JP7234830B2 - work vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタ、油圧式無段変速装置、ローダーを備えた作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle equipped with a diesel particulate filter, a hydraulic continuously variable transmission, and a loader .
DPF再生中において、減速走行が検出されるとヒータでDPFを温める構成である(例えば、特許文献1参照。)。 During DPF regeneration, when deceleration is detected, the DPF is warmed by a heater (see, for example, Patent Document 1).
前述のような技術では、別のヒータが必要となり、コスト高となる。
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。
Techniques such as those described above require a separate heater, which is costly.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a work vehicle equipped with a diesel engine that eliminates the problems described above.
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、油圧式無段変速装置と、ディーゼルエンジンを搭載した作業車両において、作業車両の機体前部にローダー(70)を装着し、前記ローダー(70)の高さが所定高さ以上であって、油圧式無段変速装置の油圧値が所定値以上の場合に前記ディーゼルパティキュレートフィルタ(46b)の再生を実施する構成と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, in the invention according to claim 1, in a work vehicle equipped with a diesel particulate filter (46b) that collects particulate matter (PM) in exhaust gas, a hydraulic continuously variable transmission, and a diesel engine, A loader (70) is attached to the front part of the machine body of the work vehicle, and when the height of the loader (70) is a predetermined height or more and the hydraulic pressure value of the hydraulic continuously variable transmission is a predetermined value or more, the diesel engine The working vehicle is characterized in that it is configured to regenerate the particulate filter (46b) .
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本発明は上述のごとく構成したので、ローダー装着機では再生の機会が増える。 Since the present invention is configured as described above, there are more chances of regeneration in the loader mounting machine.
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。
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。
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、各シリンダーの燃料噴射ノズル6が作動して、高圧燃料がエンジンEの各シリンダー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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an accumulator fuel injection system. The accumulator fuel injection device is applied to, for example, a multi-cylinder diesel engine, but may be applied to a gasoline engine. The pressure accumulator fuel injection device includes a common rail 1 that accumulates high-pressure fuel corresponding to the injection pressure, a pressure sensor 2 attached to the common rail 1, and a
Thus, the common rail 1 injects fuel into each
The fuel in the
The high-pressure fuel in the common rail 1 is supplied to the
A
Specifically, a target common rail pressure is set according to engine operating conditions, and the common rail pressure is feedback-controlled via the
As shown in FIG. 2, the
Driving mode A is a droop control in which the output fluctuates as the engine speed fluctuates. It is used when traveling without doing farm work. For example, when the running speed is decelerated or stopped by applying the brakes, the engine speed decreases as the running load increases, so the running speed can be decelerated or stopped safely.
The normal work mode B is isochronous control in which the engine speed is constant even if the load fluctuates and the output is changed according to the load. It is used for normal farm work. For example, in the case of a tractor, resistance is applied to the plowing blade when the land is hard during plowing work, and in the case of a combine harvester, output fluctuates and the number of rotations is maintained even when the load increases due to the large amount of harvested material during harvesting work. It is time.
Heavy work mode C is similar to normal work mode B. In addition to isochronous control that changes the output according to the load at a constant engine speed even if the load fluctuates, when the load approaches the limit, the speed is increased and the output is increased. This is a control with heavy load control that raises In particular, it is used when agricultural work is performed near the load limit. For example, when plowing with a tractor, even if a particularly hard field is encountered, the engine output increases beyond the normal limit, enabling efficient work without interrupting the work. .
These work modes A, B, and C are operated by operating a work mode selector switch that can switch between the work modes A, B, and C, or by operating a travel gear shift lever of an agricultural vehicle (tractor, combine, rice transplanter, etc.), Alternatively, it is configured to be switched by on/off operation of a work clutch (rotary in the case of a tractor, and reaping section and threshing section in the case of a combine harvester).
In the diesel engine E, by performing pilot injection in which a small amount of fuel is injected in a pulsed manner prior to the main injection, it is possible to shorten the ignition delay, reduce the knocking sound peculiar to the diesel engine E, and reduce noise. configuration.
