作業車両
【課題】ディーゼルパティキュレートフィルタと酸化触媒をエンジンに取り付けた場合、エンジンルーム内にコンパクトに収納する。また、過給器付のエンジンの場合において、酸化触媒の活性状態の保持、及びディーゼルパティキュレートフィルタ内に粒状化物質が付着するのを抑制する。
【解決手段】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と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒４６ａを設けるディーゼルエンジンＥを備えた作業車両において、過給器ＴＢの直近下流側に順に前記酸化触媒４６ａとディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを設けると共に、過給器ＴＢと酸化触媒４６ａ及びディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを略一直線上に配置するよう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と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒４６ａを設けるディーゼルエンジンＥを備えた作業車両において、過給器ＴＢの直近下流側に順に前記酸化触媒４６ａとディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを設けると共に、過給器ＴＢと酸化触媒４６ａ及びディーゼルパティキュレートフィルタ４６ｂを略一直線上に配置するよう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、ディーゼルパティキュレートフィルタを設けてい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と酸化触媒を、上下方向に重ねて構成する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００９−１６７８０６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と酸化触媒をエンジンに取り付けた場合、エンジンルーム内にコンパクトに収納する技術が開示されておらず、また、過給器付のエンジンの場合において、酸化触媒の活性状態の保持、及びディーゼルパティキュレートフィルタ内に粒状化物質が付着するのを抑制する技術が開示されていない。
【０００４】
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、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）と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒（４６ａ）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を備えた作業車両において、過給器（ＴＢ）の直近下流側に順に前記酸化触媒（４６ａ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設けると共に、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を略一直線上に配置するよう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。
【０００６】
燃焼した排気ガスはディーゼルエンジンのシリンダー（５）から出ていくが、この途中で排気ガス中の未燃燃料は、酸化触媒（４６ａ）で処理される。その後、排気ガスに含まれるＰＭ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。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、少なくとも排気マニホールド（６５）と同じ高さ位置、又は排気マニホールド（６５）よりも上方に配置するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
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、過給器（ＴＢ）を通過後の排気ガスは、高温状態で酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を通過していくので、酸化触媒（４６ａ）の活性状態を保持でき、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に粒状化物質（ＰＭ）が堆積するのを抑制できるようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を有するディーゼルエンジンを、エンジンルーム内にコンパクトに配置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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）エンジンの左側面図 （ｂ）エンジンの背面図
【図７】ＤＯＣの断面図
【図８】（ａ）エンジンの左側面図 （ｂ）エンジンの正面図
【図９】エンジンの正面図
【図１０】（ａ）後処理装置の断面図 （ｂ）後処理装置の背面図
【図１１】後処理装置の一部の断面図
【図１２】（ａ）後処理装置の一部の左側面の断面図 （ｂ）後処理装置の一部の平面の断面図 （ｃ）従来の後処理装置の一部の左側面の断面図
【図１３】エンジンの一部の模式図
【図１４】トラクタの左側面図
【図１５】（ａ）トラクタの正面図 （ｂ）トラクタの左側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられる圧力センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する高圧ポンプ４と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンＥのシリンダー５内に噴射する燃料噴射ノズル６と、前記高圧ポンプ４と燃料噴射ノズル６等の動作を制御する制御装置（ＥＣＵ）等から構成される。ＥＣＵとは、エンジンコントロールユニットの略称である。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。
【００１２】
このように、コモンレール１は、エンジンＥの各シリンダー５へ燃料を噴射するものであり、燃料供給を要求された圧力とするものである。
前記燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ７を介してエンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ４によって加圧された高圧燃料は吐出通路８によりコモンレール１に導かれて蓄えられる。
【００１３】
コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒数分の燃料噴射ノズル６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各シリンダーに燃料噴射ノズル６が作動して、高圧燃料がエンジンＥの各シルンダー５室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル６での余剰燃料（リターン燃料）は各リターン通路１０により共通のリターン通路１０へ導かれ、このリターン通路１０によって燃料タンク３へ戻される。
