加速悪化を防いで、運転フィーリングを良くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、吸気側に過給器ＴＢを設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター４６ｂを有する排気浄化装置４６を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段ＣＨを設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段ＣＨの設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクターとする。
【０００８】
この構成で、出力軸の回転に応じて内燃機関の燃料供給を抑制する燃料抑制が走行の支障となる走行等において、トラクターの運転者が適宜に燃料供給量変更手段ＣＨの燃料抑制制御における燃料抑制量を変更したり、燃料抑制を解除してパワフルな走行を行えるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記燃料供給量変更手段ＣＨを作業者が運転作業中に操作可能な位置に設けるブースト圧補正制御スイッチ４９としたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１０】
この構成で、作業者が運転作業中に必要に応じてブースト圧補正制御スイッチ４９を操作してパワフルな走行に変更出来る。
請求項３に記載の発明は、走行変速装置２６，２７を所定の高変速位置以上に変速した場合に、自動的に燃料供給量変更手段ＣＨで燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１１】
この構成で、トラクターにおいては、走行変速装置２６，２７を所定の高変速位置以上に変速した状態で路上走行を行うが、この時に燃料噴射抑制が自動的にオフされて、発進時のトルク不足によるエンストや坂道走行時の減速などが防がれる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、走行・作業切換スイッチ９０を走行に切換えるかＰＴＯ入・切スイッチ９２を切にした場合に、自動的に燃料供給量変更手段ＣＨで燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクターとした。
【００１３】
この構成で、トラクターが圃場で作業を行う場合以外に、燃料噴射抑制が自動的にオフにされて、発進時のトルク不足によるエンストや坂道走行時の減速などが防がれる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至請求項４に記載の発明で、過給器ＴＢが働き難い内燃機関の低速回転時にも燃料供給を増加してパワフルな発進走行が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】トラクターの全体側面図である。
【図２】トラクターのキャビンを省いた状態の全体平面図である。
【図３】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図４】三種類の制御モードにおける出力特性図である。
【図５】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る。
【図６】自動制御の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
図１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Ｅを搭載したトラクターの側面図を示し、図２にはキャビン１４を省いた状態の平面図を示している。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
ハンドルポスト１５上部のステアリングハンドル１６前側にメータパネル７９が設けられて、走行速度やＤＰＦ再生処理過程が必要なこと等が表示される。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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を駆動し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。
【００２３】
図３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く、本実施例の説明では、単にエンジンＥという。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に取り付けられるレール圧センサ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に圧送する燃料高圧ポンプ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、前記燃料高圧ポンプ４と燃料噴射ノズル６等の動作を制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）１００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。
【００２４】
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へ燃料噴射ノズル６から燃料を噴射するものであり、燃料供給に必要な噴射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で駆動される燃料高圧ポンプ４に吸入され、この燃料高圧ポンプ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。
【００２５】
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、エンジンＥＣＵ１００からの指令に基づき、燃料噴射ノズル６を所定制御時間作動して、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。
【００２６】
圧力制御弁１１は、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。
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、レールレール圧センサ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。
【００２７】
農作業車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のエンジンＥＣＵ１００は、図４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。
【００２８】
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。
【００２９】
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あって、出力が変動して回転数を維持するときである。
【００３０】
