トラクタ
【課題】トラクタにおいてＤＰＦとＳＣＲをエンジンルーム以外の場所に配置し、エンジンルーム内の熱害による不具合を改善する。
【解決手段】ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５床下部であってミッションケース１６の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタの構成とする。また、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方には、遮熱板２１を設けたことを特徴とするトラクタの構成とする。また、ステップフロア１５の位置を上方へ移動させたことを特徴とするトラクタの構成とする。
【解決手段】ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５床下部であってミッションケース１６の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタの構成とする。また、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方には、遮熱板２１を設けたことを特徴とするトラクタの構成とする。また、ステップフロア１５の位置を上方へ移動させたことを特徴とするトラクタの構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタの排気ガス後処理装置に関し、ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）とＳＣＲ（選択触媒還元）を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおける排気ガス後処理装置の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガス浄化のためにＤＰＦを用いて排気ガス中の粒子状物質（以下ＰＭという）等を捕集することが行われている。この場合、ＤＰＦにて捕集されたＰＭが所定量を超えるとＤＰＦ内の流通抵抗が増大してエンジン出力の低下をもたらすため、ＤＰＦに堆積したＰＭを除去してＤＰＦのＰＭ捕集能力を回復させる再生処理が行われている。
【０００３】
この種の再生方式の一例として化学反応型再生方式がある。化学反応型再生方式とは、エンジンの排気経路のうちＤＰＦの上流側にあるＤＯＣ（酸化触媒）にて、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を不安定なＮＯ２（二酸化窒素）に酸化させ、ＮＯ２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）を用いてＰＭを酸化除去するものである。かかるＤＯＣの酸化作用を利用することにより、エンジン駆動中のＤＰＦの再生が可能になっている。
【０００４】
但し、化学反応型再生方式は、排気ガス温度が再生可能温度（例えば約３００度）以上でなければ化学反応が行われない。つまり、排気ガス温度が再生可能温度未満である状態が続くと、ＰＭがＤＰＦ内に大量に堆積し、その結果、ＤＰＦが目詰まりを起こすことになる。従って、ＰＭ堆積量が所定量に達した場合は排気ガス温度を再生可能温度以上に高める必要がある。
【０００５】
この点、特許文献１では、エンジンの排気経路のうちＤＯＣ付きＤＰＦの上流側に電熱式のヒータを設け、ＤＯＣ付きＤＰＦに導かれる排気ガス温度をヒータ加熱にて上昇させることが開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の構成では、排気ガス昇温のための専用のヒータが必要であるため、部品点数が嵩みコスト上昇の一因になるという問題があった。また、ヒータによる排気ガスの加熱が局部的とならざるを得ず、排気ガスを一緒に加熱できないから、排気ガスを均一に浄化できないばかりか、ヒータに近接するＤＯＣ付きＤＰＦの温度も不均一となって、ＤＯＣ付きＤＰＦに割れ等の損傷が発生する恐れが高いと云う問題もあった。
【０００７】
そこで、これらの問題を解消するために、特許文献２では、エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化用のＤＰＦと、エンジンの動力にて駆動する油圧負荷機構と、ＤＰＦの詰まり状態を検出可能な詰まり検出手段と、油圧負荷機構の作動量を強制的に増大させるための強制作動弁手段とを備えており、詰まり検出手段の検出情報に基づく強制作動弁手段の作動にて、油圧負荷機構の作動量を増大させることにより、エンジン回転数を維持しながらエンジン負荷を増大させ、排気ガス温度を強制的に上昇させてＰＭを酸化除去しＤＰＦを再生させるもの等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８０１２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２６４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記特許文献２の構成では、排気ガス温度を強制的に上昇させてＰＭを酸化除去することにより、エンジンが駆動状態（回転数や負荷の状態）であるにも拘らず、ＤＰＦのＰＭ捕集能力を確実に回復させる再生処理を可能とすることができるが、現在、ディーゼルエンジンにおいて問題となっているＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化することはＤＰＦでは処理できないものである。また、通常では、ＤＰＦをエンジンルーム内に配置することが考えられるが、このような配置を行うときは、エンジンルーム内のヒートバランスが悪化することにより、補機類や配線類への熱害が発生するという難点がある。
【００１０】
そこで本発明では、トラクタにおいて、ＤＰＦと共に、新たにＮＯｘの浄化を可能とするＳＣＲを設け、これらＤＰＦとＳＣＲをエンジンルーム以外の場所に配置し、エンジンルーム内の熱害による不具合を改善しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、ボンネット（１７）内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）を、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部であってミッションケース（１６）の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタの構成とする。
【００１２】
このような構成により、トラクタに搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジンの排気経路から排出される排出ガスを、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部でミッションケース（１６）の上方側位置にて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）を通過させることにより、ＤＰＦ（１２）ではＰＭを捕集除去する再生を行うことができると共に、ＳＣＲ（１３）ではＮＯｘの浄化を行うことを可能とすることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の上方には、遮熱板（２１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタの構成とする。
このような構成により、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）から発生する熱がキャビン内に伝達されるのを防止できる。
【００１４】
請求項３の発明は、前記ステップフロア（１５）の位置を上方へ移動させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトラクタの構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、上記作用の如く、トラクタに搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジンの排気経路から排出される排出ガスを、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部に進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）へ流すことにより、ＤＰＦ（１２）ではＰＭを捕集除去する再生を行い、ＳＣＲ（１３）ではＮＯｘの浄化を行うことができると共に、ＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）をボンネット（１７）内に設けるときのように、ボンネット（１７）内のヒートバランスの悪化による補機類や配線類への熱害の発生を防止することができる。また、キャビン内からの視界も良好となる。
