JP2012062836A - Engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、例えばトラクタのような作業車両に搭載されるエンジン制御装置に関するものである。 The present invention relates to an engine control device mounted on a work vehicle such as a tractor.
近年のエンジンにおいては、コモンレール式燃料噴射装置を利用して、各気筒に対するインジェクタに高圧燃料を供給し、各インジェクタからの燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間(噴射量)を電子制御することによって、エンジンから排出される窒素酸化物(NOx)の低減や、エンジンの騒音振動の低減を図るという技術が知られている(特許文献1等参照)。 In recent engines, a common rail fuel injection device is used to supply high pressure fuel to the injector for each cylinder, and the injection pressure, injection timing, and injection period (injection amount) of the fuel from each injector are electronically controlled. Thus, there is known a technique for reducing nitrogen oxide (NOx) discharged from the engine and reducing noise and vibration of the engine (see Patent Document 1).
ところで、この種のエンジンを搭載し、エンジン出力特性のトルクライズ部分を用いるトラクタ等の作業車両では、ECUが例えばマップ形式や関数表形式等の出力特性データ、回転速度及びトルクに基づいてコモンレール式燃料噴射装置の作動を制御することにより、変速レバー等の操作量に応じた燃料噴射量にてエンジン出力を調節している。出力特性データとは、エンジンが搭載される車両に対応したものであり、通常、ECUに1種類又は限られた種類だけ記憶させている。このため、前記従来の構成では、エンジンの型式が同じであっても、例えばトラクタ用エンジンのECUを、バックホウ用エンジンのECUとして適用し難い(すなわち、ECUの汎用性が低い)という問題があった。また、同一の作業車両においても、作業の種類によっては異なったトルクライズ特性が好まれる場合も想定される。なお、かかる問題は、コモンレール式の燃料噴射装置だけでなく、電子ガバナ式の場合も存在していた。 By the way, in a work vehicle such as a tractor equipped with this type of engine and using a torque rise portion of the engine output characteristics, the ECU uses a common rail type based on output characteristics data such as a map format or a function table format, rotation speed and torque, for example. By controlling the operation of the fuel injection device, the engine output is adjusted by the fuel injection amount corresponding to the operation amount of the shift lever or the like. The output characteristic data corresponds to the vehicle on which the engine is mounted, and usually, only one type or a limited type is stored in the ECU. Therefore, the conventional configuration has a problem that even if the engine type is the same, for example, the ECU of the tractor engine is difficult to apply as the ECU of the backhoe engine (that is, the versatility of the ECU is low). It was. Further, even in the same work vehicle, it is assumed that different torque rise characteristics are preferred depending on the type of work. Such a problem exists not only in the common rail fuel injection device but also in the electronic governor type.
そこで、本願発明は、上記の問題点を解消したエンジン制御装置を提供することを技術的課題とするものである。 In view of this, the present invention has a technical object to provide an engine control apparatus that solves the above-described problems.
請求項1の発明は、作業車両に搭載されるエンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記エンジンの駆動状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出情報及び前記エンジン固有の出力特性データに基づき前記燃料噴射装置の作動を制御するECUとを備えているエンジン制御装置であって、前記出力特性データを修正するための修正特性データが格納されたデータ格納手段を有しており、前記ECUは、前記データ格納手段から前記修正特性データを受信している間、前記修正特性データに基づき前記出力特性データを修正し、修正後の出力特性データと前記検出手段の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置を作動させるというものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an engine mounted on a work vehicle, a fuel injection device that injects fuel into the engine, a detection unit that detects a driving state of the engine, detection information of the detection unit, and the engine uniqueness And an ECU for controlling the operation of the fuel injection device based on the output characteristic data of the engine, and has data storage means for storing correction characteristic data for correcting the output characteristic data The ECU corrects the output characteristic data based on the correction characteristic data while receiving the correction characteristic data from the data storage means, and corrects the output characteristic data and the detection information of the detection means. Based on the above, the fuel injection device is operated.
請求項2の発明は、請求項1に記載したエンジン制御装置において、前記ECUは、前記データ格納手段から前記修正特性データを受信していない場合に、前記出力特性データと前記検出手段の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置を作動させるというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the first aspect, when the ECU has not received the correction characteristic data from the data storage means, the output characteristic data and detection information of the detection means Based on the above, the fuel injection device is operated.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載したエンジン制御装置において、前記データ格納手段には、前記修正特性データとして、前記出力特性データの最大特性線に比べて所定回転速度に対する燃料噴射量を減少させた制限噴射量値が複数格納されており、前記ECUは、前記複数の制限噴射量値に基づき、任意の回転速度に対する燃料噴射量が減少する方向に前記出力特性データの前記最大特性線を修正するというものである。 According to a third aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the first or second aspect, the data storage means includes a fuel injection for a predetermined rotational speed as the corrected characteristic data as compared with a maximum characteristic line of the output characteristic data. A plurality of limit injection amount values with reduced amounts are stored, and the ECU determines the maximum of the output characteristic data in a direction in which the fuel injection amount for an arbitrary rotational speed decreases based on the plurality of limit injection amount values. The characteristic line is corrected.
