農作業車
【課題】農作業車において、作業済み面積を計測可能な計測具を装備してＤＰＦの自動再生処理の開始時期の判別と燃料消費量を算出しようとするものである。
【解決手段】ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。また、ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。
【解決手段】ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。また、ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、農作業車のＧＰＳ装置に関し、ＧＰＳ（グローバル ポジショニング システム）を装備した農作業車において、ＧＰＳの移動情報により作業面積の計測を行うもの等の分野に属する。
【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】
そこで、これらの問題を解消するために、特許文献１では、作業車両等のエンジンの運転中において、所定の一定時間毎にＤＰＦの温度を上昇させるためのポスト噴射，マルチ噴射等の燃料噴射制御や排気管内への燃料噴射を行う排気温度上昇手段を備え、この排気温度上昇手段により排気温度の昇温を短時間の間行って強制的にＤＰＦを昇温させ、この時のＤＰＦ出口側温度等のＤＰＦ下流側の排気温度を測定し、所定の温度以上の温度上昇を示すようであれば本格的な再生制御を行い、示さないようであれば通常運転を継続し、更に所定の一定時間後に再度排気温度上昇を短時間の間行うことを繰り返してＤＰＦの再生開始時期を調べ、適切なＰＭ蓄積量を正確に検知して再生開始時期を判定することができるので、ＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラプルを回避できるもの等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
しかし、前記特許文献１の構成では、前記の如く、排気温度上昇手段により排気温度の昇温を短時間の間行って強制的にＤＰＦを昇温させ、この時ＤＰＦ下流側の排気温度を測定し、所定の温度以上の温度上昇を示すようであれば本格的な再生制御を行わせることができるから、ＤＰＦにて捕集されたＰＭを連続して燃焼させ除去することが可能であるが、農作業車の場合、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期については、現在の作業状態が所定の大きさ以上の圃場面積の作業を実行していることが開始時期の適否を判別する条件となるため、この判別条件を満たす作業済み面積を随時計測する手段が必要となる。
【０００８】
また、燃料タンク内の残り燃料によって作業可能な面積の算出を行うには、作業済み面積に対応する燃料消費量の算出が条件となるため、この条件を満たす作業済み面積を随時計測する手段が必要となる。
【０００９】
そこで本発明では、農作業車において、作業済み面積を随時計測可能な計測具を装備することにより、的確なＤＰＦの自動再生処理の開始時期の判別と燃料消費量の算出を行おうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。
【００１１】
このような構成により、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別をすることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、前記ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中と判断すると、前記ＤＰＦの自動再生処理が可能と判断し、ＤＰＦの自動再生を行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農作業車の構成とする。
【００１３】
このような構成により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中であれば、ＤＰＦの自動再生を行う。
請求項３の発明は、前記ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業車の構成とする。
【００１４】
このような構成により、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができ、この把握した作業済み面積に対応する燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積の算出を行い、この算出面積の報知を行う。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、上記作用の如く、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別をすることができるので、自動再生処理の開始時期を容易に確認することが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明では、上記作用の如く、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中であれば、ＤＰＦの自動再生を行うので、開始時期が遅れることによるＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラブル発生を防止することができる。
【００１７】
請求項３の発明では、上記作用の如く、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができ、この把握した作業済み面積に対応する燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積の算出を行い、この算出面積の報知を行うので、ユーザーが燃料タンク内の残り燃料を気にすることなく安心して作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】トラクタに装備したＧＰＳによって検出した作業済み面積により、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期の判別を行う状態を示す圃場区画図。
