JP2014088860A - Work vehicle - 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(DPF)備えたディーゼルエンジンを搭載した作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle equipped with a diesel engine equipped with a diesel particulate filter (DPF).
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、エンジンのキーオフを行ってもDPFの再生を続ける構成である(例えば、特許文献1参照。)。 When the diesel particulate filter (DPF) is regenerated, the DPF is continuously regenerated even if the engine is turned off (see, for example, Patent Document 1).
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、エンジンのキーオフを行ってもDPFの再生を続ける構成であるので、エンジンの駆動を停止させたい場面で停止できず、DPFの再生が完了するまで待機しなくてはならない。 When regenerating the diesel particulate filter (DPF), the DPF regeneration is continued even if the engine is turned off. Therefore, the engine cannot be stopped at a scene where the engine drive is to be stopped, and the DPF regeneration is completed. I have to do it.
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。 The subject of this invention is providing the work vehicle 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)を備えたディーゼルエンジンを搭載した作業車両において、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の上流側の圧力センサ(52)と下流側の圧力センサ(53)でディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)内の粒状化物質(PM)量を算出し、この粒状化物質(PM)量が所定の閾値を超えた量になると自動再生を行う構成とし、自動再生中にエンジンを停止し、再びエンジンを始動したときの排気ガス温度を温度センサ(59)で検出し、排気ガス温度が所定値以上であれば、エンジン停止にともない中断していた自動再生を行う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。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
That is, according to the first aspect of the present invention, in a work vehicle equipped with a diesel engine equipped with a diesel particulate filter (46b) that collects particulate matter (PM) in exhaust gas, the diesel particulate filter (46b) The amount of granulated material (PM) in the diesel particulate filter (46b) is calculated by the upstream pressure sensor (52) and the downstream pressure sensor (53). When the amount exceeds the threshold, automatic regeneration is performed. The engine is stopped during automatic regeneration, the exhaust gas temperature when the engine is started again is detected by the temperature sensor (59), and the exhaust gas temperature exceeds a predetermined value. If so, the work vehicle is configured to perform automatic regeneration that was interrupted when the engine was stopped.
請求項1の作用は、自動再生中にエンジンを停止し、再びエンジンを始動したときの排気ガス温度を温度センサ(59)で検出し、排気ガス温度が所定値以上であれば、エンジン停止にともない中断していた自動再生を行う。 The operation of claim 1 is to stop the engine during automatic regeneration, detect the exhaust gas temperature when the engine is started again with the temperature sensor (59), and stop the engine if the exhaust gas temperature is above a predetermined value. The automatic playback that was interrupted is performed.
請求項2記載の発明では、作業車両にブレーキをかけるパーキングブレーキスイッチ(72)と、作業車両の連結している作業機(21)を駆動するPTOスイッチ(73)を設け、前記パーキングブレーキスイッチ(72)が入り状態であり、PTOスイッチ(73)が切り状態であると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を禁止する構成と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。 According to a second aspect of the present invention, a parking brake switch (72) for braking the work vehicle and a PTO switch (73) for driving the work machine (21) connected to the work vehicle are provided. 72. The work vehicle according to claim 1, wherein automatic regeneration of the diesel particulate filter (46b) is prohibited when 72) is in the on state and the PTO switch (73) is in the off state. It is a thing.
請求項2の作用は、パーキングブレーキスイッチ(72)が入り状態であり、PTOスイッチ(73)が切り状態であると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を禁止する。
The action of
請求項3記載の発明では、燃料タンク内の燃料量を検出する燃料センサ(80)を設け、燃料センサ(80)による検出値が所定量(F1)以下になると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を禁止する構成と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。 According to the third aspect of the present invention, the fuel sensor (80) for detecting the amount of fuel in the fuel tank is provided, and the diesel particulate filter (46b) when the value detected by the fuel sensor (80) falls below a predetermined amount (F1). 2. The work vehicle according to claim 1, wherein the automatic regeneration is prohibited.
請求項3の作用は、燃料センサ(80)による検出値が所定量(F1)以下になると、ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の自動再生を禁止する。 The operation of claim 3 prohibits automatic regeneration of the diesel particulate filter (46b) when the value detected by the fuel sensor (80) becomes a predetermined amount (F1) or less.
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、DPFの再生を積極的に行うことで再生の機会が増え、PMの過堆積を防止できる。
請求項2記載の発明においては、作業車両が停止している付近での高温の排気ガスの排出を防止できる。
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the regeneration opportunity is increased by actively regenerating the DPF, and PM overdeposition can be prevented.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent exhaust of high-temperature exhaust gas in the vicinity where the work vehicle stops.
