[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102070485B1 - 엔진 장치 - Google Patents

엔진 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102070485B1
KR102070485B1 KR1020167020288A KR20167020288A KR102070485B1 KR 102070485 B1 KR102070485 B1 KR 102070485B1 KR 1020167020288 A KR1020167020288 A KR 1020167020288A KR 20167020288 A KR20167020288 A KR 20167020288A KR 102070485 B1 KR102070485 B1 KR 102070485B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
control
exhaust gas
regeneration
regeneration control
Prior art date
Application number
KR1020167020288A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160134646A (ko
Inventor
히데오 시오미
타이키 호리
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2014062619A external-priority patent/JP6147216B2/ja
Priority claimed from JP2014062620A external-priority patent/JP6147217B2/ja
Application filed by 얀마 가부시키가이샤 filed Critical 얀마 가부시키가이샤
Publication of KR20160134646A publication Critical patent/KR20160134646A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102070485B1 publication Critical patent/KR102070485B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/025—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by changing the composition of the exhaust gas, e.g. for exothermic reaction on exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062—Control of propulsion units
    • E02F9/2066—Control of propulsion units of the type combustion engines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • E02F9/268—Diagnosing or detecting failure of vehicles with failure correction follow-up actions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228—Warning displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812—Particle filter loading
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/604—Engine control mode selected by driver, e.g. to manually start particle filter regeneration or to select driving style
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y02T10/26—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y02T10/44—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 가스 정화 장치를 재생시킬 때에 배기 가스 온도를 고온으로 유지하여 입자상 물질을 연소 제거할 수 있는 엔진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 작업 차량은 엔진(5)과, 엔진(5)의 배기 경로에 배치한 배기 가스 정화 장치(50)와, 엔진(5)의 구동을 제어하는 엔진 제어 장치(311)를 구비한다. 엔진 제어 장치(311)가 배기 가스 정화 장치(50) 내에 퇴적된 입자상 물질을 연소 제거하는 복수의 재생 제어를 실행한다. 엔진 제어 장치(311)는 복수의 재생 제어 중 비작업 재생 제어에서는 오로지 상기 입자상 물질의 연소 제거를 위해서 엔진(5)을 구동시킴과 아울러 엔진(5)의 부하의 변동에 관계없이 엔진(5)의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 아이소크로너스 제어를 강제적으로 실행한다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 건설 기계, 농작업기 및 엔진 발전기와 같은 작업기에 탑재하는 엔진 장치로서, 배기 가스 정화 장치를 구비한 엔진 장치에 관한 것이다.
종래, 디젤 엔진(이하, 단지 엔진이라고 한다)의 배기 가스 대책으로서, 엔진의 배기 경로 중에 배기 가스 정화 장치(디젤 파티큘레이트 필터)를 설치함으로써 배기 가스 중의 입자상 물질(PM) 등을 포집하여 대기 방출을 억제하는 기술은 잘 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 참조). 배기 가스 정화 장치에 의해 포집된 PM이 규정량을 초과하면 배기 가스 정화 장치 내의 유통 저항이 증대되어 엔진 출력의 저하를 초래하기 때문에, 배기 가스의 승온에 의해서 배기 가스 정화 장치에 퇴적된 PM을 제거하여 배기 가스 정화 장치의 PM 포집 능력을 회복(재생)시키는 것도 행해지고 있다. 배기 가스를 승온시켜도 배기 가스 정화 장치가 충분히 재생되지 않는 경우에는 배기 가스 정화 장치 내에 미연 연료를 공급하여 PM을 연소시킴으로써 배기 가스 정화 장치 재생을 촉진시키는 것이 가능하다. 이러한 리셋 재생 기술도 공지되어 있다.
일본 특허 공개 2000-145430호 공보 일본 특허 공개 2003-27922호 공보
그러나, 배기 가스 정화 장치 내에 미연 연료를 공급하는 리셋 재생을 실행한다고 해도 충분한 승온 작용을 얻을 수 없는 운전 상태가 계속되면 배기 가스 정화 장치 내에 PM이 과잉으로 퇴적하는 경우가 있다. 이러한 상황 하에서 배기 가스 정화 장치 재생을 행하면 과퇴적된 PM의 급격한 연소(폭주 연소)에 의해서 배기 가스 정화 장치에 균열이 들어가거나 용손(溶損)하거나 한다고 하는 폐해를 초래한다.
작업 차량에 탑재되는 엔진 장치는 저부하 작업에 있어서 연비나 소음을 억제시키기 위해서, 엔진의 무부하시 회전 속도를 제한시켜서 구동시키는 경우가 있다. 그러나, 엔진 회전 속도를 제한하여 엔진을 구동시킨 경우, 배기 가스를 충분히 승온시킬 수 없어 배기 가스 정화 장치의 재생 능력을 저하시켜 버리는 경우가 있다.
또한, 연료 분사량의 제어 방법으로서, 아이소크로너스 제어와 드룹 제어가 알려져 있고, 작업 차량에 따라서는 아이소크로너스 제어 및 드룹 제어를 오퍼레이터에 의해 선택 지정할 수 있는 것이 있다. 이러한 작업 차량에 탑재되는 엔진 장치에 있어서, 드룹 제어가 지정되어 있는 경우에 재생 제어를 실행했을 때, 엔진에 작용하는 부하에 의해 회전 속도가 저하되는 경우가 있어 배기 가스 정화 장치의 재생 능력을 저하시켜 버리는 경우가 있다.
본원 발명은 상기와 같은 현황을 검토하여 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.
청구항 1의 발명은 엔진과, 상기 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화 장치와, 상기 엔진의 구동을 제어하는 엔진 제어 장치를 구비하고 있고, 상기 엔진 제어 장치가 상기 배기 가스 정화 장치 내에 퇴적된 입자상 물질을 연소 제거하는 복수의 재생 제어를 실행하는 엔진 장치에 있어서, 상기 복수의 재생 제어로서 포스트 분사와 소정 고속 회전 속도를 조합하여 배기 가스 온도를 상승시키는 비작업 재생 제어를 적어도 갖고 있고, 상기 엔진 제어 장치는 상기 비작업 재생 제어에서는 오로지 상기 입자상 물질의 연소 제거를 위해서 상기 엔진을 구동시킴과 아울러, 상기 엔진의 부하의 변동에 관계없이 상기 엔진의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 아이소크로너스 제어를 강제적으로 실행한다고 하는 것이다.
청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진 제어 장치는 하이 아이들 회전 속도의 제한값에 의해 상기 엔진의 회전 속도를 제한시키는 하이 아이들 제한 모드의 실행과 그 하이 아이들 제한 모드의 해제를 택일적으로 선택할 수 있고, 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 하이 아이들 제한 모드를 강제적으로 해제하여 상기 하이 아이들 회전 속도의 제한값보다 높은 상기 소정 고속 회전 속도로 상기 엔진을 구동시킨다고 하는 것이다.
청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진 제어 장치는 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 엔진의 출력을 최대 출력보다 낮은 비작업 시간 최대 출력으로 제한시켜서 상기 엔진을 구동시킨다고 하는 것이다.
청구항 4의 발명은 상기 비작업 재생 제어로서, 작업 계속 중에 실시 가능한 재생 제어의 실패시에 실행 가능한 스테이셔너리 재생 제어와 그 스테이셔너리 제어의 실패시에 실행 가능한 리커버리 재생 제어를 적어도 갖고 있고, 상기 엔진 제어 장치는 상기 스테이셔너리 재생 제어 또는 상기 리커버리 재생 제어 중 어느 하나를 실행할 때 강제 동작을 실행한다고 하는 것이다.
청구항 5의 발명은 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진 제어 장치는 상기 엔진의 회전 속도와 토크의 관계에 의한 출력 특정 맵을 기억하고 있고, 상기 하이 아이들 제한 모드의 실행시에 있어서 상기 엔진 제어 장치는 상기 하이 아이들 회전 속도의 제한값에 의해 상기 출력 특성 맵 보정한 후, 보정한 출력 특성 맵에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하여 상기 엔진을 구동시킨다고 하는 것이다.
(발명의 효과)
본원 발명에 의하면, 엔진과, 상기 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화 장치와, 상기 엔진의 구동을 제어하는 엔진 제어 장치를 구비하고 있고, 상기 엔진 제어 장치가 상기 배기 가스 정화 장치 내에 퇴적된 입자상 물질을 연소 제거하는 복수의 재생 제어를 실행하는 엔진 장치에 있어서, 상기 복수의 재생 제어로서 포스트 분사와 소정 고속 회전 속도를 조합하여 배기 가스 온도를 상승시키는 비작업 재생 제어를 적어도 갖고 있고, 상기 엔진 제어 장치는 상기 비작업 재생 제어에서는 오로지 상기 입자상 물질의 연소 제거를 위해서 상기 엔진을 구동시키기 때문에 상기 비작업 재생 제어에서는 상기 엔진이 통상 운전을 하지 않는다. 즉, 상기 비작업 재생 제어는 상기 배기 가스 정화 장치의 파손(용손) 방지나 과도한 에미션 배출 방지와 같은 위기 회피를 위한 모드로서 존재하고 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 엔진의 부하의 변동에 관계없이 상기 엔진의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 아이소크로너스 제어를 강제적으로 실행하기 때문에, 비작업 재생 제어 실행시에 있어서 상기 엔진은 소정 고속 회전 속도를 유지하여 회전하기 때문에 배기 가스 온도를 상승시킬 수 있고, 호조건 하에서 상기 배기 가스 정화 장치 내의 PM이 강제적으로 연소 제거되어 상기 배기 가스 정화 장치의 정화 능력을 재생할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 하이 아이들 제한 모드를 강제적으로 해제하여 상기 하이 아이들 회전 속도의 제한값보다 높은 상기 소정 고속 회전 속도로 상기 엔진을 구동시키기 때문에, 비작업 재생 제어 실행시에 있어서 상기 엔진이 소정 고속 회전 속도로 회전 가능해지기 때문에 배기 가스 온도를 상승시킬 수 있고, 호조건 하에서 상기 배기 가스 정화 장치 내의 PM이 강제적으로 연소 제거되어 상기 배기 가스 정화 장치의 정화 능력을 재생할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 엔진의 출력을 최대 출력보다 낮은 비작업시 최대 출력으로 제한하기 때문에, 상기 비작업 재생 제어를 실행한 경우에 배기 가스의 과도한 승온 및 승압을 방지하여 승온에 의한 상기 배기 가스 정화 장치 등의 배기계 부품의 열화나 승압에 의한 상기 배기계 부품의 접합부로부터의 배기 가스 누출의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 트랙터의 좌측면도이다.
