JP2012072731A - Tractor - Google Patents
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Abstract
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ディーゼルエンジンを搭載したトラクタに関する。 The present invention relates to a tractor equipped with a diesel particulate filter and a diesel engine.
ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を再生させるにあたり、排気ガスの音圧を測定することによりDPF内の粒状化物質(PM)の堆積を推定してDPFを再生する構成である(特許文献1)。また、音圧以外にもDPFの前後差圧を検出して再生する技術は従来から周知である。 In regenerating the diesel particulate filter (DPF), the DPF is regenerated by estimating the accumulation of particulate matter (PM) in the DPF by measuring the sound pressure of the exhaust gas (Patent Document 1). In addition to the sound pressure, a technique for detecting and reproducing the differential pressure across the DPF is well known.
前述のような技術では、DPF内のPM量が所定量以上になることでDPFを再生するが、軽負荷作業が続くと排気温度が上がらないためPMが堆積し続ける状態となり、結局のところ作業を中断してDPFの再生を行わなければならなくなるので、作業能率が低下していた。 In the technology as described above, the DPF is regenerated when the amount of PM in the DPF exceeds a predetermined amount. However, if the light load operation continues, the exhaust temperature does not rise, and the PM continues to accumulate. Since the DPF must be regenerated by interrupting the operation, the work efficiency has been reduced.
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トラクタを提供することである。 The subject of this invention is providing the tractor carrying the diesel engine which eliminates the above malfunctions.
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)とディーゼルエンジン(E)を搭載したトラクタにおいて、作業モード選択手段(61)を設け、該作業モード選択手段(61)に軽負荷作業位置を構成し、この軽負荷作業位置を選択いているときには自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行うように構成したことを特徴とするトラクタとしたものである。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, in the tractor equipped with the diesel particulate filter (46b) and the diesel engine (E) for collecting the particulate matter (PM) in the exhaust gas, the work mode selection means (61) is provided. The work mode selection means (61) is configured with a light load work position, and when the light load work position is selected, the diesel particulate filter (46b) is automatically regenerated. This is a characteristic tractor.
請求項1の作用は、作業モード選択手段(61)で軽負荷作業位置が選択されているときには、自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行う。
請求項2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)とディーゼルエンジン(E)を搭載したトラクタにおいて、作業モード選択手段(61)を設け、該作業モード選択手段(61)に代掻き作業位置を構成し、この代掻き作業位置を選択いているときには自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行うように構成したことを特徴とするトラクタとしたものである。
The operation of
According to the second aspect of the present invention, in the tractor equipped with the diesel particulate filter (46b) for collecting the particulate matter (PM) in the exhaust gas and the diesel engine (E), the work mode selection means (61) is provided. The working mode selection means (61) comprises a scraping work position, and the diesel particulate filter (46b) is automatically regenerated when this scraping work position is selected. It is what.
請求項2の作用は、作業モード選択手段(61)で負荷の軽い代掻き作業位置が選択されているときには、自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行う。
The operation of
請求項3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)とディーゼルエンジン(E)を搭載したトラクタにおいて、作業モード選択手段(61)を設け、該作業モード選択手段(61)に路上走行での牽引作業走行を行う牽引作業位置を構成し、この牽引作業位置を選択いているときには自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行うように構成したことを特徴とするトラクタとしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the tractor equipped with the diesel particulate filter (46b) for collecting the particulate matter (PM) in the exhaust gas and the diesel engine (E), the work mode selection means (61) is provided. The work mode selection means (61) is configured with a tow work position for performing a tow work traveling on the road, and when the tow work position is selected, the diesel particulate filter (46b) is automatically regenerated. The tractor is characterized in that it is configured as follows.
請求項3の作用は、作業モード選択手段(61)で負荷の軽い牽引作業位置が選択されているときには、自動的にディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を行う。 The operation of claim 3 automatically regenerates the diesel particulate filter (46b) when the traction work position with a light load is selected by the work mode selection means (61).