請求項3記載の発明においては、自動再生の途中で燃料切れになるのを防止できる。また、作業走行を優先することで、残りの少ない燃料で作業を続行できる。 In the invention of claim 3, it is possible to prevent the fuel from running out during the automatic regeneration. In addition, priority is given to work travel, so that the work can be continued with a small amount of remaining fuel.
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。
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 is applied to, for example, a multi-cylinder diesel engine, but may be a gasoline engine. The accumulator fuel injection device pressurizes the common rail 1 that accumulates high-pressure fuel corresponding to the injection pressure, 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 common rail 1 injects fuel to each cylinder 5 of the engine E, and makes the fuel supply a required pressure.
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 common rail 1 through the discharge passage 8. Stored.
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 common rail 1 is supplied to the fuel injection nozzles 6 for the number of cylinders through the high-pressure
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 common rail 1, pilot injection is performed according to the situation of the engine E. Thus, it becomes possible to reduce the noise and the generation of white smoke or black smoke due to incomplete combustion. Further, by performing pilot injection in which a small amount of fuel is pulse-injected prior to main injection, the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.
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 common rail 1 as described above, and FIG. 4 shows a plan view thereof. In the plan view, 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
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 cylinder 5 of the engine, which is an embodiment of a four-cycle diesel engine. The air supercharged by 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 cylinder 5 passes through 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)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 the incombustible chamber, and the diesel particulate filter (DPF) is for collecting the particulate matter (PM). The EGR valve 43 and 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、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。
In the DPF regeneration operation for regenerating the DPF 46b, both the EGR valve 43 and 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 pressure sensor 53 is provided on the lower side of the post-processing device 46, and this pressure difference is a predetermined value or more. Then, since PM accumulates in the DPF 46b and becomes a resistance, the DPF regeneration operation is performed. Moreover, it is good also as a structure which provides the pressure sensor 58 between DOC46a and DPF46b instead of the pressure sensor 52. FIG.
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 EGR valve 43 and the
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。 With the configuration as described above, an intake throttle is not required. In other words, since the intake side pressure is high in an engine with a supercharger, an exhaust throttle valve or an intake throttle is required to secure the amount of EGR gas, and control in conjunction with the EGR valve is required, but such a system is unnecessary. It becomes.
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。
Further, since the exhaust gas downstream of the DPF 46b is taken out, it is possible to prevent the performance deterioration caused by the dirt of the supercharger TB. And since EGR gas is cooled by the
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。
As described above, in the DPF forced regeneration mode in which the regeneration operation of the DPF is performed, the
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59を設けているので、この温度センサ59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。
Further, when the engine rotation shifts to low idle during the forced regeneration of the DPF 46b, the EGR valve 43 is fully opened. Since 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煤を管理する必要がある。
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.
また、DPF46bの強制再生中において、前述のようにエンジン回転数をローアイドルに移行するときにおいて、ポスト噴射を中断し、その後エンジン回転数を最高回転数まで上昇させ、中速域に移行する段階でポスト噴射を再開する構成とする。これにより、排気ガス温度の急激な上昇が抑制できるので、DPF46bの損傷を防止できるようになる。 Further, during the forced regeneration of the DPF 46b, when the engine speed is shifted to low idle as described above, the post-injection is interrupted, and then the engine speed is increased to the maximum speed and shifted to the medium speed range. Then, post-injection is resumed. Thereby, since the rapid rise in the exhaust gas temperature can be suppressed, damage to the DPF 46b can be prevented.
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スイッチ67で選択することで、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 across the DPF 46b exceeds a predetermined value, the driver selects the regeneration mode of the DPF 46b after the operation with the selection switch 67, so that the DPF 46b is automatically regenerated. After the DPF 46b is regenerated, the engine is automatically stopped. To be configured. The differential pressure across the DPF 46b is monitored by pressure sensors 58 and 53. If the differential pressure across the DPF 46b immediately before the engine stops is equal to or greater than a predetermined value, a warning lamp or alarm notifies the driver, and the driver operates a switch (not shown) for regenerating the DPF 46b.
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。
DPF46bの再生を行なうときには、図5に示すように、吸気側の空気を管路61からDPF46bの上流側に送るように構成してもよい。即ち、DPF46bの再生を行なうときには、バルブ60を開いて酸素量の多い過給器TB上流側の吸気側の空気をDPF46bの上流側に送るように構成してもよい。これにより、再生効率が向上するようになる。
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.