【図４】トラクタに装備したＧＰＳによって検出した作業済み面積で消費した燃費量から、燃料タンクの残燃料により作業可能な面積状態を示す圃場区画図。
【図５】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの上側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図。
【図６】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの上側を通る配管状態を示す側面図。
【図７】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの下側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図。
【図８】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの下側を通る配管状態を示す側面図。
【図９】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをエンジンの左右外側に配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をクーリングファンの下側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図と展開図。
【図１０】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをエンジンの左右外側に配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をクーリングファンの下側を通る配管状態を示す側面図。
【図１１】（ａ）エンジン上面に左右方向に配設した後処理装置と、エンジン前方のインタークーラーとに接続可能となるようターボ過給器を配設した状態を示す平面図。（ｂ）エンジン上面に左右方向に配設した後処理装置と、エンジン前方のインタークーラーとに接続可能となるようターボ過給器を配設した状態を示す部分正面図。
【図１２】アクセル開度の変化率が一定値以上のときは、ＰＭ堆積量の補正値計算による加減計算を行う手順を示すフローチャート。
【図１３】ＥＧＲバルブ開閉作用が完全に行えるかどうかの確認を行う手順を示すフローチャート。
【図１４】（ａ）エアコンスイッチの入力により目標回転数送受信をＣＡＮ通信によりドループ制御からアイソクロナス制御に変更する手順を示すフローチャート。（ｂ）アクセル開度小及び１００％におけるドループ制御とアイソクロナス制御の状態を示す線図。
【図１５】（ａ）始動，ＯＮ，ＡＣＣ，ＯＦＦとプッシュターンによるＤＰＦ診断の各作用部位を配置したキースイッチの形態を示す平面図。（ｂ）ＣＡＮ等による無線同時通信によって複数の車両を同時に診断を行う診断装置の作用状態を示す作用図。
【図１６】オイルパン内におけるオイル量点検用のフロートと圧力センサによって燃料混入割合を算出する状態を示す概略側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車に装備したＧＰＳの移動軌跡の情報により、現在の作業内容からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行う。また、ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車に装備したＧＰＳの移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い告知する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図３に示す如く、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車としてのトラクタ１５において、このトラクタ１５に装備したＧＰＳ装置によって検出したトラクタ１５の作業軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができるから、この把握した作業済み面積ａが所定の大きさ以上の面積の作業を実行していることが判明したときは、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期として判別を行うことができるので、自動再生処理の開始時期を容易に確認することが可能となり、開始時期が遅れることによるＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラブル発生を防止して、ＤＰＦにより捕集されたＰＭを連続燃焼させ除去することができる。なお、ＤＰＦの自動再生中はエンジンを停止させてはいけないため、エンジンが停止されないことを確証した上で実行することが必要である。
【００３２】
また、図４に示す如く、前記トラクタ１５において、このトラクタ１５に装備したＧＰＳによって検出したトラクタ１５の作業軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができるから、この把握した作業済み面積ｂに消費した燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積ｃの算出を行い、この算出された面積ｃをユーザーにリアルタイムにて告知を行うことにより、ユーザーが燃料タンク内の残り燃料を気にすることなく安心して作業を行うことができる。
【００３３】
また、農作業車におけるディーゼルエンジンの後処理装置の装備位置については、スペースの確保が難しいため未だ確立されていないのが現状である。なお、ＤＰＦの再生時に後処理装置の外周温度が低いときは、ＤＰＦの外周部にＰＭが燃焼不十分で燃え残ってしまうという難点がある。
【００３４】