請求項4の発明は、請求項3に記載したエンジン制御装置において、前記複数の制限噴射量値は、低速回転速度に対する噴射量値、最大トルク発生時の回転速度に対する噴射量値、並びに、定格回転速度に対する噴射量値の3点を1組としているというものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the third aspect, the plurality of limited injection amount values include an injection amount value with respect to a low-speed rotational speed, an injection amount value with respect to the rotational speed when the maximum torque is generated, and a rating. The three points of the injection amount value with respect to the rotational speed are set as one set.
請求項1の発明によると、作業車両に搭載されるエンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記エンジンの駆動状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出情報及び前記エンジン固有の出力特性データに基づき前記燃料噴射装置の作動を制御するECUとを備えているエンジン制御装置であって、前記出力特性データを修正するための修正特性データが格納されたデータ格納手段を有しており、前記ECUは、前記データ格納手段から前記修正特性データを受信している間、前記修正特性データに基づき前記出力特性データを修正し、修正後の出力特性データと前記検出手段の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置を作動させるから、エンジン製造メーカは、前記エンジンの型式が同じであれば、前記ECUに記憶させる前記出力特性データを共通にできる。エンジン購入メーカは、前記修正特性データを用いることによって、前記出力特性データを自社仕様の特性データに置き換えることなく、自社仕様に最適な燃料噴射制御を実行することが可能になる。従って、前記ECUの汎用性向上というエンジン製造メーカの利点と、前記ECUの作業車両に対する適合性確保というエンジン購入メーカの利点とを両立できるという効果を奏する。
According to invention of
請求項2の発明によると、請求項1に記載したエンジン制御装置において、前記ECUは、前記データ格納手段から前記修正特性データを受信していない場合に、前記出力特性データと前記検出手段の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置を作動させるから、細かい設定操作等をしなくても、例えば作業機の装着の有無や作業車両の使用状況等に応じて、効率よい燃料噴射制御を簡単に実行できるという効果を奏する。 According to a second aspect of the invention, in the engine control apparatus according to the first aspect, the ECU detects the output characteristic data and the detection means when the correction characteristic data is not received from the data storage means. Since the fuel injection device is operated based on the information, efficient fuel injection control can be easily executed, for example, depending on whether or not the work machine is installed or the use status of the work vehicle, without performing detailed setting operations. There is an effect that can be done.
請求項3の発明によると、請求項1又は2に記載したエンジン制御装置において、前記データ格納手段には、前記修正特性データとして、前記出力特性データの最大特性線に比べて所定回転速度に対する燃料噴射量を減少させた制限噴射量値が複数格納されており、前記ECUは、前記複数の制限噴射量値に基づき、任意の回転速度に対する燃料噴射量が減少する方向に前記出力特性データの前記最大特性線を修正するから、前記修正後の出力特性データのドループ特性を、前記修正前の出力特性データのドループ特性に近い状態に維持することが可能になる。従って、エンジン製造メーカの設計思想に近く、且つ、エンジン購入メーカの仕様に適合する状態で、燃料噴射制御を実行できるという効果を奏する。また、前記制限噴射量値を基にしたドループ特性のバリエーションを簡単に設定でき、種々の燃料噴射制御の設定に対処し易くなるという利点もある。 According to a third aspect of the present invention, in the engine control device according to the first or second aspect, the data storage means includes a fuel corresponding to a predetermined rotational speed as the corrected characteristic data as compared with a maximum characteristic line of the output characteristic data. A plurality of limit injection amount values in which the injection amount is decreased are stored, and the ECU is configured to reduce the fuel injection amount for an arbitrary rotation speed based on the plurality of limit injection amount values. Since the maximum characteristic line is corrected, it becomes possible to maintain the droop characteristic of the output characteristic data after correction in a state close to the droop characteristic of the output characteristic data before correction. Therefore, the fuel injection control can be executed in a state close to the design philosophy of the engine manufacturer and in conformity with the specifications of the engine purchase manufacturer. In addition, variations of the droop characteristic based on the limited injection amount value can be easily set, and there is an advantage that it is easy to cope with various fuel injection control settings.
請求項4の発明によると、請求項3に記載したエンジン制御装置において、前記複数の制限噴射量値は、低速回転速度に対する噴射量値、最大トルク発生時の回転速度に対する噴射量値、並びに、定格回転速度に対する噴射量値の3点を1組としているから、少ないポイント数で効率よく前記最大特性線の下方修正が可能になるのである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the third aspect, the plurality of limited injection amount values include an injection amount value for a low speed rotation speed, an injection amount value for a rotation speed when maximum torque is generated, and Since the three points of the injection amount value with respect to the rated rotational speed are set as one set, the downward correction of the maximum characteristic line can be efficiently performed with a small number of points.
以下に、本願発明を具体化した実施形態を、作業車両としてのトラクタに搭載されるエンジンに適用した場合の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings when applied to an engine mounted on a tractor as a work vehicle.
