作業車両
【課題】ＤＰＦをエンジンルーム内に配置する際に、キャビンからの前方視界を良好にし、エンジンのメンテナンスを容易にすることを課題とする。
【解決手段】ディーゼルエンジンＥを搭載するエンジンルーム内であって、該エンジンルーム内の前方に配置しているラジエータの後方近傍でありディーゼルエンジンの上方にディーゼルパティキュレートフィルタを設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタは、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルームを覆うボンネットの形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ部分を覆うボンネットの横幅長さに対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ後方の部分を覆うボンネットの横幅長さを短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジンの側方を覆うサイドカバーを独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両の構成とする。
【解決手段】ディーゼルエンジンＥを搭載するエンジンルーム内であって、該エンジンルーム内の前方に配置しているラジエータの後方近傍でありディーゼルエンジンの上方にディーゼルパティキュレートフィルタを設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタは、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルームを覆うボンネットの形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ部分を覆うボンネットの横幅長さに対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ後方の部分を覆うボンネットの横幅長さを短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジンの側方を覆うサイドカバーを独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両の構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作業車両に関する。特に、粒状化物質を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタを有するディーゼルエンジンを備えた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）をエンジンルーム内に配置する構成は公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００８−３１９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような技術では、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）をエンジンルーム内の一方側（左側）に配置しているので、エンジンルーム内の空間が広くなり、その結果ボンネットも大きくなってしまって運転席からの前方視界、特に運転席から作業車の前輪付近が見えにくいという問題がある。また、エンジンの側方からエンジンやその周辺部材のメンテナンスが容易にできないという問題がある。
【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両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。
【０００６】
すなわち、請求項１記載の発明では、ディーゼルエンジン（Ｅ）のシリンダー（５）から排出される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）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、キャビン（１４）を備えた作業車両において、ディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載するエンジンルーム（６１）内であって、該エンジンルーム（６１）内の前方に配置しているラジエータ（６２）の後方近傍でありディーゼルエンジン（Ｅ）の上方にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルーム（６１）を覆うボンネット（６６）の形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）を短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）を独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両としたものである。
【０００７】
ディーゼルエンジン（Ｅ）から排出された排気ガスは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を通過して機外へ放出される。このとき、排気ガス内の粒状化物質は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）で捕集される。ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）は短い。また、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）は開閉する。
【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）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短くなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業車両としたものである。
【０００９】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短い。
【００１０】
請求項３記載の発明では、前記サイドカバー（６８）の前側又は後側の一端にヒンジ（６７）を設け、該ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両としたものである。
【００１１】
サイドカバー（６８）はヒンジ（６７）を回動支点として開閉する。
【発明の効果】
