JP2010229959A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲での排ガス浄化、及び第二酸化触媒の高温による触媒劣化が防止。
【解決手段】排気ガス中の粒状化物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと酸化触媒とから構成される後処理装置を過給機の下流側に備えたディーゼルエンジンにおいて、前記過給器の排気タービン上流側の排気管にバイパス経路を構成し、該バイパス経路に第二酸化触媒を設け、バイパス経路方向に排気ガスを流す絞り弁を設け、該絞り弁の上流側の排気管と吸気マニホールド上流側の吸気管を接続するＥＧＲ回路及びＥＧＲ還元を行うＥＧＲバルブを設け、該ＥＧＲバルブを開いて排気ガスの一部を吸気側に還元している状態のときに前記絞り弁を閉じて排気ガスを前記第二酸化触媒を通過させるように構成したことを特徴とするディーゼルエンジンの構成とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタ及び酸化触媒を搭載するディーゼルエンジンに関する。

ディーゼルエンジンの排気系において、酸化触媒（ＤＯＣ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を設ける構成である。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−７５６１０号公報

ＤＰＦの再生時においては、排気弁を閉じて排気ガス温度を上げて後処理装置、即ち、酸化触媒（ＤＯＣ）とディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を活性化させる。そして、ポスト噴射により未燃燃料を排気ガスと共に流し、酸化触媒（ＤＯＣ）で燃焼させてＤＰＦ内の温度を上昇させてＤＰＦ内の煤、粒状化物質（ＰＭ）を燃焼させて大気中に焼き飛ばす。

しかしながら、後処理装置の上流側の温度が低いと、ポスト噴射による未燃燃料は酸化触媒（ＤＯＣ）の触媒が活性状態にないため、ポスト噴射による昇温ができない。そして、軽負荷時においては、排気温度が高温になることがないのでＤＰＦが詰まるようになる。ＤＰＦの自動再生は所定以上高温でないと実施できないので、手動でＤＰＦを再生する必要がでてくる。

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搭載した作業車両を提供することである。

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、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と酸化触媒４６ａとから構成される後処理装置４６を過給機ＴＢの下流側に備えたディーゼルエンジンにおいて、前記過給器ＴＢの排気タービン４５上流側の排気管６３にバイパス経路６４を構成し、該バイパス経路６４に第二酸化触媒６５を設け、バイパス経路６４方向に排気ガスを流す絞り弁６６を設け、該絞り弁６６の上流側の排気管６３と吸気マニホールド３８上流側の吸気管３８ａを接続するＥＧＲ回路４４及びＥＧＲ還元を行うＥＧＲバルブ４３を設け、該ＥＧＲバルブ４３を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元している状態のときに前記絞り弁６６を閉じて排気ガスを前記第二酸化触媒６５を通過させるように構成したことを特徴とするディーゼルエンジンとしたものである。

請求項１の作用は、高負荷域では排気温度が高いので第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の必要性はなく、この領域においては出力確保のためＥＧＲバルブ４３を閉じる。絞り弁６６はＥＧＲバルブ４３と連動して、ＥＧＲバルブ４３開時に第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の回路を使用する。即ち、ＥＧＲバルブ４３を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元している状態のときに絞り弁６６を閉じて排気ガスを第二酸化触媒６５を通過させる。

請求項２記載の発明では、前記第二酸化触媒６５は、過給器ＴＢの下流側に配置される酸化触媒４６ａよりも小さい形状としたことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンとしたものである。

請求項２の作用は、請求項１の作用に加え、第二酸化触媒６５は、過給器ＴＢの下流側に配置される酸化触媒４６ａよりも小さい形状とする。

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、高負荷域では排気温度が高いので第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の必要性はなく、この領域においては出力確保のためＥＧＲバルブ４３を閉じる。絞り弁６６はＥＧＲバルブ４３と連動して、ＥＧＲバルブ４３開時に第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の回路を使用する。これにより、広範囲での排ガス浄化、ＤＰＦ４６ｂ再生のための昇温効果が得られ、第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の高温による触媒劣化が防止できるようになる。

請求項２記載の発明においては、請求項１の効果に加え、第二酸化触媒６５は、過給器ＴＢの下流側に配置される酸化触媒４６ａよりも小さい形状としたので、エンジンや排気系をコンパクトに構成可能となる。

蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図 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 トラクタの左側面図 トラクタの平面図 吸気系と排気系の模式図 トラクタ前部の左側面図 トラクタの一部の左側面図 （ａ）エンジンの左側面図と一部の背面図 （ｂ）エンジンの左側面図と一部の背面図 後処理装置の正面図 トラクタの一部の左側面図 （ａ）トラクタの一部の左側面図 （ｂ）トラクタの一部平面の模式図 （ａ）エンジン左側面図 （ｂ）後処理装置の平面図 （ａ）エンジン左側面図 （ｂ）後処理装置の平面図 吸気系と排気系の模式図 アクセルレバー開度と出力電圧の関係図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａ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）は粒状化物質（ＰＭ）を捕集するためのものである。前記ＥＧＲバルブ４３と絞り弁４７については、ＥＣＵ１００により制御される構成である。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。

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の下手側の絞り弁４７を制御して絞り弁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。

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。

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、後処理装置４６の下手側にも圧力センサ５３を設け、この圧力差が所定値以上になるとＤＰＦ４６ｂ内にＰＭが蓄積して抵抗となっている状態なので、ＤＰＦ再生運転を行うようにする。

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５９を設け、この温度センサ５９の値が所定値を超えるとＤＰＦ再生運転を止めて通常運転に戻るようにする。

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。

前記シリンダー室５から排気された排気ガスは、排気管６３を通って過給器ＴＢの排気タービン４５へ向かうが、排気管６３の途中にバイパス経路６４を構成し、このバイパス経路６４に第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５を設ける構成とする。この第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５は、後処理装置４６内の酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａに対して小さいサイズとしている。

そして、ポスト噴射等により未燃燃料を流した際に、絞り弁６６を閉じて排気ガスをバイパス経路６４に流すようにする。すると、未燃燃料は第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５で未燃燃料の一部が酸化されて昇温する。さらに、残った未燃燃料は酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａで酸化されて更に昇温するようになるので、ＤＰＦ４６ｂ内で捕集されているＰＭの燃焼が促進されてＤＰＦ４６ｂの再生が早く可能となる。

また、第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の直下流側に絞り部６７を設ける構成とする。これにより、排気抵抗が高くなり排気ガス温度の上昇が促進されるようになる。
前記後処理装置４６の下手側に温度センサ５９を設けているが、後処理装置４６の上流側にも温度センサ７０を設ける構成とする。この温度センサ７０の温度が例えば２５０度Ｃ以下のときには、ポスト噴射による未燃燃料はＤＯＣ４６ａの触媒が充分な活性状態に無いため、ポスト噴射による昇温ができない。

トラクタ等の軽負荷作業時は、排気温度が高温になることがなくＤＰＦ４６ｂを詰まらせてしまう。ＤＰＦ４６ｂの自動再生モードは、２５０度Ｃ以上の温度でないと実施できず、手動再生を行う必要がある。

このような状態においては、前述した絞り弁６６を閉じて第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５を使用して自動再生を行う構成とする。このように、第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５を使用することで、ＤＰＦ４６ｂの自動再生が可能となり、ＤＰＦ４６ｂの手動再生が不要となる。

前述したＥＧＲ回路４４とＥＧＲクーラ５７については、吸気マニホールド３８上流側の吸気管３８ａと排気管６３との間に設ける構成としてもよい。そして、このような構成において、高負荷域では排気温度が高いので第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の必要性はなく、この領域においては出力確保のためＥＧＲバルブ４３を閉じる。絞り弁６６はＥＧＲバルブ４３と連動して、ＥＧＲバルブ４３開時に第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の回路を使用する。これにより、広範囲での排ガス浄化、ＤＰＦ４６ｂ再生のための昇温効果が得られ、第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の高温による触媒劣化が防止できるようになる。

また、絞り弁６６は、吸気側の絞り弁７１と連動してその開度が小さい時に第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の回路を使用する構成とする。これにより、広範囲での排ガス浄化、ＤＰＦ４６ｂ再生のための昇温効果が得られ、第二酸化触媒（ＤＯＣ）６５の高温による触媒劣化が防止できるようになる。