【００１４】
また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料のリターン通路１０の流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール１側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
【００１５】
具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。
【００１６】
作業車（農作業機）におけるコモンレール１を有するディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示すように、回転数と出力トルクの関係において走行モードＡと通常作業モードＢ及び重作業モードＣの三種類の制御モードを有する構成としている。
【００１７】
走行モードＡは、エンジン回転数の変動で出力も変動するドループ制御である。農作業を行わず移動走行する場合に使用するものである。例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができるものである。
【００１８】
通常作業モードＢは、負荷が変動してもエンジン回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御である。通常の農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるときであり、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するときである。
【００１９】
重作業モードＣは、通常作業モードＢと同様に負荷が変動してもエンジン回転数一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御に加え、負荷限界近くになると回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御である。特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがなく、効率の良い作業が可能となる。
【００２０】
これらの作業モードＡ，Ｂ，Ｃは、各作業モードＡ，Ｂ，Ｃを切り替え可能な作業モード切替スイッチの操作、又は農作業車（トラクター、コンバイン、田植機等）の走行変速レバーの変速操作、又は作業クラッチ（トラクターであればロータリであり、コンバインであれば刈取部、脱穀部である）の入り切り操作等によって切り替わるように構成する。
【００２１】
ディーゼルエンジンＥでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジンＥ特有のノック音を低減し、騒音を低減することが可能な構成としている。
【００２２】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回又は２回に限定して行われるものであったが、前記コモンレール１の蓄圧式燃料噴射装置を用いることで、エンジンＥの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できるようになる。また、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、排ガス中の窒素酸化物の量が減少するようになる。
【００２３】
図３は、前述のようなコモンレール１を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクターの側面図を示し、図４はその平面図を示している。平面図においては、図３に示すキャビン１４を省いた状態を示している。
【００２４】
トラクターは、機体の前後部に前輪１２、１２と後輪１３、１３を備え、機体の前部に搭載したエンジンＥの回転動力をトランスミッションケースＴ内の変速装置によって適宜減速して、これら前輪１２、１２と後輪１３、１３に伝えるように構成している。
【００２５】
機体中央であってキャビン１４内のハンドルポスト１５にはステアリングハンドル１６が支持され、その後方にはシート１７が設けられている。ステアリングハンドル１６の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー１８が設けられている。この前後進レバー１８を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。
【００２６】
また、ハンドルポスト１５を挟んで前後進レバー１８の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー２５が設けられ、またステップフロア１９の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル２３と、左右の後輪１３、１３にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル２４Ｌ、２４Ｒが設けられている。ステップフロア１９の左コーナー部にはクラッチペダル２０が設けられている構成である。
【００２７】
また、主変速レバー２６はシート１７の左前方部にあり、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー２７はその後方にあり、さらにその右側にＰＴＯ変速レバー２８を設けている。さらに、シート１７の右側には作業機２１（ロータリ等）の高さを設定するポジションレバー２９と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー３０、これらのレバーの後に作業機２１の右上げスイッチ３１と右下げスイッチ３２が配置され、さらにその後に作業機２１の自動水平スイッチ３３とバックアップスイッチ３４が配置されている。バックアップスイッチ３４は、機体が後進時において、作業機２１を自動的に上昇させるものである。作業機２１は、機体の後方にリンク２２で連結されている構成である。トラクターは作業機２１を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。２１ａは作業機２１を昇降する油圧シリンダーである。
【００２８】
図５はエンジンのシリンダー５内への吸気と排気の模式図であり、４サイクルのディーゼルエンジンの実施例である。過給器ＴＢの吸気タービン３６により過給された空気は、エアクリーナー３５から吸気タービン３６、インタークーラー３７を通過して吸気マニホールド３８からシリンダー５内へ送られる構成である。３９は吸気バルブであり、４０はピストンである。４８はカムでありロッカーアーム４９を介して吸排気バルブ３９、４１を開閉させるものである。
【００２９】
シリンダー５内で燃焼した排ガスは、排気バルブ４１から排気マニホールド４２を通過した後、過給器ＴＢの排気タービン４５で過給器ＴＢを駆動して排出される構成である。