When the DPF 46b is regenerated, the intake side air may be sent from the
また、DPF46bの温度を温度センサ62、59で監視し、3段階のステップで再生時の昇温を確認するようにしてもよい。まず、吸気の絞り(図示せず)を行い、この吸気の絞り状態での昇温確認を行う。次に、第一ポスト噴射を行って昇温を確認する。この時点で、DPF46bの前後温度が250度に達していなければ第二ポスト噴射を行っても更なる温度上昇は見込めないので、一旦再生を中断するようにする。もちろん、250度以上であれば第二ポスト噴射を行ってDPF46bの再生を行なうようにする。
Alternatively, the temperature of the DPF 46b may be monitored by the
図5に示しているように、DPF46bの下流側には空燃比センサ63を設けている。ポスト噴射を行なってDPF46bの再生を行なう場合、燃料噴射量が多くなりすぎると燃費が悪化し、少ないと温度が上昇しなくて再生ができなくなる。そこで、空燃比センサ63の値をECU100にフィードバックして噴射量を決める構成とする。これにより、適切な燃費となるとともに、DPF46bの再生の可能となる。また、前記空燃比センサ63の替わりに吸気マニホールド内の圧力値をフィードバックするように構成してもよい。
As shown in FIG. 5, an air-
前述のようなDPF46bの再生を行なうにあたり、複数気筒の場合、一部の気筒の燃焼を停止するように構成してもよい。このように、一部気筒の燃焼を停止することで、エンジンのフリクションは同一でもシリンダーあたりの負荷を増やして排気温度を上昇させるようにしてもよい。 When regenerating the DPF 46b as described above, in the case of a plurality of cylinders, the combustion of some cylinders may be stopped. Thus, by stopping the combustion of some cylinders, the exhaust temperature may be increased by increasing the load per cylinder even if the engine friction is the same.
前述のように、DPF46bの再生においては、自動再生と強制再生(手動再生)がある。自動再生は、走行中(路上と圃場)において、特定の条件で再生を行うものであり、強制再生(手動再生)は、DPF46b内のPM量の閾値が限界値を超えることで、機体の走行を停止して再生を行うものである。 As described above, regeneration of the DPF 46b includes automatic regeneration and forced regeneration (manual regeneration). Automatic regeneration is regeneration under specific conditions during traveling (on the road and in the field), and forced regeneration (manual regeneration) is performed when the threshold of the amount of PM in the DPF 46b exceeds a limit value, Is stopped and playback is performed.
前記自動再生中において、エンジンを停止して再びエンジンを再始動した際、DPF46b内の温度が所定値以上の高温状態であれば、自動再生を再開させる構成とする。たとえ負荷が低くて通常の自動再生実施の負荷に到達していなくても、自動再生を直ぐに再開させる構成とする。これにより、再生の機会が増えて積極的に再生が行われるので、DPF46b内のPM量が過堆積になるのを防止できる。また、DPF46b再生の効率が良くなるので、エンジンオイルに入る燃料のダイリューション量を減らすことができるようになる。図6フローチャートを示している。 During the automatic regeneration, when the engine is stopped and restarted again, the automatic regeneration is resumed if the temperature in the DPF 46b is a high temperature state equal to or higher than a predetermined value. Even if the load is low and the load for carrying out normal automatic regeneration is not reached, the automatic regeneration is restarted immediately. As a result, regeneration opportunities are increased and regeneration is performed actively, so that the amount of PM in the DPF 46b can be prevented from being excessively deposited. Further, since the efficiency of regeneration of the DPF 46b is improved, the amount of fuel dilution entering the engine oil can be reduced. FIG. 6 shows a flowchart.
また、自動再生の許可-禁止を切り替えるためのスイッチ71を設けており、この自動再生許可禁止スイッチ71で禁止を選択していると、自動再生は禁止される構成である。さらに、パーキングブレーキスイッチ72が入り(機体停止状態)であり、作業機を駆動するためのPTOスイッチが切り(外部動力停止)であれれば、自動再生を禁止する構成とする。即ち、停車している状態で作業機を動かしていない状態が所定時間以上続くと、自動再生を行わない構成とする。これにより、例えば狭い車庫に停車している場合が想定され、自動再生を禁止することで、高温の排気ガスが近辺の燃え易いものに引火してしまうのを防ぐことができる。 Further, a switch 71 for switching automatic reproduction permission / prohibition is provided. When prohibition is selected by the automatic reproduction permission prohibition switch 71, automatic reproduction is prohibited. Further, when the parking brake switch 72 is turned on (airframe stop state) and the PTO switch for driving the work machine is turned off (external power stop), automatic regeneration is prohibited. In other words, the automatic regeneration is not performed when a state where the work machine is not moved while the vehicle is stopped continues for a predetermined time or longer. Thus, for example, it is assumed that the vehicle is stopped in a narrow garage, and by prohibiting automatic regeneration, it is possible to prevent high-temperature exhaust gas from being ignited by a nearby flammable gas.