このため、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、図５及び図６に示す如く、触媒固定部２０ａとガス流路２０ｂとにより適宜短寸長さ円筒状のＤＯＣ２０を内装した後処理ケースｄと、同じく触媒固定部２１ａとガス流路２１ｂとにより適宜短寸長さ円筒状のＤＰＦ２１を内装した後処理ケースｅとを、ステップフロア２２の前端側下部に車体の左右側に分けて配設すると共に、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１を連結する連結管２３をフライホイールハウジングとミッションケースｆの上側を通るよう配設し、該エンジン１７からのガス流入管２０ｃを後処理ケースｄの外周部で該エンジン１７近傍に接続して設けると共に、ガス排出管２１ｃを後処理ケースｅの外周部で該エンジン１７近傍に接続して設け構成させる。なお、２４はボンネット、２５はハンドル、２６は前輪、２７は後輪を示す。
【００３５】
このような構成により、後処理装置をＤＯＣ２０側とＤＰＦ２１側に分けて左右のステップフロア２２前端側下部に配設しているので、一箇所に広いスペースを要することなく後処理装置の装備用スペースの確保が容易になると共に、メンテナンスについても個別に容易に行うことができる。また、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１の外周から中心軸方向へ沿って排気ガスが流れるため、流入する排気ガスの濃度が均一化されると共に、ＤＰＦ２１の外周が保温され内側との温度差を小さくしてＰＭの燃え残りを抑制することができ、ＤＰＦ２１の再生時間を短縮することが可能となる。また、該エンジン１７近傍にガス流入管２０ｃを設けているので配管を短くすることが可能となり、排気温度の低下や排気抵抗を小さくすることができる
また、前記図５及び図６に示す如く、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、ＤＯＣ２０を内装した後処理ケースｄとＤＰＦ２１を内装した後処理ケースｅとを、ステップフロア２２の前端側下部に車体の左右側に分けて配設すると共に、図７及び図８に示す如く、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１を連結する連結管２３をフライホイールハウジングとミッションケースｆの下側を通るよう配設して構成させる。
【００３６】
このような構成により、前記と同様な作用効果を有することができる。
また、前記図５及び図６に示す如く、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、図９及び図１０に示す如く、小径円筒で車体の前後方向に長いＤＯＣ２８と、同じく小径円筒で車体の前後方向に長いＤＰＦ２９とを、該エンジン１７の左右外側に分けて配設すると共に、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を連結する連結管３０を該エンジン１７前側部のクーリングファンｈの下側を通るよう配設し、該エンジン１７からのガス流入管２８ａをＤＯＣ２８の後部で該エンジン１７近傍に接続して設けると共に、ガス排出管２９ａをＤＰＦ２９の後部で該エンジン１７近傍に接続して設けて構成させる。なお、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９とに、泥水や可燃物等の接触や発熱による被害を抑えるため必要に応じてカバーを設ける。
【００３７】
このような構成により、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を該エンジン１７の左右外側に分けて配設することにより、一箇所に広いスペースを要することなく後処理装置の装備用スペースの確保が容易になると共に、個別にメンテナンスを容易に行うことができる。また、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を各々長い小径円筒形状として体積を確保することにより搭載性を向上させることができる。また、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を各々該エンジン１７の左右外側に配設することで、エンジン室内の部品形状の変更を少なくして安定した配置を行うことができる。
【００３８】
また、後処理装置を有するターボ過給器付きディーゼルエンジンにおいて、通常では、ターボ過給器は該エンジンの前後（長手）方向に沿って平行に取り付けられているものが多く、排気タービンの出口が後方に向いているため、該エンジン上に後処理装置を配設する場合に、配管が長くなり排気ガスの温度低下や排気圧力の上昇等による不具合が発生すると共に、インタークーラーを有するものでは、該クーラーへの配管が該エンジンのヘッド上を通るためのスペースを必要としていた。
【００３９】
このため、図１１（ａ），（ｂ）に示す如く、ディーゼルエンジン３１において、ターボ過給器３２の排気タービン３２ａ側を該エンジン３１の内側向きに、吸気コンプレッサ３２ｂ側を外側向きに配置して取付け、該エンジン３１上に左右方向に配設した後処理装置３３を排気タービン３２ａの出口に直結すると共に、前方を向いている吸気コンプレッサ３２ｂの出口に接続した配管３４ａを、真っ直ぐに延長して該エンジン３１前方のインタークーラー３４に接続し、インタークーラー３４から吸気マニホールド３５へ配管３４ｂにより接続して構成させる。なお、３６は排気マニホールド、３７は吸気管、３８は排気管、３９はクーリングファン、４０はシリンダヘッドを示す。
【００４０】
このような構成により、ターボ過給器３２をディーゼルエンジン３１の前後方向に対し直交位置に配設することにより、該エンジン３１の上方に配置した後処理装置３３を、ターボ過給器３２の排気タービン３２ａ側と直結することが可能となって配管を短くすることができるので、排気温度の低下と共に排気抵抗を小さくすることができる。
【００４１】
また、該エンジン３１の前方に配置したインタークーラー３４を配管３４ａと配管３４ｂにて該エンジン３１の上方を通らずに接続することができるので、後処理装置３３の該エンジン３１上方への装備が容易になると共に、シリンダヘッド４０のメンテナンス性を向上させることができる。また、後処理装置３３による後処理後の排気ガスによりＥＧＲを行う場合、後処理装置３３後の排気管３８と吸気マニホールド３５が近くなるためＥＧＲ配管（図示なし）を短くすることが可能となり、管路抵抗を小さくすることができる。