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのＥＧＲ（排気再循環装置）回路４４を有している。ＥＧＲ回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量（Ｏ2）を減らして、窒素酸化物Ｎｏxの発生を低減させるように構成している。ただし、ＥＧＲ率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりＥＧＲ率を調節する必要がある。この調節は、ＥＧＲバルブ４３にて行う。ＥＧＲ回路４４は、後述する後処理装置４６下流側の排気管５５と過給器ＴＢの吸気タービン３６上流側の吸入管５６との間を接続している。また、ＥＧＲ回路４４の途中にはＥＧＲクーラ５７を設ける構成としている。このＥＧＲバルブ４３の開閉具合でシリンダー５内への排気ガスの還元量が変化する。
【００３０】
排気タービン４５を通過後の排気ガスは、後処理装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。後処理装置４６は、酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂとから構成されている。
【００３１】
酸化触媒（ＤＯＣ）は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は粒状化物室（ＰＭ）を捕集するためのものである。前記ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７については、ＥＣＵ１００により制御される構成である。後処理装置４６はディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂのみで構成してもよい、酸化触媒（ＤＯＣ）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。
【００３２】
ＤＰＦ４６ｂは、排気ガスの温度が低い状態（低負荷）が長時間続くと、ＰＭが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置４６の下手側に絞り弁４７を設け、この絞り弁４７を絞るとＤＰＦ４６ｂ内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、ＤＰＦ４６ｂの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがＤＰＦ４６ｂを通過すると、ＤＰＦ４６ｂ内に存在しているＰＭが焼き飛ばされることでＤＰＦ４６ｂが再生される。
【００３３】
ＤＰＦ４６ｂを再生させるためのＤＰＦ再生運転としては、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード（遅角）と合わせてＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を上昇させ、ＤＰＦ４６ｂが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射（排気ガス温度を上昇させるため）が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
【００３４】
このようなＤＰＦ再生運転を行うための条件としては、後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を設けておいて、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。
【００３５】
また、ＤＰＦ再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいＤＰＦ４６ｂが損傷してしまう。そこで、後処理装置４６の下手側に温度センサ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。
【００３６】
通常の運転は、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を同時に制御してＥＧＲ量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁４７を有することで、ＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を高く保持することができるようになる。
【００３７】
前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、ＥＧＲガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、ＥＧＲバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。
【００３８】
また、ＤＰＦ４６ｂ下流の排気ガスを取り出すために、過給器ＴＢの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ５７で冷却されるため、ＮＯｘ低減に対して効果が大きくなる。そして、ＥＧＲガスを負圧である過給器ＴＢの上流側に還元することで、排気絞り弁、吸気絞り弁を不要としてもよい。
【００３９】
前述したように、ＤＰＦの再生運転を行なうＤＰＦ強制再生モードにおいては、排気絞り弁４７を絞り、ＯＮ−ＯＦＦ制御によってＥＧＲバルブ４３を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでＮＯが増加し、このＮＯが酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａによってＮＯ2に転換され、ＤＰＦ４６ｂの再生が促進されるようになる。
【００４０】
また、ＤＰＦ４６ｂの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記ＥＧＲバルブ４３を全開とする。ＤＰＦ４６ｂの下流側には温度センサ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。
【００４１】
図６（ａ）はディーゼルエンジンの左側面図であり、（ｂ）はその背面図を示している。図３のトラクタの左側面図に搭載した場合、冷却ファン７０側が機体の前進方向である。
【００４２】
ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂは別体構成であり、それぞれ収納ケース６３，６４内に収納されている構成である。ＤＯＣ収納ケース６３は、排気マニホールド６５や過給器ＴＢに対してボルト等で締め付けて固定する構成である。
【００４３】
ＤＯＣ収納ケース６３とＤＰＦ収納ケース６４の間はフランジとボルトで固定している。ＤＰＦケース６４の多端側は、排気管５５を支持するケース６６と接続しており、フランジとボルトで接続している構成である。そして、ＤＰＦケース６４と排気管支持ケース６６との間をコの字プレート６７で挟み込んでおり、コの字プレート６７に対してプレート６１を固着しており、このプレート６１をエンジンの背面部に固定する構成としている。ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂは別体構成であるので、軽量コンパクトとなり、搭載性が向上するようになる。
【００４４】
この場合、過給器ＴＢ、ＤＯＣ４６ａ及びＤＰＦ４６ｂについては、一直線上にレイアウトしており、しかもＤＯＣ４６ａを過給器ＴＢの直近に配置しているので、ＤＯＣ４６ａ内を流れる排気ガス温度の低下を防止できて、触媒性能低下を防止できるようになる。
【００４５】