【００１６】
請求項２の発明では、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）から発生する熱がキャビン内に伝達されるのを防止でき、快適な作業が可能となる。
請求項３の発明では、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の配置空間が確保できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。
【図２】三種類の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】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向横直交姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図４】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向横直交姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図５】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図６】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図７】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦの斜め状態の配設姿勢を示す側面図。
【図８】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦの斜め状態の配設姿勢を示す平面図。
【図９】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下に分離したＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図１０】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下に分離したＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図１１】トラクタにおいてエンジンルームの前端側下部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、このＤＰＦの外周部に遮熱板を設けた状態を示す側面図。
【図１２】トラクタにおいてエンジンルームの前端側下部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、このＤＰＦの外周部に遮熱板を設けた状態を示す斜視図。
【図１３】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦに冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す側面図。
【図１４】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦに冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す正面図。
【図１５】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦの前に配置した風拡散板を介して冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す側面図。
【図１６】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦの前に配置した風拡散板を介して冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す正面図。
【図１７】トラクタにおいてボンネットの後端側上面部の凹部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設した状態を示す側面図。
【図１８】トラクタにおいてエンジンルームの前端側上方部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、細長のエアクリーナをボンネットの裏面に沿って配置した状態を示す側面図。
【図１９】トラクタにおいてディーゼルエンジンの後部側で上部位置にＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列接続して配設した状態を示す斜視図。
【図２０】トラクタにおいてＤＰＦをボンネットのサイドカバー外壁面でターボ過給器に近接した位置に進行方向直列姿勢に組み付けした状態を示す斜視図。
【図２１】（ａ）ＤＯＣとＤＰＦを内装した後処理ケースに排気ガス入口側の流入パイプと出口側の排出パイプを設けた状態を示す正面図。（ｂ）ＤＯＣとＤＰＦを内装した後処理ケースに排気ガス入口側の流入パイプと出口側の排出パイプを設けた状態を示す側面図。
【図２２】（ａ）流入パイプに同径の穴を等間隔に配置した状態を示す側面図。（ｂ）流入パイプのＤＯＣ側を小穴径で大間隔とし後処理ケース側を大穴径で小間隔に配置した状態を示す側面図。
【図２３】ＤＰＦ内のＰＭ堆積度合いと燃料残量の双方のモニターによる強制再生開始の手順を示すフローチャート。
【図２４】コモンレール式ターボ付ディーゼルエンジンを搭載した農作業機において運転時間の確認によりレール圧を増圧補正する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢で並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５下面側でミッションケース１６の上方側位置に配設する。また、ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直列姿勢で並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５下面側でミッションケース１６の上方側位置に配設する。
【００１９】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
コモンレール式ディーゼルエンジンＥついて、図１のシステム図によりその概要を示す如く、コモンレール式（蓄圧式燃料噴射方式）とは、各気筒への燃料噴射を要求圧力に調整して供給するコモンレール１（蓄圧室）を介して行うものである。
【００２０】
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を介して該エンジン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に導かれ蓄えられる。
【００２１】
該コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒５の数分インジェクター６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各気筒５毎にインジェクター６が開弁作動して、高圧燃料が該エンジンＥの各燃焼室内に噴射供給され、各インジェクター６での余剰燃料（リターン燃料）は各燃料戻し管１０により共通の燃料戻し通路１０ａへ導かれ、この燃料戻し通路１０ａ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への余剰燃料の燃料戻し通路１０ａ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。
【００２４】
農作業機に搭載したコモンレール式ディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示す如く、回転数と出力トルクの関係において、回転数の変動で出力も変動するドループ制御と、負荷が変動しても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と、アイソクロナス制御が負荷限界近くになると回転数を上昇させ出力を上げる重負荷制御とによる三種類の制御モードを設定している。
【００２５】
ドループ制御は走行モード（Ａ）として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、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。