도 2는 트랙터의 평면도이다.
도 3은 동력 전달계의 개략을 나타내는 블록도이다.
도 4는 캐빈의 평면도이다.
도 5는 캐빈 내의 좌측면도이다.
도 6은 조종 좌석측에서 본 미터 패널의 정면도이다.
도 7은 실시형태에 있어서의 엔진의 정면도이다.
도 8은 엔진의 배면도이다.
도 9는 엔진의 좌측면도이다.
도 10은 엔진의 우측면도이다.
도 11은 엔진의 평면도이다.
도 12는 엔진 룸의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 13은 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 14는 엔진의 연료계통 설명도이다.
도 15는 연료의 분사 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 16은 출력 특성 맵의 설명도이다.
도 17은 아이소크로너스 특성과 드룹 특성의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 18은 하이 아이들 제한시의 출력 특성 맵의 설명도이다.
도 19는 하이 아이들 제한시의 출력 특성 맵의 설명도이다.
도 20은 어시스트 재생 제어 및 리셋 재생 제어의 플로우차트이다.
도 21은 비작업 재생 제어의 플로우차트이다.
도 22는 비작업 재생 제어시에 있어서의 램프 표시 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 23은 각 재생 제어의 관계를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명을 구체화한 실시형태에 대하여 작업 차량인 트랙터를 예로 들어서 도면에 의거해서 설명한다.
먼저 처음으로, 도 1 및 도 2를 참조하면서 트랙터의 개요에 대하여 설명한다. 실시형태에 있어서의 트랙터(1)의 주행기체(2)는 주행부로서의 좌우 한 쌍의 전차륜(3)과 같은 좌우 한 쌍의 후차륜(4)에 의해 지지되어 있다. 주행기체(2)의 전방부에 탑재한 동력원으로서의 커먼 레일식의 디젤 엔진(5)(이하, 단지 엔진이라고 한다)에 의해 후차륜(4) 및 전차륜(3)을 구동함으로써 트랙터(1)는 전후진 주행하도록 구성되어 있다. 엔진(5)은 보닛(6)으로 덮여져 있다. 주행기체(2)의 상면에는 캐빈(7)이 설치되고, 그 캐빈(7)의 내부에는 조종 좌석(8)과 스티어링함으로써 전차륜(3)의 조향 방향을 좌우로 움직이도록 한 조종 핸들(둥근 핸들)(9)이 배치되어 있다. 캐빈(7)의 저부보다 하측에는 엔진(5)에 연료를 공급하는 연료 탱크(11)가 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는 편의상 캐빈의 도시를 생략하고 있다.
주행기체(2)는 앞범퍼(12) 및 전차축 케이스(13)를 갖는 엔진 프레임(14)과 엔진 프레임(14)의 후방부에 볼트에 의해 착탈 가능하게 고정되는 좌우의 기체 프레임(16)에 의해 구성되어 있다. 기체 프레임(16)의 후방부에는 엔진(5)으로부터의 회전 동력을 적절히 변속해서 전후 사륜(3, 3, 4, 4)에 전달하기 위한 미션 케이스(17)가 탑재되어 있다. 후차륜(4)은 미션 케이스(17)의 외측면으로부터 바깥쪽으로 돌출되도록 장착된 후차축 케이스(18)를 통해서 미션 케이스(17)에 장착되어 있다. 좌우의 후차륜(4)의 상방은 기체 프레임(16)에 고정된 펜더(19)로 덮여져 있다.
미션 케이스(17)의 후방부 상면에는 작업부로서의 로터리 경운기(15)를 승강 동작하게 하기 위한 유압식 승강 기구(20)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 로터리 경운기(15)는 미션 케이스(17)의 후방부에 한 쌍의 좌우 로어 링크(21) 및 톱 링크(22)로 이루어지는 3점 링크 기구를 통해서 연결되어 있다. 미션 케이스(17)의 후측면에는 로터리 경운기(15)에 PTO 구동력을 전달하기 위한 PTO축(23)이 후방향으로 돌출되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진(5)의 후측면에 후방향 돌출된 엔진 출력축(24)에는 플라이휠(25)이 직결되도록 장착된다. 이 플라이휠(25)과 메인 클러치(140)를 통해서 연결되어 후방향으로 연장하는 주동축(26)이 미션 케이스(17)에 전방향으로 돌출된 주변속 입력축(27)과, 양끝에 유니버셜 조인트를 구비한 신축식의 동력 전달축(28)을 통해서 연결되어 있다. 한편, 도 1에 나타내는 바와 같이 전차축 케이스(13)로부터 후방향으로 돌출된 전차륜 전달축(도시하지 않음)과, 미션 케이스(17)의 앞측면으로부터 전방향으로 돌출된 전차륜 출력축(도시하지 않음)은 전차륜 구동축(85)을 통해서 연결되어 있다.
또한, 미션 케이스(17) 내에는 유압 무단 변속기(29), 전후진 스위칭 기구(30), 주행 부변속 기어 기구(31), 및 차동 기어 기구(58)가 배치되어 있다. 엔진(5)의 회전 동력은 동력 전달축(28)을 통해서 미션 케이스(17)의 주변속 입력축(27)에 전달되고, 이어서 유압식 무단 변속기(29)와 주행 부변속 기어 기구(31)에 의해 적절히 변속된다. 이 변속 동력이 차동 기어 기구(58)를 통해서 좌우의 후차륜(4)에 전달된다. 또한, 상술의 변속 동력은 전차륜 구동축(85)을 통해서 전차축 케이스(13)에 전달됨으로써 좌우의 전차륜(3)에 전달된다.
유압식 무단 변속기(29)는 주변속 입력축(27)에 주변속 출력축(36)을 동심 형상으로 배치한 인라인 방식의 것이며, 가변 용량형의 유압 펌프부(150)와, 그 유압 펌프부(150)로부터 토출되는 고압의 작동유에 의해 작동하는 정용량형의 변속용 유압 모터부(151)를 구비하고 있다. 유압 펌프(150)에는 주변속 입력축(27)의 축선에 대하여 경사각을 변경 가능하고, 그 작동유 공급량을 조절하는 펌프 사판(159)이 설치되어 있다. 펌프 사판(159)에는 주변속 입력축(27)의 축선에 대한 펌프 사판(159)의 경사각을 변경 조절하는 주변속 유압 실린더를 관련시키고 있다. 이 주변속 유압 실린더(도시하지 않음)의 구동에 의해 펌프 사판(159)의 경사각을 변경함으로써 유압 펌프부(150)로부터 유압 모터부(151)에 공급되는 작동유량이 변경 조절되어 유압식 무단 변속기(29)의 주변속 동작이 행해진다.
즉, 주변속 레버(290)(상세는 후술한다)의 조작량에 비례하여 작동하는 비례 제어 밸브(123)(도 13 참조)로부터의 작동유에 의해 스위칭 밸브(도시하지 않음)가 작동하면, 미도시의 주변속 유압 실린더를 구동하고, 이것에 따라 주변속 입력축(27)의 축선에 대한 펌프 사판(159)의 경사각이 변경된다. 실시형태의 펌프 사판(159)은 경사 대략 0(0을 포함하는 그 전후)의 중립 각도를 사이에 두고 한쪽(양)의 최대 경사 각도와 다른쪽(음)의 최대 경사 각도 사이의 범위로 각도 조절 가능하고, 또한 주행기체(2)의 차속이 최저일 때에 어느 한쪽으로 경사진 각도(이 경우에는 음이고, 또한 최대 부근의 경사 각도)로 되도록 설정되어 있다.
펌프 사판(159)의 경사각이 대략 0(중립 각도)일 때에는 유압 펌프부(150)에 의해 유압 모터부(151)가 구동되지 않고, 주변속 입력축(27)과 대략 동일 회전 속도로 주변속 출력축(237)이 회전한다. 주변속 입력축(27)의 축선에 대하여 펌프 사판(159)을 일 방향(양의 경사각)측으로 경사시켰을 때에는 유압 펌프부(150)가 유압 모터부(151)를 증속 작동시켜 주변속 입력축(27)보다 빠른 회전 속도로 주변속 출력축(36)이 회전한다. 그 결과, 주변속 입력축(27)의 회전 속도에 유압 모터 부(151)의 회전 속도가 가산되어 주변속 출력축(36)에 전달된다. 이 때문에, 주변속 입력축(27)의 회전 속도보다 높은 회전 속도의 범위에서 펌프 사판(159)의 경사각(양의 경사각)에 비례해서 주변속 출력축(36)으로부터의 변속 동력(차속)이 변경된다. 펌프 사판(159)이 양이고 또한 최대 부근의 경사 각도일 때에 주행기체(2)는 최고 차속으로 된다.
주변속 입력축(27)의 축선에 대하여 펌프 사판(159)을 다른 방향(음의 경사각)측으로 경사시켰을 때에는 유압 펌프부(150)가 유압 모터부(151)를 감속(역전) 작동시켜 주변속 입력축(27)보다 낮은 회전 속도로 주변속 출력축(36)이 회전한다. 그 결과, 주변속 입력축(27)의 회전 속도로부터 유압 모터부(151)의 회전 속도가 감산되어 주변속 출력축(36)에 전달된다. 이 때문에, 주변속 입력축(27)의 회전 속도보다 낮은 회전 속도의 범위에서 펌프 사판(159)의 경사각(음의 경사각)에 비례하여 주변속 출력축(36)으로부터의 변속 동력이 변경된다. 펌프 사판(159)이 음이고 또한 최대 부근의 경사 각도일 때에 주행기체(2)는 최저 차속으로 된다.