【００４２】
また、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、加速時は定常作業状態よりＤＰＦのＰＭ詰まりが早く、ＰＭ堆積量を燃料噴射量から計算する計測値では類推できないという課題がある。
【００４３】
このため、図１２のフローチャートに示す如く、ＰＭ堆積量の計算について、先ず、アクセル開度の変化率の確認を行い、変化率が一定値以上のときは、ＰＭ堆積量の補正制御に入り、ＰＭ堆積量の補正値を計算すると共に、ＰＭ堆積量の加減計算を行う。なお、変化率が一定の定常時にはＰＭ堆積量の補正制御は行わない。このように、アクセル開度の変化率によってＤＰＦのＰＭ堆積量の補正を行うことにより、ＰＭ堆積量の正確な算出が可能となる。
【００４４】
また、農作業車において、搭載しているエンジンは全負荷作業が多いため、排気ガス中のカーボンがＥＧＲバルブ周辺に堆積し易く、バルブの動きを低下させてしまう恐れがある。ＥＧＲバルブの動きが低下すると排ガス性能が低下し、ＤＰＦのＰＭ堆積量演算性能の低下によりＤＰＦ再生時に悪影響を及ぼすと共に、耐久信頼性も低下するという難点がある。
【００４５】
このため、図１３のフローチャートに示す如く、エンジンのキー差し込み時に自動でＥＧＲバルブを動作させるか、又は、キーＯＮ時に意図的にＥＧＲバルブを動作させ、バルブの開閉作用が完全に行えるかどうかの確認を行い、異常があればエラー表示を行い、異常がなければエンジンをスタートさせ通常の運転を行わせる。なお、このＥＧＲバルブの動作により、バルブ周辺に堆積したカーボンを振るい落す作用を行わせることができる。
【００４６】
このように、ＥＧＲバルブの動作確認と、カーボン落しができることにより、安定した排ガスレベルの維持保障と共に、バルブ固着等の不具合を防止することができる。
また、コモンレール式ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、エアコンのスイッチ入力時に、エアコンの負荷によりエンジン回転数が低下するという不具合がある。
【００４７】
このため、作業時はドループ制御によりエンジン回転数の制御を行うと共に、図１４（ａ）のフローチャートに示す如く、エアコンスイッチが入力された場合は、目標回転数送受信をＣＡＮ通信により、ドループ制御からアイソクロナス制御に切替るためのアイソクロナス制御定数としてのＰＴＯｓｔにより、図１４（ｂ）に示す如く、制御モードをドループ制御からアイソクロナス制御に変更し、目標とするエンジン回転数の送信を行わせる。なお、エアコンスイッチの切りによりドループ制御定数としてのＰＴＯｓｔに戻してエンジン回転数の制御を行わせる。
【００４８】
また、農作業車における車両内のスイッチ操作によるＤＰＦの手動再生機能が知られているが、キースイッチにＤＰＦ診断位置の部位を設け、診断装置から手動再生を実施する構成は見当らない。また、無線通信により複数車両を同時に診断，再生を実施する構成も見当らない。
【００４９】
そこで、オペレータのスイッチ操作等により、ポスト噴射を実施し強制的に排気温度を高め、ＰＭを燃焼させる手動強制再生機能を有するＤＰＦ装備のエンジンを搭載した農作業車において、図１５（ａ）に示す如く、始動，ＯＮ，ＡＣＣ，ＯＦＦとプッシュターンによるＤＰＦ診断の各作用部位を配置してキースイッチ４１を構成させ、このキースイッチ４１をＤＰＦ診断の作用部位に回したときは、エンジンＥＣＵと通信を行う。そして、図１５（ｂ）に示す如く、診断装置４２により、現在のＤＰＦのＰＭ堆積量，稼働時間，手動再生の開始等のチェックを実施すると共に、この診断装置４２をＣＡＮ等による無線同時通信によって、複数の車両１，車両２，車両３を同時に診断を行わせることができる。なお、診断通信中の識別を行う識別燈ｒを各車両に装備して識別点灯させる。
【００５０】
このように、複数の車両を有する大規模農家におけるメンテナンス性が向上すると共に、キースイッチ４１のＤＰＦ診断部位にプッシュターンを設けることにより、予期せず再生運転が開始されることを防止することができる。なお、通信中は識別燈ｒを点灯させることにより通信車両を容易に識別することができる。
【００５１】
また、後処理装置を有する電子制御エンジンを搭載した農作業車において、このエンジンにおけるＤＰＦ再生時にポスト噴射制御を行うものでは、ポスト噴射によってエンジンオイル内に燃料が混入することにより、オイルの粘度が低くなり潤滑性能が悪化し焼き付き等のトラブルを引き起こすことになる。
【００５２】
このため、図１６に示す如く、オイルパン４３内のオイル量点検用のフロート４４の浮力を圧力センサ４５によって計測し、ＥＣＵ４６によって燃料混入割合の算出を行う。なお、運転時は油面が安定していないため、エンジン停止数秒後に自動計測を行う。この自動計測により一定値以上の圧力上昇がある場合は、次回運転時にエンジンオイルの交換を促す警告を行わせることにより、燃料の混入を早期に知ることが可能であり、オイルの粘度低下による焼き付きを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
トラクターやコンバイン等の農作業車を始め一般車両にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１５ トラクタ
２９ ＤＰＦ
ａ 面積
ｂ 面積
ｃ 面積
【技術分野】
【０００１】
この発明は、農作業車のＧＰＳ装置に関し、ＧＰＳ（グローバル ポジショニング システム）を装備した農作業車において、ＧＰＳの移動情報により作業面積の計測を行うもの等の分野に属する。
【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】