前記ＤＯＣ収納ケース６３は、排気マニホールド６５と一体の鋳物、アルミダイキャストで構成している。ＤＯＣ４６ａの外周はマット６８で覆い、この状態で両端が開放された筒６９に差し込んでおり、さらに、筒６９をＤＯＣ収納ケース６３に挿入する構成としている。これにより、ＤＯＣ４６ａの支持が容易となり、しかも、機関仕様に合わせてサイズ、貴金属担持量の設定が容易となり、廉価な構成となる。
【００４６】
図６（ｂ）に示しているように、排気管５５はトラクタの機体右側方向に伸びているので、ボンネットの右側から排気ガスを排出してもよいし、また、排気管５５を屈曲延長して、キャビン１４の上方まで伸ばすように構成してもよい。また、図示はしないが、排気管５５を排気管支持ケース６６から直接上方に向かって伸ばし、ボンネットの上方から排気するように構成してもよい。
【００４７】
図８は、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂを搭載する場合の別構成である。ＤＯＣ４６ａは低圧損基材（触媒担体）で小径長尺の構成とし、触媒担体は壁厚の小さいメタルハニカムとする。そして、ＤＯＣ４６ａは排気マニホールド６５に近接配置しており、過給器ＴＢの上流側に配置する構成とする。
【００４８】
ＤＰＦ４６ｂは過給器ＴＢの下流側配置としており、エンジンルーム内の幅内に収納している。そして、ＤＰＦ４６ｂは、エンジンクランク軸方向に対して直交する方向であって、エンジン上部に配置している。これにより、従来からトラクタに搭載しているエンジンルーム内の構成を変更することなく、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂをエンジンルーム内に収納可能となる。また、ＤＯＣ４６ａは過給器ＴＢの上流側の排気ガス温度が高い位置に配置されているので、触媒機能の低下を防止できるようになる。
【００４９】
図９については、ＤＰＦ４６ｂの下流側に該ＤＰＦ４６ｂの外径と略同じ第二ＤＯＣ４６ｃを設ける構成である。これにより、触媒機能が向上するようになる。また、図示はしないが、図５で説明したＥＧＲクーラ５７をＤＯＣ４６ａの下方に略平行状態で配置する構成とする。これにより、ＤＯＣ４６ａの下方空間部を有効利用できて、エンジン全体をコンパクトにすることが可能となる。
【００５０】
図１０は後処理装置４６（ＤＯＣ４６ａやＤＰＦ４６ｂ）を覆う収納ケース６３，６４の固定方法である。収納ケース６３，６４の外周にフランジ７１を構成してボルトナット７２で固定する。そして、エンジンや機体側の固定側基台７３に支柱７４を立設して構成し、前記フランジ７１の外周に固定用バンド７５を巻き介して、この固定用バンド７５を支柱７４に係合させる構成とする。これにより、後処理装置４６等の歪みの影響を少なくできるようになる。
【００５１】
図１１は前記収納ケース６３，６４の外周に温度センサーや圧力センサーを取り付ける場合の断面図である。センサーはセンサーボス７６内に収納されているので、このセンサーボス７６を収納ケース６３，６４の表面に固着する。この場合、センサーボス７６を全周溶接で取り付けると、ガストーチ７７のアプローチのために、フランジ７１とセンサーボス７６との間隔Ｓが長くなってしまう。そこで、センサーボス７６をスポット溶接で取り付けるように構成する。これにより、フランジ７１とセンサーボス７６との間隔Ｓが短くなり、コンパクトに構成可能となる。
【００５２】
図１２は後処理装置４６上流側において、後処理装置４６に接続する排管７８の構成を示している。排管７８は、後処理装置４６前部の引継ぎケース７９の一部を切り欠いて排管７８を溶接する構成とする。図１２（ｃ）は従来の構成であるが、Ｓ１に対してＳ２が短く構成可能となる。即ち、後処理装置４６の全長が短くコンパクトになる。
【００５３】
図１３は過給器ＴＢ周辺の模式図であるが、ＤＰＦ４６ｂを再生する場合の排気ガスは、過給器ＴＢを通過させないように構成する。このため、切替バルブ８０を構成している。これにより、排気ガス温度の低下を防止できるので、ＤＰＦ４６ｂの再生が効率良く可能となる。
【００５４】
また、図示はしないが、過給器ＴＢのウエストゲートを電磁ソレノイドで駆動する構成とし、通常はインテークマニホールドに設置されたブーストセンサにより、インテークマニホールド内の圧力が設定値に達した場合、ＥＣＵ１００の指示でウエストゲートを開けてタービンハウジングから排気を逃がす構成とする。そして、ＤＰＦ４６ｂの再生時は、ウエストゲートを開けて、コンプレッサー駆動による排気温度低下を防止する構成とする。これにより、排気がコンプレッサーを回す仕事が減り、その分排気ガス温度の低下を防止できるようになる。
【００５５】
図１４はトラクタのボンネット上に後処理装置（ＤＯＣ４６ａ，ＤＰＦ４６ｂ）を配置する場合の構成例である。図示のごとく、過給器ＴＢから前方に配置しているＤＯＣ４６ａ内に排気ガスが送り込まれるが、この排気ガスはＤＯＣ４６ａ内で１８０度ユーターンして後方に向かう構成とする。そして、ＤＯＣ４６ａよりは前方に出ていないＤＰＦ４６ｂに排気ガスが送り込まれる構成とする。実際は、ＤＰＦ４６ｂはＤＯＣ４６ａの後方配置となる。これにより、後処理装置４６がボンネット上を前方に長くならないので、運転者の視界を狭くするのを防止できるようになる。
【００５６】
図１５に示しているように、トラクタの左右側のボンネット後部下方であって、さらに、キャビン１４とオーバーラップするようにＤＰＦ４６ｂとＤＯＣ４６ａを配置する構成とする。右側がＤＰＦ４６ｂであってもＤＯＣ４６ａであってもよい。このように、エンジンルーム外に配置することで、エンジンルーム内の配線類や補機類の温度上昇を防止できるようになる。また、キャビン１４とオーバーラップするように後側に移動しているので、キャビン１４内の運転者から前輪１２を目視可能となり、作業への悪影響を防止できるようになる。
【００５７】
また、図示はしないが、ＤＰＦ４６ｂを再生する際において、トラクタを停車させ、作業機を地面側に押し付けるように油圧を掛ける構成とする。これにより、油圧シリンダに負荷が掛かることで、エンジンのハイドロポンプが仕事をし、排気温度が上昇する。そして、ＤＯＣ４６ａが素早く活性温度に到達して再生時間が短縮され、燃費も改善するようになる。
【００５８】
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】
【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可能である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｅ ディーゼルエンジン
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
５ ディーゼルエンジンのシリンダー
４６ａ 酸化触媒（ＤＯＣ）
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
６５ 排気マニホールド
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタを設けてい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と酸化触媒を、上下方向に重ねて構成する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００９−１６７８０６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と酸化触媒をエンジンに取り付けた場合、エンジンルーム内にコンパクトに収納する技術が開示されておらず、また、過給器付のエンジンの場合において、酸化触媒の活性状態の保持、及びディーゼルパティキュレートフィルタ内に粒状化物質が付着するのを抑制する技術が開示されていない。