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。
【００３１】
これらの制御モードＡ，Ｂ，Ｃは、各制御モード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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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により過給される空気は、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４１は排気バルブであり、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。
【００３５】
シリンダー５内で燃焼した排気ガスは、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。
【００３６】
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４４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、排気ガスの循環率（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、後述する排気浄化装置４６の下流側の排気管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。
【００３７】
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回路４４に設ける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、排気浄化装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。排気浄化装置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】
排気浄化装置４６のＤＯＣ４６ａは不燃物質を燃焼させるものであり、ＤＰＦ４６ｂ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。排気浄化装置４６はＤＰＦ４６ｂのみで構成してもよい、ＤＯＣ４６ａ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】
図中の排気ガス温度センサ６０は、排気浄化装置４６の上流側に設ける構成としている。
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、排気浄化装置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したりする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、排気浄化装置４６の上手側にブースト圧力センサ５２を設け、排気浄化装置４６の下手側にも圧力センサ５３を設け、このブースト圧力センサ５２と圧力センサ５３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再生運転を自動的に行うようにする。また、ブースト圧力センサ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、排気浄化装置４６の下手側に温度センサ５９を設け、このエンジン排気温度センサ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】
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。
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。
【００４６】
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の下流側にはエンジン排気温度センサ５９を設けているので、このエンジン排気温度センサ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。
【００４７】
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。
【００４８】
このために、エンジン排気温度センサ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、前記エンジン排気温度センサ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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の再生モードスイッチ６７を押すことで、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。
【００５２】
また、ＤＰＦ４６ｂ前後の差圧を圧力センサ５８、５３で監視し、エンジン停止直前のＤＰＦ４６ｂ前後差圧が所定値以上であると、メータパネル７９の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ＤＰＦ再生スイッチ５１を押す。
【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】
図５に示す符号６８は吸気側ヒータであり、符号６９は排気側ヒータである。ＤＰＦ４６ｂの手動再生時において、吸気側ヒータ６８と排気側ヒータ６９に通電することで排気温度を上昇させ、さらに発電機の発電負荷を利用してエンジンに負荷掛けを行うことで排気温度を上昇させる構成とする。
【００５９】
通常のエンジン制御では、エンジンＥの回転が低くて排気タービン４５による吸気タービン３６の回転が不十分で過給が充分でない場合に、アクセルペダル２３を踏込んでも燃料噴射ノズル６からの燃料噴射量を抑制しているが、その抑制率は回転が低いほど少なくしているが、本発明の燃料供給量変更手段ＣＨであるブースト圧補正制御スイッチ４９をオフにすると燃料噴射量の抑制を解除して行わず、アクセルペダル２３を踏込むと燃料噴射ノズル６からの燃料噴射量を多くしてエンジンＥの回転上昇を可能にする。
【００６０】
このような燃料供給量変更手段ＣＨをオフにして燃料噴射量の抑制制御を解除するには、例えば、主変速レバー２６を四速とし副変速レバー２７を高速にしたり、走行・作業切換スイッチ９０を走行にしたり、ＰＴＯ入・切スイッチ９２を切にしたり、前後傾斜センサ９１で検出する傾斜を前進或いは後進で登坂していたり、発進時や前後進切換時或いは旋回時にエンジンＥの回転がアイドリング回転に低下したりすることで、自動的に解除するようにしても良い。
【００６１】
また、エンジンＥの回転数が所定回転数以下でアクセルペダル２３での上昇回転数が所定の回転数以上の場合に、燃料噴射量の抑制制御を自動的に解除するようにしても良い。
図６は、トラクター各部の作動を制御する自動制御の制御ブロック図で、エンジンＥの出力を制御するエンジンＥＣＵ１００と作業機２１の昇降を制御する作業機昇降系ＥＣＵ９３と前輪１２と後輪１３の回転を制御して走行速度を制御する走行系ＥＣＵ９４とで構成し、ＣＡＮ通信で制御信号の交信を行っている。
【００６２】