そこで、これらの問題を解消するために、特許文献１では、作業車両等のエンジンの運転中において、所定の一定時間毎にＤＰＦの温度を上昇させるためのポスト噴射，マルチ噴射等の燃料噴射制御や排気管内への燃料噴射を行う排気温度上昇手段を備え、この排気温度上昇手段により排気温度の昇温を短時間の間行って強制的にＤＰＦを昇温させ、この時のＤＰＦ出口側温度等のＤＰＦ下流側の排気温度を測定し、所定の温度以上の温度上昇を示すようであれば本格的な再生制御を行い、示さないようであれば通常運転を継続し、更に所定の一定時間後に再度排気温度上昇を短時間の間行うことを繰り返してＤＰＦの再生開始時期を調べ、適切なＰＭ蓄積量を正確に検知して再生開始時期を判定することができるので、ＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラプルを回避できるもの等が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
しかし、前記特許文献１の構成では、前記の如く、排気温度上昇手段により排気温度の昇温を短時間の間行って強制的にＤＰＦを昇温させ、この時ＤＰＦ下流側の排気温度を測定し、所定の温度以上の温度上昇を示すようであれば本格的な再生制御を行わせることができるから、ＤＰＦにて捕集されたＰＭを連続して燃焼させ除去することが可能であるが、農作業車の場合、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期については、現在の作業状態が所定の大きさ以上の圃場面積の作業を実行していることが開始時期の適否を判別する条件となるため、この判別条件を満たす作業済み面積を随時計測する手段が必要となる。
【０００８】
また、燃料タンク内の残り燃料によって作業可能な面積の算出を行うには、作業済み面積に対応する燃料消費量の算出が条件となるため、この条件を満たす作業済み面積を随時計測する手段が必要となる。
【０００９】
そこで本発明では、農作業車において、作業済み面積を随時計測可能な計測具を装備することにより、的確なＤＰＦの自動再生処理の開始時期の判別と燃料消費量の算出を行おうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車の構成とする。
【００１１】
このような構成により、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別をすることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、前記ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中と判断すると、前記ＤＰＦの自動再生処理が可能と判断し、ＤＰＦの自動再生を行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農作業車の構成とする。
【００１３】
このような構成により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中であれば、ＤＰＦの自動再生を行う。
請求項３の発明は、前記ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業車の構成とする。
【００１４】
このような構成により、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができ、この把握した作業済み面積に対応する燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積の算出を行い、この算出面積の報知を行う。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、上記作用の如く、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別をすることができるので、自動再生処理の開始時期を容易に確認することが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明では、上記作用の如く、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中であれば、ＤＰＦの自動再生を行うので、開始時期が遅れることによるＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラブル発生を防止することができる。
【００１７】
請求項３の発明では、上記作用の如く、ＧＰＳ装置によって検出した農作業車の移動軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができ、この把握した作業済み面積に対応する燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積の算出を行い、この算出面積の報知を行うので、ユーザーが燃料タンク内の残り燃料を気にすることなく安心して作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】トラクタに装備したＧＰＳによって検出した作業済み面積により、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期の判別を行う状態を示す圃場区画図。
【図４】トラクタに装備したＧＰＳによって検出した作業済み面積で消費した燃費量から、燃料タンクの残燃料により作業可能な面積状態を示す圃場区画図。
【図５】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの上側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図。
【図６】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの上側を通る配管状態を示す側面図。
【図７】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの下側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図。
【図８】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをステップフロアの前端側下部に左右側に分けて配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をフライホイールとミッションケースの下側を通る配管状態を示す側面図。