請求項4記載の発明では、ディーゼルエンジン(E)の負荷を検出するエンジン負荷検出手段(76)を設け、エンジン負荷が所定値以上になるとディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を停止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又は請求項3に記載のトラクタとしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the engine load detecting means (76) for detecting the load of the diesel engine (E) is provided, and the automatic regeneration of the diesel particulate filter (46b) is stopped when the engine load exceeds a predetermined value. The tractor according to
請求項4の作用は、請求項1又は請求項2又は請求項3の作用に加え、エンジン負荷が所定値以上になるとディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を停止する
In addition to the action of
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、軽負荷作業が連続するときにはDPF(46b)内にPMが堆積する一方となるが、このような状況を防止できる。また、作業を中断して再生を行う頻度を少なくできる。 Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, when light load work is continued, PM is deposited in the DPF (46b), but such a situation can be prevented. In addition, the frequency with which the work is interrupted and replayed can be reduced.
請求項2記載の発明においては、負荷の軽い代掻き作業時にはDPF(46b)内にPMが堆積する一方となるが、このような状況を防止できる。また、作業を中断して再生を行う頻度を少なくできる。 According to the second aspect of the present invention, PM is accumulated in the DPF (46b) at the time of a lightly scraping operation, but such a situation can be prevented. In addition, the frequency with which the work is interrupted and replayed can be reduced.
請求項3記載の発明においては、負荷の牽引作業時にはDPF(46b)内にPMが堆積する一方となるが、このような状況を防止できる。また、作業を中断して再生を行う頻度を少なくできる。 In the invention described in claim 3, PM is accumulated in the DPF (46b) at the time of load pulling work, but such a situation can be prevented. In addition, the frequency with which the work is interrupted and replayed can be reduced.
請求項4記載の発明においては、請求項1又は請求項2又は請求項3の効果に加え、負荷の軽い作業であっても状況により負荷が大きくなることがあるので、このようなときにはDPF(46b)の自動再生を停止することで、エンジン回転数の低下やエンストを防止できる。
In the invention according to claim 4, in addition to the effect of
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。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。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pressure accumulation type fuel injection device. The accumulator fuel injection device pressurizes the
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。
Thus, the
The fuel in the fuel tank 3 is sucked into the high-pressure pump 4 driven by the engine E through the fuel filter 7 through the suction passage, and the high-pressure fuel pressurized by the high-pressure pump 4 is guided to the
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。
The high-pressure fuel in the
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。
In addition, a
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。
Specifically, the target common rail pressure is set according to the engine operating conditions, and the common rail pressure is feedback-controlled through the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。 The traveling mode A is droop control in which the output also varies with the variation of the engine speed. It is used when traveling without farming. For example, when the traveling speed is reduced or stopped by applying a brake, the engine speed decreases with an increase in the traveling load, so that the traveling speed can be safely reduced or stopped.
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。 The normal work mode B is isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load varies. It is used for normal farm work. For example, if it is a tractor, it is when the cultivated land is hard during plowing work and resistance is applied to the plowing blade. Is the time.
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。 In the heavy work mode C, in addition to the isochronous control in which the engine speed is constant and the output is changed according to the load even when the load fluctuates in the same manner as the normal work mode B, the engine speed is increased when the load is close to the limit. This is a control with heavy load control that increases In particular, it is used when farming near the load limit. For example, when plowing with a tractor, the engine output increases beyond the normal limit even when encountering hard cultivated land, so work can be performed efficiently without interruption. .
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。 These work modes A, B, and C are operations of a work mode changeover switch that can switch between the work modes A, B, and C, or a shift operation of a traveling speed change lever of a farm vehicle (tractor, combine, rice transplanter, etc.) Alternatively, it is configured to be switched by an on / off operation or the like of a work clutch (rotary if it is a tractor, and mowing part or threshing part if it is a combine).
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。 In diesel engine E, pilot injection that injects a small amount of fuel in a pulse manner prior to main injection makes it possible to shorten the ignition delay, reduce the knocking noise peculiar to diesel engine E, and reduce noise It has a simple structure.