(1).コモンレール装置及びエンジンの燃料系統構造
まず始めに、図2を参照しながら、コモンレール装置117(コモンレール式の燃料噴射装置)及びエンジン70の燃料系統構造について説明する。エンジン70は4気筒型のディーゼルエンジンである。図2に示すように、エンジン70に設けられた4気筒分の各インジェクタ115に、コモンレール装置117及び燃料供給ポンプ116を介して、燃料タンク118が接続されている。各インジェクタ115は電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ119を備えている。コモンレール装置117は円筒状のコモンレール120を備えている。
(1). First, the fuel system structure of the common rail device 117 (common rail fuel injection device) and the
図2に示すように、燃料供給ポンプ116の吸入側には、燃料フィルタ121及び低圧管122を介して燃料タンク118が接続される。燃料タンク118内の燃料が燃料フィルタ121及び低圧管122を介して燃料供給ポンプ116に吸い込まれる。実施形態の燃料供給ポンプ116は吸気マニホールド73の近傍に配置されている(図*参照)。具体的には、シリンダブロック75の右側面側(吸気マニホールド73設置側)で且つ吸気マニホールド73の下方に設けられている。一方、燃料供給ポンプ116の吐出側には、高圧管123を介してコモンレール120が接続される。また、コモンレール120には、4本の燃料噴射管126を介して4気筒分の各インジェクタ115がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2, a
上記の構成により、燃料タンク118の燃料が燃料供給ポンプ116によってコモンレール120に圧送され、高圧の燃料がコモンレール120に蓄えられる。各燃料噴射バルブ119がそれぞれ開閉制御されることによって、コモンレール120内の高圧の燃料が各インジェクタ115からエンジン70の各気筒に噴射される。すなわち、各燃料噴射バルブ119を電子制御することによって、各インジェクタ115から供給される燃料の噴射圧、噴射時期、噴射期間(噴射量)が高精度にコントロールされる。従って、エンジン70からの窒素酸化物(NOx)を低減できると共に、エンジン70の騒音振動を低減できる。
With the above configuration, the fuel in the
なお、図2に示すように、燃料タンク118には、燃料戻り管129を介して燃料供給ポンプ116が接続されている。円筒状のコモンレール120の長手方向の端部に、コモンレール120内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタ130を介して、コモンレール戻り管131が接続されている。すなわち、燃料供給ポンプ116の余剰燃料とコモンレール120の余剰燃料とが、燃料戻り管129及びコモンレール戻り管131を介して燃料タンク118に回収されることになる。
As shown in FIG. 2, a
(2).コモンレール装置の燃料噴射制御
次に、図1〜図5を参照しながら、コモンレール装置117の燃料噴射制御について説明する。図2に示す如く、エンジン70における各気筒の燃料噴射バルブ119を作動させるECU11を備えている。詳細は図示しないが、ECU11は、各種演算処理や制御を実行するCPUの他、制御プログラムやデータを記憶させるEEPROM、フラッシュメモリ、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるRAM、CANコントローラ及び入出力インターフェイス等を備えており、エンジン70又はその近傍に配置されている。
(2). Fuel Injection Control of Common Rail Device Next, fuel injection control of the
ECU11の入力側には、少なくともコモンレール120内の燃料圧力を検出するレール圧センサ12と、燃料ポンプ116を回転又は停止させる電磁クラッチ13と、エンジン70の回転速度(クランク軸74のカムシャフト位置)を検出するエンジン速度センサ14と、各インジェクタ115の燃料噴射回数(1行程の燃料噴射期間中の燃料噴射回数)を検出及び設定する噴射設定器15と、スロットルレバーやアクセルペダルといったアクセル操作具(図示省略)の操作位置を検出するスロットル位置センサ16と、ターボ過給機100の圧力を検出するターボ昇圧センサ17と、吸気マニホールド73の吸気温度を検出する吸気温度センサ18と、エンジン70の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ19とが接続されている。これらセンサ類12〜19がエンジン70の駆動状態を検出する検出手段を構成している。
On the input side of the
ECU11の出力側には、少なくとも4気筒分の各燃料噴射バルブ119の電磁ソレノイドがそれぞれ接続されている。すなわち、コモンレール120に蓄えた高圧燃料が燃料噴射圧力、噴射時期及び噴射期間等を制御しながら、1行程中に複数回に分けて燃料噴射バルブ119から噴射されることによって、窒素酸化物(NOx)の発生を抑えると共に、すすや二酸化炭素等の発生も低減した完全燃焼を実行し、燃費を向上させるように構成されている。
At the output side of the
ECU11に設けられた記憶手段(フラッシュメモリやEEPROM)には、エンジン70の回転速度NとトルクT(燃料噴射量又は負荷といってもよい)との関係を示す出力特性データとしての出力特性マップM(図3参照)が予め記憶されている。この種の出力特性マップMは実験等にて求められる。なお、出力特性データとしては、実施形態のようなマップ形式に限らず、例えば関数表やセットデータ(データテーブル)等でも差し支えない。図3に示す出力特性マップMでは、回転速度Nを横軸に、トルクT(燃料噴射量)を縦軸に採っている。出力特性マップMにおいて、上向き凸湾曲状に描かれた実線Tmxが各回転速度Nに対する最大トルクを表した最大特性線(最大トルク線といってもよい)である。この場合、エンジン70の型式が同じであれば、ECU11に記憶される出力特性マップMはいずれも同一(共通)のものになる。
The storage means (flash memory or EEPROM) provided in the
ECU11は基本的に、エンジン速度センサ14にて検出される回転速度Nと各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間とからトルクTを求め、トルクTと出力特性マップMとを用いて目標燃料噴射量Roを演算し、当該演算結果に基づいてコモンレール装置117を作動させるという燃料噴射制御を実行するように構成されている。ここで、燃料噴射量は、各燃料噴射バルブ119の開弁期間を調節して、各インジェクタ115への噴射期間を変更することによって調節される。
The
