JP5524510B2 - コンバイン - Google Patents
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Description
図1〜図12は、作業機械であるコンバインに本願発明を適用した場合の第1実施形態を示している。なお、図1〜図3までのコンバインに関する説明では、走行機体1の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。これらを便宜的に、コンバインにおける四方及び上下の位置関係の基準としている。
まず、図1〜図3を参照しながら、作業機械の第1実施形態であるコンバインの全体構造について説明する。コンバインは、左右一対の走行クローラ2にて支持された走行機体1を備えている。走行機体1の前部には、穀稈を刈り取りながら取り込む6条刈り用の刈取装置3が、単動式の昇降用油圧シリンダ4によって刈取回動支点軸4a回りに昇降調節可能に装着されている。走行機体1には、フィードチェン6を有する脱穀装置5と、脱穀後の穀粒を貯留する穀粒タンク7とが横並び状に搭載されている。この場合、脱穀装置5が走行機体1の進行方向左側に、穀粒タンク7が走行機体1の進行方向右側に配置されている。走行機体1の後部に旋回可能な穀粒排出オーガ8が設けられている。穀粒タンク7の内部の穀粒が、穀粒排出オーガ8の籾投げ口9からトラックの荷台またはコンテナ等に排出されるように構成されている。脱穀装置5及び穀粒排出オーガ8が作業部に相当するものである。刈取装置3の右側方で且つ穀粒タンク7の前側方には、運転キャビン10が設けられている。
次に、主として図3〜図7を参照しながら、コモンレール式のディーゼルエンジン70の全体構造について説明する。なお、図4〜図7までのディーゼルエンジン70に関する説明では、走行機体1に対して後向きになるディーゼルエンジン70の吸気マニホールド73設置側を単にディーゼルエンジン70の後側と称し、同じく走行機体1に対して前向きになるディーゼルエンジン70の排気マニホールド71設置側を単にディーゼルエンジン70の前側と称する。
次に、図3〜図7及び図9〜図11を参照しながら、コモンレールシステム117とディーゼルエンジン70の燃料系統構造を説明する。図4及び図9に示す如く、ディーゼルエンジン70に設けられた4気筒分の各インジェクタ115に、燃料ポンプ116とコモンレールシステム117とを介して、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を有する。コモンレールシステム117は、円筒状のコモンレール120を有する。
次に、図11を参照して、燃料噴射制御を実行するための構造を説明する。第1実施形態のコンバインには、制御手段の一例として、ディーゼルエンジン70における各気筒の燃料噴射バルブ119を作動させる燃料噴射コントローラ311が搭載されている。燃料噴射コントローラ311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記憶手段としてのROM、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのRAM、及び入出力インターフェイス等を備えている。
次に、図12のフローチャートを参照しながら、上記したDPF60の強制再生制御の一例について説明する。第1実施形態の強制再生制御は、排気ガス温度の検出値Texが再生可能温度(例えば約300℃)以下で、且つ、圧力センサ66の検出値Pと基準圧力値Psとの圧力差ΔPが限界圧力差値ΔP0以上か否かを判別する(ステップS1)。当該条件が成立しているときは(ステップS1:YES)、スートフィルタ65に粒子状物質が堆積しているだけでなく、スートフィルタ65再生動作が進行しない状態にある。そこで、次に、デセルスイッチ335を入り操作した状態のもとで、作業クラッチレバー18の切り操作(脱穀装置5の停止)が作業クラッチセンサ331にて検出され、穀粒排出オーガ8の停止が穀粒排出センサ332にて検出され、更に、主変速レバー16の中立位置操作(走行機体1の停止)が車速センサ336にて検出されているか否かを判別し(ステップS2)、当該条件が成立していれば(ステップS2:YES)、オートデセル制御を実行する(ステップS3)。すなわち、各インジェクタ115からの燃料の噴射状態を調節して、ディーゼルエンジン70のエンジン回転数をアイドリング回転数にまで低下させる。次いで、DPF60(スートフィルタ65)の強制再生が必要な旨を、音声装置337にて所定時間にわたって報知したのち(ステップS4)、ステップS2の条件が継続して成立しているか否かを判別し(ステップS5)、成立していなければ(ステップS5:NO)、各インジェクタ115からの燃料の噴射状態を調節して、ディーゼルエンジン70のエンジン回転数を低下前の元の回転数まで戻す(ステップS6)。
図13〜図16は、作業機械である油圧ショベルに本願発明を適用した場合の第2実施形態を示している。なお、図13及び図14での油圧ショベルに関する説明では、走行機体1の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。これらを便宜的に、油圧ショベルにおける四方及び上下の位置関係の基準としている。
図13及び図14を参照しながら、作業機械の第2実施形態である油圧ショベルの全体構造について説明する。図13及び図14に示す如く、油圧ショベル400は、左右一対の走行クローラ403を有する履帯式の走行装置402と、走行装置402上に設けられた旋回機体404とを備えている。旋回機体404は、図示しない旋回用油圧モータによって、360°の全方位にわたって水平旋回可能に構成されている。走行装置402の後部には、対地作業用の土工板405が昇降動可能に装着されている。旋回機体404の左側部には、操縦部406とディーゼルエンジン70とが搭載されている。ディーゼルエンジン70及びその補機群の構成は第1実施形態と基本的に同じものなので、第1実施形態と同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。旋回機体404の右側部には、掘削作業のためのブーム411及びバケット413を有する作業部410が設けられている。