エンジンＥＣＵ１００への制御データの入力は、後述する空燃比センサ６３とブーストブースト圧力センサ５２からのデータ信号と、エンジン排気温度センサ６０からの排気温度と、エンジン回転センサ７０からのエンジン出力軸の回転数と、エンジンオイル圧力センサ７１からのオイル圧力と、エンジン水温センサ７２からのラジエータ水温と、レール圧センサ２からのコモンレール１の燃料圧力と、ＤＰＦ再生スイッチ５１と再生モードスイッチ６７とブースト圧補正制御スイッチ４９からのオン・オフ信号と、アクセルセンサ２３ａのアクセルペダル２３の踏込み量等で、エンジンＥＣＵ１００からの制御出力は、燃料高圧ポンプ４へのレール圧と、燃料噴射ノズル６への噴射信号である。
【００６３】
なお、ブースト圧補正制御スイッチ４９は、ブースト圧が低い場合にアクセルペダル２３の踏込みがあると燃料噴射量を徐々に増加する制御をオン・オフする。
すなわち、このブースト圧補正制御スイッチ４９をオンすることで、エンジンＥの回転が低くてアクセルペダル２３を踏込んでもブースト圧が急激に上昇しない場合に燃料噴射ノズル６のレール圧と噴射時間を調整して燃料噴射量の増加を少なく抑えて、排気ガス中の粒状化物質（ＰＭ）の発生を少なくしてＤＰＦ４６ｂの再生処理を行う頻度を減らすことが出来る。なお、燃料噴射の抑制は、ブースト圧から演算するようにしても記憶したデータマップの参照で行うようにする。その際に、エンジン回転が低いほど抑制を少なくする反比例関係にしても良い。
【００６４】
しかし、このようなアクセルペダル２３を踏込んでも燃料噴射量の増加を少なく抑える制御は、急激な駆動力増加が必要なトラクター作業中においてはエンストの原因になったりする。このために、ブースト圧補正制御スイッチ４９をオフすると、アクセルペダル２３を踏込むと燃料噴射ノズル６の燃料噴射を増加させて急激な駆動力増加を可能にするのである。
【００６５】
なお、ブースト圧補正制御スイッチ４９を設けることなく、ブースト圧が所定圧よりも低い場合に自動的に燃料供給量変更手段ＣＨをオフにして燃料噴射抑制の制御を行わないようにすることも出来る。
【００６６】
作業機昇降系ＥＣＵ９３への制御データの入力は、作業機２１の昇降を行うポジションレバー２９の操作位置信号と、リフトアームセンサ７４からのリフト位置信号と、上げ規制ダイヤル７５と下げ規制ダイヤル７６の規制信号等で、作業機昇降系ＥＣＵ９３からの制御出力は、油圧シリンダー２１ａのメイン上昇ｓｏｌ７７とメイン下降ｓｏｌ７８への上昇或いは下降信号である。
【００６７】
走行系ＥＣＵ９４への制御データの入力は、車速センサＡ８０の後輪１３の回転数と、車速センサＢ８１の前輪１２の回転数と、前後進レバー１８の操作位置センサ１８ａの操作位置と、副変速レバー２７の操作位置センサ２７ａの操作位置と、主変速レバー２６の操作位置センサ２６ａの操作位置と、ＰＴＯ回転センサ８３からの作業機２１を駆動するＰＴＯ軸の回転数と、走行・作業切換スイッチ９０の切換信号と、前後傾斜センサ９１の車体前後傾斜角とＰＴＯ入・切スイッチ９２の切換信号等で、走行系ＥＣＵ９４からの制御出力は、前後進切換ｓｏｌ８４への前後進切換出力と、リニア昇圧ｓｏｌ８５への前後進切換油圧クラッチの油圧リリーフ圧調整信号出力と、４ＷＤｓｏｌ８６への４ＷＤ切換出力と、前輪増速ｓｏｌ８７への前輪増速切換信号等である。
【００６８】
走行速度や変速位置やエンジン水温やＤＰＦ再生要求表示やその他のデータがステアリングハンドル１６の前に設けるメータパネル７９に表示される。
【符号の説明】
【００６９】
Ｅ エンジン
ＴＢ 過給器
ＣＨ 燃料供給量変更手段
２６ 走行変速装置（主変速レバー）
２７ 走行変速装置（副変速レバー）
４６ 排気浄化装置
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）
４９ ブースト圧補正制御スイッチ
９０ 走行・作業切換スイッチ
９２ ＰＴＯ入・切スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側に過給器（ＴＢ）を設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター（４６ｂ）を有する排気浄化装置（４６）を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段（ＣＨ）を設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段（ＣＨ）の設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクター。
【請求項２】
前記燃料供給量変更手段（ＣＨ）を作業者が運転作業中に操作可能な位置に設けるブースト圧補正制御スイッチ（４９）としたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【請求項３】
走行変速装置（２６），（２７）を所定の高変速位置以上に変速した場合に、自動的に燃料供給量変更手段（ＣＨ）で燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【請求項４】
走行・作業切換スイッチ（９０）を走行に切換えるかＰＴＯ入・切スイッチ（９２）を切にした場合に、自動的に燃料供給量変更手段（ＣＨ）で燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【請求項１】
吸気側に過給器（ＴＢ）を設け、排気側にディーゼルパティキュレートフィルター（４６ｂ）を有する排気浄化装置（４６）を設け、出力軸の回転に応じて燃料供給を抑制する制御を行う燃料噴射式内燃機関を搭載したトラクターにおいて、燃料供給量を変更する燃料供給量変更手段（ＣＨ）を設け、トラクターの運転者が前記燃料供給量変更手段（ＣＨ）の設定を適宜に変更可能にしたことを特徴とするトラクター。
【請求項２】
前記燃料供給量変更手段（ＣＨ）を作業者が運転作業中に操作可能な位置に設けるブースト圧補正制御スイッチ（４９）としたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【請求項３】
走行変速装置（２６），（２７）を所定の高変速位置以上に変速した場合に、自動的に燃料供給量変更手段（ＣＨ）で燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【請求項４】
走行・作業切換スイッチ（９０）を走行に切換えるかＰＴＯ入・切スイッチ（９２）を切にした場合に、自動的に燃料供給量変更手段（ＣＨ）で燃料噴射抑制をオフにすべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２９６３３（Ｐ２０１２−２２９６３３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７１０８（Ｐ２０１１−９７１０８）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【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２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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