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。
This pilot injection is performed only once or twice before the main injection. By using the accumulator fuel injection device of the
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。
FIG. 3 shows a side view of a tractor equipped with a diesel engine having the
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。
The tractor includes
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。
A steering handle 16 is supported on the handle post 15 in the
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。
An
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。
The
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。
FIG. 5 is a schematic diagram of intake and exhaust into the
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。
The exhaust gas combusted in the
The diesel engine has an EGR (exhaust gas recirculation device)
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。
The exhaust gas that has passed through the
酸化触媒(DOC)は不燃物質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)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。
The oxidation catalyst (DOC) burns incombustible material, and the diesel particulate filter (DPF) is for collecting the granulated material (PM). The
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。
When the state of the exhaust gas is low (low load) continues for a long time, the DPF 46b has a concern that PM will accumulate and the capacity may be reduced. Therefore, a
DPF46bを再生させるためのDPF再生運転としては、メイン噴射の後に再噴射(アフター噴射)を行うことで排気ガス温度を上昇させるが、EGRバルブ43と絞り弁47の両方を絞ると効果が高くなる。また、PM堆積量によってはいずれか一方で行うこともある。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。燃料のアフター噴射(排気ガス温度を上昇させるため)を行わなくてもDPF46bの再生ができたり、アフター噴射の回数を減らすことができ、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。
As the DPF regeneration operation for regenerating the DPF 46b, the exhaust gas temperature is raised by performing re-injection (after-injection) after the main injection, but the effect is enhanced when both the
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、圧力センサ52の替わりにDOC46aとDPF46bとの間に圧力センサ58を設ける構成としてもよい。
As a condition for performing such a DPF regeneration operation, the pressure sensor 52 is provided on the upper side of the post-processing device 46, the
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。
Further, if the state in which the DPF regeneration operation is started continues for a long time, the DPF 46b is damaged due to an overheating state. Therefore, a
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。
In normal operation, the
前記絞り弁47を絞ってDPF46bの強制再生を行なう場合において、エンジン回転数を低い回転数にして供給酸素量を増加させるとともに、排気ガス流速が減少することで温度を上昇しやすくしていた。ところが、再生中にエンジン回転数がローアイドルまたはその近傍に変更された場合、供給酸素量の増加と流速の減少により、煤が急速に燃焼してしまう。その結果、温度が急速に上昇してDPF46bが損傷してしまう可能性がある。そこで、最高温度が許容温度を超えないようにする必要がある。
When the DPF 46b is forcibly regenerated by restricting the
このために、温度センサ59が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域まで上昇させるように構成する。これにより、排気ガスの流速が速くなるので最高温度が下がり、DPF46bの損傷を防止できるようになる。また、前記温度センサ59の所定値の値を限界値近傍で制御すると、DPF46bの再生を効率よく行なうことができるようになる。
For this reason, when the
前記エンジン回転数を中速域まで上昇させるにあたり、一旦最高回転数まで上昇させ、その後中速域まで減速させるように構成してもよい、これにより、一旦排気ガスが最高速度で流れるので、予熱などでDPF46bが加熱されてしまって閾値の温度を超えてしまうことを防止できるようになる。 In order to increase the engine speed to the middle speed range, it may be configured to once increase to the maximum speed and then decelerate to the middle speed range, so that the exhaust gas once flows at the maximum speed. For example, it is possible to prevent the DPF 46b from being heated and exceeding the threshold temperature.
DPF46b前後の差圧が所定値以上になった場合、作業後に運転者がDPF46bの再生モードを選択することで、自動でDPF46bの再生を行い、DPF46b再生後は自動でエンジンを停止するように構成する。DPF46b前後の差圧を圧力センサ58、53で監視する。エンジン停止直前のDPF46b前後差圧が所定値以上であると、警告ランプやアラームで報知し、運転者は自らDPF46bの再生を行なうスイッチ(図示せず)を操作する。
When the differential pressure before and after the DPF 46b exceeds a predetermined value, the driver selects the regeneration mode of the DPF 46b after the work so that the DPF 46b is automatically regenerated, and the engine is automatically stopped after the DPF 46b is regenerated. To do. The differential pressure across the DPF 46b is monitored by
そして、エンジンキーが切りの位置になっても、前記再生モードを選択していることで、エンジンはアイドリング状態で回転を維持し、DPF46bの再生を実行する。DPF46b前後の差圧が所定値以下になると、エンジンを自動で停止する。 Even when the engine key is in the cut position, since the regeneration mode is selected, the engine keeps rotating in the idling state and performs regeneration of the DPF 46b. When the differential pressure before and after the DPF 46b falls below a predetermined value, the engine is automatically stopped.