【００１２】
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、エンジンルーム（６１）内において、ＤＰＦ（４６ｂ）が機体前後の長手方向にわたってボンネット（６６）のいずれか一方側に突出することがないので、キャビン（１４）からの視界が悪くなることを防止できるようになる。ボンネット（６６）の横幅方向の長さは、キャビン（１４）に近いほど短いので、キャビン（１４）からの前方視界がさらに良好となる。特に、前輪付近の視界が良好となる。また、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）は開閉するので点検保守が容易となる。
【００１３】
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）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短く構成したので、さらにキャビン（１４）からの前方視界、特に前輪付近の視界が良好となる。
【００１４】
請求項３の記載においては、請求項１又は請求項２の効果に加え、ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したので、サイドカバー（６８）の開閉が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】（ａ）エンジンルーム周辺の横側面図（ｂ）エンジンルームの正面図（ｃ）エンジンルームの平面図
【図７】トラクタの右側面図
【図８】トラクタの左側面図
【図９】（ａ）後処理装置の一部の側断面図（ｂ）後処理装置の正面断面図
【図１０】後処理装置の一部の側断面図
【図１１】後処理装置の一部の側断面図
【図１２】トラクタの一部の斜視図
【図１３】後処理装置の側断面図
【図１４】トラクタの一部の斜視図
【図１５】（ａ）トラクタの一部の左側面図（ｂ）トラクタの一部の正面図
【図１６】後処理装置カバーの接続部の斜視図
【図１７】（ａ）後処理装置配管の模式図（ｂ）後処理装置配管の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
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。ＥＣＵ１００には本機側のＣＰＵ２００が接続しており、互いに情報交換をしている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。即ち、エンジンに負荷が掛かると負荷に応じてエンジン回転数を減少させる制御である。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。基本的には農作業等を行わず移動走行する場合に使用するものであるが、比較的負荷の小さい作業の場合は、このドループ制御を選択することもある。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、機体前部のエンジンルーム６１内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。前記エンジンルーム６１はボンネット６２で覆う構成である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのＥＧＲ（排気再循環装置）回路４４を有している。ＥＧＲ回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量（Ｏ2）を減らして、窒素酸化物Ｎｏxの発生を低減させるように構成している。ただし、ＥＧＲ率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりＥＧＲ率を調節する必要がある。この調節は、ＥＧＲバルブ４３にて行う。ＥＧＲ回路４４は、後述する後処理装置４６下流側の排気管５５と過給器ＴＢの吸気タービン３６上流側の吸入管５６との間を接続している。また、ＥＧＲ回路４４の途中にはＥＧＲクーラ５７を設ける構成としている。このＥＧＲバルブ４３の開閉具合でシリンダー５内への排気ガスの還元量が変化する。
【００３８】
排気タービン４５を通過後の排気ガスは、後処理装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。後処理装置４６は、酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂとから構成されている。
【００３９】
酸化触媒（ＤＯＣ）は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は粒状化物室（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）４６ａを設けると不燃物質が燃焼するので、よりクリーンな排気ガスとなる。
【００４０】
ＤＰＦ４６ｂは、排気ガスの温度が低い状態（低負荷）が長時間続くと、ＰＭが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置４６の下手側に絞り弁４７を設け、この絞り弁４７を絞るとＤＰＦ４６ｂ内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、ＤＰＦ４６ｂの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがＤＰＦ４６ｂを通過すると、ＤＰＦ４６ｂ内に存在しているＰＭが焼き飛ばされることでＤＰＦ４６ｂが再生される。
【００４１】
ＤＰＦ４６ｂを再生させるためのＤＰＦ再生運転としては、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード（遅角）と合わせてＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を上昇させ、ＤＰＦ４６ｂが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射（排気ガス温度を上昇させるため）が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
【００４２】
このようなＤＰＦ再生運転を行うための条件としては、後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を設けておいて、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。
【００４３】