【００２６】
アイソクロナス制御は通常作業モード（Ｂ）として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、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、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ものでオペレータが楽に操縦できる。
【００２７】
重負荷制御は重作業モード（Ｃ）として、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り、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ようなことがない。
【００２８】
従来、ディーゼルエンジンでは、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特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。
【００２９】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１のシステムを用いることで、エンジン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。
【００３０】
図３及び図４に示す如く、トラクタＴにおいて、本体フレーム１８上にディーゼルエンジン１９を搭載固定し、このエンジン１９の上方をボンネット１７で覆うことによりエンジンルーム２０を形成すると共に、このエンジンルーム２０の後端部にキャビン１４の下方側前端部を接続して構成させる。
【００３１】
該キャビン１４の、従来より上方側へ位置を修正したステップフロア１５の床下部にて、該エンジン１９から接続延長したミッションケース１６の上方側に位置する余裕のあるスペースａに、進行方向に対し直交姿勢の横方向に略断面円筒状のＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とを並列連結して配設させると共に、これらＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方に遮熱板２１を設けて構成させる。なお、２２は前輪を示す。
【００３２】
また、図５及び図６に示す如く、トラクタＴにおいて、前記と同様のキャビン１４のステップフロア１５の床下部にて、ミッションケース１６の上方側に位置する余裕のあるスペースａに、進行方向に対し直列姿勢の縦方向に略断面円筒状のＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とを並列連結して配設させると共に、これらＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方に遮熱板２１を設けて構成させる。
【００３３】
このような構成により、ディーゼルエンジン１９を搭載したトラクタＴにおいて、エンジンルーム２０以外のキャビン１４のステップフロア１５の床下部にてミッションケース１６の上方側に位置するスペースａに、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させた形態と、進行方向に対し直列姿勢の縦方向に並列連結させた形態とによるＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とに、各々該エンジン１９の排気経路から排出される排出ガスを通過させることにより、ＤＰＦ１２ではＰＭを捕集除去する再生を行うことができると共に、ＳＣＲ１３ではＮＯｘの浄化を行うことを可能とすることができる。
【００３４】
このような作用を行うときに、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の昇温によるステップフロア１５の過熱やキャビン内の昇温を遮熱板２１によって防止すると共に、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３をエンジンルーム２０以外に設けているから、該ルーム２０内は何等構成を変更する必要もなく、ヒートバランスの悪化による補機類や配線類への熱害の発生を防止することができる。なお、キャビン１４を従来より上方側へ位置を修正していることにより、オペレータの視界が高くなり前後方向とも良好な眺望を可能とすることができる。
【００３５】
また、ＤＰＦは排気量の大きいエンジンほど大きくなっていくため、トラクタによってはエンジンルーム内に収納することが難しいケースがあり、設置方法が確立されていないのが現状である。
【００３６】
そこで、図７及び図８に示す如く、ＤＰＦ２３を有するディーゼルエンジン２４を搭載した大型のトラクタＵにおいて、キャビン２５のステップフロア２６床下部の空間内に、後輪２７の右側タイヤカバー２８の前方側面部に沿わせる形で円筒状のＤＰＦ２３を平面視斜め状態に配設し、該エンジン２４から後方に延長した送気管２９を折曲してＤＰＦ２３の前端部に接続すると共に、ＤＰＦ２３の後端部に接続した排気管３０を折曲してキャビン２５の右側端前面に沿わせて上方に向け延長配置して構成させる。なお、３１はボンネット、３２は前輪を示す。
【００３７】
このような構成により、キャビン２５のステップフロア２６床下部にて右側のタイヤカバー２８の前方側面部の空間を利用することによって、設置が困難であった長い大型のＤＰＦ２３を装着することができるから、ＰＭ燃焼の効率を上げ得ると共に、ＰＭを溜める量を増加させることが可能となる。また、ステップフロア２６を従来よりも上方に移動させることで、ＤＰＦ１３やＳＣＲ１３の配置空間が広くなると共に、キャビン内からの視界も良好となる。
【００３８】
また、前記と同じく、ＤＰＦは排気量の大きいエンジンほど大きくなっていくため、トラクタによってはエンジンルーム内に収納することが難しいケースがあるものにおいて、図９及び図１０に示す如く、分離したＤＯＣ３３とＤＰＦ３４を有するディーゼルエンジン２４を搭載した大型のトラクタＵにおいて、キャビン２５のステップフロア２６床下部の空間内に、キャビン２５の右外側面近傍位置の下部側に進行方向に対し直列姿勢の縦方向に配置した円筒状のＤＰＦ３４に対し、略半径程度上下関係をずらした上方内側位置に円筒状のＤＯＣ３３を並列に配設し、該エンジン２４から延長した送気管３５を折曲してＤＯＣ３３の前端部に接続させ、ＤＯＣ３３の後端部からＤＰＦ３４の前端部に連結管３６を接続すると共に、ＤＰＦ３４の後端部に接続した排気管３７を折曲してキャビン２５の右側端前面に沿わせて上方に向け延長配置して構成させる。
【００３９】
このような構成により、ＤＯＣ３３をキャビン２５のステップフロア２６床下部の空間を使用することにより、該エンジン２４から離れ過ぎることがないから排気温度の低下によるＤＯＣ３３の処理能力に支障をきたすことがないと共に、ＤＯＣ３３とＤＰＦ３４を分離させる構造としたことで各々の長さを短くできることにより、ステップフロア２６床下部の空間への収納を的確に行うことか可能となる。
【００４０】
また、通常では、ＤＰＦをエンジンルーム内にてエンジンの上方側に配置させることが作用性能面では有利であるが、このような配置ではキャビンのフロントガラスがＤＰＦの放熱で高温となる不具合を生じると共に、ＤＰＦの放射熱でエンジンルーム内のヒートバランスが悪化するという難点がある。
【００４１】
そこで、図１１及び図１２に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム３８上にディーゼルエンジン３９を搭載固定し、このエンジン３９の上方をボンネット４０で覆うことによりエンジンルーム４１を形成すると共に、フロントアクスルブラケット４２の先端部に、円筒状のＤＰＦ４３を進行方向に対し直交姿勢の横方向に配設させ、ＤＰＦ４３の該エンジン３９側外周部に一定間隔を開けて遮熱板４４を配置し、ボンネット４０の後端側上部周辺にベンチレーション４５を設けて構成させる。なお、４６は吐出ファンを示す。
【００４２】
このような構成により、該エンジン３９とＤＰＦ４３は遮熱板４４によって各々独立した形態となっているから、ＤＰＦ４３は温度低下がないと共に、吐出ファン４６によりベンチレーション４５から通風される冷却風は、該エンジン３９自体の冷却能力が損なわれることなくボンネット４０の前端側から外方へ排出されるため、エンジンルーム４１内のヒートバランスが悪化することもなく、フロントガラス（図示なし）もＤＰＦ４３の放熱により高温になることがない。
【００４３】
また、トラクタやコンバイン等の車両において、ＤＰＦを装着する際にＤＰＦが大きいため収納される場所が限定されることにより、エンジン冷却ファンの風が均一に当たらず反応ムラを生じる難点があると共に、特にコンバイン等では、高温になるＤＰＦに藁屑が堆積すると火災となる危険性がある。