전후진 스위칭 기구(30)는 유압식 무단 변속기(29)의 주변속 출력축(36)으로부터의 회전 동력을 받는다. 전후진 스위칭 기구(30)는 주행기체(2)의 전후진 스위칭을 위한 전진 기어(도시하지 않음) 및 후진 기어(도시하지 않음)를 구비하고, 전진용 및 후진용 유압 클러치(도시하지 않음)에 의해 전진 기어 및 후진 기어를 택일적으로 선택하여 회전시킴으로써 부변속 기구(31)에 동력 전달시킨다. 이 때, 전후진 스위칭 레버(리버서 레버)(252)를 중립 위치로 한 상태에서는 미도시의 전진용 및 후진용 유압 클러치는 모두 동력 차단 상태로 된다. 주변속 출력축(36)으로부터 전후차륜(3, 4)을 향하는 회전 동력이 대략 0(메인 클러치(140)를 오프와 같은 상태)으로 되도록 구성되어 있다.
또한, 전후진 스위칭 레버(252)(도 1 및 도 2 참조)의 전진측 기울임 조작에 의해 전진용 클러치 전자 밸브(46)(도 13 참조)가 구동하여 전진용 클러치 실린더(도시하지 않음)를 작동시킨다. 이것에 의해, 주변속 출력축(36)에 의한 회전 동력이 전후진 스위칭 기구(30)에 있어서의 미도시의 전진 기어를 통해서 부변속 기구(31)에 동력 전달된다. 한편, 전후진 스위칭 레버(252)의 후진측 기울임 조작에 의해 후진용 클러치 전자 밸브(48)(도 13 참조)가 구동하여 후진용 클러치 실린더(도시하지 않음)를 작동시킨다. 이것에 의해, 주변속 출력축(36)에 의한 회전 동력이 전후진 스위칭 기구(30)에 있어서의 미도시의 후진 기어를 통해서 부변속 기구(31)에 동력 전달된다.
부변속 기구(31)는 전후진 스위칭 기구(30)로부터의 회전 동력을 받음과 아울러, 전후진 스위칭 기구(30)를 경유한 회전 동력을 변속하여 출력한다. 부변속 기구(31)는 부변속용의 저속 기어(도시하지 않음) 및 고속 기어(도시하지 않음)를 구비하고, 저속 클러치(도시하지 않음) 및 고속 클러치(도시하지 않음)에 의해 저속 기어 및 고속 기어를 택일적으로 선택하여 회전시킴으로써, 전후진 스위칭 기구(30)로부터의 회전 동력을 변속하여 후단의 각 기구에 동력 전달한다.
부변속 레버(258)(도 1 및 도 2 참조)의 저속측 기울임 조작에 의해 고속 클러치 전자 밸브(136)(도 13 참조)의 스위칭 동작에 따라서 부변속 유압 실린더(도시하지 않음)의 피스톤 로드의 위치를 저속측으로 변위시킨다. 따라서, 미도시의 부변속 유압 실린더의 피스톤 로드 선단과 연결되어 있는 부변속 시프터(도시하지 않음)가 미도시의 저속 클러치를 동력 접속 상태로 하는 것으로 되어 전후진 스위칭 기구(30)로부터의 회전 동력을 저속으로 변속하여 차동 기어 기구(58)에 전달한다.
한편, 부변속 레버(258)의 고속측 기울임 조작에 의해 고속 클러치 전자 밸브(136)(도 13 참조)의 스위칭 동작에 따라서 미도시의 부변속 유압 실린더의 피스톤 로드의 위치를 고속측으로 변위시킨다. 따라서, 미도시의 부변속 시프터(도시하지 않음)가 미도시의 고속 클러치를 동력 접속 상태로 하는 것으로 되어 전후진 스위칭 기구(30)로부터의 회전 동력을 고속으로 변속하여 차동 기어 기구(58)에 전달한다.
차동 기어 기구(58)는 부변속 기구(31)로부터의 회전 동력을 받음과 아울러 부변속 기구(31)에 의해 변속된 변속 동력을 좌우의 후차륜(4)에 전달한다. 이 때, 차동 기어 기구(58)는 차동 기어(도시하지 않음)에 의해 부변속 기구(31)에서 변속된 변속 동력을 좌우 방향으로 연장하는 차동 출력축(62) 각각에 분배하여 전달시킨다(차동 동작). 그리고, 차동 출력축(62)은 파이널 기어(63) 등을 통해서 후차축(64)에 연결되어 있고, 후차축(64)의 선단부에 후차륜(4)이 장착되어 있다. 또한, 차동 출력축(62)에는 브레이크 작동 기구(65a, 65b)가 관련시켜서 설치되어 있고, 스티어링 컬럼(245)의 우측에 있는 브레이크 페달(251)(도 2 참조)의 스테핑 조작에 의해 브레이크 작동 기구(65a, 65b)가 제동 동작하도록 구성되어 있다.
또한, 조종 핸들(9)(도 1 및 도 2 참조)의 조타각이 소정 각도 이상으로 되면, 선회 내측의 후차륜(4)에 대응한 오토브레이크 전자 밸브[67a(67b)]의 구동에 의해 브레이크 실린더(도시하지 않음)가 작동하여 선회 내측의 후차륜(4)에 대한 브레이크 작동 기구[65a(65b)]가 자동적으로 제동 동작하도록 구성되어 있다. 이 때문에, U턴 등의 소회전 선회 주행이 실행 가능하게 되어 있다. 또한, 차동 기어 기구(58)는 상기 차동 동작을 정지(좌우의 차동 출력축(62)을 상시 등속으로 구동)시키기 위한 디퍼렌셜 록 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이 경우, 출입 가능하게 설치된 록 핀을 디퍼렌셜 록 페달(257)(도 2 참조)의 스테핑 조작에 의해 차동 기어에 맞물리게 함으로써 차동 기어가 고정되어서 차동 기능이 정지되어 좌우의 차동 출력축(62)이 등속으로 회전 구동하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 구성의 미션 케이스(17)는 그 내부에 PTO축(23)의 구동 속도를 스위칭하는 PTO 변속 기어 기구(도시하지 않음)와, 주변속 입력축(27) 및 PTO 변속 기어 기구 사이의 동력 전달을 접속/차단 가능하게 하는 PTO 클러치(도시하지 않음)를 구비한다. 이 PTO 변속 기어 기구 및 PTO 클러치의 동작에 의해 엔진(5)으로부터의 동력이 PTO축(23)에 전달되게 된다.
이 경우, 후술하는 PTO 클러치 스위치(225)를 온 조작하면, PTO 클러치 유압 전자 밸브(104)(도 13 참조)의 구동에 의해 미도시의 PTO 클러치를 동력 접속 상태로 한다. 그 결과, 주변속 입력축(27)을 통하여 전달되는 엔진(5)으로부터의 회전 동력이 미도시의 PTO 기어 기구로부터 PTO축(23)을 향해서 출력된다. 이 때, PTO 변속 레버(256)를 변속 조작하면 미도시의 PTO 변속 기어 기구 내의 복수의 기어를 택일적으로 회전 동작함으로써 1속~4속 및 역전의 각 PTO 변속 출력이 PTO축(23)에 전달된다.
도 4~도 6을 참조하면서, 조종 좌석(8)과 그 주변의 구조에 대하여 설명한다. 캐빈(7) 내에 있어서의 조종 좌석(8)의 전방에는 스티어링 컬럼(245)이 배치되어 들어간다. 스티어링 컬럼(245)은 엔진(5)의 후방부측을 둘러싼 대시보드(263)의 배면측에 매설하도록 해서 세워 설치되어 있다. 평면시 대략 둥근형의 조종 핸들(9)이 스티어링 컬럼(245)의 상면으로부터 돌출시킨 핸들축의 상단에 장착되어 있다. 따라서, 조종 핸들(9)에 있어서의 대략 환상의 스티어링 휠(247)은 수평에 대하여 후방 비스듬히 하향으로 경사진 자세로 되어 있다.
스티어링 컬럼(245)의 우측에는 엔진(5)의 출력 회전수를 설정 유지하는 스로틀 레버(250)와, 주행기체(2)를 제동 조작하기 위한 좌우 한 쌍의 브레이크 페달(251)이 배치되어 있다. 스티어링 컬럼(245)의 좌측에는 주행기체(2)의 진행 방향을 전진과 후진으로 스위칭 조작하기 위한 전후진 스위칭 레버(리버서 레버)(252)와 동력 접속/차단용의 메인 클러치(140)를 오프 작동시키기 위한 클러치 페달(253)이 배치되어 있다. 스티어링 컬럼(245)의 배면측에는 좌우 브레이크 페달(251)을 스테핑 위치에 유지하기 위한 주차 브레이크 레버(254)가 배치되어 있다.
캐빈(7) 내의 바닥판(248) 중 스티어링 컬럼(245)의 우측에는 스로틀 레버(250)에 의해 설정된 엔진 회전수를 최저 회전수로 해서, 이것 이상의 범위에서 엔진 회전수를 가감속시키기 위한 액셀 페달(255)이 배치되어 있다. 조종 좌석(8)의 하방에는 후술하는 PTO축(23)의 구동 속도를 스위칭 조작하기 위한 PTO 변속 레버(256)와, 좌우의 후차륜(4)을 등속으로 회전 구동시키는 작업을 실행하기 위한 디퍼렌셜 록 페달(257)이 배치되어 있다. 조종 좌석(8)의 좌측에는 주행 부변속 기어 기구(31)(도 3 참조)의 출력 범위를 저속과 고속으로 스위칭하기 위한 부변속 레버(258)가 배치된다.
조종 좌석(8)의 우측에는 조종 좌석(8)에 착좌한 오퍼레이터의 팔과 팔꿈치를 올려놓기 위한 암 레스트(259)가 설치되어 있다. 암 레스트(259)는 조종 좌석(8)과는 별체로 구성됨과 아울러, 주행계 조작 수단인 주변속 레버(290)와 작업 계 조작 수단인 작업부 포지션 다이얼(승강 다이얼)(300)을 구비한다. 주변속 레버(290)는 주변속 조작체로서의 전후 기울임 조작 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는 주변속 레버(290)를 전경(前傾) 조작했을 때 주행기체(2)의 차속이 증가하는 한편, 주변속 레버(290)를 후경(後傾) 조작했을 때 주행기체(2)의 차속이 저하된다. 작업부 포지션 다이얼(300)은 로터리 경운기(15)의 높이 위치를 수동으로 변경 조절하기 위한 다이얼식의 것이다.