【図９】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをエンジンの左右外側に配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をクーリングファンの下側を通る配管状態を示す正面図及び一部の拡大図と展開図。
【図１０】トラクタにおいて、ＤＯＣとＤＰＦをエンジンの左右外側に配設し、ＤＯＣとＤＰＦを連結する連結管をクーリングファンの下側を通る配管状態を示す側面図。
【図１１】（ａ）エンジン上面に左右方向に配設した後処理装置と、エンジン前方のインタークーラーとに接続可能となるようターボ過給器を配設した状態を示す平面図。（ｂ）エンジン上面に左右方向に配設した後処理装置と、エンジン前方のインタークーラーとに接続可能となるようターボ過給器を配設した状態を示す部分正面図。
【図１２】アクセル開度の変化率が一定値以上のときは、ＰＭ堆積量の補正値計算による加減計算を行う手順を示すフローチャート。
【図１３】ＥＧＲバルブ開閉作用が完全に行えるかどうかの確認を行う手順を示すフローチャート。
【図１４】（ａ）エアコンスイッチの入力により目標回転数送受信をＣＡＮ通信によりドループ制御からアイソクロナス制御に変更する手順を示すフローチャート。（ｂ）アクセル開度小及び１００％におけるドループ制御とアイソクロナス制御の状態を示す線図。
【図１５】（ａ）始動，ＯＮ，ＡＣＣ，ＯＦＦとプッシュターンによるＤＰＦ診断の各作用部位を配置したキースイッチの形態を示す平面図。（ｂ）ＣＡＮ等による無線同時通信によって複数の車両を同時に診断を行う診断装置の作用状態を示す作用図。
【図１６】オイルパン内におけるオイル量点検用のフロートと圧力センサによって燃料混入割合を算出する状態を示す概略側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車に装備したＧＰＳの移動軌跡の情報により、現在の作業内容からＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行う。また、ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車に装備したＧＰＳの移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い告知する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図３に示す如く、ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車としてのトラクタ１５において、このトラクタ１５に装備したＧＰＳ装置によって検出したトラクタ１５の作業軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができるから、この把握した作業済み面積ａが所定の大きさ以上の面積の作業を実行していることが判明したときは、ＤＰＦの自動再生処理の開始時期として判別を行うことができるので、自動再生処理の開始時期を容易に確認することが可能となり、開始時期が遅れることによるＤＰＦの溶損やエンジンの燃費悪化等のトラブル発生を防止して、ＤＰＦにより捕集されたＰＭを連続燃焼させ除去することができる。なお、ＤＰＦの自動再生中はエンジンを停止させてはいけないため、エンジンが停止されないことを確証した上で実行することが必要である。
【００３２】
また、図４に示す如く、前記トラクタ１５において、このトラクタ１５に装備したＧＰＳによって検出したトラクタ１５の作業軌跡の情報により、現在の作業の進行状態を把握することができるから、この把握した作業済み面積ｂに消費した燃料消費量の算出を行い、この算出された燃料消費量に基づいて燃料タンク内の残り燃料で作業可能な面積ｃの算出を行い、この算出された面積ｃをユーザーにリアルタイムにて告知を行うことにより、ユーザーが燃料タンク内の残り燃料を気にすることなく安心して作業を行うことができる。
【００３３】
また、農作業車におけるディーゼルエンジンの後処理装置の装備位置については、スペースの確保が難しいため未だ確立されていないのが現状である。なお、ＤＰＦの再生時に後処理装置の外周温度が低いときは、ＤＰＦの外周部にＰＭが燃焼不十分で燃え残ってしまうという難点がある。
【００３４】
このため、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、図５及び図６に示す如く、触媒固定部２０ａとガス流路２０ｂとにより適宜短寸長さ円筒状のＤＯＣ２０を内装した後処理ケースｄと、同じく触媒固定部２１ａとガス流路２１ｂとにより適宜短寸長さ円筒状のＤＰＦ２１を内装した後処理ケースｅとを、ステップフロア２２の前端側下部に車体の左右側に分けて配設すると共に、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１を連結する連結管２３をフライホイールハウジングとミッションケースｆの上側を通るよう配設し、該エンジン１７からのガス流入管２０ｃを後処理ケースｄの外周部で該エンジン１７近傍に接続して設けると共に、ガス排出管２１ｃを後処理ケースｅの外周部で該エンジン１７近傍に接続して設け構成させる。なお、２４はボンネット、２５はハンドル、２６は前輪、２７は後輪を示す。
【００３５】
このような構成により、後処理装置をＤＯＣ２０側とＤＰＦ２１側に分けて左右のステップフロア２２前端側下部に配設しているので、一箇所に広いスペースを要することなく後処理装置の装備用スペースの確保が容易になると共に、メンテナンスについても個別に容易に行うことができる。また、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１の外周から中心軸方向へ沿って排気ガスが流れるため、流入する排気ガスの濃度が均一化されると共に、ＤＰＦ２１の外周が保温され内側との温度差を小さくしてＰＭの燃え残りを抑制することができ、ＤＰＦ２１の再生時間を短縮することが可能となる。また、該エンジン１７近傍にガス流入管２０ｃを設けているので配管を短くすることが可能となり、排気温度の低下や排気抵抗を小さくすることができる