【００４４】
このため、図１３及び図１４に示す如く、トラクタＶにおいて、ボンネット４７に覆われているディーゼルエンジン４８を搭載したエンジンルーム４９内の後方上端部に、円筒状のＤＰＦ５０を進行方向に対し直交姿勢の横方向に配設すると共に、該エンジン４８の前部に冷却ファン５１を設けて構成させる。なお、５２はキャビン、５３は前輪、５４は後輪を示す。
【００４５】
このような構成により、冷却ファン５１からの冷却風が、ＤＰＦ５０に均等に振り分けられて確実にＤＰＦ５０を通過させることができるから、ＤＰＦ５０の温度を均一化し局部的な温度上昇を抑止して、ＤＰＦ５０を通過する排出ガスをムラなく反応させることが可能となる。特に、コンバイン等においては、ＤＰＦ５０の表面に堆積しようとする藁屑を後方へ飛ばし、藁屑の堆積による火災の危険性をなくすことができる。
【００４６】
また、トラクタＶにおけるＤＰＦ５０において、図１５及び図１６に示す如く、ＤＰＦ５０の前に風拡散板５５を配置して構成させることにより、冷却ファン５１からの冷却風が風拡散板５５によって拡散され、ＤＰＦ５０に一層増大して均等に振り分けられ確実にＤＰＦ５０を通過させることができるから、前記の如き作用効果をより一段と強力なものとすることができる。
【００４７】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦをエンジンルーム内へ装備するときは、ＤＰＦの放熱により該ルーム内のヒートバランスが悪化するという不具合がある。
このため、図１７に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム５６上にディーゼルエンジン５７を搭載したエンジンルーム５８を覆うボンネット５９の後端側上面部に少し凹部を設け、この凹部に進行方向に対し直交姿勢の横方向に円筒状のＤＰＦ６０を配設して構成させることにより、ＤＰＦ６０の放熱をボンネット５９によってエンジンルーム５８内と隔離可能としているから、ＤＰＦ６０の放熱によるエンジンルーム５８内の配線や配管に対する熱害を防止することができる。なお、６１はキャビン、６２は前輪を示す。
【００４８】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦを前記の如くボンネットの上面部位置に配設するときは、ＤＰＦがオペレータの視界を妨げるという難点がある。
このため、図１８に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム６３上にディーゼルエンジン６４を搭載したエンジンルーム６５を覆うボンネット６６を設け、エンジンルーム６５の前端側で、従来、エアクリーナ６７が配置されていた場所に進行方向に対し直交姿勢の横方向に円筒状のＤＰＦ６８を配設すると共に、細長のエアクリーナ６７を該エンジン６４の上方位置でボンネット６６裏面に沿って配置して構成させることにより、ＤＰＦ６８をオペレータの視界を妨げることがないよう、エンジンルーム６５内に配置することができる。なお、６９はキャビン、７０は前輪を示す。
【００４９】
また、トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦを直列に接続してボンネット内に配置しようとする場合、進行方向に対し直列姿勢の縦方向ではエアコンのコンプレッサが邪魔になるし、進行方向に対し直交姿勢の横方向では機体の横幅が不足することにより配置ができないという制約がある。
【００５０】
このため、図１９に示す如く、ディーゼルエンジン７１の後方側上部位置に略円筒状のＤＯＣ７２とＤＰＦ７３を並列に接続して配設すると共に、ＤＯＣ７２とＤＰＦ７３の間を連結管７４によって連結することにより、従来の如く、配置方向を気にすることなく、ＤＯＣ７２とＤＰＦ７３の配置を容易に行うことができ、ＤＯＣ７２で触媒活性した高温ガスを円滑にＤＰＦ７３へ流入させ、ＰＭ再生を行うことが可能となる。
【００５１】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦをボンネット内に配置する場合では、ボンネット内の配線や配管に対する熱害、及びヒートバランスへの悪影響を生じると共に、ステップフロアの床下の場合では、代掻き等において泥水が掛かってしまうという不具合が発生する。
【００５２】
このため、図２０に示す如く、トラクタにおいて、円筒状のＤＰＦ７５をボンネット７６のサイトカバー７６ａの側面にてターボ過給器（図示なし）に近接した位置に、アクスルブラケット７７より固定のステー７７ａを延設して進行方向に対し直列姿勢の縦方向で組み付けを行わせることにより、ボンネット７６内の配線や配管及びヒートバランスへの悪影響、又は代掻き等における不具合を抑制できると共に、ＤＰＦ７５とターボ過給器との距離を短くすることにより、ＤＰＦ７５に排気温度を高温で流入させ、ＰＭ再生を行うことが可能となる。なお、７８はキャビンを示す。
【００５３】
また、ＤＯＣ及びＤＰＦを通過する排気ガスの流量が均一でないと、ＤＰＦの再生時に部分的に異常燃焼を起し溶損となる危険性がある。
このため、ＤＯＣ及びＤＰＦを装備した農作業機用ディーゼルエンジンにおいて、図２１（ａ），（ｂ）に示す如く、ＤＯＣ７９とＤＰＦ８０を内装した円筒状の後処理ケース８１の排気ガスの入口側と出口側とに、各々流入パイプ８２ａと排出パイプ８２ｂを設けると共に、流入パイプ８２ａについて、図２２（ａ）に示す如く、流入パイプ８２ａに同径の穴を等間隔に配置した従来のものでは、ＤＯＣ７９側と後処理ケース８１側では排気ガスの流れが均一でないという不具合があるため、図２２（ｂ）に示す如く、流入パイプ８２ａのＤＯＣ７９側を小穴径で大間隔とし、後処理ケース８１側を大穴径で小間隔に配置することにより、排気ガスの流れを均一とすることができる。なお、パイプの中心軸方向にも圧力低下が起るので、中心軸方向の圧力（流量）も均一となるよう穴径と間隔を配慮する必要がある。
【００５４】
また、従来では、ＤＰＦ等後処理装置の強制再生を行う際に燃料残量をモニターしていないため、燃料残量が少ないにも拘らず強制再生を行うと再生中にガス欠を起し再生が中断され、ガス欠によりエンジンが停止すると急激な温度変化により後処理装置に破損を生じると共に、例え、燃料が少ない状態で強制再生が終了したとしても、ガス欠により圃場内で身動きが取れなくなる恐れがある。
【００５５】
このため、排気ガスの後処理装置を装備したディーゼルエンジンにおいて、図２３に示す如く、ＤＰＦ内に堆積したＰＭの量が規定値を越えたときは、燃料タンク内の燃料残量をモニターし燃料残量が規定値以上のときは強制再生開始の制御を行わせるが、燃料残量が規定値以下のときはモニターに燃料補給の表示を行うと共に出力を下げる制御を行わせる。
【００５６】
このように、ＤＰＦ内のＰＭの堆積度合いと燃料残量の双方をモニターすることにより、強制再生時において排気ガス温度上昇のため多量の燃料を消費してもガス欠を防止することが可能であるから、ガス欠による急激な温度変化によりＤＰＦが破損することを防止できると共に、ガス欠により圃場内で身動きが取れなくなる状態を防止することができる。
【００５７】
また、ターボ過給器は長時間運転されるにつれ還元されたブローバイガス内のオイルやＰＭが、ハウジング壁面や羽根に付着する影響でブースト圧が掛かりにくくなリ、ブースト圧が下がると吸入空気量が減少しＰＭが発生し易くなるため、特に、ＤＰＦを装備したエンジンではＤＰＦに対するＰＭ発生の増加を抑える必要がある。
【００５８】
このため、ＤＰＦを装備したコモンレール式ターボ付ディーゼルエンジンを搭載した農作業機において、図２４に示す如く、運転時間の確認を行い、運転時間が１０００時間を越えたときはレール圧を増圧補正することにより、ターボ過給器が経年変化によって劣化しブースト圧が掛からなくなることで、空気量不足によるＰＭの増加を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
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することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１２ ＤＰＦ
１３ ＳＣＲ
１４ キャビン
１５ ステップフロア
１６ ミッションケース