ECU11には、データ格納手段としての作業機ECU21がCAN通信バス23を介して電気的に接続されている(図2参照)。作業機ECU21は、作業車両に装着される作業機(耕耘機やプラウ、バケット等)の駆動を制御する機能を有している。作業機ECU21は、ECU11と同様に、CPU、EEPROM、フラッシュメモリ、RAM、CANコントローラ及び入出力インターフェイス等を備えており、作業機の任意の箇所に配置できる。もちろん、ECU11と共に、エンジン70又は作業車両の本体側に配置することも可能である。
A
CAN通信バス23は、CAN(コントローラ・エリア・ネットワーク)プロトコルによるデータ通信のための通信ラインである。この点からも明らかなように、ECU11と作業機ECU21とには、CAN通信環境が適用されている。CAN通信プロトコルによるデータ通信はLAN通信環境を発展させたものであり、CAN通信プロトコルは、共通のリターン(サブルーチンや割込ルーチンに移ったプログラムをメインルーチンに戻す命令)を有する差動の2ワイヤバスラインを用いて、分散リアルタイム制御及び多重化を保つシリアル通信プロトコルである。
The
作業機ECU21の記憶手段(フラッシュメモリやEEPROM)には、コモンレール装置117の作動を修正するための修正特性データとして、出力特性マップMの最大特性線Tmxに比べて所定回転速度Nに対する燃料噴射量を減少させる制限噴射量値RLが複数格納されている。図1、図2及び図4に示すように、制限噴射量値RLは、例えばローアイドル回転速度のような低速回転速度N1に対する第1噴射量値RL1、最大トルク発生時の回転速度N2に対応した第2噴射量値RL2、並びに、定格回転速度N3に対する噴射量値RL3という3点を1組として、作業機ECU21の記憶手段に記憶されている。実施形態の第1噴射量値RL1は、元の出力特性マップMにおいて、低速回転速度N1に対する噴射量値と同程度の値に設定される。第2噴射量値RL2は、元の出力特性マップMにおいて、最大トルク発生時の回転速度N2に対する噴射量値の80%程度の値に設定される。また、第3噴射量値RL3も、元の出力特性マップMにおいて、定格回転速度N3に対する噴射量値の80%程度の値に設定される。
In the storage means (flash memory or EEPROM) of the
作業機ECU21が接続されたECU11は、制限噴射量値RLに基づき、任意の回転速度Nに対する燃料噴射量が減少する方向に出力特性マップMの最大特性線Tmxを修正するように構成されている(修正後の最大特性線Tmx′、図4参照)。この場合、修正後の最大特性線Tmx′は、第1〜第3噴射量値RL1〜RL3をつないで形成される線になっている。そして、ECU11は、回転速度N及び各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間と、修正後の出力特性マップM(最大特性線Tmx′)とに基づき、トルクTを演算して目標燃料噴射量Roを求め、該演算結果に基づき、所定回転速度Nに対する燃料噴射量を制限するように、コモンレール装置117を作動させることになる。
The
修正後の最大特性線Tmx′(図4では実線で示す)は、修正前の最大特性線Tmx(図4では破線で示す)と比較して、所定回転速度Nに対する燃料噴射量を制限するようなドループ特性を呈している。すなわち、同一回転速度Nでの最大トルクは修正前の出力特性マップMから求めた場合より修正後の出力特性マップMから求めた場合の方が小さくなっている(修正前の最大特性線Tmxの内側(下側)に修正後の最大特性線Tmx′が位置している)。 The corrected maximum characteristic line Tmx ′ (indicated by a solid line in FIG. 4) limits the fuel injection amount for the predetermined rotational speed N as compared with the maximum characteristic line Tmx before correction (indicated by a broken line in FIG. 4). The droop characteristic is exhibited. That is, the maximum torque at the same rotational speed N is smaller when it is obtained from the output characteristic map M after correction than when it is obtained from the output characteristic map M before correction (the maximum characteristic line Tmx before correction). The maximum characteristic line Tmx ′ after correction is located on the inner side (lower side).
制限噴射量値RLの設定としては様々なものを採用できる。例えば負荷変動が大きい作業に対してエンストを抑制するため、広範囲の回転速度域にわたって高トルクを得る最大特性線Tmx′となるような制限噴射量値RLにしたり、負荷変動が小さい作業に対して作業能率を高めるため、負荷変動による回転変動を小さくする最大特性線Tmx′となるような制限噴射量値RLにしたり、クラッチの接続作業に対して接続の衝撃を緩和するため、接続前に回転速度を低下させる最大特性線Tmx′となるような制限噴射量値RLにしたりできる。 Various settings can be adopted as the setting of the limit injection amount value RL. For example, in order to suppress the engine stall for work with large load fluctuations, the limit injection amount value RL becomes a maximum characteristic line Tmx ′ for obtaining high torque over a wide rotational speed range, or for work with small load fluctuations. In order to increase the work efficiency, the limit injection amount value RL becomes a maximum characteristic line Tmx ′ that reduces the rotation fluctuation due to the load fluctuation, or the rotation before the connection in order to reduce the shock of the connection for the clutch connection work. The limit injection amount value RL can be set to a maximum characteristic line Tmx ′ for decreasing the speed.