また、前記図５及び図６に示す如く、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、ＤＯＣ２０を内装した後処理ケースｄとＤＰＦ２１を内装した後処理ケースｅとを、ステップフロア２２の前端側下部に車体の左右側に分けて配設すると共に、図７及び図８に示す如く、ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１を連結する連結管２３をフライホイールハウジングとミッションケースｆの下側を通るよう配設して構成させる。
【００３６】
このような構成により、前記と同様な作用効果を有することができる。
また、前記図５及び図６に示す如く、後処理装置を有するディーゼルエンジン１７を搭載したトラクタ１８において、図９及び図１０に示す如く、小径円筒で車体の前後方向に長いＤＯＣ２８と、同じく小径円筒で車体の前後方向に長いＤＰＦ２９とを、該エンジン１７の左右外側に分けて配設すると共に、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を連結する連結管３０を該エンジン１７前側部のクーリングファンｈの下側を通るよう配設し、該エンジン１７からのガス流入管２８ａをＤＯＣ２８の後部で該エンジン１７近傍に接続して設けると共に、ガス排出管２９ａをＤＰＦ２９の後部で該エンジン１７近傍に接続して設けて構成させる。なお、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９とに、泥水や可燃物等の接触や発熱による被害を抑えるため必要に応じてカバーを設ける。
【００３７】
このような構成により、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を該エンジン１７の左右外側に分けて配設することにより、一箇所に広いスペースを要することなく後処理装置の装備用スペースの確保が容易になると共に、個別にメンテナンスを容易に行うことができる。また、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を各々長い小径円筒形状として体積を確保することにより搭載性を向上させることができる。また、ＤＯＣ２８とＤＰＦ２９を各々該エンジン１７の左右外側に配設することで、エンジン室内の部品形状の変更を少なくして安定した配置を行うことができる。
【００３８】
また、後処理装置を有するターボ過給器付きディーゼルエンジンにおいて、通常では、ターボ過給器は該エンジンの前後（長手）方向に沿って平行に取り付けられているものが多く、排気タービンの出口が後方に向いているため、該エンジン上に後処理装置を配設する場合に、配管が長くなり排気ガスの温度低下や排気圧力の上昇等による不具合が発生すると共に、インタークーラーを有するものでは、該クーラーへの配管が該エンジンのヘッド上を通るためのスペースを必要としていた。
【００３９】
このため、図１１（ａ），（ｂ）に示す如く、ディーゼルエンジン３１において、ターボ過給器３２の排気タービン３２ａ側を該エンジン３１の内側向きに、吸気コンプレッサ３２ｂ側を外側向きに配置して取付け、該エンジン３１上に左右方向に配設した後処理装置３３を排気タービン３２ａの出口に直結すると共に、前方を向いている吸気コンプレッサ３２ｂの出口に接続した配管３４ａを、真っ直ぐに延長して該エンジン３１前方のインタークーラー３４に接続し、インタークーラー３４から吸気マニホールド３５へ配管３４ｂにより接続して構成させる。なお、３６は排気マニホールド、３７は吸気管、３８は排気管、３９はクーリングファン、４０はシリンダヘッドを示す。
【００４０】
このような構成により、ターボ過給器３２をディーゼルエンジン３１の前後方向に対し直交位置に配設することにより、該エンジン３１の上方に配置した後処理装置３３を、ターボ過給器３２の排気タービン３２ａ側と直結することが可能となって配管を短くすることができるので、排気温度の低下と共に排気抵抗を小さくすることができる。
【００４１】
また、該エンジン３１の前方に配置したインタークーラー３４を配管３４ａと配管３４ｂにて該エンジン３１の上方を通らずに接続することができるので、後処理装置３３の該エンジン３１上方への装備が容易になると共に、シリンダヘッド４０のメンテナンス性を向上させることができる。また、後処理装置３３による後処理後の排気ガスによりＥＧＲを行う場合、後処理装置３３後の排気管３８と吸気マニホールド３５が近くなるためＥＧＲ配管（図示なし）を短くすることが可能となり、管路抵抗を小さくすることができる。
【００４２】
また、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、加速時は定常作業状態よりＤＰＦのＰＭ詰まりが早く、ＰＭ堆積量を燃料噴射量から計算する計測値では類推できないという課題がある。
【００４３】
このため、図１２のフローチャートに示す如く、ＰＭ堆積量の計算について、先ず、アクセル開度の変化率の確認を行い、変化率が一定値以上のときは、ＰＭ堆積量の補正制御に入り、ＰＭ堆積量の補正値を計算すると共に、ＰＭ堆積量の加減計算を行う。なお、変化率が一定の定常時にはＰＭ堆積量の補正制御は行わない。このように、アクセル開度の変化率によってＤＰＦのＰＭ堆積量の補正を行うことにより、ＰＭ堆積量の正確な算出が可能となる。
【００４４】
また、農作業車において、搭載しているエンジンは全負荷作業が多いため、排気ガス中のカーボンがＥＧＲバルブ周辺に堆積し易く、バルブの動きを低下させてしまう恐れがある。ＥＧＲバルブの動きが低下すると排ガス性能が低下し、ＤＰＦのＰＭ堆積量演算性能の低下によりＤＰＦ再生時に悪影響を及ぼすと共に、耐久信頼性も低下するという難点がある。
【００４５】
このため、図１３のフローチャートに示す如く、エンジンのキー差し込み時に自動でＥＧＲバルブを動作させるか、又は、キーＯＮ時に意図的にＥＧＲバルブを動作させ、バルブの開閉作用が完全に行えるかどうかの確認を行い、異常があればエラー表示を行い、異常がなければエンジンをスタートさせ通常の運転を行わせる。なお、このＥＧＲバルブの動作により、バルブ周辺に堆積したカーボンを振るい落す作用を行わせることができる。