１７ ボンネット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタの排気ガス後処理装置に関し、ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）とＳＣＲ（選択触媒還元）を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおける排気ガス後処理装置の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガス浄化のためにＤＰＦを用いて排気ガス中の粒子状物質（以下ＰＭという）等を捕集することが行われている。この場合、ＤＰＦにて捕集されたＰＭが所定量を超えるとＤＰＦ内の流通抵抗が増大してエンジン出力の低下をもたらすため、ＤＰＦに堆積したＰＭを除去してＤＰＦのＰＭ捕集能力を回復させる再生処理が行われている。
【０００３】
この種の再生方式の一例として化学反応型再生方式がある。化学反応型再生方式とは、エンジンの排気経路のうちＤＰＦの上流側にあるＤＯＣ（酸化触媒）にて、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）を不安定なＮＯ２（二酸化窒素）に酸化させ、ＮＯ２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）を用いてＰＭを酸化除去するものである。かかるＤＯＣの酸化作用を利用することにより、エンジン駆動中のＤＰＦの再生が可能になっている。
【０００４】
但し、化学反応型再生方式は、排気ガス温度が再生可能温度（例えば約３００度）以上でなければ化学反応が行われない。つまり、排気ガス温度が再生可能温度未満である状態が続くと、ＰＭがＤＰＦ内に大量に堆積し、その結果、ＤＰＦが目詰まりを起こすことになる。従って、ＰＭ堆積量が所定量に達した場合は排気ガス温度を再生可能温度以上に高める必要がある。
【０００５】
この点、特許文献１では、エンジンの排気経路のうちＤＯＣ付きＤＰＦの上流側に電熱式のヒータを設け、ＤＯＣ付きＤＰＦに導かれる排気ガス温度をヒータ加熱にて上昇させることが開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の構成では、排気ガス昇温のための専用のヒータが必要であるため、部品点数が嵩みコスト上昇の一因になるという問題があった。また、ヒータによる排気ガスの加熱が局部的とならざるを得ず、排気ガスを一緒に加熱できないから、排気ガスを均一に浄化できないばかりか、ヒータに近接するＤＯＣ付きＤＰＦの温度も不均一となって、ＤＯＣ付きＤＰＦに割れ等の損傷が発生する恐れが高いと云う問題もあった。
【０００７】
そこで、これらの問題を解消するために、特許文献２では、エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化用のＤＰＦと、エンジンの動力にて駆動する油圧負荷機構と、ＤＰＦの詰まり状態を検出可能な詰まり検出手段と、油圧負荷機構の作動量を強制的に増大させるための強制作動弁手段とを備えており、詰まり検出手段の検出情報に基づく強制作動弁手段の作動にて、油圧負荷機構の作動量を増大させることにより、エンジン回転数を維持しながらエンジン負荷を増大させ、排気ガス温度を強制的に上昇させてＰＭを酸化除去しＤＰＦを再生させるもの等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８０１２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２６４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記特許文献２の構成では、排気ガス温度を強制的に上昇させてＰＭを酸化除去することにより、エンジンが駆動状態（回転数や負荷の状態）であるにも拘らず、ＤＰＦのＰＭ捕集能力を確実に回復させる再生処理を可能とすることができるが、現在、ディーゼルエンジンにおいて問題となっているＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化することはＤＰＦでは処理できないものである。また、通常では、ＤＰＦをエンジンルーム内に配置することが考えられるが、このような配置を行うときは、エンジンルーム内のヒートバランスが悪化することにより、補機類や配線類への熱害が発生するという難点がある。
【００１０】
そこで本発明では、トラクタにおいて、ＤＰＦと共に、新たにＮＯｘの浄化を可能とするＳＣＲを設け、これらＤＰＦとＳＣＲをエンジンルーム以外の場所に配置し、エンジンルーム内の熱害による不具合を改善しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、ボンネット（１７）内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）を、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部であってミッションケース（１６）の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタの構成とする。
【００１２】
このような構成により、トラクタに搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジンの排気経路から排出される排出ガスを、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部でミッションケース（１６）の上方側位置にて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）を通過させることにより、ＤＰＦ（１２）ではＰＭを捕集除去する再生を行うことができると共に、ＳＣＲ（１３）ではＮＯｘの浄化を行うことを可能とすることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の上方には、遮熱板（２１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタの構成とする。
このような構成により、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）から発生する熱がキャビン内に伝達されるのを防止できる。
【００１４】
請求項３の発明は、前記ステップフロア（１５）の位置を上方へ移動させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトラクタの構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、上記作用の如く、トラクタに搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジンの排気経路から排出される排出ガスを、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部に進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）へ流すことにより、ＤＰＦ（１２）ではＰＭを捕集除去する再生を行い、ＳＣＲ（１３）ではＮＯｘの浄化を行うことができると共に、ＤＰＦ（１２）並びにＳＣＲ（１３）をボンネット（１７）内に設けるときのように、ボンネット（１７）内のヒートバランスの悪化による補機類や配線類への熱害の発生を防止することができる。また、キャビン内からの視界も良好となる。
【００１６】
請求項２の発明では、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）から発生する熱がキャビン内に伝達されるのを防止でき、快適な作業が可能となる。
請求項３の発明では、ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の配置空間が確保できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。
【図２】三種類の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】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向横直交姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図４】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向横直交姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図５】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図６】トラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦとＳＣＲを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図７】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦの斜め状態の配設姿勢を示す側面図。