これにより、作業終了後であっても自動でDPF46bの再生、エンジン停止が可能となるために、運転者は本機から離れて他の作業ができるようになる。
前述したように、DPF46bは再生する必要があるが、この再生には手動と自動がある。手動再生は特定の条件(PM堆積量所定量以上、DPF前後の圧力差所定値以上等)になると、ECU100からトラクタ本体側のCPU100に信号を送り、トラクタ本体側の警報ランプ60を点灯して運転者に手動再生を促すものである。また、自動再生は特定の条件(PM堆積量所定量以上、DPF前後の圧力差所定値以上等)になると、走行中、作業走行中であっても自動的にDPF46bの再生を行うものである。
Thus, even after the work is completed, the DPF 46b can be automatically regenerated and the engine can be stopped, so that the driver can leave the machine and perform other work.
As described above, the DPF 46b needs to be regenerated, and there are manual and automatic regenerations. When the manual regeneration is in a specific condition (PM accumulation amount over a predetermined amount, pressure difference before and after the DPF over a predetermined value, etc.), a signal is sent from the
前述したトラクタの作業にはいろいろあるが、代掻き作業においては負荷が低いため排気温度も低くなり、DPF46bの再生が行われずDPF46b内に多くのPMが蓄積されてしまう。このような場合、前述したように、DPF46b前後の差圧が所定値以上になることで、作業終了後に手動再生を行うようにしてもよいが、夜間等では騒音の問題もあり実行できないこともある。そして、軽負荷作業が続くとDPF46b内にPMが堆積する状況を続いてしまい、その結果、作業者の意図しないときに手動再生を行わなくてはならず、作業を中断する必要が生じてくる。 Although there are various tractor operations described above, in the scraping operation, the load is low and the exhaust temperature is lowered, so that the DPF 46b is not regenerated and a large amount of PM is accumulated in the DPF 46b. In such a case, as described above, the manual regeneration may be performed after the work is completed by setting the differential pressure before and after the DPF 46b to a predetermined value or more. However, it may not be performed at night due to noise problems. is there. If the light load operation continues, the situation where PM accumulates in the DPF 46b continues, and as a result, manual regeneration must be performed when the operator does not intend, and the operation needs to be interrupted. .
そこで、負荷の軽い代掻き作業時には自動的にDPF46bの再生を行うように構成する。具体的には、トラクタの任意の位置(シート17から操作可能)に作業モード選択手段(作業モード選択ダイヤル)61を設け、代掻き作業を行うときには作業モード選択ダイヤル61を代掻き作業に合わせる。すると、吸気バルブ62(図5)が絞られて排気温度が上昇し、DPF46b内のPMが焼き飛ばされて除去される。代掻き作業であっても、圃場の条件によりエンジン負荷が上昇することがあるが、このような場合には、吸気バルブ62を絞った状態にしておくと吸入空気量不足のためエンジン回転数の低下やエンストが発生してしまう。このため、エンジン負荷が所定値よりも大きいことをECU100が検出すると、吸気バルブ62を元の位置に戻す構成とする。エンジン負荷はエンジン負荷検出手段(エンジン負荷センサ)76で検出する。エンジン負荷の検出方法としては、排気ガスの温度を測定する方法がある。また、同じ回転数を維持するために、無負荷時の燃料噴射量と現在噴射している燃料噴射量の比から求める方法がある。
In view of this, the DPF 46b is automatically regenerated at the time of lightly scraping work. Specifically, work mode selection means (work mode selection dial) 61 is provided at an arbitrary position of the tractor (operable from the seat 17), and the work
前記作業モード選択ダイヤル61には、軽負荷作業位置を設けており、この位置を選択したときには、代掻き作業と同様にDPF46bの再生を行う。