また、ＤＰＦ再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいＤＰＦ４６ｂが損傷してしまう。そこで、後処理装置４６の下手側に温度センサ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。
【００４４】
通常の運転は、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を同時に制御してＥＧＲ量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁４７を有することで、ＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を高く保持することができるようになる。
【００４５】
前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、ＥＧＲガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、ＥＧＲバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。
【００４６】
また、ＤＰＦ４６ｂ下流の排気ガスを取り出すために、過給器ＴＢの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ５７で冷却されるため、ＮＯｘ低減に対して効果が大きくなる。
【００４７】
前述したように、ＤＰＦの再生運転を行なうＤＰＦ強制再生モードにおいては、排気絞り弁４７を絞り、ＯＮ−ＯＦＦ制御によってＥＧＲバルブ４３を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでＮＯが増加し、このＮＯが酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａによってＮＯ2に転換され、ＤＰＦ４６ｂの再生が促進されるようになる。
【００４８】
また、ＤＰＦ４６ｂの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記ＥＧＲバルブ４３を全開とする。ＤＰＦ４６ｂの下流側には温度センサ５３を設けているので、この温度センサ５３による検出値が所定値以上に上昇したことも条件に加えるようにしてもよい。
【００４９】
前述のように構成している後処理装置４６において、トラクターのどこに搭載するかが問題となる。この場合、ＤＦＰ４６ｂのみの配置でもよいし、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂの両方を配置する構成としてもよい。図６に示すような配置とする。具体的にはエンジンルーム６１内に設ける構成とする。即ち、エンジンＥの前方に配置しているラジエータ６２の後方近傍、及びエンジンＥの上方に配置する構成とする。そして、車体の前後方向に対して直行する向きに配置する構成とする。この配置構成において、エンジンＥ周辺の補器類を避けるために４５度程度まで斜め状態となるように配置してもよい。
【００５０】
エンジンＥとＤＰＦ４６ｂとの間は、仕切板６４で仕切る構成としている。この仕切板６４は、過給器ＴＢの位置まで構成している。また、ラジエータ６２とＤＰＦ４６ｂとの間も仕切板６５で仕切る構成とする。これにより、冷却ファン６３からの風が直接ＤＰＦ４６ｂに当たらなくなるので、ＤＰＦ４６ｂの再生時に必要な熱をＤＰＦ４６ｂから奪うことなく、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好に行われるようになる。
【００５１】
エンジンルーム６１を覆うボンネット６６において、ＤＰＦ４６ｂの近傍位置には、スリット６７を構成している。冷却風の多くは矢印Ｙ１方向へと流れるが、冷却風の一部は乱流などのため矢印Ｙ２方向へと流れる。この矢印Ｙ２方向に流れる冷却風を前記スリット６７から機外へと排出構成としている。この矢印Ｙ２の冷却風の温度は、エンジンＥを通過後の冷却風であるので、比較的温度が高い状態であるため、ＤＰＦ４６ｂに及ぼす影響は少ない。むしろＤＰＦ４６ｂ周辺の雰囲気温度を下げる効果がある。ＤＰＦ４６ｂは、冷却しすぎると粒状化物質（ＰＭ）の再生ができなくなるが、熱くなる過ぎると周辺機器に対して熱害を及ぼしてしまう。このため、ＤＰＦ４６ｂ周辺の雰囲気温度は、高くなりすぎない方がよい。このため、前述の冷却風の矢印Ｙ２の流れが寄与している。
【００５２】
また、図６（ｃ）に示しているように、ＤＰＦ４６ｂを配置している所のボンネット６６の幅をＬ１として、その後方のボンネット６６の幅をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係となるようにボンネット６６を構成する。これにより、シート１７（図３）に着座している運転者からの前輪１２付近の視界が良好となる。特に、農業機械であるトラクタは、前輪１２の走行位置を確認しながら作業走行を行うことがあるので、このような作業走行時に運転がしやすくなる。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、ボンネット６６の幅Ｌ１の部分において、その下方の位置（ＤＰＦ４６ｂが存在しない位置）においては、ボンネット６６の幅をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３となるように構成する。これにより、前輪１２付近の視界確保がさらに良好となる。
【００５４】
また、エンジンＥの側方部分については、別のサイドカバー６８で構成する。サイドカバー６８は、メッシュ構造部材で構成すると共に、別の支持構成（ヒンジ６７）で支持する。このように、サイドカバー６８は、ヒンジ６８を支点として回動（略９０度）する構成としているので、メンテナンスが良好に行えるようになる。前記ヒンジ６８はサイドカバー６８の後側に構成しているが、サイドカバー６８の前側に構成してもよい。また、サイドカバー６８の上側又は下側にヒンジ６８を設ける構成としてもよい。
【００５５】
ボンネット６６自体の開閉は、後側支点で開閉してもよいし、前側支点で開閉してもよい。また、ヒンジ６７を構成せずに、サイドカバー６８は単独で着脱可能に構成してもよい。
【００５６】
図７の構成について説明する。
【００５７】
ＤＰＦ４６ｂをフロントアクスルブラケット６９の先端に配置する構成とし、さらに、後ろ傾斜の斜め状態に配置する構成とする。また、ＤＰＦ４６ｂの出口フランジに結露水用のドレンコック７０を設けている。
【００５８】
このように、ＤＰＦ４６ｂはキャビン１４から離れる配置としたので、キャビンのフロントガラスが高温になるのを防止でき、また、ボンネット６６で覆われたエンジンルーム内の熱バランスが悪くなるのを防止できるので、エンジンＥの冷却効率に影響を与えない。ＤＰＦ４６ｂの出口フランジに結露水用のドレンコック７０を設けているので、ＤＰＦ４６ｂの劣化を防ぎメンテナンス性が向上する。