実施形態では、作業機ECU21から制限噴射量値RLを受信している間は、ECU11が出力特性マップMを修正して、該修正された出力特性マップMを用いてコモンレール装置117を作動させる一方、受信しない場合は、元のままの出力特性マップMを用いてコモンレール装置117を作動させる。制限噴射量値RLを受信しない状態としては、例えば作業車両に作業機を未装着の場合、ECU11に作業機ECU21を繋いでいない場合、作業機ECU21に制限噴射量値RLを格納していない場合、並びに、通信不能な場合等が挙げられる。
In the embodiment, while the limited injection amount value RL is received from the
図1及び図2に示すように、実施形態のエンジン制御装置は、ECU11には出力特性マップMを書き込んだ状態で、エンジン製造メーカから出荷される。エンジン購入メーカは、エンジン70を作業車両に搭載するに際して、ECU11に、CAN通信バス23を介して制限噴射量値RLを格納した作業機ECU21を接続することになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the engine control apparatus of the embodiment is shipped from an engine manufacturer with an output characteristic map M written in the
修正特性データとしての制限噴射量値RLは、エンジン70が搭載される車種毎や、作業車両に装着される作業機(耕耘機やプラウ、バケット等)毎に対応して複数組記憶させることが可能である。この場合、各組の制限噴射量値RLの選択は、例えばECU11に設けられたジャンパピンや、作業車両のキャビン内に設けられた選択スイッチにて行えばよい。また、作業機ECU21からの制御信号にて、各組の制限噴射量値RLを選択する構成も可能である。
The limited injection amount value RL as the correction characteristic data may be stored in a plurality of sets corresponding to each vehicle type on which the
詳細は省略するが、実施形態では、作業車両に作業機を装着することによって、該作業機に対応した制限噴射量値RLを選択する構成になっている。例えば、作業車両の後部に設けられた車両側ヒッチに作業機毎の判別ボタンを配置し、作業機側ヒッチを車両側ヒッチに連結したときに、作業機に対応した判別ボタンが連結によってセットされるように構成すればよい。ここで、1組の制限噴射量値RLが耕耘機用のものであり、もう1組の制限噴射量値RLがプラウ用のものであるとすると、作業車両に耕耘機を装着すれば、耕耘機用判別ボタンがセットされ、出力特性マップMの修正のために、ECU11は耕耘機用である1組の制限噴射量値RLを参照する。プラウを装着すれば、プラウ用判別ボタンがセットされ、ECU11はプラウ用であるもう1組の制限噴射量値RLを参照することになる。
Although not described in detail, the embodiment is configured to select the limited injection amount value RL corresponding to the work machine by mounting the work machine on the work vehicle. For example, when a discrimination button for each work implement is arranged on the vehicle side hitch provided at the rear of the work vehicle and the work implement side hitch is connected to the vehicle side hitch, the discrimination button corresponding to the work implement is set by connection. What is necessary is just to comprise. Here, assuming that one set of limited injection amount values RL is for a tiller and another set of limited injection amount values RL is for a plow, if a tiller is mounted on the work vehicle, The machine discrimination button is set, and in order to correct the output characteristic map M, the
以下に、図5のフローチャートを参照しながら、実施形態における燃料噴射制御の一例を説明する。図5のフローチャートに示すように、ECU11は、作業機ECU21から制限噴射量値RLを受信中か否かを判別する(S1)。制限噴射量値RLを受信していなければ(S1:NO)、回転速度N及び各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間を所定タイミング(適宜時間毎)にて読み込み(S2)、次いで、ECU11が、自身の有する出力特性マップMを参照して、先ほど読み込んだ回転速度N及び各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間からトルクTを求めて目標燃料噴射量Roを演算する(S3)。そして、目標燃料噴射量Rに基づいてコモンレール装置117を作動させる(S4)。その後、電源印加用のキースイッチ(図示省略)が入り状態であれば(S5:YES)、ステップS1に戻って燃料噴射制御を続行する。
Hereinafter, an example of the fuel injection control in the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. As shown in the flowchart of FIG. 5, the
