JP2019044691A - Tractor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、農業機械であるトラクタに関し、特にEGR回路のEGRバルブが固着するのを防止する構成を備えたトラクタに関する。 The present invention relates to a tractor that is an agricultural machine, and more particularly to a tractor having a configuration that prevents an EGR valve of an EGR circuit from sticking.
EGRバルブの精度を向上させて数度単位で開閉制御を行う技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 A technique for improving the accuracy of an EGR valve and performing opening / closing control in units of several degrees is disclosed (for example, see Patent Document 1).
前述のような技術では、EGRバルブの精度向上のためにバルブ自体が高価になるという問題がある。 The technique as described above has a problem that the valve itself is expensive for improving the accuracy of the EGR valve.
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。 The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
すなわち、請求項1記載の発明では、排気ガスの一部を吸気側へ還元するEGR回路44を有するディーゼルエンジンEを搭載したトラクタにおいて、前記EGR回路44に還元される排気ガスを冷却するEGRクーラ57と排気ガスの還元量を調整するEGRバルブ43を設け、前記EGRクーラ57はエンジンEの冷却水で冷却する構成とし、エンジンEの冷却水温度が所定温度以下の場合には、前記EGRバルブ43を閉じて排気ガスの吸気側への還元を一時的に中断する構成としたことを特徴とするトラクタとしたものである。
That is, according to the first aspect of the present invention, in a tractor equipped with a diesel engine E having an
請求項2記載の発明では、前記エンジンEの冷却水温度が所定温度を超えると、前記EGRバルブ43を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元する機能を再開する構成としたことを特徴とする請求項1に記載のトラクタとしたものである。 According to a second aspect of the present invention, when the cooling water temperature of the engine E exceeds a predetermined temperature, the EGR valve 43 is opened to resume the function of reducing a part of the exhaust gas to the intake side. The tractor according to claim 1.
請求項3記載の発明では、排気ガスの一部を吸気側へ還元するEGR回路44を有するディーゼルエンジンEを搭載したトラクタにおいて、前記EGR回路44に還元される排気ガスを冷却するEGRクーラ57と排気ガスの還元量を調整するEGRバルブ43を設け、前記EGRクーラ57はエンジンEの冷却水で冷却する構成とし、エンジン始動後において、所定時間以内は前記EGRバルブ43を閉じて排気ガスの吸気側への還元を一時的に中断する構成とし、エンジン始動後所定時間以内であっても、エンジンEの冷却水温度が所定温度を超えていれば、前記EGRバルブ43を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元する構成と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 a tractor equipped with a diesel engine E having an
本発明は上述のごとく構成したので、請求項1〜3の発明においては、EGRバルブ43が固着するのを防止できる。 Since the present invention is configured as described above, the EGR valve 43 can be prevented from sticking in the first to third aspects of the invention.
本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described.
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。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pressure accumulation type fuel injection device. The accumulator type 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。
Thus, the common rail 1 injects fuel to each
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。
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
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
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 cabin 14 shown in FIG. 3 is omitted.
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
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。
The exhaust gas combusted in the
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 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
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
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。 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.
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。
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.
前記EGRバルブ43においては、煤、HCが付着するとともに結露などの水分と一体化して粘性状の液体となる。このような状態ではEGRバルブ43は作動するが、エンジンを停止させてエンジンが冷えると前記粘性状の液体が固着してしまい、エンジンを再始動させるとEGRバルブ43が動かなくなることがある。このような問題を解決するためにEGRバルブ43にクリーニング機能を設けている。即ち、エンジン停止後のアフターラン中にEGRバルブ43を強制作動させて粘性状の液体を除去することで、エンジンが冷えてもEGRバルブ43は固着しなくなる。 In the EGR valve 43, soot and HC adhere and become a liquid that is integrated with moisture such as condensation. In such a state, the EGR valve 43 operates. However, when the engine is stopped and the engine is cooled, the viscous liquid is fixed, and when the engine is restarted, the EGR valve 43 may not move. In order to solve such a problem, the EGR valve 43 is provided with a cleaning function. That is, the EGR valve 43 is forcibly operated during the after-run after the engine is stopped to remove the viscous liquid, so that the EGR valve 43 does not stick even if the engine is cooled.