주변속 레버(290)를 앞측(조종 핸들(9)측)으로 경동시켰을 때, 주변속 포텐셔미터(222)가 검출하는 주변속 레버(290)의 조작 위치에 맞추어 펌프 사판(159)(도 3 참조)을 양의 경사각측으로 경사시켜 주행기체(2)의 주행 속도를 가속시킨다. 한편, 주변속 레버(290)를 뒷측(조종 좌석(8)측)으로 경동시켰을 때, 주변속 포텐셔미터(222)가 주변속 레버(290) 검출하는 주변속 레버(290)의 조작 위치에 맞추어 펌프 사판(159)(도 3 참조)을 음의 경사각측으로 경사시켜 주행기체(2)의 주행 속도를 감속시킨다.
암 레스트(259)의 우측에는 각종 조작 수단이 설치되는 조작대(260)가 펜더(19) 상방에서 고정되어 있고, 조작대(260)의 상면에 PTO 클러치 스위치(225)가 배치되어 있다. PTO 클러치 스위치(225)는 PTO 클러치(도시하지 않음)를 온오프 조작하여 PTO축(23)으로부터 로터리 경운기(15)로의 동력 전달을 접속/차단 조작하기 위한 것이다. PTO 클러치 스위치(225)는 스위치를 한번 밀어내리면서 평면으로 보아 시계 방향으로 돌리면 밀어내려진 위치에서 록해서 PTO축(23)으로부터 로터리 경운기(15)로의 동력 전달을 접속 상태로 하고, 또 다시 한번 밀어내리면 원래의 위치로 복귀하여 PTO축(23)으로부터 로터리 경운기(15)로의 동력 전달을 차단 상태로 하는 푸시 스위치이다.
도 4~도 6에 나타내는 바와 같이, 미터 패널(246)은 스티어링 휠(247)의 전방 하측이 되는 위치에서 조종 좌석(8)에 착좌한 오퍼레이터에 대면하도록 그 패널 표면을 후방으로부터 약간 상방으로 기울인 상태로 배치되어 있다. 또한, 미터 패널(246)의 외부 가장자리는 내측으로부터 외측을 향해서 융기시킨 미터 커버(262)로 덮여져 있다. 그리고, 미터 커버(262)로 덮여진 미터 패널(246)은 스티어링 컬럼(245)의 전방 상부의 대시보드(263)의 후방면(배면)에 배치된다. 대시보드(263)는 스티어링 컬럼(245)과 함께 조종 컬럼을 구성하고 있다.
미터 패널(246)은 운전 조작 표시 장치로서, 도 6에 나타내는 바와 같이 그 중앙 표시 영역에 엔진(5)의 회전수를 지침으로 나타내는 엔진 회전계(265)를 갖고, 엔진 회전계(265)의 좌우 외측(중앙 표시 영역의 외측)의 표시 영역에 LED 등에 의한 표시 램프(266a~266d, 267a~267d)를 갖는다. 상기 구성의 미터 패널(246)은 표시 램프(266a~266d, 267a~267d)란 트랙터(1)의 각 부의 이상을 나타내는 경고등, 또는 트랙터(1)의 주행 상태 또는 로터리 경운기(15)의 작동 상태 등을 나타내는 표시등으로서 작용한다.
도 6의 구성예에서는 미터 패널(246)의 우측 표시 영역에 있어서 표시 램프(267a~267d) 각각을 주차 브레이크 레버(254)의 록 상태를 통지하는 주차 브레이크 램프(346)(도 13 참조), PTO 클러치 스위치(225)의 온 상태를 통지하는 PTO 램프(348)(도 13 참조), 재생 제어 요구 경보를 통지하기 위한 재생 램프(332)(도 13 참조), 엔진(5)의 이상을 방치하는 엔진 이상 램프(347)(도 13 참조)로서 작용시킨다. 또한, 미터 패널(246)은 엔진 회전계(265)의 하측에 후술의 액정 패널(330)을 갖는다.
또한, 미터 패널(246)의 중앙 표시 영역에는 엔진 회전계(265)의 상측의 표시 영역에 LED 등에 의한 표시 램프(273)를 갖는다. 이 표시 램프(273)는 미터 패널(246)에 「N」 글자를 나타냄으로써 전후진 스위칭 레버(252)의 중립 상태를 통지하는 리버서 중립 램프(349)(도 13 참조)로서 작용한다.
미터 커버(262)의 후방 배면의 좌측 표면에 제어 방식 선택 스위치(271) 및 모드 선택 스위치(272)가 설치된다. 제어 방식 선택 스위치(271) 및 모드 선택 스위치(272)는 모두 얼터네이트 동작 타입의 것이다. 제어 방식 선택 스위치(271)는 오퍼레이터의 조작에 의해 엔진(5)의 제어 방식으로서 드룹 제어 및 아이소크로너스 제어 중 어느 하나를 지정한다. 모드 선택 스위치(272)는 오퍼레이터의 조작에 의해 엔진(5)의 하이 아이들 회전 속도(무부하시의 최고 한도의 회전 속도)를 소정 회전수(제한값)(Nh)(예를 들면, 1,800rpm)로 제한시키는 하이 아이들 제한 동작의 여부를 지정한다.
미터 커버(262)의 후방 배면의 우측 표면에 재생 스위치(329)가 설치된다. 재생 스위치(329)는 모멘터리 동작 타입의 것이다. 즉, 재생 스위치(329)는 1회의 밀어내림에 의해 하나의 온 펄스 신호를 발행하는 비록 타입의 푸시 스위치이다. 오퍼레이터에 의한 재생 스위치(329)의 밀어내림 시간은 리셋 재생 제어(상세는 후술한다) 이후의 각 재생 제어의 실행 여부를 판별하는 기준의 하나로 채용하고 있다. 실시형태의 재생 스위치(329)는 재생 스위치 램프(345)를 내장한 램프 부착 스위치로 구성하고 있다. 표시 램프(267a)에 의해 후술의 재생 요구 경보를 표시시키는 미터 패널(246) 근방에 재생 스위치(329)가 배치되기 때문에, 오퍼레이터는 미터 패널(246)의 표시를 시인한 상태에서 재생 스위치(329)의 조작을 행할 수 있다.
또한, 실시형태에서는 재생 스위치(329)는 재생 램프(332)(도 13 참조)로서 작용하는 미터 패널(246)의 표시 램프(267a)의 근방에 배치되어 있다. 즉, 운전 조작 표시부가 되는 미터 패널(246)에 있어서의 재생 제어 요구 경보의 표시 영역의 근방에 재생 스위치(329)가 배치되게 된다. 따라서, 오퍼레이터는 표시 램프(267a)의 표시에 의해 재생 요구 경보가 통지되었을 때, 재생 스위치(329)의 조작 위치를 인식하기 쉬워진다.
또한, 실시형태에서는 미터 패널(246)의 우측의 표시 영역에서 표시 램프(267c)의 재생 램프(332)가 명멸함으로써, 오퍼레이터는 재생 요구 경보의 통지를 인식함과 동시에 재생 스위치(329)의 조작 위치를 인식하기 쉬워진다. 또한, 재생 램프(332)에 의한 표시 램프(267c)의 우측에 엔진 이상 램프(347)에 의한 표시 램프(267d)가 배치되기 때문에, 후술하는 바와 같이 표시 램프(267c, 267d)의 명멸 동작에 의해 요구되는 재생 제어가 리셋 재생 제어인지 비작업 재생 제어 중 어느 것인지를 오퍼레이터가 간단하게 판별할 수 있다.
또한, 재생 램프(332)에 의한 표시 램프(267c)의 근방이 되는 우측의 표시 영역에 주차 브레이크 램프(346) 및 PTO 램프(348)가 되는 표시 램프(267a, 267b) 가 배치되어 있기 때문에, 후술하는 바와 같이 표시 램프(267a, 267b)의 명멸 동작에 의해 비작업 재생 제어의 요구시에 있어서 비작업 재생 이행 조건 중 어느 조건이 충족되어 있지 않은지를 오퍼레이터가 간단하게 인식할 수 있다. 또한, 표시 램프(267a~267d)는 도 6의 구성예에 한정되지 않고, 미터 패널(246)의 표시 영역에 있어서 재생 램프(332), 주차 브레이크 램프(346), 엔진 이상 램프(347), 및 PTO 램프(348)를 근접 위치에 맞춰서 배치하는 것이라면 다른 구성으로 해도 상관없다.
이어서, 도 7~도 11을 참조하면서 실시형태에 있어서의 커먼 레일식의 엔진(5)의 개략 구조에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 엔진 출력축(24)을 따르는 양측부(엔진 출력축(24)을 사이에 둔 양측부)를 좌우, 냉각 팬(56) 배치측을 전측, 플라이휠(25) 배치측을 후측, 배기 매니폴드(54) 배치측을 좌측, 흡기 매니폴드(53) 배치측을 우측이라고 칭하고, 이들을 편의적으로 엔진(5)에 있어서의 사방 및 상하의 위치 관계의 기준으로 하고 있다.
도 7~도 11에 나타내는 바와 같이, 트랙터 등의 작업 차량에 탑재되는 원동기로서의 엔진(5)은 연속 재생식의 배기 가스 정화 장치(50)(DPF)를 구비하고 있다. 배기 가스 정화 장치(50)에 의해서, 엔진(5)으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)이 제거됨과 아울러, 배기 가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)가 저감된다.
엔진(5)은 엔진 출력축(24)(크랭크 축)과 피스톤(도시 생략)을 내장하는 실린더 블록(51)을 구비한다. 실린더 블록(51) 상에 실린더 헤드(52)를 탑재하고 있다. 실린더 헤드(52)의 우측면에 흡기 매니폴드(53)를 배치한다. 실린더 헤드(52)의 좌측면에 배기 매니폴드(54)를 배치한다. 즉, 엔진(5)에 있어서 엔진 출력축(24)을 따르는 양측면에 흡기 매니폴드(53)와 배기 매니폴드(54)를 분배시켜서 배치한다. 실린더 헤드(52)의 상면에 헤드 커버(55)를 배치한다. 엔진(5)에 있어서 엔진 출력축(24)과 교차하는 일 측면, 구체적으로는 실린더 블록(51)의 앞면에 냉각팬(56)을 설치한다. 엔진 출력축(24)의 전단측으로부터 V 벨트(72)를 통해서 냉각팬(56)에 회전 동력을 전달한다.