ステップS1において、制限噴射量値RLを受信していれば(S1:YES)、回転速度N及び各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間を所定のタイミング(適宜時間毎)にて読み込み(S6)、次いで、ECU11が、制限噴射量値RLに基づき、任意の回転速度Nに対する燃料噴射量が減少する方向に出力特性マップMの最大特性線Tmxを修正し、最大特性線をTmx′とする(S7)。そして、先ほど読み込んだ回転速度N及び各インジェクタ115の噴射圧・噴射期間からトルクTを求め、修正後の出力特性マップM(最大特性線Tmx′)を参照して、トルク制限された目標燃料噴射量Roを演算する(S8)。それから、トルク制限された目標燃料噴射量Roに基づいてコモンレール装置117を作動させる(S9)。その後、電源印加用のキースイッチ(図示省略)が入り状態であれば(S10:YES)、ステップS1に戻って燃料噴射制御を続行するのである。
If the limited injection amount value RL is received in step S1 (S1: YES), the rotational speed N and the injection pressure / injection period of each
上記の記載並びに図1〜図5から明らかなように、作業車両に搭載されるエンジン70と、前記エンジン70に燃料を噴射する燃料噴射装置117と、前記エンジン70の駆動状態を検出する検出手段12〜19と、前記検出手段12〜19の検出情報及び前記エンジン70固有の出力特性データMに基づき前記燃料噴射装置117の作動を制御するECU11とを備えているエンジン制御装置であって、前記出力特性データMを修正するための修正特性データRLが格納されたデータ格納手段21を有しており、前記ECU11は、前記データ格納手段21から前記修正特性データRLを受信している間、前記修正特性データRLに基づき前記出力特性データMを修正し、修正後の出力特性データMと前記検出手段12〜19の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置117を作動させるから、エンジン製造メーカは、前記エンジン70の型式が同じであれば、前記ECU11に記憶させる前記出力特性データMを共通にできる。エンジン購入メーカは、前記修正特性データRLを用いることによって、前記出力特性データMを自社仕様の特性データに置き換えることなく、自社仕様に最適な燃料噴射制御を実行することが可能になる。前記ECU11の汎用性向上というエンジン製造メーカの利点と、前記ECU11の作業車両に対する適合性確保というエンジン購入メーカの利点とを両立できるという効果を奏する。
As is clear from the above description and FIGS. 1 to 5, the
上記の記載並びに図1〜図5から明らかなように、前記ECU11は、前記データ格納手段21から前記修正特性データRLを受信していない場合に、前記出力特性データMと前記検出手段12〜19の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置117を作動させるから、細かい設定操作等をしなくても、例えば作業機の装着の有無や作業車両の使用状況等に応じて、効率よい燃料噴射制御を簡単に実行できるという効果を奏する。
As is clear from the above description and FIGS. 1 to 5, the
上記の記載並びに図1〜図5から明らかなように、前記データ格納手段21には、前記修正特性データとして、前記出力特性データMの最大特性線Tmxに比べて所定回転速度Nに対する燃料噴射量を減少させた制限噴射量値RLが複数格納されており、前記ECU11は、前記複数の制限噴射量値RLに基づき、任意の回転速度Nに対する燃料噴射量が減少する方向に前記出力特性データMの前記最大特性線Tmxを修正するから、修正後の出力特性データMのドループ特性(Tmx′)を、修正前の出力特性データMのドループ特性(Tmx)に近い状態に維持することが可能になる。従って、エンジン製造メーカの設計思想に近く、且つ、エンジン購入メーカの仕様に適合する状態で、燃料噴射制御を実行できるという効果を奏する。また、前記制限噴射量値RLを基にしたドループ特性のバリエーションを簡単に設定でき、種々の燃料噴射制御の設定に対処し易くなるという利点もある。
As is apparent from the above description and FIGS. 1 to 5, the data storage means 21 stores the fuel injection amount with respect to a predetermined rotational speed N as the corrected characteristic data as compared with the maximum characteristic line Tmx of the output characteristic data
上記の記載並びに図1〜図5から明らかなように、前記複数の制限噴射量値RLは、低速回転速度N1に対する噴射量値RL1、最大トルク発生時の回転速度N2に対する噴射量値RL2、並びに、定格回転速度N3に対する噴射量値RL3の3点を1組としているから、少ないポイント数で効率よく最大特性線の下方修正(Tmx→Tmx′)が可能になるのである。 As apparent from the above description and FIGS. 1 to 5, the plurality of limited injection amount values RL include the injection amount value RL1 for the low speed rotation speed N1, the injection amount value RL2 for the rotation speed N2 when the maximum torque is generated, and Since the three points of the injection amount value RL3 with respect to the rated rotational speed N3 are set as one set, downward correction (Tmx → Tmx ′) of the maximum characteristic line can be efficiently performed with a small number of points.