【００４６】
このように、ＥＧＲバルブの動作確認と、カーボン落しができることにより、安定した排ガスレベルの維持保障と共に、バルブ固着等の不具合を防止することができる。
また、コモンレール式ディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、エアコンのスイッチ入力時に、エアコンの負荷によりエンジン回転数が低下するという不具合がある。
【００４７】
このため、作業時はドループ制御によりエンジン回転数の制御を行うと共に、図１４（ａ）のフローチャートに示す如く、エアコンスイッチが入力された場合は、目標回転数送受信をＣＡＮ通信により、ドループ制御からアイソクロナス制御に切替るためのアイソクロナス制御定数としてのＰＴＯｓｔにより、図１４（ｂ）に示す如く、制御モードをドループ制御からアイソクロナス制御に変更し、目標とするエンジン回転数の送信を行わせる。なお、エアコンスイッチの切りによりドループ制御定数としてのＰＴＯｓｔに戻してエンジン回転数の制御を行わせる。
【００４８】
また、農作業車における車両内のスイッチ操作によるＤＰＦの手動再生機能が知られているが、キースイッチにＤＰＦ診断位置の部位を設け、診断装置から手動再生を実施する構成は見当らない。また、無線通信により複数車両を同時に診断，再生を実施する構成も見当らない。
【００４９】
そこで、オペレータのスイッチ操作等により、ポスト噴射を実施し強制的に排気温度を高め、ＰＭを燃焼させる手動強制再生機能を有するＤＰＦ装備のエンジンを搭載した農作業車において、図１５（ａ）に示す如く、始動，ＯＮ，ＡＣＣ，ＯＦＦとプッシュターンによるＤＰＦ診断の各作用部位を配置してキースイッチ４１を構成させ、このキースイッチ４１をＤＰＦ診断の作用部位に回したときは、エンジンＥＣＵと通信を行う。そして、図１５（ｂ）に示す如く、診断装置４２により、現在のＤＰＦのＰＭ堆積量，稼働時間，手動再生の開始等のチェックを実施すると共に、この診断装置４２をＣＡＮ等による無線同時通信によって、複数の車両１，車両２，車両３を同時に診断を行わせることができる。なお、診断通信中の識別を行う識別燈ｒを各車両に装備して識別点灯させる。
【００５０】
このように、複数の車両を有する大規模農家におけるメンテナンス性が向上すると共に、キースイッチ４１のＤＰＦ診断部位にプッシュターンを設けることにより、予期せず再生運転が開始されることを防止することができる。なお、通信中は識別燈ｒを点灯させることにより通信車両を容易に識別することができる。
【００５１】
また、後処理装置を有する電子制御エンジンを搭載した農作業車において、このエンジンにおけるＤＰＦ再生時にポスト噴射制御を行うものでは、ポスト噴射によってエンジンオイル内に燃料が混入することにより、オイルの粘度が低くなり潤滑性能が悪化し焼き付き等のトラブルを引き起こすことになる。
【００５２】
このため、図１６に示す如く、オイルパン４３内のオイル量点検用のフロート４４の浮力を圧力センサ４５によって計測し、ＥＣＵ４６によって燃料混入割合の算出を行う。なお、運転時は油面が安定していないため、エンジン停止数秒後に自動計測を行う。この自動計測により一定値以上の圧力上昇がある場合は、次回運転時にエンジンオイルの交換を促す警告を行わせることにより、燃料の混入を早期に知ることが可能であり、オイルの粘度低下による焼き付きを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
トラクターやコンバイン等の農作業車を始め一般車両にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１５ トラクタ
２９ ＤＰＦ
ａ 面積
ｂ 面積
ｃ 面積
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車。
【請求項２】
前記ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中と判断すると、前記ＤＰＦの自動再生処理が可能と判断し、ＤＰＦの自動再生を行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農作業車。
【請求項３】
前記ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業車。
【請求項１】
ＤＰＦを有するディーゼルエンジンを搭載した農作業車において、この農作業車にＧＰＳ装置を装備し、該ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、現在の作業状態から前記ＤＰＦの自動再生処理の実施が可能かどうかの判別を行うように構成したことを特徴とする農作業車。
【請求項２】
前記ＧＰＳ装置による移動軌跡の情報により、農作業車が所定以上の面積の圃場を作業中と判断すると、前記ＤＰＦの自動再生処理が可能と判断し、ＤＰＦの自動再生を行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の農作業車。
【請求項３】
前記ＧＰＳ装置の移動軌跡の情報により、現在の作業内容から燃料消費量の算出を行い、燃料タンク内の残燃料で作業可能面積の算出を行い報知するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の農作業車。
【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】
【公開番号】特開２０１２−４７０７７（Ｐ２０１２−４７０７７Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８４６１（Ｐ２０１０−１８８４６１）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【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３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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