【００５９】
図８はＤＰＦ４６ｂをエンジンの冷却風の流れに対して横置きとすることで、ＤＰＦ４６ｂの温度を均一化し、局部的な温度上昇を防止する構成としている。また、ボンネット６６に別の開閉蓋７１を設け、この開閉蓋７１を開けることで、ＤＰＦ４６ｂの点検保守が可能な構成としている。
【００６０】
後処理装置４６を覆う外カバー７３を上流側に延長し、延長部分に内径の小さい円筒パイプ７４を設ける。そして、排気ガス導入パイプ７２を前記外カバー７３と円筒パイプ７４に貫通させる構成とする。そして、排気ガス導入パイプ７２においては、外カバー７３と円筒パイプ７２との間の部分に複数の穴７５を設けている。円筒パイプ７４においては、排気ガス導入パイプ７２と後処理装置４６の間の部分に複数の穴７６を設ける構成としている。従って、排気ガスはＷ１の流れとＷ２の流れで後処理装置４６内へ導かれる。これにより、後処理装置４６の中心部と外周部の温度を均一に保持可能となるので、後処理装置４６の機能を発輝することが可能となる。
【００６１】
図１０に示すように、仕切板７８を後処理装置４６の途中まで延長することで、排気ガスが後処理装置４６の外周部に流れ込むので、後処理装置４６の温度低下を防止できるようになる。
【００６２】
前述した図７においては、ＤＰＦ４６ｂをフロントアクスルブラケット６９の先端において、後ろ傾斜の斜め状態に配置する構成としたが、図１２では、ＤＰＦ４６ｂを機体左右方向の横向きに配置する構成とする。従来、この部分にはバッテリーがあったが、バッテリー７９をステップ８０の下方に配置する構成としてもよい。
【００６３】
図１１に示すように、後処理装置４６を覆う外カバー７３の上流側への延長部分において、排気ガス導入パイプ７２を斜め状態で貫通させるように構成してもよい。そして、排気ガスは、排気ガス導入パイプ７２の複数の穴７７から排出されて後処理装置４６へと向かうので、排気ガスへの抵抗が減って流れの損失が少なくなり、勢いが付いた状態で後処理装置４６内に流れる。したがって、後処理装置４６に均一に排気ガスが流れるので、触媒の性能低下を防止できるようになる。
【００６４】
図１３に示すように、後処理装置４６（ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂ）を覆う外カバー７３を二分割（上流カバー７３ａ，下流カバー７３ｂ）する構成とする。この上流カバー７３ａと下流カバー７３ｂとの接続部をＤＰＦ４６ｂの中間部としてボルト８１で固定しておくと、ボルト８１と下流カバー７３ｂを外すのみでＤＰＦ４６ｂの交換が容易となる。図１４に示すように、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂを分割して並列状態でエンジンＥの上方に配置する構成とする。これにより、メンテナンスが容易となる。また、図１５に示すように、ＤＰＦ４６ｂをエンジンＥの上方に前後方向に配置し、二分割したＤＰＦ４６ｂを左右ステップ８０の下方に配置するように構成してもよい。
【００６５】
図１３で説明したように、上流カバー７３ａと下流カバー７３ｂとの接続部をボルト８１で固定する構成としていたが、図１６に示すように、Ｔ型ボルトナット８２で固定するように構成してもよい。
【００６６】
図１７は複数のＤＰＦ４６ｂを並列に配置するものである。そして、上流側のバルブ８３，８４を交互に切り換える構成としている。これにより、複数のＤＰＦ４６ｂ内には均一に排気ガスが通過するので、ＤＰＦ４６ｂの性能を充分に発輝させることができる。排気ガスの量が多いときにおいては、前記バルブ８３，８４を全てオープンし、全てのＤＰＦ４６ｂに排気ガスが流れるようにすることで、効率良く排気ガスを処理可能となる。
【００６７】
前記ＤＦＰ４６ｂにおいては、溜まったＰＭを定期的に除去（再生）する必要がある。このため、ＰＭの量を正確に予測する必要がある。エンジンの通常運転時においては、エンジン回転数と空燃比に応じて排出量を積算していく。そして、アクセル開度が上昇側で約５％／sec以上変化した場合は、エンジン回転数と空燃比から算出したＰＭを約１５倍して加算する構成とする。これにより、ＰＭの堆積量予測の精度が向上するようになる。
【００６８】
そして、ＤＰＦ４６ｂの再生が必要になると、再生の必要な負荷を演算し、この再生に必要な負荷をメーター等で作業者に報知する構成とする。すると、作業者は、その再生に必要な負荷となるように、速度増加等による負荷変更を実施することで、ＤＰＦ４６ｂの自動再生が可能となる。
【００６９】
なお、前記した各実施例は、理解を容易にするために、個別または混在させて図示、あるいは説明しているが、これらは夫々種々組合せ可能であり、これらの説明順序・表現等によって、構成・作用等が限定されるものではなく、また、相乗効果を奏する場合も勿論存在する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
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。
【符号の説明】
【００７１】
５ ディーゼルエンジンのシリンダー
１４ キャビン
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
６１ エンジンルーム
６２ ラジエータ
６６ ボンネット
６７ ヒンジ
６８ サイドカバー
Ｅ ディーゼルエンジン
ＰＭ 粒状化物質
Ｌ１ 横幅長さ
Ｌ２ 横幅長さ
Ｌ３ 横幅長さ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作業車両に関する。特に、粒状化物質を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタを有するディーゼルエンジンを備えた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）をエンジンルーム内に配置する構成は公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００８−３１９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような技術では、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）をエンジンルーム内の一方側（左側）に配置しているので、エンジンルーム内の空間が広くなり、その結果ボンネットも大きくなってしまって運転席からの前方視界、特に運転席から作業車の前輪付近が見えにくいという問題がある。また、エンジンの側方からエンジンやその周辺部材のメンテナンスが容易にできないという問題がある。