This pilot injection was performed only once or twice before the main injection. By changing the state of , it is possible to reduce noise and suppress the generation of white smoke or black smoke due to incomplete combustion. Further, by performing a pilot injection in which a small amount of fuel is pulse-injected prior to the 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作業車両(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 work vehicle (tractor) equipped with a diesel engine having the common rail 1 as described above, and FIG. 4 shows a plan view thereof. The plan view shows a state in which 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 has
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。
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。
A
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。
A
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。
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。
FIG. 5 is a schematic diagram of the intake and exhaust into 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。
This 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。
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。
After passing through the exhaust turbine 45, the exhaust gas passes through the aftertreatment device 46 and is discharged from the
The oxidation catalyst (DOC) burns the incombustible chamber, and the diesel particulate filter (DPF) collects particulate matter (PM). The EGR valve 43 and
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。
If the temperature of the exhaust gas is low (low load) continues for a long period of time, the DPF 46b is likely to be deteriorated due to accumulation of PM. Therefore, if 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。
As 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, a
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 DPF regeneration operation continues for a long time, the DPF 46b will be damaged due to overheating. 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。 By adopting the configuration as described above, an intake throttle becomes unnecessary. That is, since the intake side pressure is high in an engine with a supercharger, an exhaust throttle valve or an intake throttle is provided to secure the amount of EGR gas, and control in conjunction with the EGR valve is required, but such a system is unnecessary. 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。
In addition, since the exhaust gas is taken out downstream of the DPF 46b, it is possible to prevent the performance from deteriorating due to dirt on the supercharger TB. Since the 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 DPF regeneration operation 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 speed shifts to low idle during 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 performing forced regeneration of the DPF 46b by throttling 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。 When the engine speed is increased to the middle speed range, it may be configured so that it is once increased to the maximum speed range and then decelerated to the middle speed range. Thus, 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。 Also, during forced regeneration of the DPF 46b, when the engine speed is shifted to low idle as described above, the post-injection is interrupted, the engine speed is increased to the maximum speed, and the stage is shifted to the middle speed range. , the post injection is restarted. As a result, a rapid rise in exhaust gas temperature can be suppressed, and 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。
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。
When the differential pressure before and after the DPF 46b exceeds a predetermined value, the driver selects the regeneration mode of the DPF 46b with the selection switch 67 after the work, and the DPF 46b is automatically regenerated, and after the DPF 46b regeneration, the engine is automatically stopped. configured to Pressure
By selecting the regeneration mode even when the engine key is turned off, the engine keeps rotating in the idling state and the DPF 46b is regenerated. When the differential pressure before and after the DPF 46b becomes equal to or less than 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。
As a result, the DPF 46b can be automatically regenerated and the engine can be stopped even after the work is finished, so that the driver can leave the machine and perform other work.
When the DPF 46b is regenerated, as shown in FIG. 5, the air on the intake side 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。
Also, 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-fuel ratio sensor 63 is provided downstream of the DPF 46b. When the post-injection is performed to regenerate the DPF 46b, if the fuel injection amount is too large, the fuel consumption deteriorates, and if it is too small, the temperature does not rise and the regeneration cannot be performed. Therefore, the value of the air-fuel ratio sensor 63 is fed back to the
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 the DPF 46b is regenerated as described above, in the case of a plurality of cylinders, combustion may be stopped in some of the cylinders. In this way, by stopping combustion in some cylinders, even if the friction of the engine is the same, the load per cylinder may be increased to raise the exhaust temperature.
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 are combined with moisture such as dew condensation to form a viscous liquid. In such a state, the EGR valve 43 operates, but when the engine is stopped and the engine cools, the viscous liquid solidifies, and when the engine is restarted, the EGR valve 43 may not operate. In order to solve such problems, the EGR valve 43 is provided with a cleaning function. That is, by forcibly operating the EGR valve 43 to remove the viscous liquid during the after-run after the engine is stopped, the EGR valve 43 will not stick even when the engine cools down.
図6は機体の前部にローダー70を装着したトラクターを示している。DPF46bの自動再生の条件として、ローダー70と油圧式無段変速装置(HST)を装着したトラクターの実施例について説明する。
FIG. 6 shows a tractor with a
図7のフローチャートと図8のタイムチャートに示すように、ローダー70の高さが所定高さ以上になると、DPF46bの自動再生制御モードに入り自動再生を実施する構成とする。これにより、定期的に自動再生を行うことで効率の良い自動再生が可能となる。
As shown in the flowchart of FIG. 7 and the time chart of FIG. 8, when the height of the
ローダー70が上昇中においては通常は作業中であり、排気ガス温度も高い状態であるのでDPFの再生に問題は無いが、エンジン始動後からの経過時間が少ない場合は、排気ガス温度が低い状態であるので、DPFの自動再生にあたり排気ガス温度も同時に確認を行い、排気ガス温度が所定温度以上であれば自動再生を実施する構成とする。これにより、確実にDPFの再生が実施されるようになる。
When the
また、図9のフローチャートに示すように、油圧式無段変速装置(HST)が装備されているトラクタにおいては、ローダー70の所定高さ以上の検出に加え、HSTの油圧値を検出し、HSTの油圧値が所定値以上の場合にDPFの自動再生を行う構成とする。HSTの油圧値が高い場合は走行負荷を受けている状態であるので、必然的に排気ガス温度も高い状態であり、効率の良い再生が可能となる。
Further, as shown in the flowchart of FIG. 9, in a tractor equipped with a hydraulic continuously variable transmission (HST), in addition to detecting that the
前述したEGRクーラ57においては、エンジンの冷却水を利用して排気ガスを冷却する構成としているが、冷却し過ぎると急激な温度低減により吸気側へ循環させる排気ガスから結露水が発生する。そこで、冷却水の温度が所定値(約60度程度)以上の場合に、EGRバルブ43を開いてEGR機能を働かせる構成とする。冷却水温度を検出する冷却水温度センサ71は、EGRクーラ57直前の位置に設ける構成としている。これにより、結露水の発生が抑制されるので、結露水と煤などが混合して発生する固着物質の生成も抑制されるので、EGRバルブ43の動きが悪くなったり固着したりするのを防止できる。
In the
機体に傾斜センサ72(図3)を設け、前進時の下り坂走行が所定時間以上続く場合には、噴射パターンを変更してアフター噴射を行う構成として排気管内の温度が下がらないように構成する。この場合、アフター噴射を行うと燃料消費量が増大するので、実際の排気温度を温度センサ59(図5)で測定して、排気温度が所定以下の場合にアフター噴射を行う構成とする。 An inclination sensor 72 (Fig. 3) is provided on the machine body, and if the downhill running during forward movement continues for a predetermined time or longer, the injection pattern is changed and after-injection is performed so that the temperature in the exhaust pipe does not drop. . In this case, after-injection increases fuel consumption, so the actual exhaust temperature is measured by a temperature sensor 59 (FIG. 5), and after-injection is performed when the exhaust temperature is below a predetermined value.