前記作業モード選択ダイヤルには、トラクタの後部にトレーラー等を装着して牽引する牽引モード、圃場を耕やしたり鋤き等での作業のロータリモード、4輪駆動の4WDモード、2輪駆動の2WDモードがある。前記牽引モードにおいても代掻き作業と同様に、作業モード選択ダイヤル61を牽引モードに合わせると、吸気バルブ62を絞ってDPF46bの再生を行う構成とする。牽引モードでは低速での路上走行のため、負荷が小さく排気温度が低い状況が多いので、DPF46bの再生の効果がある。
The work
The work mode selection dial includes a traction mode in which a trailer or the like is attached to the rear part of the tractor, a rotary mode in which the farm is cultivated or plowed, a 4-wheel drive 4WD mode, a 2-wheel drive There is a 2WD mode. In the traction mode, similarly to the scraping operation, when the operation
前記手動再生の条件について説明する。吸気温度センサ63(図5)を設け、吸入空気の温度により手動再生時のエンジン回転数を決定する構成とする。この具体構成を図7に示している。このように、吸入空気の温度が低い場合は、エンジン回転数を上げて排気温度を上昇させることで、PMが除去される活性温度に到達が早くなる。また、吸入空気の温度が高い場合は、エンジン回転数を低くすることで低騒音での再生が可能になるとともに、燃料の節約も可能となる。 The manual regeneration conditions will be described. An intake air temperature sensor 63 (FIG. 5) is provided to determine the engine speed during manual regeneration based on the intake air temperature. This specific configuration is shown in FIG. Thus, when the temperature of the intake air is low, the activation temperature at which PM is removed can be reached quickly by increasing the engine speed and increasing the exhaust gas temperature. In addition, when the temperature of the intake air is high, it is possible to regenerate with low noise by reducing the engine speed, and also to save fuel.
また、外気圧に応じて手動再生時のエンジン回転数を変更するように構成してもよい。トラクタは標高の高い場所で使用されることも多いため有効である。気圧センサ64は、キャビン14上部に設置している(図3)。そして、標高が高く気圧が低い場合は、酸素濃度が低いために排気ガス温度も低くなり、PMが除去される活性温度に到達しにくくなる。そこで、図8に示すように、気圧が低い場合は、手動再生時のエンジン回転数を上げて排気温度を上昇させることで、PMが除去される活性温度への到達が早くなる。気圧が高い場合は、エンジン回転数を低くすることで低騒音での再生が可能になるとともに、燃料の節約も可能となる。前記気圧センサ64の代わりに標高(高度)を検出するように構成してもよい。高度の検出方法としては、GPSからの信号を検出する方法等がある。
Moreover, you may comprise so that the engine speed at the time of manual regeneration may be changed according to external pressure. Tractors are effective because they are often used at high altitudes. The
DPF46bの手動再生と自動再生を行うにあたり、DPF46b前後の排気ガスの差圧のしきい値は、自動再生時は低く、手動再生時は高くしている。そして、自動再生の範囲内においては、手動再生はできない構成としている。手動再生は、走行時は作業時以外に特別にエンジンを運転して再生する行為であるので、燃料が余分に必要となり、時間も必要となるので牽制している。即ち、自動再生でPMが除去しきれない場合に限り行う構成としている。 In performing manual regeneration and automatic regeneration of the DPF 46b, the threshold value of the differential pressure of the exhaust gas before and after the DPF 46b is low during automatic regeneration and is high during manual regeneration. In addition, manual regeneration is not possible within the range of automatic regeneration. Manual regeneration is an act of specially operating and regenerating the engine other than at the time of running, so that extra fuel and time are required. That is, the configuration is performed only when PM cannot be completely removed by automatic regeneration.