(3).ディーゼルエンジンの全体構造
次に、図6を参照して、エンジン70の全体構造について説明する。実施形態のエンジン70は4気筒型のものであり、エンジン70におけるシリンダヘッド72の左側面に排気マニホールド(図示省略)が配置されている。シリンダヘッド72の右側面には吸気マニホールド73が配置されている。シリンダヘッド72は、クランク軸及びピストン(図示省略)が内蔵されたシリンダブロック75上に搭載されている。シリンダブロック75の前後両側面からクランク軸の前後先端部をそれぞれ突出させている。シリンダブロック75の前面側に冷却ファン76が設けられている。クランク軸の前端側からVベルト77を介して冷却ファン76に回転力を伝達するように構成されている。
(3). Next, the overall structure of the
シリンダブロック75の後面にフライホイールハウジング78が固着されている。フライホイールハウジング78内にフライホイール(図示省略)が配置されている。フライホイールはクランク軸の後端側に軸支されていて、クランク軸と一体的に回転するように構成されている。作業車両の駆動部に、フライホイールを介してエンジン70の動力を取り出すように構成されている。シリンダブロック75の下面にはオイルパン81が配置されている。シリンダブロック75の左右側面とフライホイールハウジング78の左右側面とには、機関脚取付部82がそれぞれ設けられている。各機関脚取付部82には、防振ゴムを有する機関脚体(図示省略)がボルト締結される。エンジン70は、各機関脚体を介して、トラクタ201のエンジン支持シャーシ84に防振支持される。
A
吸気マニホールド73の入口側には、EGR装置91(排気ガス再循環装置)を構成するコレクタ92を介して、エアクリーナ(図示省略)が連結される。エアクリーナにて除塵・浄化された外気は、EGR装置91のコレクタ92を介して、吸気マニホールド73に送られ、そして、エンジン70の各気筒に供給される。EGR装置91は、エンジン70の再循環排気ガス(排気マニホールド71からのEGRガス)と新気(エアクリーナからの外部空気)とを混合させて吸気マニホールド73に供給するコレクタ(EGR本体ケース)92と、排気マニホールド71にEGRクーラ94を介して接続する再循環排気ガス管95と、再循環排気ガス管95にコレクタ92を連通させるEGRバルブ96とを備えている。
An air cleaner (not shown) is connected to the inlet side of the
上記の構成により、エアクリーナからコレクタ92内に外部空気を供給する一方、排気マニホールド71からEGRバルブ96を介してコレクタ92内にEGRガス(排気マニホールド71から排出される排気ガスの一部)を供給する。エアクリーナからの外部空気と、排気マニホールド71からのEGRガスとが、コレクタ92内で混合された後、コレクタ92内の混合ガスが吸気マニホールド73に供給される。すなわち、エンジン70から排気マニホールド71に排出された排気ガスの一部が、吸気マニホールド73からエンジン70に還流されることによって、高負荷運転時の最高燃焼温度が下がり、エンジン70からのNOx(窒素酸化物)の排出量が低減される。
With the above configuration, external air is supplied from the air cleaner into the
シリンダヘッド72の左側面には、ターボ過給機100が取り付けられている。ターボ過給機100は、タービンホイール(図示省略)を内蔵したタービンケース101と、ブロアホイール(図示省略)を内蔵したコンプレッサケース102とを備えている。タービンケース101の排気ガス取入れ管105に排気マニホールドが接続される。図示は省略するが、タービンケース101の排気ガス排出管103には、マフラー又はディーゼルパティキュレートフィルタ等を介してテールパイプが接続される。すなわち、エンジン70の各気筒から排気マニホールド71に排出された排気ガスは、ターボ過給機100等を経由して、テールパイプから外部に放出される。
A
一方、コンプレッサケース102の給気取入れ側には、給気管104を介してエアクリーナの給気排出側が接続される。コンプレッサケース102の給気排出側には、過給管108を介して吸気マニホールド73が接続される。すなわち、エアクリーナによって除塵された外気は、コンプレッサケース102から過給管108を介してエンジン70の各気筒に供給される。
On the other hand, the air intake side of the air cleaner is connected to the air intake side of the
エンジン70に設けられた4気筒分の各インジェクタ115に、コモンレール装置117及び燃料供給ポンプ116を介して、燃料タンク118(図2参照)が接続される。各インジェクタ115は電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ119を備えている。コモンレール装置117は円筒状のコモンレール120を備えている。燃料供給ポンプ116の吸入側には、燃料フィルタ121及び低圧管122を介して燃料タンク118(図2参照)が接続される。燃料供給ポンプ116の吐出側には、高圧管123を介してコモンレール120が接続される。
A fuel tank 118 (see FIG. 2) is connected to each of the
(5).トラクタの概略
次に、図7を参照しながら、エンジン70が搭載される作業車両としてのトラクタ201の概略について説明する。トラクタ201は、走行機体202を左右一対の前車輪203と同じく左右一対の後車輪204とで支持し、走行機体202の前部に搭載されたエンジン70にて後車輪204及び前車輪203を駆動することにより、前後進走行するように構成される。
(5). Outline of Tractor Next, an outline of a
走行機体202の前部に搭載されたエンジン70はボンネット206にて覆われている。走行機体202の上面にはキャビン207が設置され、キャビン207の内部には、オペレータが着座する操縦座席208と、操縦座席208の前方に位置する操向手段としての丸ハンドル形状の操縦ハンドル209が設けられている。操縦座席208に着座したオペレータが操縦ハンドル209を回動操作することにより、その操作量に応じて左右前車輪203のかじ取り角(操向角度)が変わるように構成されている。キャビン207の底部には、オペレータが搭乗するためのステップ210が設けられている。キャビン207のフロントコラム内にECU11が配置されている。
The
走行機体202は、前バンパ212及び前車軸ケース213を有するエンジンフレーム214と、エンジンフレーム214の後部にボルトの締結にて着脱可能に連結する左右の機体フレーム216とにより構成される。前車輪203は、エンジンフレーム214の外側面から外向きに突出するように装着された前車軸ケース213を介して取り付けられている。また、機体フレーム216の後部には、エンジン70からの出力を適宜変速して後車輪204(前車輪203)に伝達するためのミッションケース217が連結されている。後車輪204は、ミッションケース217に対して、当該ミッションケース217の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース(図示省略)を介して取り付けられている。
The traveling
ミッションケース217の後部上面には、耕耘機やプラウ等の作業機(図示省略)を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構220が着脱可能に取り付けられている。作業機は、ミッションケース217の後部にロワーリンク(図示省略)及びトップリンク222を介して昇降動可能に連結される。更に、ミッションケース217の後側面に、作業機を駆動するPTO軸223が設けられている。
On the rear upper surface of the
図示は省略するが、エンジン70の後面側からクランク軸及びフライホイール等を介して、ミッションケース217の前面側にエンジン70の回転動力を伝達するように構成している。エンジン70の回転動力をミッションケース217に伝達し、次いで、ミッションケース217の油圧無段変速機や走行副変速ギヤ機構にてエンジン70の回転動力を適宜変速して、差動ギヤ機構等を介してミッションケース217から後車輪204に駆動力を伝達するように構成している。また、走行副変速ギヤ機構にて適宜変速したエンジン70の回転を、前車軸ケース213の差動ギヤ機構等を介してミッションケース217から前車輪203に伝達するように構成している。
Although illustration is omitted, the rotational power of the