次に、図15を参照して、燃料噴射制御を実行するための構造を説明する。第2実施形態の油圧ショベル400に搭載された燃料噴射コントローラ311の基本構成は、第1実施形態のものと同様である。燃料噴射コントローラ311の入力側には、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312と、燃料ポンプ116を回転又は停止させる電磁クラッチ313と、ディーゼルエンジン70のエンジン回転数(エンジン出力軸74のクランク型カムシャフト位置)を検出するエンジン回転センサ314と、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315と、アクセルレバー又はアクセルペダル等のアクセル操作具(図示省略)の操作位置を検出するアクセルセンサ316と、ターボ過給機100の圧力を検出するターボ昇圧センサ317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318と、ディーゼルエンジン70の冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ319とが接続されている。
次に、図16のフローチャートを参照しながら、DPF60の強制再生制御の一例について説明する。第2実施形態の強制再生制御は、排気ガス温度の検出値Texが再生可能温度(例えば約300℃)以下で、且つ、圧力センサ66の検出値Pと基準圧力値Psとの圧力差ΔPが限界圧力差値ΔP0以上か否かを判別する(ステップS11)。当該条件が成立しているときは(ステップS11:YES)、デセルスイッチ335を入り操作した状態のもとで、操作レバー416の位置固定状態(ブーム及びバケットの停止)がレバーセンサ433にて所定時間継続して検出されているか否かを判別し(ステップS12)、当該条件が成立していれば(ステップS12:YES)、オートデセル制御を実行する(ステップS13)。すなわち、各インジェクタ115からの燃料の噴射状態を調節して、ディーゼルエンジン70のエンジン回転数をアイドリング回転数にまで低下させる。次いで、DPF60(スートフィルタ65)の強制再生が必要な旨を、音声装置337にて所定時間にわたって報知したのち(ステップS14)、ステップS12の条件が継続して成立しているか否かを判別し(ステップS15)、成立していなければ(ステップS15:NO)、各インジェクタ115からの燃料の噴射状態を調節して、ディーゼルエンジン70のエンジン回転数を低下前の元の回転数まで戻す(ステップS16)。
図17〜図23は、電子ガバナ式のディーゼルエンジンを搭載した油圧ショベルに本願発明を適用した場合の第3実施形態を示している。油圧ショベル400の構成は第2実施形態と基本的に同じものなので、第2実施形態の符号と同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図17〜図21を参照しながら、電子ガバナ式のディーゼルエンジン570の全体構造について説明する。なお、ディーゼルエンジン570に関する説明では、油圧ショベル400に対して後向きになるディーゼルエンジン570の吸気マニホールド573設置側を単にディーゼルエンジン570の後側と称し、同じく油圧ショベル400に対して前向きになるディーゼルエンジン570の排気マニホールド571設置側を単にディーゼルエンジン70の前側と称する。
次に、図22及び図23を参照しながら、燃料噴射制御を実行するための構造とその制御態様とについて説明する。DPF60において、排気ガスの浄化性能を適正状態に維持するには、排気ガス温度が所定温度(概ね300℃程度)以上である必要がある。この点、第3実施形態では、排気絞り装置626を利用することによって、ディーゼルエンジン570からの排気ガス温度を調節し得るように構成されている。
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。例えば本願発明を適用する作業機のエンジンは、コモンレール式でも電子ガバナ式でもよい。また、強制再生制御のための構成は、燃料噴射量や排気絞り装置を制御するタイプに限らず、油圧機器等を利用してのダミー負荷をエンジンに掛けたり、吸気スロットルを制御したりしてもよい。要は排気ガス温度を強制上昇させ得る構成になっていればよい。更に、農作業機(コンバインやトラクタ等)や建設機械(油圧ショベルやフォークリフト等)といった作業機械に限らず、発電機又は船舶等にも本願発明を適用できる。作業機は、農作業機、建設機械、発電機、船舶等の総称として使用している。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、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
64 ディーゼル酸化触媒
65 スートフィルタ
66 圧力センサ
70 コモンレール式のディーゼルエンジン
117 コモンレールシステム
311 制御手段としての燃料噴射コントローラ
331 作業クラッチセンサ
332 穀粒排出センサ
333 変速センサ
334 排気温度センサ
335 デセルスイッチ
336 車速センサ
337 音声装置
433 レバーセンサ
570 電子ガバナ式のディーゼルエンジン
626 排気絞り装置
658 燃料噴射装置
Claims (1)
- 走行機体(1)に搭載したエンジン(70)、脱穀装置(5)及び穀粒排出オーガ(8)と、前記エンジン(70)の排気経路に設けられた排気ガス浄化用のフィルタ装置(60)と、前記フィルタ装置(60)の詰り状態及び前記エンジン(70)の駆動状態に基づき、前記エンジン(70)の出力を上げて前記フィルタ装置(60)を再生させる強制再生制御の要否を判別し実行する制御手段(311)とを備えているコンバインであって、
エンジン回転数をアイドリング回転数にまで低下させるオートデセル制御の可否を選択操作するための選択操作手段(335)を備え、
前記制御手段(311)は、前記強制再生制御が必要な場合において、前記選択操作手段(335)を許可操作した状態のもとで、前記走行機体(1)、前記脱穀装置(5)及び前記穀粒排出オーガ(8)の三者が停止状態であるときに、前記強制再生制御の実行を禁止して前記オートデセル制御を優先して実行し、
前記強制再生制御が必要な場合において、前記選択操作手段(335)を許可操作した状態のもとで、前記走行機体(1)、前記脱穀装置(5)及び前記穀粒排出オーガ(8)の三者のうち少なくとも一つが駆動状態であるときに、前記オートデセル制御の実行を禁止して前記強制再生制御の実行を許容するように構成している、
コンバイン。
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