【０００４】
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、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）と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒（４６ａ）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を備えた作業車両において、過給器（ＴＢ）の直近下流側に順に前記酸化触媒（４６ａ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設けると共に、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を略一直線上に配置するよう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。
【０００６】
燃焼した排気ガスはディーゼルエンジンのシリンダー（５）から出ていくが、この途中で排気ガス中の未燃燃料は、酸化触媒（４６ａ）で処理される。その後、排気ガスに含まれるＰＭ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。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、少なくとも排気マニホールド（６５）と同じ高さ位置、又は排気マニホールド（６５）よりも上方に配置するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
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、過給器（ＴＢ）を通過後の排気ガスは、高温状態で酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を通過していくので、酸化触媒（４６ａ）の活性状態を保持でき、ディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）内に粒状化物質（ＰＭ）が堆積するのを抑制できるようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を有するディーゼルエンジンを、エンジンルーム内にコンパクトに配置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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）エンジンの左側面図 （ｂ）エンジンの背面図
【図７】ＤＯＣの断面図
【図８】（ａ）エンジンの左側面図 （ｂ）エンジンの正面図
【図９】エンジンの正面図
【図１０】（ａ）後処理装置の断面図 （ｂ）後処理装置の背面図
【図１１】後処理装置の一部の断面図
【図１２】（ａ）後処理装置の一部の左側面の断面図 （ｂ）後処理装置の一部の平面の断面図 （ｃ）従来の後処理装置の一部の左側面の断面図
【図１３】エンジンの一部の模式図
【図１４】トラクタの左側面図
【図１５】（ａ）トラクタの正面図 （ｂ）トラクタの左側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられる圧力センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する高圧ポンプ４と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンＥのシリンダー５内に噴射する燃料噴射ノズル６と、前記高圧ポンプ４と燃料噴射ノズル６等の動作を制御する制御装置（ＥＣＵ）等から構成される。ＥＣＵとは、エンジンコントロールユニットの略称である。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。
【００１２】
このように、コモンレール１は、エンジンＥの各シリンダー５へ燃料を噴射するものであり、燃料供給を要求された圧力とするものである。
前記燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ７を介してエンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ４によって加圧された高圧燃料は吐出通路８によりコモンレール１に導かれて蓄えられる。
【００１３】
コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒数分の燃料噴射ノズル６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各シリンダーに燃料噴射ノズル６が作動して、高圧燃料がエンジンＥの各シルンダー５室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル６での余剰燃料（リターン燃料）は各リターン通路１０により共通のリターン通路１０へ導かれ、このリターン通路１０によって燃料タンク３へ戻される。
【００１４】
また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料のリターン通路１０の流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール１側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
【００１５】
具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。
【００１６】
作業車（農作業機）におけるコモンレール１を有するディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示すように、回転数と出力トルクの関係において走行モードＡと通常作業モードＢ及び重作業モードＣの三種類の制御モードを有する構成としている。
【００１７】
走行モードＡは、エンジン回転数の変動で出力も変動するドループ制御である。農作業を行わず移動走行する場合に使用するものである。例えば、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、この走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができるものである。
【００１８】
通常作業モードＢは、負荷が変動してもエンジン回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御である。通常の農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるときであり、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するときである。
【００１９】