【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両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。
【０００６】
すなわち、請求項１記載の発明では、ディーゼルエンジン（Ｅ）のシリンダー（５）から排出される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）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、キャビン（１４）を備えた作業車両において、ディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載するエンジンルーム（６１）内であって、該エンジンルーム（６１）内の前方に配置しているラジエータ（６２）の後方近傍でありディーゼルエンジン（Ｅ）の上方にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルーム（６１）を覆うボンネット（６６）の形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）を短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）を独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両としたものである。
【０００７】
ディーゼルエンジン（Ｅ）から排出された排気ガスは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を通過して機外へ放出される。このとき、排気ガス内の粒状化物質は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）で捕集される。ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）は短い。また、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）は開閉する。
【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）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短くなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業車両としたものである。
【０００９】
ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短い。
【００１０】
請求項３記載の発明では、前記サイドカバー（６８）の前側又は後側の一端にヒンジ（６７）を設け、該ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両としたものである。
【００１１】
サイドカバー（６８）はヒンジ（６７）を回動支点として開閉する。
【発明の効果】
【００１２】
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、エンジンルーム（６１）内において、ＤＰＦ（４６ｂ）が機体前後の長手方向にわたってボンネット（６６）のいずれか一方側に突出することがないので、キャビン（１４）からの視界が悪くなることを防止できるようになる。ボンネット（６６）の横幅方向の長さは、キャビン（１４）に近いほど短いので、キャビン（１４）からの前方視界がさらに良好となる。特に、前輪付近の視界が良好となる。また、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）は開閉するので点検保守が容易となる。
【００１３】
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）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短く構成したので、さらにキャビン（１４）からの前方視界、特に前輪付近の視界が良好となる。
【００１４】
請求項３の記載においては、請求項１又は請求項２の効果に加え、ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したので、サイドカバー（６８）の開閉が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】（ａ）エンジンルーム周辺の横側面図（ｂ）エンジンルームの正面図（ｃ）エンジンルームの平面図
【図７】トラクタの右側面図
【図８】トラクタの左側面図
【図９】（ａ）後処理装置の一部の側断面図（ｂ）後処理装置の正面断面図
【図１０】後処理装置の一部の側断面図
【図１１】後処理装置の一部の側断面図
【図１２】トラクタの一部の斜視図
【図１３】後処理装置の側断面図
【図１４】トラクタの一部の斜視図
【図１５】（ａ）トラクタの一部の左側面図（ｂ）トラクタの一部の正面図
【図１６】後処理装置カバーの接続部の斜視図
【図１７】（ａ）後処理装置配管の模式図（ｂ）後処理装置配管の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
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。ＥＣＵ１００には本機側のＣＰＵ２００が接続しており、互いに情報交換をしている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。即ち、エンジンに負荷が掛かると負荷に応じてエンジン回転数を減少させる制御である。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。基本的には農作業等を行わず移動走行する場合に使用するものであるが、比較的負荷の小さい作業の場合は、このドループ制御を選択することもある。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、機体前部のエンジンルーム６１内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。前記エンジンルーム６１はボンネット６２で覆う構成である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのＥＧＲ（排気再循環装置）回路４４を有している。ＥＧＲ回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量（Ｏ2）を減らして、窒素酸化物Ｎｏxの発生を低減させるように構成している。ただし、ＥＧＲ率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりＥＧＲ率を調節する必要がある。この調節は、ＥＧＲバルブ４３にて行う。ＥＧＲ回路４４は、後述する後処理装置４６下流側の排気管５５と過給器ＴＢの吸気タービン３６上流側の吸入管５６との間を接続している。また、ＥＧＲ回路４４の途中にはＥＧＲクーラ５７を設ける構成としている。このＥＧＲバルブ４３の開閉具合でシリンダー５内への排気ガスの還元量が変化する。