図６はトラクタにおける後処理装置４６の配置についての構成である。エンジンＥを収納しているエンジンルーム７２と後処理装置４６を収納する処理室７３を別々に構成する。第二ボンネット７５を開けると処理室７３が開放され、第一ボンネット７４を開けるとエンジンルーム７２が開放される構成である。また、処理室７３はマウント７６で支持されている構成である。第一ボンネット７４を開けるときにおいては、後処理装置４６とエンジンＥとの接続を離脱させると、処理室７３は第一ボンネット７４とともに上昇していく構成である。これにより、後処理装置４６の点検保守が容易となるとともにマウント７６で振動が軽減されるようになる。また、図７に示すように、後処理装置４６をキャビンのステップフロア１９の下方に設けるように構成してもよい。７７はマフラである。これにより、冷却ファン７８からの冷却風による後処理装置４６への影響を少なくすることが可能となる。このような配置の場合、後処理装置４６はエンジンＥの排気マニホールドからあまり遠くならないので、後処理装置４６内を通過する排ガス温度の低下を防止でき、ＤＰＦ４６ｂの再生にも悪い影響を与えなくなる。

また、図８（ａ）に示すように、エンジンＥからステーを立設して後処理装置４６を支持するように構成してもよい。また、機体フレーム８１からフレーム８０を立設してプレート８２で接続し、このプレート８２から後処理装置４６を支持するように構成してもよい。また、図９に示すように、プレート８２側と後処理装置４６側にそれぞれフック８３を設ける、これらのフック８３，８３の間に軟質のリング８４で後処理装置４６を吊り下げるように構成してもよい。８５はエンジンＥと後処理装置４６との間を接続するフレキシブルパイプである。これにより、後処理装置４６の振動が軽減されるようになる。

図１０は大径で全長の短いＤＰＦ４６ｂとエンジンＥをできるだけ前方に配置したものである。そして、キャビンフレーム８８の前方でＤＰＦ４６ｂを支持し、エンジンＥとフレキシブルパイプ８９で接続する構成としている。キャビンフレーム８８は機体に対して防振体（ゴム、ダンパ等）９１で支持している。１２は前輪であり、９０はボンネットである。これにより、重量の重いＤＰＦ４６ｂを容易に防振可能となる。

図１１（ａ）はエンジンＥ関係とキャビン１４の側面図であり、図１１（ｂ）はキャビン１４と後処理装置４６を平面から見た模式図（エンジンＥは省略）である。酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとＤＰＦ４６ｂをケーシング９３で一体化してエンジンＥ前方に配置し、酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとＤＰＦ４６ｂを機体左右方向に配置した構成である。そして、エンジンＥからの排気をキャビン１４前側のフレーム１４ａ内を通過させて大気中に排ガスを排気する構成としている。従来、エンジンＥ前方にはバッテリーを搭載していたが、この場所に後処理装置４６（酸化触媒（ＤＯＣ）４６ａとＤＰＦ４６ｂ）を配置することで、点検保守が容易となる。バッテリー９２についてはキャビン１４下方の空間部に配置することで、機体側方からのバッテリー９２の点検保守が容易となる。

図１２（ａ）と図１２（ｂ）については、エンジンＥの上方にＤＰＦ４６ｂと消音器９４を並列に配置する構成である。このとき、ラジエータ９６の冷却ファン９５からの冷却風が直接ＤＰＦ４６ｂに当たらないようにするために、消音器９４を冷却ファン９５側に配置する構成とする。これにより、冷却ファン９５からの冷却風がＤＰＦ４６ｂに当たらなくなるので、ＤＰＦ４６ｂの温度低下を抑制できるようになり、ＤＰＦ４６ｂの再生に及ぼす悪影響が少なくなる。しかしながら、消音器９４の周囲を通過した冷却風の一部は、そのまま消音器９４の周りに沿ってＤＰＦ４６ｂ方向へと向かうものもある。

そこで、前記ＤＰＦ４６ｂと消音器９４については、図１３（ａ）と図１３（ｂ）に示すような形状でもよい。即ち、消音器９４の形状を変化させてＤＰＦ４６ｂを覆うような形状（半月形状）としてもよく、この場合、冷却ファン９５からの冷却風は極力ＤＰＦ４６ｂに当たらなくなる。

図１４について説明する。ＥＧＲ回路４４を設けているエンジンの場合、ＥＧＲガス量が適正値より少ないとＮＯｘの排出が増加し、ＥＧＲガス量が適正値より多いと煤の排出が増加してしまう。即ち、吸気マニホールド３８内圧はエアクリーナの詰まり具合により変化し、排気マニホールド４２内圧はＤＰＦ４６ｂの詰まり具合により変化する。このように、吸排気部品の状況によりＥＧＲ率は変化してしまうので、ＥＧＲ率の変化に応じたＥＧＲバルブ４３の開度制御が必要となる。