실린더 블록(51)의 뒷면에 플라이휠 하우징(57)을 설치한다. 플라이휠 하우징(57) 내에 플라이휠(25)을 배치한다. 출력축(24)의 후단측에 플라이휠(25)을 축지지한다. 작업 차량(1)의 작동부에 엔진 출력축(24)을 통해서 엔진(5)의 동력을 인출하도록 구성되어 있다. 또한, 실린더 블록(51)의 하면에는 오일팬(59)를 배치한다. 오일팬(59) 내의 윤활유는 실린더 블록(51)의 우측면에 배치된 오일 필터(60)를 통해서 엔진(5)의 각 윤활부에 공급된다.
실린더 블록(51)의 우측면 중 오일 필터(60)의 상방(흡기 매니폴드(53)의 하방)에는 연료를 공급하기 위한 연료 공급 펌프(327)를 장착한다. 전자 개폐 제어 형의 연료 분사 밸브(328)(도 14 참조) 부착의 인젝터(340)를 엔진(5)에 설치한다. 각 인젝터(340)에 연료 공급 펌프(327) 및 원통 형상의 커먼 레일(341) 및 연료 필터(343)(도 14 참조)를 통해서 작업 차량에 탑재되는 연료 탱크(344)(도 14 참조)를 접속한다.
연료 탱크(344)의 연료가 연료 필터(343)를 통해서 연료 공급 펌프(327)로부터 커먼 레일(341)에 압송되고, 고압의 연료가 커먼 레일(341)에 축적된다. 각 인젝터(340)의 연료 분사 밸브(328)를 각각 개폐 제어함으로써 커먼 레일(341) 내의 고압의 연료가 각 인젝터(340)로부터 엔진(5)의 각 실린더에 분사된다. 또한, 플라이휠 하우징(57)에 엔진 시동용 스타터(61)를 설치하고 있다. 엔진 시동용 스타터(61)의 피니언 기어는 플라이휠(25)의 링 기어에 맞물려 있다. 엔진(5)을 시동시킬 때에는 스타터(61)의 회전력에 의해 플라이휠(25)의 링 기어를 회전시킴으로써 엔진 출력축(24)이 회전 개시된다(소위, 크랭킹이 실행된다).
실린더 헤드(52)의 앞면측(냉각팬(56)측)에는 냉각수 펌프(71)가 냉각팬(56) 의 팬축과 동축 형상으로 배치되어 있다. 엔진(5)의 좌측, 구체적으로는 냉각수 펌프(71)의 좌측방에 엔진(5)의 동력에 의해 발전하는 발전기로서의 얼터네이터(73)가 설치되어 있다. 엔진 출력축(24)의 전단측으로부터 V 벨트(72)를 통해서 냉각팬(56), 냉각수 펌프(71), 및 얼터네이터(73) 각각에 회전 동력을 전달하는 작업 차량에 탑재되는 라디에이터(109)(도 12 참조) 내의 냉각수가 냉각수 펌프(71)의 구동에 의해서 실린더 블록(51) 및 실린더 헤드(52)에 공급되어 엔진(5)을 냉각한다.
오일팬(59)의 좌우 측면에는 기관 다리 장착부(74)를 각각 설치하고 있다. 각 기관 다리 장착부(74)에는 방진 고무를 갖는 기관 다리체(도시 생략)를 각각 볼트 체결 가능하다. 실시형태에서는 작업 차량에 있어서의 좌우 한 쌍의 엔진 프레임에 오일팬(59)을 협지시켜 오일팬(59)측의 기관 다리 장착부(74)를 각 엔진 프레임(14)에 볼트 체결함으로써 작업 차양(1)의 양 엔진 프레임(14)이 엔진(5)을 지지한다. 오일팬(59)은 그 저면 중앙에 엔진 출력축(24)과 평행하게 되는 홈 형상의 오목부(66)를 갖는다. 작업 차량(1)의 전차륜 구동축(85)이 오일팬(59)의 오목 부(66)에 삽통하여 전차륜 케이스에 연결되어 있다(도 1 참조).
도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 흡기 매니폴드(53)의 입구부에는 EGR 장치(76)(배기 가스 재순환 장치)를 통해서 에어 클리너(145)를 연결한다. EGR 장치(76)는 주로 엔진(5)의 우측, 구체적으로는 실린더 헤드(52)의 우측방에 위치하고 있다. 에어 클리너(145)에 흡입된 새로운 공기(외부 공기)는 상기 에어 클리너(145)에 의해서 제진 및 정화된 후, EGR 장치(76)를 통해서 흡기 매니폴드(53)에 이송되어 엔진(5)의 각 기통에 공급된다.
EGR 장치(76)는 엔진(5)의 배기 가스의 일부(EGR 가스)와 새로운 공기를 혼합시켜 흡기 매니폴드(53)에 공급하는 EGR 본체 케이스와, 에어 클리너(145)에 EGR 본체 케이스를 연통시키는 흡기 스로틀 부재(78)와, 배기 매니폴드(54)에 EGR 쿨러(29)를 통해서 접속되는 재순환 배기 가스관(80)과, 재순환 배기 가스관(80)에 EGR 본체 케이스를 연통시키는 EGR 밸브 부재(81)를 구비하고 있다. 실시형태에서는 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측이 EGR 본체 케이스를 구성하고 있다.
즉, 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측에는 흡기 스로틀 부재(78)를 연결하고 있다. 또한, 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측에는 재순환 배기 가스관(80)의 출구측도 접속하고 있다. 재순환 배기 가스관(80)의 입구측은 EGR 쿨러(79)를 통해서 배기 매니폴드(54)에 접속하고 있다. EGR 밸브 부재(81) 내에 있는 EGR 밸브의 개방도를 조절함으로써 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측으로의 EGR 가스의 공급량이 조절된다.
상기 구성에 있어서, 에어 클리너(145)로부터 흡기 스로틀 부재(78)를 통해서 흡기 매니폴드(53) 흡기 도입측에 새로운 공기를 공급하는 한편, 배기 매니폴드(54)로부터 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측에 EGR 가스를 공급한다. 에어 클리너(145)로부터의 새로운 공기와 배기 매니폴드(54)로부터의 EGR 가스가 흡기 매니폴드(53)의 흡기 도입측에서 혼합된다. 엔진(5)으로부터 배기 매니폴드(54)에 배출된 배기 가스의 일부를 흡기 매니폴드(53)로부터 엔진(5)으로 환류함으로써 고부하 운전시의 최고 연소 온도가 저하되고, 엔진(5)으로부터의 NOx(질소 산화물)의 배출량이 저감된다.
엔진(5)의 상면측 중 배기 매니폴드(54)의 상방, 즉 실린더 헤드(52)의 좌측방이고 배기 매니폴드(54)의 상방에는 배기 가스 정화 장치(50)를 배치하고 있다. 배기 가스 정화 장치(50)는 배기 가스 중의 입자상 물질(PM) 등을 포집하기 위한 것이며, 엔진(5)의 출력축(크랭크축)(24)과 평행한 좌우 방향으로 길게 연장된 대략 원통 형상으로 구성되어 있다. 배기 가스 정화 장치(50)의 좌우 양측(배기 가스 이동 방향 상류측과 하류측)에는 배기 가스 입구관(86)과 배기 가스 출구(93)가 엔진(5)의 좌우로 나뉘어서 설치되어 있다. 배기 가스 정화 장치(50)의 배기 가스 도입측인 배기 가스 입구관(86)은 배기 매니폴드(54)에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다.
배기 가스 정화 장치(50)의 구조에 대하여 설명한다. 배기 가스 정화 장치(50)는 정화 입구관(86)을 갖는 정화 하우징(87)을 구비하고 있다. 정화 하우징(87)의 내부에 이산화질소(NO2)를 생성하는 백금 등의 디젤 산화 촉매(88)와, 포집된 입자상 물질(PM)을 비교적 저온에서 연속적으로 산화 제거하는 허니콤 구조의 매연 필터(89)를, 배기 가스 이동 방향에 직렬로 배열하고 있다. 디젤 산화 촉매(88) 및 매연 필터(89)는 정화 하우징(87)에 수용된다. 또한, 정화 하우징(87)의 배기 가스 출구(93)에 배기관을 통해서, 예를 들면 소음기나 테일 파이프를 연결하여 배기 가스 출구(93)로부터 소음기나 테일 파이프를 통해서 배기 가스를 외부로 배출한다.
정화 하우징(87)은 지지체로서의 플랜지측 브래킷 다리(83) 및 케이싱측 브래킷 다리(84)를 통해서, 실린더 헤드(52) 및 배기 매니폴드(54)에 장착되어 있다. 플랜지측 브래킷 다리(83)의 기단측은 정화 하우징(87)의 외주측에 있는 접합 플랜지에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다. 또한, 케이싱측 브래킷 다리(84)의 기단측은 정화 하우징(87)의 바깥 덮개체에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다. 플랜지측 브래킷 다리(83)의 선단측은 실린더 헤드(52)에 있어서의 냉각팬(56)측의 측면에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다. 케이싱측 브래킷 다리(84)의 선단측은 실린더 헤드(52)에 있어서의 플라이휠 하우징(57)측의 측면에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 있다.
배기 매니폴드(54)의 출구부에 배기 가스 입구관(86)의 입구 플랜지체를 체결시킴으로써 배기 매니폴드(54)에 배기 가스 입구관(86)을 통해서 정화 하우징(87)을 연통 접속하고 있다. 그 결과, 정화 하우징(87)은 각 브래킷 다리(83, 84)에 의해서, 엔진(5)의 고강성 부품인 배기 매니폴드(54) 및 실린더 헤드(52)에 안정적으로 연결 지지되게 된다. 따라서, 진동 등에 의한 배기 가스 정화 장치(50)의 손상 억제를 도모한다.