前記EGRクーラ57は、エンジンの冷却水で冷却する構成とする。符号80aは冷却水の給水管で、符号80bは冷却水の排水管である。排気ガスをエンジンの冷却水で冷却する場合、冷却水の温度が低すぎると排気ガスから結露水が発生してしまい、結露水と煤が混合した状態でEGRバルブ43に付着するとEGRバルブ43の動きが悪くなり、さらにエンジンを停止してエンジンが冷えると、EGRバルブ43は結露水と煤の混合物で固着してしまう。
The
そこで、エンジンの冷却水温度が所定温度以下(60度未満)の時には、EGRバルブ43を閉じて排気ガスの一部を吸気側に還元する機能を一時的に中断する構成とする。そして、エンジン冷却水温度が60度以上になると、EGRバルブ43を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元する機能を再開する構成とする。これにより、EGRバルブ43が固着して動作しなくなるような不具合を防止できる。 Therefore, when the engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (less than 60 degrees), the EGR valve 43 is closed to temporarily interrupt the function of reducing part of the exhaust gas to the intake side. When the engine coolant temperature becomes 60 ° C. or more, the EGR valve 43 is opened to resume the function of reducing a part of the exhaust gas to the intake side. Thereby, the malfunction that the EGR valve 43 adheres and cannot operate | move can be prevented.
また、エンジン始動後において、所定時間以内はEGRバルブ43を閉じて排気ガスの一部を吸気側に還元する機能を一時的に中断する構成とする。そして、エンジン始動後の時間が10分を超えると、EGRバルブ43を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元する機能を再開する構成とする。前記所定時間は10分程度であるが、エンジンの排気量等により増減する。 In addition, after the engine is started, the EGR valve 43 is closed within a predetermined time period to temporarily interrupt the function of reducing a part of the exhaust gas to the intake side. And if the time after engine start exceeds 10 minutes, it will be set as the structure which opens the EGR valve 43 and resumes the function to reduce a part of exhaust gas to the intake side. The predetermined time is about 10 minutes, but it varies depending on the engine displacement.
エンジン始動後所定時間以内であっても、エンジンEの冷却水温度が所定温度を超えていれば、EGRバルブ43を開いて排気ガスの一部を吸気側に還元する構成とする。 Even within the predetermined time after the engine is started, if the coolant temperature of the engine E exceeds the predetermined temperature, the EGR valve 43 is opened to reduce part of the exhaust gas to the intake side.
O2センサ81(図5)を後処理装置46の上流側に設けており、O2センサ81からの数値を常時監視する。そして、決められた回転・負荷時におけるO2(酸素)の変化から推定されるEGR率R1を算出する。
An O2 sensor 81 (FIG. 5) is provided on the upstream side of the post-processing device 46, and the numerical value from the
予め実験的に求められた運転時間に対するEGR率R2と前記EGR率R1を比較し、小さい方のEGR率を採用し、それからEGR率開度補正量を算出して補正を行う構成とする(図6、図7)。 The EGR rate R2 with respect to the operation time obtained in advance experimentally is compared with the EGR rate R1, the smaller EGR rate is adopted, and then the EGR rate opening correction amount is calculated to perform correction (see FIG. 6, FIG. 7).
現在のO2センサ81から求められるEGR率は正確な値であるが、環境や運転状況の違いから計測誤差が生じるため、予め実験的に求められたEGR率変化と比較して開度補正を行うことにより、過大なあるいは過小な補正となることを防止できるため、安定したEGR開度補正を行うことができる。
Although the EGR rate obtained from the
吸気マニホールド38内に温度センサ38aを設け、排気マニホールド42内に温度センサ42aを設ける構成とする。負荷率・排気温度(温度センサ42aの値)に対して、吸気マニホールド38内の吸気温度(温度センサ38aの値)が高温である場合、インタークーラー37の冷却に異常が発生していると判断し、メータパネルに異常・点検を促す表示を行なう構成とする(図9)。図8は閾値ラインの補正を示しており、現在の排気温度が基準排気温度よりも高い場合には、閾値ラインをプラス(+)の補正をする。現在の排気温度が基準排気温度よりも低い場合には、閾値ラインをマイナス(−)の補正をする。現在の吸気温度が、閾値ラインよりも高いか否かの判断を行う。
A temperature sensor 38 a is provided in the intake manifold 38 and a temperature sensor 42 a is provided in the
通常インタークーラー37を通過後の吸気温度は、負荷率が高いほど高くなるが、吸気マニホールド38内の吸気温度は、負荷率が高いほど高いとは限らない。これは、EGRガスによる影響を受けるためである。
Normally, the intake air temperature after passing through the
負荷率を基準として、排気温度(温度センサ42aの値)に対する吸気温度(温度センサ38aの値)が、想定よりも上昇している場合、インタークーラー37の冷却に異常が発生している可能性があり、点検作業を促す。これにより、インタークーラー37の異常状態を確実に早めに判断できるようになる。
If the intake air temperature (the value of the temperature sensor 38a) relative to the exhaust temperature (the value of the temperature sensor 42a) is higher than expected with the load factor as a reference, there is a possibility that an abnormality has occurred in the cooling of the
次に、DPF46bの別の再生方法について説明する。 Next, another method for regenerating the DPF 46b will be described.