重作業モードＣは、通常作業モードＢと同様に負荷が変動してもエンジン回転数一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御に加え、負荷限界近くになると回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御である。特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクターで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがなく、効率の良い作業が可能となる。
【００２０】
これらの作業モードＡ，Ｂ，Ｃは、各作業モードＡ，Ｂ，Ｃを切り替え可能な作業モード切替スイッチの操作、又は農作業車（トラクター、コンバイン、田植機等）の走行変速レバーの変速操作、又は作業クラッチ（トラクターであればロータリであり、コンバインであれば刈取部、脱穀部である）の入り切り操作等によって切り替わるように構成する。
【００２１】
ディーゼルエンジンＥでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジンＥ特有のノック音を低減し、騒音を低減することが可能な構成としている。
【００２２】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回又は２回に限定して行われるものであったが、前記コモンレール１の蓄圧式燃料噴射装置を用いることで、エンジンＥの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できるようになる。また、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、排ガス中の窒素酸化物の量が減少するようになる。
【００２３】
図３は、前述のようなコモンレール１を有するディーゼルエンジンを搭載したトラクターの側面図を示し、図４はその平面図を示している。平面図においては、図３に示すキャビン１４を省いた状態を示している。
【００２４】
トラクターは、機体の前後部に前輪１２、１２と後輪１３、１３を備え、機体の前部に搭載したエンジンＥの回転動力をトランスミッションケースＴ内の変速装置によって適宜減速して、これら前輪１２、１２と後輪１３、１３に伝えるように構成している。
【００２５】
機体中央であってキャビン１４内のハンドルポスト１５にはステアリングハンドル１６が支持され、その後方にはシート１７が設けられている。ステアリングハンドル１６の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー１８が設けられている。この前後進レバー１８を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する構成である。
【００２６】
また、ハンドルポスト１５を挟んで前後進レバー１８の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー２５が設けられ、またステップフロア１９の右コーナー部には、同様にエンジン回転数を調節するアクセルペダル２３と、左右の後輪１３、１３にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル２４Ｌ、２４Ｒが設けられている。ステップフロア１９の左コーナー部にはクラッチペダル２０が設けられている構成である。
【００２７】
また、主変速レバー２６はシート１７の左前方部にあり、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー２７はその後方にあり、さらにその右側にＰＴＯ変速レバー２８を設けている。さらに、シート１７の右側には作業機２１（ロータリ等）の高さを設定するポジションレバー２９と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー３０、これらのレバーの後に作業機２１の右上げスイッチ３１と右下げスイッチ３２が配置され、さらにその後に作業機２１の自動水平スイッチ３３とバックアップスイッチ３４が配置されている。バックアップスイッチ３４は、機体が後進時において、作業機２１を自動的に上昇させるものである。作業機２１は、機体の後方にリンク２２で連結されている構成である。トラクターは作業機２１を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。２１ａは作業機２１を昇降する油圧シリンダーである。
【００２８】
図５はエンジンのシリンダー５内への吸気と排気の模式図であり、４サイクルのディーゼルエンジンの実施例である。過給器ＴＢの吸気タービン３６により過給された空気は、エアクリーナー３５から吸気タービン３６、インタークーラー３７を通過して吸気マニホールド３８からシリンダー５内へ送られる構成である。３９は吸気バルブであり、４０はピストンである。４８はカムでありロッカーアーム４９を介して吸排気バルブ３９、４１を開閉させるものである。
【００２９】
シリンダー５内で燃焼した排ガスは、排気バルブ４１から排気マニホールド４２を通過した後、過給器ＴＢの排気タービン４５で過給器ＴＢを駆動して排出される構成である。
このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのＥＧＲ（排気再循環装置）回路４４を有している。ＥＧＲ回路で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量（Ｏ2）を減らして、窒素酸化物Ｎｏxの発生を低減させるように構成している。ただし、ＥＧＲ率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりＥＧＲ率を調節する必要がある。この調節は、ＥＧＲバルブ４３にて行う。ＥＧＲ回路４４は、後述する後処理装置４６下流側の排気管５５と過給器ＴＢの吸気タービン３６上流側の吸入管５６との間を接続している。また、ＥＧＲ回路４４の途中にはＥＧＲクーラ５７を設ける構成としている。このＥＧＲバルブ４３の開閉具合でシリンダー５内への排気ガスの還元量が変化する。
【００３０】
排気タービン４５を通過後の排気ガスは、後処理装置４６を通過してマフラー５０から大気中に排出される。後処理装置４６は、酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂとから構成されている。
【００３１】
酸化触媒（ＤＯＣ）は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は粒状化物室（ＰＭ）を捕集するためのものである。前記ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７については、ＥＣＵ１００により制御される構成である。後処理装置４６はディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）４６ｂのみで構成してもよい、酸化触媒（ＤＯＣ）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。
【００３２】
ＤＰＦ４６ｂは、排気ガスの温度が低い状態（低負荷）が長時間続くと、ＰＭが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置４６の下手側に絞り弁４７を設け、この絞り弁４７を絞るとＤＰＦ４６ｂ内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、ＤＰＦ４６ｂの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがＤＰＦ４６ｂを通過すると、ＤＰＦ４６ｂ内に存在しているＰＭが焼き飛ばされることでＤＰＦ４６ｂが再生される。