【図８】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下にＤＰＦの斜め状態の配設姿勢を示す平面図。
【図９】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下に分離したＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す側面図。
【図１０】大型のトラクタにおいてキャビンのステップフロア床下に分離したＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列連結して配設した状態を示す平面図。
【図１１】トラクタにおいてエンジンルームの前端側下部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、このＤＰＦの外周部に遮熱板を設けた状態を示す側面図。
【図１２】トラクタにおいてエンジンルームの前端側下部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、このＤＰＦの外周部に遮熱板を設けた状態を示す斜視図。
【図１３】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦに冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す側面図。
【図１４】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦに冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す正面図。
【図１５】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦの前に配置した風拡散板を介して冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す側面図。
【図１６】トラクタにおいてエンジンルームの後方上端部に進行方向横直交姿勢に配設したＤＰＦの前に配置した風拡散板を介して冷却ファンからの冷却風が通過する状態を示す正面図。
【図１７】トラクタにおいてボンネットの後端側上面部の凹部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設した状態を示す側面図。
【図１８】トラクタにおいてエンジンルームの前端側上方部に進行方向横直交姿勢にＤＰＦを配設すると共に、細長のエアクリーナをボンネットの裏面に沿って配置した状態を示す側面図。
【図１９】トラクタにおいてディーゼルエンジンの後部側で上部位置にＤＯＣとＤＰＦを進行方向直列姿勢に並列接続して配設した状態を示す斜視図。
【図２０】トラクタにおいてＤＰＦをボンネットのサイドカバー外壁面でターボ過給器に近接した位置に進行方向直列姿勢に組み付けした状態を示す斜視図。
【図２１】（ａ）ＤＯＣとＤＰＦを内装した後処理ケースに排気ガス入口側の流入パイプと出口側の排出パイプを設けた状態を示す正面図。（ｂ）ＤＯＣとＤＰＦを内装した後処理ケースに排気ガス入口側の流入パイプと出口側の排出パイプを設けた状態を示す側面図。
【図２２】（ａ）流入パイプに同径の穴を等間隔に配置した状態を示す側面図。（ｂ）流入パイプのＤＯＣ側を小穴径で大間隔とし後処理ケース側を大穴径で小間隔に配置した状態を示す側面図。
【図２３】ＤＰＦ内のＰＭ堆積度合いと燃料残量の双方のモニターによる強制再生開始の手順を示すフローチャート。
【図２４】コモンレール式ターボ付ディーゼルエンジンを搭載した農作業機において運転時間の確認によりレール圧を増圧補正する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢で並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５下面側でミッションケース１６の上方側位置に配設する。また、ボンネット１７内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直列姿勢で並列連結させたＤＰＦ１２とＳＣＲ１３を、キャビン１４のステップフロア１５下面側でミッションケース１６の上方側位置に配設する。
【００１９】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
コモンレール式ディーゼルエンジンＥついて、図１のシステム図によりその概要を示す如く、コモンレール式（蓄圧式燃料噴射方式）とは、各気筒への燃料噴射を要求圧力に調整して供給するコモンレール１（蓄圧室）を介して行うものである。
【００２０】
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を介して該エンジン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に導かれ蓄えられる。
【００２１】
該コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒５の数分インジェクター６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各気筒５毎にインジェクター６が開弁作動して、高圧燃料が該エンジンＥの各燃焼室内に噴射供給され、各インジェクター６での余剰燃料（リターン燃料）は各燃料戻し管１０により共通の燃料戻し通路１０ａへ導かれ、この燃料戻し通路１０ａ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への余剰燃料の燃料戻し通路１０ａ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。
【００２４】
農作業機に搭載したコモンレール式ディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示す如く、回転数と出力トルクの関係において、回転数の変動で出力も変動するドループ制御と、負荷が変動しても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と、アイソクロナス制御が負荷限界近くになると回転数を上昇させ出力を上げる重負荷制御とによる三種類の制御モードを設定している。
【００２５】
ドループ制御は走行モード（Ａ）として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、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。
【００２６】
アイソクロナス制御は通常作業モード（Ｂ）として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、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、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ものでオペレータが楽に操縦できる。
【００２７】
重負荷制御は重作業モード（Ｃ）として、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り、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ようなことがない。
【００２８】
従来、ディーゼルエンジンでは、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特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。
【００２９】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１のシステムを用いることで、エンジン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。
【００３０】
図３及び図４に示す如く、トラクタＴにおいて、本体フレーム１８上にディーゼルエンジン１９を搭載固定し、このエンジン１９の上方をボンネット１７で覆うことによりエンジンルーム２０を形成すると共に、このエンジンルーム２０の後端部にキャビン１４の下方側前端部を接続して構成させる。
【００３１】