【００３８】
排気タービン４５を通過後の排気ガスは、後処理装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。後処理装置４６は、酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂとから構成されている。
【００３９】
酸化触媒（ＤＯＣ）は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は粒状化物室（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）４６ａを設けると不燃物質が燃焼するので、よりクリーンな排気ガスとなる。
【００４０】
ＤＰＦ４６ｂは、排気ガスの温度が低い状態（低負荷）が長時間続くと、ＰＭが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置４６の下手側に絞り弁４７を設け、この絞り弁４７を絞るとＤＰＦ４６ｂ内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、ＤＰＦ４６ｂの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがＤＰＦ４６ｂを通過すると、ＤＰＦ４６ｂ内に存在しているＰＭが焼き飛ばされることでＤＰＦ４６ｂが再生される。
【００４１】
ＤＰＦ４６ｂを再生させるためのＤＰＦ再生運転としては、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード（遅角）と合わせてＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を上昇させ、ＤＰＦ４６ｂが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射（排気ガス温度を上昇させるため）が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
【００４２】
このようなＤＰＦ再生運転を行うための条件としては、後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を設けておいて、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。
【００４３】
また、ＤＰＦ再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいＤＰＦ４６ｂが損傷してしまう。そこで、後処理装置４６の下手側に温度センサ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。
【００４４】
通常の運転は、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を同時に制御してＥＧＲ量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁４７を有することで、ＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を高く保持することができるようになる。
【００４５】
前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、ＥＧＲガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、ＥＧＲバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。
【００４６】
また、ＤＰＦ４６ｂ下流の排気ガスを取り出すために、過給器ＴＢの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ５７で冷却されるため、ＮＯｘ低減に対して効果が大きくなる。
【００４７】
前述したように、ＤＰＦの再生運転を行なうＤＰＦ強制再生モードにおいては、排気絞り弁４７を絞り、ＯＮ−ＯＦＦ制御によってＥＧＲバルブ４３を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでＮＯが増加し、このＮＯが酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａによってＮＯ2に転換され、ＤＰＦ４６ｂの再生が促進されるようになる。
【００４８】
また、ＤＰＦ４６ｂの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記ＥＧＲバルブ４３を全開とする。ＤＰＦ４６ｂの下流側には温度センサ５３を設けているので、この温度センサ５３による検出値が所定値以上に上昇したことも条件に加えるようにしてもよい。
【００４９】
前述のように構成している後処理装置４６において、トラクターのどこに搭載するかが問題となる。この場合、ＤＦＰ４６ｂのみの配置でもよいし、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂの両方を配置する構成としてもよい。図６に示すような配置とする。具体的にはエンジンルーム６１内に設ける構成とする。即ち、エンジンＥの前方に配置しているラジエータ６２の後方近傍、及びエンジンＥの上方に配置する構成とする。そして、車体の前後方向に対して直行する向きに配置する構成とする。この配置構成において、エンジンＥ周辺の補器類を避けるために４５度程度まで斜め状態となるように配置してもよい。
【００５０】
エンジンＥとＤＰＦ４６ｂとの間は、仕切板６４で仕切る構成としている。この仕切板６４は、過給器ＴＢの位置まで構成している。また、ラジエータ６２とＤＰＦ４６ｂとの間も仕切板６５で仕切る構成とする。これにより、冷却ファン６３からの風が直接ＤＰＦ４６ｂに当たらなくなるので、ＤＰＦ４６ｂの再生時に必要な熱をＤＰＦ４６ｂから奪うことなく、ＤＰＦ４６ｂの再生が良好に行われるようになる。
【００５１】