また、温度センサ59の代わりに燃料の無噴射状態が所定時間以上続いた場合でもよい。これは燃料の無噴射状態が所定時間以上継続することで、排気温度の低下温度はある程度予測できるためである。燃料の噴射状態については、ECU100からの指令に基づき、各シリンダーの燃料噴射ノズル6が作動する構成のため、ECU100で常に把握状態にある。図10にフローチャート、図11にタイムチャート、図12に噴射パターンを示している。
Further, instead of the
前進時の長い下り坂で燃料の無噴射状態が続くと、排気温度が下がってしまい、凝縮水が発生してセンサー類に悪影響を及ぼす可能性があるが、前述のような構成とすることで、凝縮水の発生とその影響を防止できるようになる。 If there is no fuel injection on a long downhill while moving forward, the temperature of the exhaust gas will drop and condensed water will form, which may adversely affect the sensors. , the generation of condensed water and its effects can be prevented.
また、DPF46bの自動再生中に前進時の長い下り坂が続くと、排気温度の低下により自動再生制御が中断されてしまう。 Further, if a long downward slope during forward movement continues during the automatic regeneration of the DPF 46b, the automatic regeneration control will be interrupted due to the decrease in the exhaust gas temperature.
そこで、このような場合には排気ブレーキ73(図5)を作動させる構成とする。図13に排気ブレーキ作動のフローチャートを示している。排気ブレーキ73は排気管55内に設けられている抵抗板73aであり、アクセルペダルを踏むのを止めると、抵抗板73aは排気管55内における排気ガスが流れる部分を狭める構成としている。これにより、排気ガスの大気中への放出が緩慢になり走行に抵抗が生じて、結果的にエンジン負荷が増大して排気ガス温度の低下を抑制できるようになる。
Therefore, in such a case, the exhaust brake 73 (FIG. 5) is configured to operate. FIG. 13 shows a flow chart of exhaust brake operation. The
次に図14と図15について説明する。 Next, FIGS. 14 and 15 will be described.
燃料フィルタ74の上流と下流側を第1バイパス回路75で接続し、この回路内に逆止弁76を設ける構成とする。
The upstream and downstream sides of the
図14に示す通常時は、燃料フィルタ74による負圧が小さいため逆止弁は開かず、燃料タンク3から燃料フィルタ74を通過した燃料がエンジンEに供給される。
図15に示す逆止弁作動時は、燃料(軽油)内のワックス成分析出によって流動性が悪くなり、燃料フィルタ74による圧力損失が大きくなることで燃料供給量が不足し、エンジン始動性が悪化する。
そこで、燃料フィルタ74による圧力損失が大きくなることで、第1バイパス回路75の逆止弁76が開き、燃料がスムーズにエンジンEに供給されて燃料供給不足による始動性悪化を防止できるようになる。
また、エンジンEからの戻り配管79と燃料フィルタ74の上流側を第2バイパス回路77で接続し、この回路内に逆止弁78を設ける構成としている。エンジンEからの戻り燃料は温度が上昇しているため、温度上昇した燃料の一部を燃料フィルタ74内に供給し、燃料フィルタ74内の軽油ワックス成分を溶解させる構成とする。
14, the negative pressure by the
When the check valve shown in FIG. 15 is actuated, the wax component in the fuel (light oil) precipitates, resulting in poor fluidity and increased pressure loss due to the
Therefore, as the pressure loss due to the
A
PM 粒状化物質
46b ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
59 温度センサ
72 傾斜センサ
PM Particulate Matter 46b Diesel Particulate Filter (DPF)
59
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