상기 구성에 있어서, 디젤 산화 촉매(88)의 산화 작용에 의해서 생성된 이산화질소(NO2)가 매연 필터(89) 내에 도입된다. 엔진(5)의 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질은 매연 필터(89)에 포집되고, 이산화질소(NO2)에 의해서 연속적으로 산화 제거된다. 엔진(5)의 배기 가스 중의 입상 물질(PM)의 제거에 추가하여 엔진(5)의 배기 가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)의 함유량이 저감된다.
엔진 컨트롤러(311)(도 12 참조) 또는 배터리(202)(도 12 참조)에 접속시키는 복수개의 엔진 작동 센서 전원계 하네스(111)와, 연료 분사 밸브(328)에 접속시키는 복수개의 커먼 레일 전원계 하네스(112)와, 엔진(5)의 각 처에 설치된 작동 센서(도시 생략)에 접속시키는 복수개의 엔진 작동 센서 신호계 하네스(113)를 구비한다. 엔진(5)에 부설하는 복수의 하네스 집합체(114, 115, 116)로서 각 하네스(111, 112, 113)를 각각 하나의 집합으로 하고 있다.
상기 구성에 의해, 커먼 레일 전원계 하네스(112)와 엔진 작동 센서 신호계 하네스(113)로 기능별로 분할함으로써 1개의 하네스(하네스 집합체(114, 115, 116))의 무게를 억제할 수 있기 때문에 각 하네스 집합체(114, 115, 116)의 레이아웃의 자유도가 높아진다. 또한, 각 하네스 집합체(114, 115, 116)마다 각각 교환할 수 있기 때문에 3기통 엔진 또는 4기통 엔진과 같이 커먼 레일 전원계 하네스 이외의 하네스를 기통수가 다른 엔진(5)에 대하여 공용할 수 있다.
실린더 블록(51)의 측면 중, 커먼 레일(341)과 오일 필터(60) 사이의 측면에 커넥터 브래킷(117)을 고착하고, 커넥터 브래킷(117)에 복수 세트의 하네스 커넥터(118)를 착탈 가능하게 고정 지지시킨다. 5세트의 엔진 작동 센서 전원계 하네스(111)에 5세트의 하네스 커넥터(118)를 통해서 커먼 레일 전원계 하네스(112), 엔진 작동 센서 신호계 하네스(113), 배기 가스 정화 장치 신호계 하네스(미도시)를 각각 전기적으로 접속한다. 즉, 엔진 작동 센서 전원계 하네스(111)에 1세트의 하네스 커넥터(118)를 통해서 커먼 레일 전원계 하네스(112)가 접속되어 있다. 또한, 엔진 작동 센서 전원계 하네스(111)에 3세트의 하네스 커넥터(118)를 통해서 엔진 작동 센서 신호계 하네스(113)가 접속되어 있다. 또한, 엔진 작동 센서 전원계 하네스(111)에는 1세트의 하네스 커넥터(118)를 통해서 배기 가스 정화 장치 신호계 하네스(미도시)가 접속되어 있다. 복수개의 배기 가스 정화 장치 신호계 하네스가 DPF 온도 센서(326)(도 13 참조) 및 차압 센서(325)에 접속되어 있다.
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이 흡기 매니폴드(53)와 커먼 레일(341)의 외주측에 하네스 집합체(115)(커먼 레일 전원계 하네스(112)), 및 하네스 집합체(116)(엔진 작동 센서 신호계 하네스(113))를 각각 연장시키고 있다. 한편, 흡기 매니폴드(53)보다 하방에 커먼 레일(341)을 배치하고, 커먼 레일(341)보다 하방에 하네스 커넥터(118)를 장착하고 있다. 엔진(5)의 외측면에 대하여 각 하네스(112, 113)를 일정 간격 이반시키면서 엔진(5)의 외측면을 따르게 하여 각 하네스(112, 113)를 설치하고 있다. 엔진(5)의 외측면으로부터 각 하네스(112, 113)가 크게 돌출하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커먼 레일(341)과 오일 필터(60) 사이에 형성되는 엔진(5)의 냉각 풍로에 하네스 커넥터(118)를 설치한다. 오일 필터(60)에 의해서 하네스 커넥터(118)의 외측을 보호하고 있다. 예를 들면, 엔진(5)의 메인터넌스 작업 등에 있어서, 하네스 커넥터(118)에 공구 등을 접촉시키는 등의 문제의 발생을 저감할 수 있다.
이어서, 도 12를 참조하면서, 보닛(6) 아래의 엔진 룸(10) 내의 구성에 대하여 설명한다. 보닛(6)의 전방부 하측에 프론트 그릴(138)을 형성하고 있다. 엔진 프레임(14)에 지지시킨 좌우의 엔진 커버(139)와 보닛(6)에 의해서 엔진(5)의 전방, 상방 및 좌우를 덮고 있다. 엔진 프레임(14)의 전방부측에는 팬 슈라우드(141)를 배면측에 장착한 라디에이터(109)를 엔진(5)의 앞면측에 위치하도록 세워 설치하고 있다. 팬 슈라우드(141)는 냉각 팬(56)의 외주측을 둘러싸서 라디에이터(109)와 냉각 팬(56)을 연통시키고 있다.
라디에이터(109)의 앞면측에는 직사각형 테두리 형상의 테두리 프레임(142)을 세워 설치하고 있다. 테두리 프레임(142)의 전방에는 미션 케이스(17)(도 3 참조) 내의 작동유를 냉각하는 오일 쿨러(143)와 전력 공급용의 배터리(202)를 배치하고 있다. 냉각 팬(56)의 회전에 의해서, 냉각풍은 오일 쿨러(143) 및 라디에이터(109)에 분사된 후, 팬 슈라우드(141)를 경유해서 엔진(5)을 향하여 흐른다.
테두리 프레임(142)의 전방 중 오일 쿨러(143) 및 배터리(202)의 상방에는 엔진(5)에 도입되는 새로운 공기를 정화하는 에어 클리너(145)를 배치하고 있다. 에어 클리너(145)의 일측면으로부터 연장하는 흡기 중계관(146)은 EGR 장치(76)를 통해서 흡기 매니폴드(53)의 입구부에 연결되어 있다. 에어 클리너(145)의 외주면에는 새로운 공기를 에어 클리너(145)에 도입하기 위한 새로운 공기 도입관을 형성하고 있다.
캐빈(7)의 앞면측에는 엔진(5)측과 대시보드(263)(조종 컬럼)측을 구획하는 차폐판(144)을 설치하고 있다. 좌우의 엔진 커버(139), 보닛(6) 및 차폐판(144)은 엔진(5)의 전후 좌우 및 상방을 둘러싸는 엔진 룸(10)을 구성하고 있다. 팬 슈라우드(141)의 뒷면 상부와 차폐판(144)의 앞면 상부 사이에는 전후 길이의 상측 지지 프레임(147)을 걸치고 있다. 한편, 보닛(6) 내면측 중 상측 지지 프레임(147)과의 대치 개소에 전후 길이의 보닛 스테이(155)를 설치하고 있다. 보닛 스테이(155)의 후단측은 보닛 개폐 지점축(156)을 통해서 차폐판(144)에 상하 회동 가능하게 장착되어 있다. 상측 지지 프레임(154)과 보닛 스테이(155) 사이에는 가스 댐퍼(157)를 장착하고 있다.
가스 댐퍼(157)의 로드측의 단부는 상측 지지 프레임(147)의 전방부측에 좌우 횡방향의 핀축에 의해서 회전 가능하게 피봇 부착되어 있다. 가스 댐퍼(157)의 실린더측 의 단부는 보닛 스테이(155)의 전후 중도부에 좌우 횡방향의 핀축에 의해서 회전 가능하게 피봇 부착되어 있다. 보닛 록 기구의 록을 해제하는 작업을 하고 나서 보닛(6)의 전방부를 상방으로 들어올림으로써 보닛 개폐 지점축(156) 주위에 보닛(6)이 상향 회동하여 엔진(5)의 전방 및 상방이 개방된다. 그리고, 가스 댐퍼(157)의 버팀 작용에 의해서 보닛(6)이 개방 위치에 유지된다.
상측 지지 프레임(147)에는 전기 배선 커넥터를 일체적으로 설치한 차압 센서(325)를 지지하는 센서 브래킷(센서 지지체)(148)이 장착되어 있다. 센서 브래킷(148)은 상측 지지 프레임(147)에 착탈 가능하게 장착되어 있고, 차압 센서(325)와 함께 DPF 온도 센서(326)(도 13 참조)의 전기 배선 커넥터(149)도 지지하고 있다.
상측 지지 프레임(147)에 부설되는 센서 브래킷(148)은 배기 가스 정화 장치(50)의 상측에 배치되게 된다. 따라서, 센서 브래킷(148)에 지지된 차압 센서(325)는 매연 필터(40)의 상류측과 하류측 사이의 배기 가스의 압력차를 측정할 수 있다. 또한, 센서 브래킷(148)을 배기 가스 정화 장치(50)로부터 떨어진 위치에 배치할 수 있기 때문에 센서 브래킷(148)에 지지되는 전자부품에 대하여 배기 가스 정화 장치(50)로부터의 배출열에 의한 영향을 저감할 수 있다.
DPF 온도 센서(326)(도 13 참조)는 서미스터형의 상류측 가스 온도 센서와 하류측 가스 온도 센서이며, 가스 정화 하우징(87)에 부설된다. DPF 온도 센서(326)는 상류측 가스 온도 센서에 의해 디젤 산화 촉매(88)의 가스 유입측 끝면의 배기 가스 온도를 검출하고, 하류측 가스 온도 센서에 의해 디젤 산화 촉매(88)의 가스 유출측 끝면의 배기 가스 온도를 검출한다.
차압 센서(325)는 가스 정화 하우징(87) 내의 매연 필터(89)를 사이에 두도록 설치된 상류측과 하류측의 각 센서 배관 보스체와, 상류측과 하류측의 센서 배관을 통해서 접속하고 있다. 차압 센서(325)는 매연 필터(89)의 상류측과 하류측 사이의 배기 가스의 압력차를 검출한다. 매연 필터(89)의 상류측과 하류측 사이의 배기 압력차에 의거해 매연 필터(89)에 있어서의 입자상 물질의 퇴적량을 연산시켜 매연 필터(89) 내의 막힘 상태를 파악할 수 있도록 구성하고 있다.