(6).その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば本願発明はトラクタに搭載されるエンジンのエンジン制御装置に限らず、コンバインや田植機等の農作業機や、ホイルローダ等の特殊作業用車両に搭載されるエンジンのエンジン制御装置としても適用可能である。燃料噴射装置はコモンレール式のものに限らず、電子ガバナ式のものであってもよい。通信バスはCAN通信バスに限らず、LAN通信バスといった他の通信バスであってもよい。データ格納手段は、ECU11と別体のものであれば、フラッシュメモリやハードディスク等の外部記憶手段であってもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
(6). Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. For example, the present invention is not limited to an engine control device for an engine mounted on a tractor, but can also be applied as an engine control device for an engine mounted on a farm work machine such as a combine or rice transplanter or a special work vehicle such as a wheel loader. . The fuel injection device is not limited to a common rail type, but may be an electronic governor type. The communication bus is not limited to the CAN communication bus, but may be another communication bus such as a LAN communication bus. The data storage means may be external storage means such as a flash memory or a hard disk as long as it is separate from the
M 出力特性マップ(出力特性データ)
RL 制限噴射量値(修正特性データ)
Tmx 修正前の最大特性線
Tmx′修正後の最大特性線
N 回転速度
T トルク
11 ECU
12 レール圧センサ
13 電磁クラッチ
14 エンジン速度センサ
15 噴射設定器
16 スロットル位置センサ
17 ターボ昇圧センサ
18 吸気温度センサ
19 冷却水温度センサ
21 作業機ECU(データ格納手段)
23 CAN通信バス
70 エンジン
115 インジェクタ
117 コモンレール装置
120 コモンレール
M Output characteristics map (Output characteristics data)
RL Limit injection amount value (correction characteristic data)
Tmx Maximum characteristic line before correction Tmx 'Maximum characteristic line after correction N Rotational
12
23
Claims (4)
前記出力特性データを修正するための修正特性データが格納されたデータ格納手段を有しており、前記ECUは、前記データ格納手段から前記修正特性データを受信している間、前記修正特性データに基づき前記出力特性データを修正し、修正後の出力特性データと前記検出手段の検出情報とに基づき前記燃料噴射装置を作動させる、
エンジン制御装置。 Based on an engine mounted on a work vehicle, a fuel injection device that injects fuel into the engine, a detection unit that detects a driving state of the engine, detection information of the detection unit, and output characteristic data unique to the engine An engine control device comprising an ECU for controlling the operation of the fuel injection device,
The ECU has data storage means for storing correction characteristic data for correcting the output characteristic data, and the ECU stores the correction characteristic data in the correction characteristic data while receiving the correction characteristic data from the data storage means. Correcting the output characteristic data based on the output characteristic data, and operating the fuel injection device based on the corrected output characteristic data and the detection information of the detection means,
Engine control device.
請求項1に記載したエンジン制御装置。 The ECU operates the fuel injection device based on the output characteristic data and detection information of the detection means when the correction characteristic data is not received from the data storage means.
The engine control apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載したエンジン制御装置。 The data storage means stores a plurality of limited injection amount values obtained by reducing the fuel injection amount for a predetermined rotational speed as the corrected characteristic data compared to the maximum characteristic line of the output characteristic data. Correcting the maximum characteristic line of the output characteristic data in a direction in which the fuel injection amount for an arbitrary rotation speed decreases based on the plurality of limit injection amount values;
The engine control apparatus according to claim 1 or 2.
請求項3に記載したエンジン制御装置。 The plurality of limited injection amount values are a set of three points: an injection amount value with respect to a low speed rotation speed, an injection amount value with respect to the rotation speed when the maximum torque is generated, and an injection amount value with respect to the rated rotation speed.
The engine control apparatus according to claim 3.
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