エンジンルーム６１を覆うボンネット６６において、ＤＰＦ４６ｂの近傍位置には、スリット６７を構成している。冷却風の多くは矢印Ｙ１方向へと流れるが、冷却風の一部は乱流などのため矢印Ｙ２方向へと流れる。この矢印Ｙ２方向に流れる冷却風を前記スリット６７から機外へと排出構成としている。この矢印Ｙ２の冷却風の温度は、エンジンＥを通過後の冷却風であるので、比較的温度が高い状態であるため、ＤＰＦ４６ｂに及ぼす影響は少ない。むしろＤＰＦ４６ｂ周辺の雰囲気温度を下げる効果がある。ＤＰＦ４６ｂは、冷却しすぎると粒状化物質（ＰＭ）の再生ができなくなるが、熱くなる過ぎると周辺機器に対して熱害を及ぼしてしまう。このため、ＤＰＦ４６ｂ周辺の雰囲気温度は、高くなりすぎない方がよい。このため、前述の冷却風の矢印Ｙ２の流れが寄与している。
【００５２】
また、図６（ｃ）に示しているように、ＤＰＦ４６ｂを配置している所のボンネット６６の幅をＬ１として、その後方のボンネット６６の幅をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係となるようにボンネット６６を構成する。これにより、シート１７（図３）に着座している運転者からの前輪１２付近の視界が良好となる。特に、農業機械であるトラクタは、前輪１２の走行位置を確認しながら作業走行を行うことがあるので、このような作業走行時に運転がしやすくなる。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、ボンネット６６の幅Ｌ１の部分において、その下方の位置（ＤＰＦ４６ｂが存在しない位置）においては、ボンネット６６の幅をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３となるように構成する。これにより、前輪１２付近の視界確保がさらに良好となる。
【００５４】
また、エンジンＥの側方部分については、別のサイドカバー６８で構成する。サイドカバー６８は、メッシュ構造部材で構成すると共に、別の支持構成（ヒンジ６７）で支持する。このように、サイドカバー６８は、ヒンジ６８を支点として回動（略９０度）する構成としているので、メンテナンスが良好に行えるようになる。前記ヒンジ６８はサイドカバー６８の後側に構成しているが、サイドカバー６８の前側に構成してもよい。また、サイドカバー６８の上側又は下側にヒンジ６８を設ける構成としてもよい。
【００５５】
ボンネット６６自体の開閉は、後側支点で開閉してもよいし、前側支点で開閉してもよい。また、ヒンジ６７を構成せずに、サイドカバー６８は単独で着脱可能に構成してもよい。
【００５６】
図７の構成について説明する。
【００５７】
ＤＰＦ４６ｂをフロントアクスルブラケット６９の先端に配置する構成とし、さらに、後ろ傾斜の斜め状態に配置する構成とする。また、ＤＰＦ４６ｂの出口フランジに結露水用のドレンコック７０を設けている。
【００５８】
このように、ＤＰＦ４６ｂはキャビン１４から離れる配置としたので、キャビンのフロントガラスが高温になるのを防止でき、また、ボンネット６６で覆われたエンジンルーム内の熱バランスが悪くなるのを防止できるので、エンジンＥの冷却効率に影響を与えない。ＤＰＦ４６ｂの出口フランジに結露水用のドレンコック７０を設けているので、ＤＰＦ４６ｂの劣化を防ぎメンテナンス性が向上する。
【００５９】
図８はＤＰＦ４６ｂをエンジンの冷却風の流れに対して横置きとすることで、ＤＰＦ４６ｂの温度を均一化し、局部的な温度上昇を防止する構成としている。また、ボンネット６６に別の開閉蓋７１を設け、この開閉蓋７１を開けることで、ＤＰＦ４６ｂの点検保守が可能な構成としている。
【００６０】
後処理装置４６を覆う外カバー７３を上流側に延長し、延長部分に内径の小さい円筒パイプ７４を設ける。そして、排気ガス導入パイプ７２を前記外カバー７３と円筒パイプ７４に貫通させる構成とする。そして、排気ガス導入パイプ７２においては、外カバー７３と円筒パイプ７２との間の部分に複数の穴７５を設けている。円筒パイプ７４においては、排気ガス導入パイプ７２と後処理装置４６の間の部分に複数の穴７６を設ける構成としている。従って、排気ガスはＷ１の流れとＷ２の流れで後処理装置４６内へ導かれる。これにより、後処理装置４６の中心部と外周部の温度を均一に保持可能となるので、後処理装置４６の機能を発輝することが可能となる。
【００６１】
図１０に示すように、仕切板７８を後処理装置４６の途中まで延長することで、排気ガスが後処理装置４６の外周部に流れ込むので、後処理装置４６の温度低下を防止できるようになる。
【００６２】
前述した図７においては、ＤＰＦ４６ｂをフロントアクスルブラケット６９の先端において、後ろ傾斜の斜め状態に配置する構成としたが、図１２では、ＤＰＦ４６ｂを機体左右方向の横向きに配置する構成とする。従来、この部分にはバッテリーがあったが、バッテリー７９をステップ８０の下方に配置する構成としてもよい。
【００６３】
図１１に示すように、後処理装置４６を覆う外カバー７３の上流側への延長部分において、排気ガス導入パイプ７２を斜め状態で貫通させるように構成してもよい。そして、排気ガスは、排気ガス導入パイプ７２の複数の穴７７から排出されて後処理装置４６へと向かうので、排気ガスへの抵抗が減って流れの損失が少なくなり、勢いが付いた状態で後処理装置４６内に流れる。したがって、後処理装置４６に均一に排気ガスが流れるので、触媒の性能低下を防止できるようになる。
【００６４】
図１３に示すように、後処理装置４６（ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂ）を覆う外カバー７３を二分割（上流カバー７３ａ，下流カバー７３ｂ）する構成とする。この上流カバー７３ａと下流カバー７３ｂとの接続部をＤＰＦ４６ｂの中間部としてボルト８１で固定しておくと、ボルト８１と下流カバー７３ｂを外すのみでＤＰＦ４６ｂの交換が容易となる。図１４に示すように、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂを分割して並列状態でエンジンＥの上方に配置する構成とする。これにより、メンテナンスが容易となる。また、図１５に示すように、ＤＰＦ４６ｂをエンジンＥの上方に前後方向に配置し、二分割したＤＰＦ４６ｂを左右ステップ８０の下方に配置するように構成してもよい。
【００６５】
図１３で説明したように、上流カバー７３ａと下流カバー７３ｂとの接続部をボルト８１で固定する構成としていたが、図１６に示すように、Ｔ型ボルトナット８２で固定するように構成してもよい。
【００６６】
図１７は複数のＤＰＦ４６ｂを並列に配置するものである。そして、上流側のバルブ８３，８４を交互に切り換える構成としている。これにより、複数のＤＰＦ４６ｂ内には均一に排気ガスが通過するので、ＤＰＦ４６ｂの性能を充分に発輝させることができる。排気ガスの量が多いときにおいては、前記バルブ８３，８４を全てオープンし、全てのＤＰＦ４６ｂに排気ガスが流れるようにすることで、効率良く排気ガスを処理可能となる。