이어서, 도 13을 참조하면서 트랙터(1)의 각종 제어(속도 제어, 자동 수평 제어, 및 경운 깊이 자동 제어 등)를 실행하기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 트랙터(1)는 엔진(5)의 구동을 제어하는 엔진 컨트롤러(311)와, 스티어링 컬럼(조종 컬럼)(245) 탑재의 미터 패널(246)의 표시 동작을 제어하는 미터 컨트롤러(운전 조작 표시 컨트롤러)(312)와, 주행기체(2)의 속도 제어 등을 행하는 본기 컨트롤러(313)를 구비하고 있다.
상기 컨트롤러(311~313)는 각각 각종 연산 처리나 제어를 실행하는 CPU 외에, 제어 프로그램이나 데이터를 기억시키기 위한 ROM, 제어 프로그램이나 데이터를 일시적으로 기억시키기 위한 RAM, 시간 계측용의 타이머, 및 입출력 인터페이스 등을 구비하고 있고, CAN 통신 버스(315)를 통해서 상호 통신 가능하게 접속되어 있다. 엔진 컨트롤러(311) 및 미터 컨트롤러(312)는 전원 인가용 키 스위치(201)를 통해서 배터리(202)에 접속되어 있다. 키 스위치(201)는 열쇠 구멍에 끼워넣은 소정의 열쇠로 회전 조작 가능한 로터리식 스위치이며, 도 6에 나타내는 바와 같이 대시보드(263)의 스티어링 컬럼(245)의 우측 위치에 장착되어 있다.
미터 컨트롤러(312)의 입력측에는 조종 핸들(9)의 회동량(조향 각도)을 검출 하는 조타 포텐셔미터(210), 배기 가스 정화 장치(50) 재생 동작을 허용하는 입력 부재 로서의 재생 스위치(329), 엔진(5)의 제어 방식(조속 모드)으로서 드룹 제어 및 아이소크로너스 제어 중 어느 하나로 설정하는 제어 방식 선택 스위치(271), 및 엔진(5)의 회전 속도 제한의 여부를 설정하는 모드 선택 스위치(272)를 접속하고 있다.
또한, 미터 컨트롤러(312)의 출력측에는 미터 패널(246)에 있어서의 액정 패널(330), 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 동작 등에 관련하여 명동하는 경보 부저(331), 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 동작에 관련하여 명멸하는 경보 램프로서의 재생 램프(332), 재생 스위치(329)에 내장됨과 아울러 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 동작에 따라서 명멸하는 재생 스위치 램프(345), 주차 브레이크 레버(254)가 록 상태인 경우에 점등하는 주차 브레이크 램프(346), 엔진(5)에 이상 이 있는 경우에 점등하는 엔진 이상 램프(347), PTO 클러치 스위치(225)가 온 상태인 경우에 점등하는 PTO 램프(348), 및 전후진 스위칭 레버(252)가 중립 상태에 있는 경우에 점등하는 리버서 중립 램프(349)를 접속하고 있다.
본기 컨트롤러(313)의 입력측에는 전후진 스위칭 레버(252)의 조작 위치를 검출하는 전후진 포텐셔미터(211), 주변속 출력축(36)의 출력 회전수를 검출하는 주변속 출력축 회전 센서(212), 전후차륜(3, 4)의 회전 속도(주행 속도)를 검출하는 차속 센서(213), 브레이크 페달(251)의 스테핑의 유무를 검출하는 브레이크 페달 스위치(220), 오토브레이크 전자 밸브(67a, 67b)를 스위칭 조작하는 오토브레이크 스위치(221), 주변속 레버(290)의 조작 위치를 검출하는 주변속 포텐셔미터(222), 로터리 경운기(15)의 높이 위치를 수동으로 변경 조절하는 작업부 포지션 다이얼(300)의 조작 위치를 검출하는 포지션 다이얼 센서(223), 주차 브레이크 레버(254)에 의해 좌우 브레이크 페달(251)을 스테핑하는 위치를 유지한 상태(주차 브레이크 레버(254)에 의한 록 상태)에서 온으로 되는 주차 브레이크 스위치(236), 및 PTO 클러치 스위치(225)를 접속하고 있다.
본기 컨트롤러(313)의 출력측에는 전진용 클러치 실린더(도시하지 않음)를 작동시키는 전진용 클러치 전자 밸브(46), 후진용 클러치 실린더(도시하지 않음)를 작동시키는 후진용 클러치 전자 밸브(48), 미도시의 PTO 클러치를 작동하는 PTO 클러치 유압 전자 밸브(104), 유압식 승강 기구(20)의 단동식 유압 실린더(도시하지 않음)에 작동유를 공급하기 위한 제어 전자 밸브(121), 주변속 레버(290)의 기울임 조작량에 비례해서 주변속 유압 실린더(도시하지 않음)를 작동시키는 비례 제어 밸브(123), 부변속 유압 실린더(도시하지 않음)를 작동시키는 고속 클러치 전자 밸브(136), 및 좌우의 브레이크 작동 기구(65a, 65b) 각각을 작동시키는 오토브레이크 전자 밸브(67a, 67b)를 접속하고 있다.
또한, 도 14에 나타내는 바와 같이 엔진 컨트롤러(311)의 입력측에는 적어도 커먼 레일(341) 내의 연료 압력을 검출하는 레일압 센서(321), 연료 공급 펌프(327)를 회전 또는 정지시키는 전자 클러치(342), 엔진(5)의 회전 속도(엔진 출력축(24)의 캠 샤프트 위치)를 검출하는 엔진 회전 센서(322), 인젝터(340)의 연료 분사 횟수(일 행정의 연료 분사 기간 중의 횟수)를 검출 및 설정하는 분사 설정기(333), 액셀 조작 도구의 조작 위치를 검출하는 스로틀 위치 센서(334), 흡기 경로 중의 흡기 온도를 검출하는 흡기 온도 센서(335), 배기 경로 중의 배기 가스 온도를 검출하는 배기 온도 센서(336), 엔진(5)의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수온 센서(323), 커먼 레일(341) 내의 연료 온도를 검출하는 연료 온도 센서(324), EGR 가스의 온도를 검출하는 EGR 온도 센서(337), 배기 필터(50) 내에 있어서의 매연 필터(89) 전후(상하류)의 배기 가스의 차압을 검출하는 차압 센서(325), 및 배기 필터(50) 내의 배기 가스 온도를 검출하는 DPF 온도 센서(326)를 접속하고 있다.
엔진 컨트롤러(311)의 출력측에는 적어도 각 연료 분사 밸브(328)의 전자 솔레노이드가 각각 접속되어 있다. 즉, 커먼 레일(341)에 축적된 고압 연료가 연료 분사 압력, 분사 시기 및 분사 기간 등을 제어하면서, 일 행정 중에 복수회로 나눠서 연료 분사 밸브(328)로부터 분사됨으로써 질소 산화물(NOx)의 발생을 억제함과 아울러, 공중에 매연이나 이산화탄소(CO2) 등의 발생도 저감한 완전 연소를 실행하여 연비를 향상시키도록 구성되어 있다. 또한, 엔진 컨트롤러(311)의 출력측에는 엔진(5)의 흡기압(흡기량)을 조절하는 흡기 스로틀 부재(78), 및 흡기 매니폴드(53)로의 EGR 가스의 공급량을 조절하는 EGR 밸브 부재(81) 등도 접속하고 있다.
엔진 컨트롤러(311)는 기본적으로 엔진 회전 센서(322)에 의해 검출한 회전 속도와 스로틀 위치 센서(334)에 의해 검출한 스로틀 위치로부터 엔진(5)의 토크를 구하고, 토크와 출력 특성을 이용하여 목표 연료 분사량을 연산하고, 상기 연산 결과에 의거해 커먼 레일(341)을 작동시키는 연료 분사 제어를 실행한다. 또한, 커먼 레일(341)의 연료 분사량은 주로 각 연료 분사 밸브(328)의 밸브 개방 기간을 조절하여 각 인젝터(340)로의 분사 기간을 변경함으로써 조절된다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 인젝터(340)와 접속하는 커먼 레일(341)을 구비한 커먼 레일 장치(320)는 상사점(TDC)을 사이에 둔 부근에서 메인 분사(A)를 실행하도록 구성되어 있다. 또한, 커먼 레일 장치(320)는 메인 분사(A) 이외에 상사점보다 약 60° 이전의 크랭크 각도(θ1)의 시기에, NOx 및 소음의 저감을 목적으로 하여 소량의 파일럿 분사(B)를 실행하거나, 상사점 직전의 크랭크 각도(θ2)의 시기에 소음 저감을 목적으로 해서 프리분사(C)를 실행하거나, 상사점 후의 크랭크 각도(θ3 및 θ4)의 시기에 입자상 물질(이하, PM이라고 한다)의 저감이나 배기 가스의 정화 촉진을 목적으로 해서 애프터 분사(D) 및 포스트 분사(E)를 실행하거나 하도록 구성되어 있다.
파일럿 분사(B)는 메인 분사(A)에 대하여 크게 진각한 시기에 분사함으로써 연료와 공기의 혼함을 촉진시키는 것이다. 프리분사(C)는 메인 분사(A)에 앞서서 분사함으로써 메인 분사(A)에서의 착화 시기의 지연을 단축하는 것이다. 애프터 분사(D)는 메인 분사(A)에 대하여 약간 지각시켜서 분사함으로써 확산 연소를 활성화시키고, 엔진(5)의 배기 가스 온도를 상승시키는(PM을 재연소시킨다) 것이다. 포스트 분사(E)는 메인 분사(A)에 대하여 크게 지각된 시기에 분사함으로써 실제의 연소 과정에 기여되지 않고 미연소의 연료로서 배기 가스 정화 장치(50)에 공급하는 것이다. 배기 가스 정화 장치(50)에 공급된 미연소의 연료는 디젤 산화 촉매(243) 상에서 반응하고, 그 반응열에 의해서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 배기 가스 온도가 상승하게 된다. 여기서, 도 15에 있어서의 그래프의 산의 고저는 대략적으로 말해서 각 분사 단계 A~E에서의 연료 분사량의 차이를 표현하고 있다.