該キャビン１４の、従来より上方側へ位置を修正したステップフロア１５の床下部にて、該エンジン１９から接続延長したミッションケース１６の上方側に位置する余裕のあるスペースａに、進行方向に対し直交姿勢の横方向に略断面円筒状のＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とを並列連結して配設させると共に、これらＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方に遮熱板２１を設けて構成させる。なお、２２は前輪を示す。
【００３２】
また、図５及び図６に示す如く、トラクタＴにおいて、前記と同様のキャビン１４のステップフロア１５の床下部にて、ミッションケース１６の上方側に位置する余裕のあるスペースａに、進行方向に対し直列姿勢の縦方向に略断面円筒状のＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とを並列連結して配設させると共に、これらＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の上方に遮熱板２１を設けて構成させる。
【００３３】
このような構成により、ディーゼルエンジン１９を搭載したトラクタＴにおいて、エンジンルーム２０以外のキャビン１４のステップフロア１５の床下部にてミッションケース１６の上方側に位置するスペースａに、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させた形態と、進行方向に対し直列姿勢の縦方向に並列連結させた形態とによるＤＰＦ１２とＳＣＲ１３とに、各々該エンジン１９の排気経路から排出される排出ガスを通過させることにより、ＤＰＦ１２ではＰＭを捕集除去する再生を行うことができると共に、ＳＣＲ１３ではＮＯｘの浄化を行うことを可能とすることができる。
【００３４】
このような作用を行うときに、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３の昇温によるステップフロア１５の過熱やキャビン内の昇温を遮熱板２１によって防止すると共に、ＤＰＦ１２とＳＣＲ１３をエンジンルーム２０以外に設けているから、該ルーム２０内は何等構成を変更する必要もなく、ヒートバランスの悪化による補機類や配線類への熱害の発生を防止することができる。なお、キャビン１４を従来より上方側へ位置を修正していることにより、オペレータの視界が高くなり前後方向とも良好な眺望を可能とすることができる。
【００３５】
また、ＤＰＦは排気量の大きいエンジンほど大きくなっていくため、トラクタによってはエンジンルーム内に収納することが難しいケースがあり、設置方法が確立されていないのが現状である。
【００３６】
そこで、図７及び図８に示す如く、ＤＰＦ２３を有するディーゼルエンジン２４を搭載した大型のトラクタＵにおいて、キャビン２５のステップフロア２６床下部の空間内に、後輪２７の右側タイヤカバー２８の前方側面部に沿わせる形で円筒状のＤＰＦ２３を平面視斜め状態に配設し、該エンジン２４から後方に延長した送気管２９を折曲してＤＰＦ２３の前端部に接続すると共に、ＤＰＦ２３の後端部に接続した排気管３０を折曲してキャビン２５の右側端前面に沿わせて上方に向け延長配置して構成させる。なお、３１はボンネット、３２は前輪を示す。
【００３７】
このような構成により、キャビン２５のステップフロア２６床下部にて右側のタイヤカバー２８の前方側面部の空間を利用することによって、設置が困難であった長い大型のＤＰＦ２３を装着することができるから、ＰＭ燃焼の効率を上げ得ると共に、ＰＭを溜める量を増加させることが可能となる。また、ステップフロア２６を従来よりも上方に移動させることで、ＤＰＦ１３やＳＣＲ１３の配置空間が広くなると共に、キャビン内からの視界も良好となる。
【００３８】
また、前記と同じく、ＤＰＦは排気量の大きいエンジンほど大きくなっていくため、トラクタによってはエンジンルーム内に収納することが難しいケースがあるものにおいて、図９及び図１０に示す如く、分離したＤＯＣ３３とＤＰＦ３４を有するディーゼルエンジン２４を搭載した大型のトラクタＵにおいて、キャビン２５のステップフロア２６床下部の空間内に、キャビン２５の右外側面近傍位置の下部側に進行方向に対し直列姿勢の縦方向に配置した円筒状のＤＰＦ３４に対し、略半径程度上下関係をずらした上方内側位置に円筒状のＤＯＣ３３を並列に配設し、該エンジン２４から延長した送気管３５を折曲してＤＯＣ３３の前端部に接続させ、ＤＯＣ３３の後端部からＤＰＦ３４の前端部に連結管３６を接続すると共に、ＤＰＦ３４の後端部に接続した排気管３７を折曲してキャビン２５の右側端前面に沿わせて上方に向け延長配置して構成させる。
【００３９】
このような構成により、ＤＯＣ３３をキャビン２５のステップフロア２６床下部の空間を使用することにより、該エンジン２４から離れ過ぎることがないから排気温度の低下によるＤＯＣ３３の処理能力に支障をきたすことがないと共に、ＤＯＣ３３とＤＰＦ３４を分離させる構造としたことで各々の長さを短くできることにより、ステップフロア２６床下部の空間への収納を的確に行うことか可能となる。
【００４０】
また、通常では、ＤＰＦをエンジンルーム内にてエンジンの上方側に配置させることが作用性能面では有利であるが、このような配置ではキャビンのフロントガラスがＤＰＦの放熱で高温となる不具合を生じると共に、ＤＰＦの放射熱でエンジンルーム内のヒートバランスが悪化するという難点がある。
【００４１】
そこで、図１１及び図１２に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム３８上にディーゼルエンジン３９を搭載固定し、このエンジン３９の上方をボンネット４０で覆うことによりエンジンルーム４１を形成すると共に、フロントアクスルブラケット４２の先端部に、円筒状のＤＰＦ４３を進行方向に対し直交姿勢の横方向に配設させ、ＤＰＦ４３の該エンジン３９側外周部に一定間隔を開けて遮熱板４４を配置し、ボンネット４０の後端側上部周辺にベンチレーション４５を設けて構成させる。なお、４６は吐出ファンを示す。
【００４２】
このような構成により、該エンジン３９とＤＰＦ４３は遮熱板４４によって各々独立した形態となっているから、ＤＰＦ４３は温度低下がないと共に、吐出ファン４６によりベンチレーション４５から通風される冷却風は、該エンジン３９自体の冷却能力が損なわれることなくボンネット４０の前端側から外方へ排出されるため、エンジンルーム４１内のヒートバランスが悪化することもなく、フロントガラス（図示なし）もＤＰＦ４３の放熱により高温になることがない。
【００４３】
また、トラクタやコンバイン等の車両において、ＤＰＦを装着する際にＤＰＦが大きいため収納される場所が限定されることにより、エンジン冷却ファンの風が均一に当たらず反応ムラを生じる難点があると共に、特にコンバイン等では、高温になるＤＰＦに藁屑が堆積すると火災となる危険性がある。
【００４４】
このため、図１３及び図１４に示す如く、トラクタＶにおいて、ボンネット４７に覆われているディーゼルエンジン４８を搭載したエンジンルーム４９内の後方上端部に、円筒状のＤＰＦ５０を進行方向に対し直交姿勢の横方向に配設すると共に、該エンジン４８の前部に冷却ファン５１を設けて構成させる。なお、５２はキャビン、５３は前輪、５４は後輪を示す。
【００４５】
このような構成により、冷却ファン５１からの冷却風が、ＤＰＦ５０に均等に振り分けられて確実にＤＰＦ５０を通過させることができるから、ＤＰＦ５０の温度を均一化し局部的な温度上昇を抑止して、ＤＰＦ５０を通過する排出ガスをムラなく反応させることが可能となる。特に、コンバイン等においては、ＤＰＦ５０の表面に堆積しようとする藁屑を後方へ飛ばし、藁屑の堆積による火災の危険性をなくすことができる。
【００４６】
また、トラクタＶにおけるＤＰＦ５０において、図１５及び図１６に示す如く、ＤＰＦ５０の前に風拡散板５５を配置して構成させることにより、冷却ファン５１からの冷却風が風拡散板５５によって拡散され、ＤＰＦ５０に一層増大して均等に振り分けられ確実にＤＰＦ５０を通過させることができるから、前記の如き作用効果をより一段と強力なものとすることができる。
【００４７】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦをエンジンルーム内へ装備するときは、ＤＰＦの放熱により該ルーム内のヒートバランスが悪化するという不具合がある。
このため、図１７に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム５６上にディーゼルエンジン５７を搭載したエンジンルーム５８を覆うボンネット５９の後端側上面部に少し凹部を設け、この凹部に進行方向に対し直交姿勢の横方向に円筒状のＤＰＦ６０を配設して構成させることにより、ＤＰＦ６０の放熱をボンネット５９によってエンジンルーム５８内と隔離可能としているから、ＤＰＦ６０の放熱によるエンジンルーム５８内の配線や配管に対する熱害を防止することができる。なお、６１はキャビン、６２は前輪を示す。