【００６７】
前記ＤＦＰ４６ｂにおいては、溜まったＰＭを定期的に除去（再生）する必要がある。このため、ＰＭの量を正確に予測する必要がある。エンジンの通常運転時においては、エンジン回転数と空燃比に応じて排出量を積算していく。そして、アクセル開度が上昇側で約５％／sec以上変化した場合は、エンジン回転数と空燃比から算出したＰＭを約１５倍して加算する構成とする。これにより、ＰＭの堆積量予測の精度が向上するようになる。
【００６８】
そして、ＤＰＦ４６ｂの再生が必要になると、再生の必要な負荷を演算し、この再生に必要な負荷をメーター等で作業者に報知する構成とする。すると、作業者は、その再生に必要な負荷となるように、速度増加等による負荷変更を実施することで、ＤＰＦ４６ｂの自動再生が可能となる。
【００６９】
なお、前記した各実施例は、理解を容易にするために、個別または混在させて図示、あるいは説明しているが、これらは夫々種々組合せ可能であり、これらの説明順序・表現等によって、構成・作用等が限定されるものではなく、また、相乗効果を奏する場合も勿論存在する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
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。
【符号の説明】
【００７１】
５ ディーゼルエンジンのシリンダー
１４ キャビン
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
６１ エンジンルーム
６２ ラジエータ
６６ ボンネット
６７ ヒンジ
６８ サイドカバー
Ｅ ディーゼルエンジン
ＰＭ 粒状化物質
Ｌ１ 横幅長さ
Ｌ２ 横幅長さ
Ｌ３ 横幅長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン（Ｅ）のシリンダー（５）から排出される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）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、キャビン（１４）を備えた作業車両において、ディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載するエンジンルーム（６１）内であって、該エンジンルーム（６１）内の前方に配置しているラジエータ（６２）の後方近傍でありディーゼルエンジン（Ｅ）の上方にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルーム（６１）を覆うボンネット（６６）の形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）を短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）を独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短くなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【請求項３】
前記サイドカバー（６８）の前側又は後側の一端にヒンジ（６７）を設け、該ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両。
【請求項１】
ディーゼルエンジン（Ｅ）のシリンダー（５）から排出される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）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載し、キャビン（１４）を備えた作業車両において、ディーゼルエンジン（Ｅ）を搭載するエンジンルーム（６１）内であって、該エンジンルーム（６１）内の前方に配置しているラジエータ（６２）の後方近傍でありディーゼルエンジン（Ｅ）の上方にディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設ける構成とし、該ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、機体の前後方向に対してその長手方向を直行する向きに配置する構成とし、前記エンジンルーム（６１）を覆うボンネット（６６）の形状であって、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）に対して、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）後方の部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ２）を短くなるように構成し、さらに、ディーゼルエンジン（Ｅ）の側方を覆うサイドカバー（６８）を独立して開閉可能に構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）の下方におけるボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ３）の長さは、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）部分を覆うボンネット（６６）の横幅長さ（Ｌ１）よりも短くなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【請求項３】
前記サイドカバー（６８）の前側又は後側の一端にヒンジ（６７）を設け、該ヒンジ（６７）を回動支点としてサイドカバー（６８）を開閉可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業車両。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２５１５８５（Ｐ２０１１−２５１５８５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５１６５（Ｐ２０１０−１２５１６５）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【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１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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