そこで、排ガス量センサ（エアフローセンサ）８６を設け、排ガス量をモニターする。そして、運転中にＥＧＲバルブ４３を一瞬閉じて排ガス量のモニターから増加量を演算し、この排ガス量の増加分からその瞬間のＥＧＲ率を予測する。この予測結果に基づいてＥＧＲバルブ４３の開度制御を行う構成とする。これにより、ＥＧＲ率の精度を向上できるのでエミッションが改善されるようになる。また、過剰なＥＧＲによる煤増加を防止し、ＤＰＦ４６ｂの再生サイクルを長くすることが可能となる。ＥＧＲ率予測の別方法としては、前記排ガス量センサ（エアフローセンサ）８６と過給器ＴＢの上流側に設けているラムダセンサ（空燃比センサ）８７から算出するように構成してもよい。

また、ＤＰＦ４６ｂ内部の煤、粒状化物質（ＰＭ）の詰まり具合を精度よく見積もることで、ＤＰＦ４６ｂの再生サイクルを適切に行うことが可能となる。具体的には、ＤＰＦ４６ｂの前後、ＤＯＣ４６ａの前後に圧力センサーを設け、ＤＰＦ４６ｂの前後圧力差とＤＯＣ４６ａの前後圧力差の比（Ｐ１比）よりＤＰＦ４６ｂへの煤、粒状化物質（ＰＭ）の詰まり具合を推定することができる。（排ガス流量の多い高負荷でも、排ガス流量の少ない低負荷でも、ＤＰＦ４６ｂ内の堆積量が同じであれば前記Ｐ１比は略同じとなる。

また、ＤＰＦ４６ｂの入口部分には拡散板（図示せず）を設けることで、排ガスが均一になるように構成しているが、この拡散板の前後差圧とＤＰＦ４６ｂの前後差圧との比（Ｐ２比）でもよい。

エンジンＥの回転数を増加させるためにペダル以外にアクセルレバーがあるが、このアクセルレバーの開度に対して出力電圧が変化し、出力電圧値に応じてエンジン回転数を変化させている。この関係図を図１５に示している。

前記アクセルレバーの開度と出力電圧値との関係グラフにおいて、信号ラインＬ１とその１／２の信号ラインＬ２を有する構成とする。単一の場合、回路断線や短絡によりエンジン制御ができなくなるが、前述のように２つの信号ラインＬ１とＬ２とを有することで、相互診断が可能となり、信号の信頼性が向上するようになる。例えば、信号ラインＬ１で正規な制御中において明らかにおかしな信号が入力してきても、信号ラインＬ２の信号が正常な場合には信号ラインＬ２で正規な制御を行うことで、エンジン回転を正常に維持して運転継続することが可能となる。前記信号ラインＬ２については、点線で示すような信号ラインＬ２ａのようにしてもよい。

また、アクセルレバーを手動で操作するので急激な変化はないが、明らかに急激な変化がある場合については、その急激な変化が生じた時点の出力電圧値を保持してエンジン回転制御を行う構成とすることで、急激なエンジン回転数の変化を防止できるようになる。

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。

ＰＭ 粒状化物質
ＴＢ 過給器
３８ 吸気マニホールド
３８ａ 吸気管
４３ ＥＧＲバルブ
４４ ＥＧＲ回路
４５ 排気タービン
４６ 後処理装置
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）
６３ 排気管
６４ バイパス経路
６５ 第二酸化触媒
６６ 絞り弁

Claims (2)

1. 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）と酸化触媒（４６ａ）とから構成される後処理装置（４６）を過給機（ＴＢ）の下流側に備えたディーゼルエンジンにおいて、前記過給器（ＴＢ）の排気タービン（４５）上流側の排気管（６３）にバイパス経路（６４）を構成し、該バイパス経路（６４）に第二酸化触媒（６５）を設け、バイパス経路（６４）方向に排気ガスを流す絞り弁（６６）を設け、該絞り弁（６６）の上流側の排気管（６３）と吸気マニホールド（３８）上流側の吸気管（３８ａ）を接続するＥＧＲ回路（４４）及びＥＧＲ還元を行うＥＧＲバルブ（４３）を設け、該ＥＧＲバルブ（４３）を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元している状態のときに前記絞り弁（６６）を閉じて排気ガスを前記第二酸化触媒（６５）を通過させるように構成したことを特徴とするディーゼルエンジン。
2. 前記第二酸化触媒（６５）は、過給器（ＴＢ）の下流側に配置される酸化触媒（４６ａ）よりも小さい形状としたことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。

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