【００３３】
ＤＰＦ４６ｂを再生させるためのＤＰＦ再生運転としては、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード（遅角）と合わせてＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を上昇させ、ＤＰＦ４６ｂが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射（排気ガス温度を上昇させるため）が不要となったり、アフター噴射の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
【００３４】
このようなＤＰＦ再生運転を行うための条件としては、後処理装置４６の上手側に圧力センサ５２を設けておいて、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。
【００３５】
また、ＤＰＦ再生運転に入った状態が長時間続くと、過熱状態となってしまいＤＰＦ４６ｂが損傷してしまう。そこで、後処理装置４６の下手側に温度センサ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。
【００３６】
通常の運転は、ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７を同時に制御してＥＧＲ量を適宜コントロールするようにする。特に、絞り弁４７を有することで、ＤＰＦ４６ｂ内のガス温度を高く保持することができるようになる。
【００３７】
前述のような構成としたことで、吸気スロットルが不要となる。即ち、過給器付き機関では吸気側圧力が高いので、ＥＧＲガス量を確保するために排気絞り弁または吸気スロットルを設け、ＥＧＲバルブと連動した制御が必要となるが、このようなシステムが不要となる。
【００３８】
また、ＤＰＦ４６ｂ下流の排気ガスを取り出すために、過給器ＴＢの汚れに伴う性能劣化を生じることを防止できるようになる。そして、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラ５７で冷却されるため、ＮＯｘ低減に対して効果が大きくなる。そして、ＥＧＲガスを負圧である過給器ＴＢの上流側に還元することで、排気絞り弁、吸気絞り弁を不要としてもよい。
【００３９】
前述したように、ＤＰＦの再生運転を行なうＤＰＦ強制再生モードにおいては、排気絞り弁４７を絞り、ＯＮ−ＯＦＦ制御によってＥＧＲバルブ４３を全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでＮＯが増加し、このＮＯが酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａによってＮＯ2に転換され、ＤＰＦ４６ｂの再生が促進されるようになる。
【００４０】
また、ＤＰＦ４６ｂの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記ＥＧＲバルブ４３を全開とする。ＤＰＦ４６ｂの下流側には温度センサ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。
【００４１】
図６（ａ）はディーゼルエンジンの左側面図であり、（ｂ）はその背面図を示している。図３のトラクタの左側面図に搭載した場合、冷却ファン７０側が機体の前進方向である。
【００４２】
ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂは別体構成であり、それぞれ収納ケース６３，６４内に収納されている構成である。ＤＯＣ収納ケース６３は、排気マニホールド６５や過給器ＴＢに対してボルト等で締め付けて固定する構成である。
【００４３】
ＤＯＣ収納ケース６３とＤＰＦ収納ケース６４の間はフランジとボルトで固定している。ＤＰＦケース６４の多端側は、排気管５５を支持するケース６６と接続しており、フランジとボルトで接続している構成である。そして、ＤＰＦケース６４と排気管支持ケース６６との間をコの字プレート６７で挟み込んでおり、コの字プレート６７に対してプレート６１を固着しており、このプレート６１をエンジンの背面部に固定する構成としている。ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂは別体構成であるので、軽量コンパクトとなり、搭載性が向上するようになる。
【００４４】
この場合、過給器ＴＢ、ＤＯＣ４６ａ及びＤＰＦ４６ｂについては、一直線上にレイアウトしており、しかもＤＯＣ４６ａを過給器ＴＢの直近に配置しているので、ＤＯＣ４６ａ内を流れる排気ガス温度の低下を防止できて、触媒性能低下を防止できるようになる。
【００４５】
前記ＤＯＣ収納ケース６３は、排気マニホールド６５と一体の鋳物、アルミダイキャストで構成している。ＤＯＣ４６ａの外周はマット６８で覆い、この状態で両端が開放された筒６９に差し込んでおり、さらに、筒６９をＤＯＣ収納ケース６３に挿入する構成としている。これにより、ＤＯＣ４６ａの支持が容易となり、しかも、機関仕様に合わせてサイズ、貴金属担持量の設定が容易となり、廉価な構成となる。
【００４６】
図６（ｂ）に示しているように、排気管５５はトラクタの機体右側方向に伸びているので、ボンネットの右側から排気ガスを排出してもよいし、また、排気管５５を屈曲延長して、キャビン１４の上方まで伸ばすように構成してもよい。また、図示はしないが、排気管５５を排気管支持ケース６６から直接上方に向かって伸ばし、ボンネットの上方から排気するように構成してもよい。
【００４７】
図８は、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂを搭載する場合の別構成である。ＤＯＣ４６ａは低圧損基材（触媒担体）で小径長尺の構成とし、触媒担体は壁厚の小さいメタルハニカムとする。そして、ＤＯＣ４６ａは排気マニホールド６５に近接配置しており、過給器ＴＢの上流側に配置する構成とする。
【００４８】
ＤＰＦ４６ｂは過給器ＴＢの下流側配置としており、エンジンルーム内の幅内に収納している。そして、ＤＰＦ４６ｂは、エンジンクランク軸方向に対して直交する方向であって、エンジン上部に配置している。これにより、従来からトラクタに搭載しているエンジンルーム内の構成を変更することなく、ＤＯＣ４６ａとＤＰＦ４６ｂをエンジンルーム内に収納可能となる。また、ＤＯＣ４６ａは過給器ＴＢの上流側の排気ガス温度が高い位置に配置されているので、触媒機能の低下を防止できるようになる。
【００４９】
図９については、ＤＰＦ４６ｂの下流側に該ＤＰＦ４６ｂの外径と略同じ第二ＤＯＣ４６ｃを設ける構成である。これにより、触媒機能が向上するようになる。また、図示はしないが、図５で説明したＥＧＲクーラ５７をＤＯＣ４６ａの下方に略平行状態で配置する構成とする。これにより、ＤＯＣ４６ａの下方空間部を有効利用できて、エンジン全体をコンパクトにすることが可能となる。
【００５０】
図１０は後処理装置４６（ＤＯＣ４６ａやＤＰＦ４６ｂ）を覆う収納ケース６３，６４の固定方法である。収納ケース６３，６４の外周にフランジ７１を構成してボルトナット７２で固定する。そして、エンジンや機体側の固定側基台７３に支柱７４を立設して構成し、前記フランジ７１の外周に固定用バンド７５を巻き介して、この固定用バンド７５を支柱７４に係合させる構成とする。これにより、後処理装置４６等の歪みの影響を少なくできるようになる。
