WO2011002055A1 - エンジン装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1~図12は、作業機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、上記した自動低回転制御の一例について説明する。第1実施形態の自動低回転制御は、まず、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、すなわち、自動低回転条件が成立しているか否かを判別する(ステップS1)。当該条件が成立していれば(ステップS1:YES)、次いで、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、すなわち、強制再生条件が成立しているか否かを判別する(ステップS2)。
図13~図16は、作業機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、上記した自動低回転制御の一例について説明する。第2実施形態の自動低回転制御は、まず、デセルスイッチ335を入り操作したときに、走行レバー415の位置固定状態(走行装置402の停止)が走行センサ432にて検出され、且つ、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、すなわち、自動低回転条件が成立しているか否かを判別する(ステップS21)。当該条件が成立していれば(ステップS21:YES)、次いで、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、すなわち、強制再生条件が成立しているか否かを判別する(ステップS22)。
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570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、吸気スロットル弁593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。
図24及び図25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4実施形態を示している。第4実施形態において、油圧ショベル400及びディーゼルエンジン570の構成は第3実施形態と基本的に同じものなので、第3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。
油圧ショベルに搭載された制御手段としての電子ガバナコントローラ611は、強制低回転スイッチ35を入り操作(1回目の押し操作)したとき(強制低回転条件が成立したとき)に、エンジン回転数を所定の第1低回転数(ローアイドル回転数)まで低下させる強制低回転制御(ワンタッチデセル制御)を実行すると共に、前記強制低回転条件及び後述する強制再生条件との両方が成立したときに、後述する強制再生条件が成立していれば、排気ガス温度の低下を抑制するために、エンジン回転数をローアイドル回転数より高い第2低回転数(ハイアイドル回転数)に維持するように設定されている。電子ガバナコントローラ611は中央演算装置(CPU)や記憶手段等を有している(図示省略)。
図26及び図27は、コンバインに強制低回転制御を実行させる場合の第5実施形態を示している。第5実施形態の基本的な構造は第1実施形態と共通しているが、デセルスイッチ335に代えて強制低回転スイッチ35を採用した点において、第1実施形態と相違している(図26参照)。強制低回転スイッチ35は復帰形のプッシュスイッチ(モーメンタリスイッチともいう)であり、1回目の押下操作でエンジン回転数をローアイドル回転数まで強制的に低下させ、2回目の押下操作でエンジン回転数をローアイドル回転数から低下前の元の回転数に戻すように設定されている。
図28及び図29は、油圧ショベル400に強制低回転制御を実行させる場合の第6実施形態を示している。第6実施形態の基本的な構造は第2実施形態と共通しているが、この場合もデセルスイッチ335に代えて強制低回転スイッチ35を採用した点において、第2実施形態と相違している(図28参照)。
図30及び図31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400に強制低回転制御を実行させる場合の第7実施形態を示している。第7実施形態の基本的な構造は第3実施形態と共通しているが、この場合もデセルスイッチ335に代えて強制低回転スイッチ35を採用した点において、第3実施形態と相違している(図30参照)。
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、本願発明は、第1~第4実施形態に例示するように、自動低回転制御(オートデセル制御)にも、強制低回転制御(ワンタッチデセル制御)にも適用できる。つまり、本願発明の低回転制御とは、自動低回転制御(オートデセル制御)と強制低回転制御(ワンタッチデセル制御)との両方を含む概念である。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)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
593 吸気スロットル弁
658 燃料噴射装置
Claims (6)
- 動力源としてのエンジンと、前記エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化用のフィルタ装置と、予め設定された低回転条件の成立時にエンジン回転数を所定の第1低回転数まで低下させる低回転制御を実行する制御手段とを備えているエンジン装置であって、
前記制御手段は、前記低回転条件と予め設定された強制再生条件との両方が成立したときに、排気ガス温度の低下を抑制するために、エンジン回転数を前記第1低回転数より高い第2低回転数に維持するように構成されている、
エンジン装置。 - 前記制御手段は、前記エンジン回転数を前記第2低回転数にしてから、前記強制再生条件だけが解消したときに、前記エンジン回転数を前記第1低回転数まで低下させるように構成されている、
請求項1に記載したエンジン装置。 - 前記制御手段は、前記エンジン回転数を前記第2低回転数にしてから、前記低回転条件及び前記強制再生条件の両方が解消したときに、前記エンジン回転数を前記両条件成立前の元の回転数に戻すように構成されている、
請求項1又は2に記載したエンジン装置。 - 動力源としてのエンジンと、前記エンジンの排気経路に配置された排気ガス浄化用のフィルタ装置と、前記フィルタ装置の詰り状態及び前記エンジンの駆動状態に基づいて前記フィルタ装置の強制再生制御を実行する制御手段とを備えているエンジン装置であって、
エンジン回転数を所定の低回転数まで強制的に低下させる強制低回転制御を実行するための強制低回転操作手段を備えており、
前記制御手段は、前記強制再生制御の要否に拘らず、前記強制低回転操作手段を入り操作したときに前記強制低回転制御を優先して実行するように構成されている、
エンジン装置。 - 前記制御手段は、前記エンジン装置が搭載される作業機に対する移動系操作手段又は作業系操作手段を操作したときに、前記強制低回転制御を停止し、このときに前記フィルタ装置内の詰り状態が予め設定された状態に達していれば、前記強制再生制御を実行する一方、前記フィルタ装置内の詰り状態が予め設定された状態に達していなければ、前記エンジン回転数を低下前の元の回転数に戻すように構成されている、
請求項4に記載したエンジン装置。 - 前記制御手段は、前記強制低回転制御の実行中において前記フィルタ装置内の詰り状態が予め設定された状態に達しているときに、前記制御手段に接続された報知手段にて報知するように構成されている、
請求項4又は5に記載したエンジン装置。
Priority Applications (4)
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Publications (1)
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