【００４８】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦを前記の如くボンネットの上面部位置に配設するときは、ＤＰＦがオペレータの視界を妨げるという難点がある。
このため、図１８に示す如く、トラクタにおいて、本体フレーム６３上にディーゼルエンジン６４を搭載したエンジンルーム６５を覆うボンネット６６を設け、エンジンルーム６５の前端側で、従来、エアクリーナ６７が配置されていた場所に進行方向に対し直交姿勢の横方向に円筒状のＤＰＦ６８を配設すると共に、細長のエアクリーナ６７を該エンジン６４の上方位置でボンネット６６裏面に沿って配置して構成させることにより、ＤＰＦ６８をオペレータの視界を妨げることがないよう、エンジンルーム６５内に配置することができる。なお、６９はキャビン、７０は前輪を示す。
【００４９】
また、トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦを直列に接続してボンネット内に配置しようとする場合、進行方向に対し直列姿勢の縦方向ではエアコンのコンプレッサが邪魔になるし、進行方向に対し直交姿勢の横方向では機体の横幅が不足することにより配置ができないという制約がある。
【００５０】
このため、図１９に示す如く、ディーゼルエンジン７１の後方側上部位置に略円筒状のＤＯＣ７２とＤＰＦ７３を並列に接続して配設すると共に、ＤＯＣ７２とＤＰＦ７３の間を連結管７４によって連結することにより、従来の如く、配置方向を気にすることなく、ＤＯＣ７２とＤＰＦ７３の配置を容易に行うことができ、ＤＯＣ７２で触媒活性した高温ガスを円滑にＤＰＦ７３へ流入させ、ＰＭ再生を行うことが可能となる。
【００５１】
また、トラクタにおいて、ＤＰＦをボンネット内に配置する場合では、ボンネット内の配線や配管に対する熱害、及びヒートバランスへの悪影響を生じると共に、ステップフロアの床下の場合では、代掻き等において泥水が掛かってしまうという不具合が発生する。
【００５２】
このため、図２０に示す如く、トラクタにおいて、円筒状のＤＰＦ７５をボンネット７６のサイトカバー７６ａの側面にてターボ過給器（図示なし）に近接した位置に、アクスルブラケット７７より固定のステー７７ａを延設して進行方向に対し直列姿勢の縦方向で組み付けを行わせることにより、ボンネット７６内の配線や配管及びヒートバランスへの悪影響、又は代掻き等における不具合を抑制できると共に、ＤＰＦ７５とターボ過給器との距離を短くすることにより、ＤＰＦ７５に排気温度を高温で流入させ、ＰＭ再生を行うことが可能となる。なお、７８はキャビンを示す。
【００５３】
また、ＤＯＣ及びＤＰＦを通過する排気ガスの流量が均一でないと、ＤＰＦの再生時に部分的に異常燃焼を起し溶損となる危険性がある。
このため、ＤＯＣ及びＤＰＦを装備した農作業機用ディーゼルエンジンにおいて、図２１（ａ），（ｂ）に示す如く、ＤＯＣ７９とＤＰＦ８０を内装した円筒状の後処理ケース８１の排気ガスの入口側と出口側とに、各々流入パイプ８２ａと排出パイプ８２ｂを設けると共に、流入パイプ８２ａについて、図２２（ａ）に示す如く、流入パイプ８２ａに同径の穴を等間隔に配置した従来のものでは、ＤＯＣ７９側と後処理ケース８１側では排気ガスの流れが均一でないという不具合があるため、図２２（ｂ）に示す如く、流入パイプ８２ａのＤＯＣ７９側を小穴径で大間隔とし、後処理ケース８１側を大穴径で小間隔に配置することにより、排気ガスの流れを均一とすることができる。なお、パイプの中心軸方向にも圧力低下が起るので、中心軸方向の圧力（流量）も均一となるよう穴径と間隔を配慮する必要がある。
【００５４】
また、従来では、ＤＰＦ等後処理装置の強制再生を行う際に燃料残量をモニターしていないため、燃料残量が少ないにも拘らず強制再生を行うと再生中にガス欠を起し再生が中断され、ガス欠によりエンジンが停止すると急激な温度変化により後処理装置に破損を生じると共に、例え、燃料が少ない状態で強制再生が終了したとしても、ガス欠により圃場内で身動きが取れなくなる恐れがある。
【００５５】
このため、排気ガスの後処理装置を装備したディーゼルエンジンにおいて、図２３に示す如く、ＤＰＦ内に堆積したＰＭの量が規定値を越えたときは、燃料タンク内の燃料残量をモニターし燃料残量が規定値以上のときは強制再生開始の制御を行わせるが、燃料残量が規定値以下のときはモニターに燃料補給の表示を行うと共に出力を下げる制御を行わせる。
【００５６】
このように、ＤＰＦ内のＰＭの堆積度合いと燃料残量の双方をモニターすることにより、強制再生時において排気ガス温度上昇のため多量の燃料を消費してもガス欠を防止することが可能であるから、ガス欠による急激な温度変化によりＤＰＦが破損することを防止できると共に、ガス欠により圃場内で身動きが取れなくなる状態を防止することができる。
【００５７】
また、ターボ過給器は長時間運転されるにつれ還元されたブローバイガス内のオイルやＰＭが、ハウジング壁面や羽根に付着する影響でブースト圧が掛かりにくくなリ、ブースト圧が下がると吸入空気量が減少しＰＭが発生し易くなるため、特に、ＤＰＦを装備したエンジンではＤＰＦに対するＰＭ発生の増加を抑える必要がある。
【００５８】
このため、ＤＰＦを装備したコモンレール式ターボ付ディーゼルエンジンを搭載した農作業機において、図２４に示す如く、運転時間の確認を行い、運転時間が１０００時間を越えたときはレール圧を増圧補正することにより、ターボ過給器が経年変化によって劣化しブースト圧が掛からなくなることで、空気量不足によるＰＭの増加を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
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することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１２ ＤＰＦ
１３ ＳＣＲ
１４ キャビン
１５ ステップフロア
１６ ミッションケース
１７ ボンネット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンネット（１７）内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）を、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部であってミッションケース（１６）の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタ。
【請求項２】
前記ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の上方には、遮熱板（２１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
【請求項３】
前記ステップフロア（１５）の位置を上方へ移動させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトラクタ。
【請求項１】
ボンネット（１７）内にディーゼルエンジンを搭載したトラクタにおいて、進行方向に対し直交姿勢の横方向に並列連結させたＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）を、キャビン（１４）のステップフロア（１５）床下部であってミッションケース（１６）の上方側位置に配設したことを特徴とするトラクタ。
【請求項２】
前記ＤＰＦ（１２）とＳＣＲ（１３）の上方には、遮熱板（２１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
【請求項３】
前記ステップフロア（１５）の位置を上方へ移動させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトラクタ。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−２３０６３８（Ｐ２０１１−２３０６３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２３０９（Ｐ２０１０−１０２３０９）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【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２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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