しかしながら、翌日の作業状況(負荷が軽い作業)を考慮して、作業途中に手動再生が必要になる可能性もある。そこで、図9に示すように、PMの堆積量が自動再生の範囲内であっても手動再生を許可し、手動再生完了後は自動的にエンジン停止を行う構成とする。この場合、自動再生時のPM堆積量のしきい値まで、残り20%程度になると手動再生を許可する構成とする。これにより、翌日の作業途中に作業を中断して手動再生を行わなくてもよくなる。 However, in consideration of the next day's work situation (light work), manual regeneration may be required during the work. Therefore, as shown in FIG. 9, the manual regeneration is permitted even when the PM accumulation amount is within the range of the automatic regeneration, and the engine is automatically stopped after the manual regeneration is completed. In this case, the manual regeneration is permitted when the remaining 20% of the PM accumulation amount threshold value during automatic regeneration is reached. This eliminates the need for performing manual regeneration by interrupting the work during the next day's work.
このような手動再生を許可する手動再生許可スイッチ66を、エンジンルーム67内に設ける構成としている。即ち、ボンネット65を開けないと手動再生許可スイッチ66を操作できないので、不用意な操作を防止できるようになる。
A manual
図10に示すように、DPF46bをエンジンルーム67内に装備している。具体的には、図11に示すように、エンジンEの上部にフレーム68,69を設け、このフレーム68,69に対してボルト70でDPF46bの下部を固定している。また、エンジンEに逆U字状のフレーム71を設け、このフレーム71に対してL型金具72とボルト73でDPF46bの上部を固定している。74は冷却ファンであり、機体前方に冷却ファン74がくるように機体に載置している。
As shown in FIG. 10, the DPF 46 b is installed in the
このように、DPF46bはエンジンEに対して固着しているが、トラクタ全体が大きく傾斜した状態でDPF46bの再生を行うと問題がある。DPF46bの再生時にはおいては、排気ガスが高温となるため排気ガスの向かう方向によっては熱の影響を与えてします。また、DPF46b自体も高温となるため、機体が傾斜するとDPF46b内部のPMの除去に影響を与えてしまう。即ち、再生時にDPF46bが大きく傾斜すると排気ガスの通過する部分の変化により、PMの除去性能が低下してしまうことが考えられる。 Thus, although the DPF 46b is fixed to the engine E, there is a problem if the DPF 46b is regenerated with the entire tractor inclined greatly. When the DPF 46b is regenerated, the exhaust gas becomes hot, so depending on the direction of the exhaust gas, it may be affected by heat. Further, since the DPF 46b itself is also at a high temperature, if the aircraft is tilted, the removal of the PM inside the DPF 46b is affected. That is, if the DPF 46b is greatly inclined during regeneration, it is conceivable that the PM removal performance is degraded due to a change in the portion through which the exhaust gas passes.
そこで、トラクタの機体に傾斜センサ75(図10)を設け、機体が所定値以上傾斜しているときには、DPF46bの再生を牽制する構成とする。図12にはそのフローチャートを示しており、具体的には機体の前後左右傾斜が5度以上傾斜している場合には、DPF46bの再生を牽制する構成とする。 Therefore, a tilt sensor 75 (FIG. 10) is provided on the tractor body, and when the body is tilted by a predetermined value or more, the regeneration of the DPF 46b is restrained. FIG. 12 shows a flowchart thereof. Specifically, when the front / rear / left / right inclination of the aircraft is inclined by 5 degrees or more, the regeneration of the DPF 46b is checked.
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。 Each of the above-described embodiments is illustrated or described separately or mixed for easy understanding, but these can be combined in various ways, and can be configured according to their description order and expression. -The action and the like are not limited, and there are of course cases where a synergistic effect is produced.
PM 粒状化物質
E ディーゼルエンジン
1 コモンレール
46b ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
61 作業モード選択手段(作業モード選択ダイヤル)
76 エンジン負荷検出手段(エンジン負荷センサ)
PM Granulated material
61 Work mode selection means (work mode selection dial)
76 Engine load detection means (engine load sensor)
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010219302A JP2012072731A (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Tractor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010219302A JP2012072731A (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Tractor |
Publications (1)
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ID=46169148
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JP2010219302A Pending JP2012072731A (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Tractor |
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JP (1) | JP2012072731A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018184878A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社クボタ | Work machine |
-
2010
- 2010-09-29 JP JP2010219302A patent/JP2012072731A/en active Pending
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JP2018184878A (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社クボタ | Work machine |
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