【００５１】
図１１は前記収納ケース６３，６４の外周に温度センサーや圧力センサーを取り付ける場合の断面図である。センサーはセンサーボス７６内に収納されているので、このセンサーボス７６を収納ケース６３，６４の表面に固着する。この場合、センサーボス７６を全周溶接で取り付けると、ガストーチ７７のアプローチのために、フランジ７１とセンサーボス７６との間隔Ｓが長くなってしまう。そこで、センサーボス７６をスポット溶接で取り付けるように構成する。これにより、フランジ７１とセンサーボス７６との間隔Ｓが短くなり、コンパクトに構成可能となる。
【００５２】
図１２は後処理装置４６上流側において、後処理装置４６に接続する排管７８の構成を示している。排管７８は、後処理装置４６前部の引継ぎケース７９の一部を切り欠いて排管７８を溶接する構成とする。図１２（ｃ）は従来の構成であるが、Ｓ１に対してＳ２が短く構成可能となる。即ち、後処理装置４６の全長が短くコンパクトになる。
【００５３】
図１３は過給器ＴＢ周辺の模式図であるが、ＤＰＦ４６ｂを再生する場合の排気ガスは、過給器ＴＢを通過させないように構成する。このため、切替バルブ８０を構成している。これにより、排気ガス温度の低下を防止できるので、ＤＰＦ４６ｂの再生が効率良く可能となる。
【００５４】
また、図示はしないが、過給器ＴＢのウエストゲートを電磁ソレノイドで駆動する構成とし、通常はインテークマニホールドに設置されたブーストセンサにより、インテークマニホールド内の圧力が設定値に達した場合、ＥＣＵ１００の指示でウエストゲートを開けてタービンハウジングから排気を逃がす構成とする。そして、ＤＰＦ４６ｂの再生時は、ウエストゲートを開けて、コンプレッサー駆動による排気温度低下を防止する構成とする。これにより、排気がコンプレッサーを回す仕事が減り、その分排気ガス温度の低下を防止できるようになる。
【００５５】
図１４はトラクタのボンネット上に後処理装置（ＤＯＣ４６ａ，ＤＰＦ４６ｂ）を配置する場合の構成例である。図示のごとく、過給器ＴＢから前方に配置しているＤＯＣ４６ａ内に排気ガスが送り込まれるが、この排気ガスはＤＯＣ４６ａ内で１８０度ユーターンして後方に向かう構成とする。そして、ＤＯＣ４６ａよりは前方に出ていないＤＰＦ４６ｂに排気ガスが送り込まれる構成とする。実際は、ＤＰＦ４６ｂはＤＯＣ４６ａの後方配置となる。これにより、後処理装置４６がボンネット上を前方に長くならないので、運転者の視界を狭くするのを防止できるようになる。
【００５６】
図１５に示しているように、トラクタの左右側のボンネット後部下方であって、さらに、キャビン１４とオーバーラップするようにＤＰＦ４６ｂとＤＯＣ４６ａを配置する構成とする。右側がＤＰＦ４６ｂであってもＤＯＣ４６ａであってもよい。このように、エンジンルーム外に配置することで、エンジンルーム内の配線類や補機類の温度上昇を防止できるようになる。また、キャビン１４とオーバーラップするように後側に移動しているので、キャビン１４内の運転者から前輪１２を目視可能となり、作業への悪影響を防止できるようになる。
【００５７】
また、図示はしないが、ＤＰＦ４６ｂを再生する際において、トラクタを停車させ、作業機を地面側に押し付けるように油圧を掛ける構成とする。これにより、油圧シリンダに負荷が掛かることで、エンジンのハイドロポンプが仕事をし、排気温度が上昇する。そして、ＤＯＣ４６ａが素早く活性温度に到達して再生時間が短縮され、燃費も改善するようになる。
【００５８】
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】
【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可能である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｅ ディーゼルエンジン
ＴＢ 過給器
ＰＭ 粒状化物質
５ ディーゼルエンジンのシリンダー
４６ａ 酸化触媒（ＤＯＣ）
４６ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
６５ 排気マニホールド
【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）と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒（４６ａ）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を備えた作業車両において、過給器（ＴＢ）の直近下流側に順に前記酸化触媒（４６ａ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設けると共に、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を略一直線上に配置するように構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、少なくとも排気マニホールド（６５）と同じ高さ位置、又は排気マニホールド（６５）よりも上方に配置するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【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）と、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させる酸化触媒（４６ａ）を設けるディーゼルエンジン（Ｅ）を備えた作業車両において、過給器（ＴＢ）の直近下流側に順に前記酸化触媒（４６ａ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を設けると共に、過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）を略一直線上に配置するように構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記過給器（ＴＢ）と酸化触媒（４６ａ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（４６ｂ）は、少なくとも排気マニホールド（６５）と同じ高さ位置、又は排気マニホールド（６５）よりも上方に配置するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【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】
【公開番号】特開２０１１−５２５６１（Ｐ２０１１−５２５６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２００５８３（Ｐ２００９−２００５８３）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【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３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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