従来においては、PM堆積量あるいは運転時間のどちらかの最大(Max)選択によって再生を始める構成では、再生が短時間の間に連続して実施させる必要が起こる可能性があった。 Conventionally, in a configuration in which regeneration is started by selecting the maximum (Max) of either the PM accumulation amount or the operation time, there is a possibility that regeneration needs to be continuously performed in a short time.
そこで、以下のように構成する。予測したPM堆積量又は運転時間のどちらかの最大(Max)選択によってDPF再生を実施する構成で、予測PM堆積量の再生閾値よりも、運転時間による閾値に早く到達した場合、予測PM堆積量で実施された平均DPF再生間隔Xaveあるいは規程時間Yの最小(Min)選択された時間までは再生を実施しない構成とする。図10のFで示すように、予測PM堆積量と積算運転時間から最大(Max)選択させるものでは、予測PM堆積量による再生が終了した後に、連続して積算運転時間による再生が起こりえる。 Therefore, the configuration is as follows. In a configuration in which DPF regeneration is performed by selecting either the predicted PM accumulation amount or the operation time maximum (Max), if the threshold value due to operation time is reached earlier than the regeneration threshold value of the predicted PM accumulation amount, the estimated PM accumulation amount The reproduction is not carried out until the average DPF regeneration interval Xave performed in the above or the minimum (Min) selected time of the regulation time Y is selected. As indicated by F in FIG. 10, when the maximum (Max) is selected from the predicted PM accumulation amount and the accumulated operation time, regeneration based on the accumulated operation time can occur continuously after the regeneration based on the estimated PM accumulation amount is completed.
そこで、運転時間による再生時期に到達しても、平均再生間隔時間Xaveあるいは規程時間Y(再生間隔が長すぎる場合は、規定時間で制限をする)まで再生実施を待つことで、連続して再生が実施されるのを防止できる。 Therefore, even if the regeneration time due to the driving time is reached, continuous regeneration is performed by waiting for the regeneration until the average regeneration interval time Xave or the regulation time Y (if the regeneration interval is too long, it is limited by the specified time). Can be prevented from being implemented.
これにより、運転時間による再生閾値に到達しても、前回の再生からの運転時間が短すぎる場合は、再生が実施されないようにするため、現実的に必要でない時期での再生を見送ることができる。 As a result, even if the regeneration threshold value due to the operation time is reached, if the operation time from the previous regeneration is too short, the regeneration is not performed, so that the regeneration at a time that is not actually necessary can be forgotten. .
また、過去の自動再生周期に対して手動再生周期が短い場合(例えば、自動再生周期の50%)は、過去の平均負荷率と合わせて異常と判断されると、点検を促す表示を行なう。これにより、早期に異常を検出することができ、エンジン本体や後処理装置のトラブルを未然に防止できる。 Further, when the manual regeneration cycle is shorter than the past automatic regeneration cycle (for example, 50% of the automatic regeneration cycle), if it is determined that there is an abnormality together with the past average load factor, a display prompting inspection is performed. Thereby, abnormality can be detected at an early stage, and troubles in the engine main body and the aftertreatment device can be prevented in advance.
図11はエンジンEを覆うボンネット82の形状を示している。エンジンEの後部上方に後処理装置46を搭載している。後処理装置46は、DOC単体、DPF単体、DOCとDPFの組み合わせなどである。また、SCRであってもよい。ボンネット82は、エンジンEの上方を覆っているが、できるだけエンジンEに近づける構成としている。そして、後処理装置46が搭載されている部分においては、後処理装置46の略上側半分が入るように、ボンネット82に凹部82aを形成する。ボンネット82に凹部82aを形成することで、高さHが生じることになるが、限定された範囲内なので問題はない。また、網状の排熱口82bを設ける構成としている。
FIG. 11 shows the shape of the
これにより、ボンネット82部分がコンパクトに構成でき、メンテナンス性が向上する。また、網状の排熱口82bを設けることで、後処理装置46周辺に熱が溜まるのを防止できる。
Thereby, the
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.
E エンジン
43 EGRバルブ
44 EGR回路
57 EGRクーラ
E Engine 43
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017168493A JP2019044691A (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Tractor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021148027A (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | 井関農機株式会社 | Work vehicle |
-
2017
- 2017-09-01 JP JP2017168493A patent/JP2019044691A/en active Pending
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