図8と図9は残燃料による自動再生と手動再生の禁止についての説明図である。燃料センサ80(図7)による燃料の残量が閾値F1以上のときは、自動再生を手動再生を許可する。燃料の残量が閾値F1以下になると、自動再生を禁止して、手動再生は許可する。燃料の残量が閾値F2以下になると、手動再生も禁止する構成とする。これにより、再生時におけるガス欠を防止できるようになる。また、手動再生は燃料残量が少なくなるまで実施を許可することで、再生する機会が増えるようになり、DPF46b内のPM量が過堆積になるのを防止できる。 FIG. 8 and FIG. 9 are explanatory diagrams about prohibition of automatic regeneration and manual regeneration with residual fuel. When the remaining amount of fuel by the fuel sensor 80 (FIG. 7) is equal to or greater than the threshold value F1, automatic regeneration is permitted for manual regeneration. When the remaining amount of fuel falls below the threshold value F1, automatic regeneration is prohibited and manual regeneration is permitted. When the remaining amount of fuel falls below the threshold value F2, manual regeneration is also prohibited. Thereby, it becomes possible to prevent gas shortage during regeneration. Moreover, by allowing the manual regeneration to be performed until the remaining amount of fuel decreases, the opportunity for regeneration increases, and the amount of PM in the DPF 46b can be prevented from being excessively deposited.
図10について説明する。DPF46b内のPM堆積量が多くなり、DPFを再生する必要が生じた領域P1になると、PM量の堆積量が増えるにしたがい、再生を許可するためのエンジンの冷却水温度の閾値を下げる構成とする。これにより、再生を実施する機会が増え、PMが過堆積になるのを防止できる。また、サーモスタットの故障により、水温が上昇しにくい状況であった際も、再生を実施しやすくなる。 FIG. 10 will be described. When the amount of PM accumulated in the DPF 46b increases and the region P1 where it is necessary to regenerate the DPF, the threshold value of the engine coolant temperature for permitting regeneration is decreased as the amount of PM accumulated increases. To do. Thereby, the opportunity to implement regeneration increases and PM can be prevented from being excessively deposited. In addition, even when the water temperature is unlikely to rise due to a malfunction of the thermostat, it becomes easier to carry out the regeneration.
また、GPS74(図7)を搭載しているトラクタにおいては、GPSで検出している現在の位置情報が、予め設定している位置情報S1と一致すると、自動再生を禁止する構成とする。予め設定している位置情報S1は、例えば高温の排気ガスが排出されると困る場所である。狭い納屋などで高温の排気ガスが排藁に当たると、火災が発生することがあるので、このような場所を予め特定しておく。また、市街地などでも禁止するように構成してもよい。 Further, the tractor equipped with the GPS 74 (FIG. 7) is configured to prohibit automatic reproduction when the current position information detected by the GPS matches the preset position information S1. The preset position information S1 is a place where, for example, high temperature exhaust gas is exhausted. Since a fire may occur when hot exhaust gas hits a small barn or the like, such a place is specified in advance. Moreover, you may comprise so that it may prohibit also in a city area etc.
さらに、前記GPSの位置情報S1に加え、排気管からの距離センサが狭い場所であることを検出したり、照度センサにより納屋などの暗い場所であることを検出することで、手動再生や自動再生を禁止するように構成してもよい。また、警告メッセージを出すように構成してもよい。 Further, in addition to the GPS position information S1, manual regeneration or automatic regeneration is performed by detecting that the distance sensor from the exhaust pipe is a narrow place or detecting a dark place such as a barn by an illuminance sensor. May be configured to be prohibited. Moreover, you may comprise so that a warning message may be output.
図11はトラクタのメータパネル75を示している。符号76はエンジン回転系、符号77は各種情報を表示する液晶パネル、符号78は各種警告灯である。そして、符号79は手動再生を実施する手動再生スイッチであり、メーターパネル75の表面カバーを貫通した棒状のスイッチ構成としている。これにより、手動再生スイッチが見やすくなる。
FIG. 11 shows a
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。 It can be used for farm vehicles such as tractors and combiners as well as general vehicles.
PM 粒状化物質
21 作業機
46b ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
52 上流側圧力センサ
53 下流側圧力センサ
59 温度センサ
72 パーキングブレーキスイッチ
73 PTOスイッチ
80 燃料センサ
PM Granulated material 21 Work machine 46b Diesel particulate filter (DPF)
52 Upstream pressure sensor 53
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---|---|---|---|---|
JP2016003604A (en) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 三菱マヒンドラ農機株式会社 | Combine-harvester |
JP2021008863A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
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- 2012-10-31 JP JP2012240683A patent/JP2014088860A/en active Pending
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