ECU311의 EEPROM에는 엔진(5)의 회전 속도(N)와 토크(T)(부하)의 관계를 나타내는 출력 특성 맵(M)(도 16 참조)을 미리 기억시키고 있다. 또한, 상세는 생략하지만, ECU311의 EEPROM에는 엔진(5)의 회전 속도(N)와 연료 분사량의 관계로부터 배기 가스 유량을 환산하는 배기 가스 유량 맵이나, 마찬가지로 엔진(5)의 회전 속도(N)와 연료 분사량의 관계로부터 엔진(5)의 PM 배출량을 환산하는 PM 배출량 맵도 미리 기억시키고 있다. 출력 특성 맵(M) 등의 각 맵은 실험 등으로 구해진다. 도 16에 나타내는 출력 특성 맵(M)에서는 회전 속도(N)를 가로축에, 토크(T)를 세로축에 채용하고 있다. 출력 특성 맵(M)은 위쪽으로 볼록하게 그려진 실선(Tmx)으로 둘러싸인 영역이다. 실선(Tmx)은 각 회전 속도(N)에 대한 최대 토크를 나타낸 최대 토크선이다. 이 경우, 엔진(5)의 형식이 같으면, ECU311에 기억되는 출력 특성 맵(M)은 모두 동일(공통)의 것으로 된다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 출력 특성 맵(M)은 소정의 배기 가스 온도에 있어서의 회전 속도(N)와 토크(T)의 관계를 나타낸 경계선(BL1, BL2)에 의해서 상하 3개로 분단된다.
제 1 경계(BL1)보다 상측의 영역은 엔진(5)의 통상 운전만으로 매연 필터(89)에 퇴적된 PM을 산화 제거할 수 있는(디젤 산화 촉매(88)의 산화 작용이 작용한다) 자기 재생 영역이다. 제 1 경계선(BL1)과 제 2 경계선(BL2) 사이의 영역은 엔진(5)의 통상 운전만으로는 PM이 산화 제거되지 않고 매연 필터(89)에 퇴적되지만, 후술하는 어시스트 재생 제어나 리셋 재생 제어의 실행에 의해서 배기 가스 정화 장치(50)가 재생하는 재생 가능 영역이다. 제 2 경계선(BL2)보다 하측의 영역은 어시스트 재생 제어나 리셋 재생 제어를 실행해도 배기 가스 정화 장치(50)가 재생하지 않는 재생 불가 영역이다. 재생 불가 영역에서의 엔진(5)의 배기 가스 온도는 지나치게 낮기 때문에, 이 상태에서 어시스트 재생 제어나 리셋 재생 제어를 실행해도 배기 가스 온도가 재생 경계 온도까지 상승하지 않는다. 즉, 엔진(5)의 회전 속도(N)와 토크(T)의 관계가 재생 불가능 영역에 있으면, 어시스트 재생 제어나 리셋 재생 제어에서는 배기 가스 정화 장치(50)가 재생되지 않는다(매연 필터(89)의 입자상 물질 포집 능력이 회복되지 않는다). 또한, 제 1 경계선(BL1) 상의 배기 가스 온도는 자기 재생 가능한 재생 경계 온도(약 300℃ 정도)이다.
엔진 컨트롤러(311)는 도 17에 나타내는 바와 같이, 회전 속도(N)와 토크(T)의 관계에 있어서 엔진(5)의 부하(토크(T))가 증대함에 따라서 회전 속도(N)가 감소하도록 연료 분사량을 조절하는 드룹 제어와, 엔진(5)의 부하의 변동에 관계없이 회전 속도(N)를 일정하게 유지하도록 연료 분사량을 조절하는 아이소크로너스 제어를 실행 가능하게 되어 있다. 오퍼레이터에 의해 제어 방식 선택 스위치(271)가 조작됨으로써 드룹 제어 및 아이소크로너스 제어 중 어느 하나로 택일적으로 스위칭된다. 즉, 엔진 컨트롤러(311)는 미터 컨트롤러(312) 및 CAN 통신 버스(315)를 통해서 제어 방식 선택 스위치(271)에 의해 지정된 제어 방식이 드룹 제어 및 아이소크로너스 제어 중 어느 하나를 인식한다.
드룹 제어는, 예를 들면 노상 주행시에 실행된다. 드룹 특성(드룹 제어시에 있어서의 회전 속도(N) 및 토크(T)의 관계)는 출력 특성 맵(M)에 있어서 오른쪽으로 내려가게 경사지는 일정 구배의 직선(도 17 중의 일점 쇄선(L1))으로 나타내어지는 특성이다. 드룹 제어가 선택되어 있는 경우, 엔진 컨트롤러(311)는 액셀 패달 (255)의 조작량에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하고, 커먼 레일 장치(320)의 연료 분사 제어를 실행한다.
아이소크로너스 제어는, 예를 들면 경기·경운 작업과 같은 각종 작업시에 실행된다. 아이소크로너스 특성(아이소크로너스 제어시에 있어서의 회전 속도(N) 및 토크(T)의 관계)은 출력 특성 맵(M)에 있어서 구배가 제로가 되는 수직인 직선으로 나타내어지는 특성(도 17 중의 파선(L2))이다. 아이소크로너스 제어가 선택되어 있는 경우, 엔진 컨트롤러(311)는 주변속 레버(290)에 의해 지정되는 목표 회전 속도(Nt)로 유지되도록 엔진 회전 센서(322)에 의해 검출된 회전 속도(N)와 목표 회전 속도(Nt)의 차분에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하고, 커먼 레일 장치(320)의 연료 분사 제어를 실행한다.
엔진 컨트롤러(311)는 엔진(5)의 제어 모드로서, 작업 차량에 있어서의 작업성을 중시한 파워 모드와 연비를 중시한 이코노미 모드를 갖고 있다. 이코노미 모드는 저연비화나 저소음화를 위해서 엔진 출력을 낮게 억제할 때에 선택되는 하이 아이들 제한 모드이며, 하이 아이들 회전 속도(무부하시의 최고 한도의 회전 속도)의 제한값(Nh)(예를 들면, 1800rpm)에 의거해서 목표 연료 분사량을 설정한다. 파워 모드는 주행 또는 작업시에 있어서 큰 엔진 출력을 필요로 할 때에 선택되는 하이 아이들 제한 해제 모드이며, 하이 아이들 회전 속도의 제한값(Nh)보다 높은 최고 회전 속도에 의거해서 목표 연료 분사량를 설정한다. 파워 모드 및 이코노미 모드는 미터 컨트롤러(312) 및 CAN 통신 버스(315)를 통해서 모드 선택 스위치(272)에 의해 지정된다.
모드 선택 스위치(272)에 의해 이코노미 모드(하이 아이들 제한 모드)가 선택되어 있는 경우, 엔진 컨트롤러(311)는 미리 RAM에 기억한 하이 아이들 회전 속도의 제한값(Nh)을 참조한다. 이것에 의해, 컨트롤러(311)는 도 18에 나타내는 바와 같이 출력 특성 맵(M)을 제한값(Nh)에 맞추어 보정하여 출력 특성(M1)을 작성한다. 엔진 컨트롤러(311)는 제한값(Nh)으로 보정한 출력 특성 맵(M1)에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하고, 커먼 레일 장치(320)의 연료 분사 제어를 실행한다. 그 때문에, 이코노미 모드(하이 아이들 제한 모드)에서는 엔진(5)의 최고 회전 속도가 하이 아이들 회전 속도의 제한값(Nh) 이하로 제한된다.
모드 선택 스위치(272)에 의해 파워 모드(하이 아이들 제한 해제 모드)가 선택되어 있는 경우, 엔진 컨트롤러(311)는 출력 특성 맵(M)에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하고, 커먼 레일 장치(320)의 연료 분사 제어를 실행한다. 그 때문에, 파워 모드(하이 아이들 제한 해제 모드)에서는 엔진(5)의 최고 회전 속도가 하이 아이들 회전 속도의 제한값(Nh)보다 높은 값으로 되어 후술의 비작업 재생 제어에 있어서의 소정 고속 회전 속도(예를 들면, 2,200rpm)까지 회전 속도를 높일 수 있다.
엔진(5)의 제어 방식(재생 제어 방식)으로서는 엔진(5)의 통상 운전만으로 배기 가스 정화 장치(50)가 자발적으로 재생하는 보통 운전 제어(자기 재생 제어)와, 배기 가스 정화 장치(50)의 막힘 상태가 규정 수준 이상으로 되면 엔진(5)의 부하 증대를 이용하여 배기 가스 온도를 자동적으로 상승시키는 어시스트 재생 제어와, 포스트 분사를 이용하여 배기 가스 온도를 상승시키는 리셋 재생 제어와, 포스트 분사(E)를 이용하여 배기 가스 온도를 상승시키는 리셋 재생 제어와, 포스트 분사(E)와 엔진(5)의 소정 고속 회전 속도(N1)를 조합하여 배기 가스 온도를 상승시키는 비작업 재생 제어(주차 재생 제어 또는 긴급 재생 제어라고 해도 좋다)가 있다.
통상 운전 제어는 노상 주행시나 농작업시의 제어 형식이다. 통상 운전 제어에서는 엔진(5)에 있어서의 회전 속도(N)와 토크(T)의 관계가 출력 특성 맵의 자기 재생 영역에 있고, 배기 가스 정화 장치(50) 내에서의 PM 산화량이 PM 포집량을 상회할 정도로 엔진(5)의 배기 가스가 고온으로 되어 있다.
어시스트 재생 제어에서는 흡기 스로틀 부재(78)의 개방도 조정과 애프터 분사 에 의해서 배기 필터(50)를 재생시킨다. 즉, 어시스트 재생 제어에서는 EGR 밸브 부재(81)를 밸브 폐쇄함과 아울러, 흡기 스로틀 부재(78)를 소정 개방도까지 밸브 폐쇄시킴(조임)으로써 엔진(5)으로의 흡기량을 제한한다. 그러면, 엔진(5)의 부하가 증대되기 때문에 설정 회전 속도 유지를 위해 커먼 레일(341)의 연료 분사량이 증가하여 엔진(5)의 배기 가스 온도를 상승시킨다. 이것에 맞추어, 메인 분사(A)에 대하여 약간 지각시켜서 분사하는 애프터 분사(D)에 의해서 확산 연소를 활성화시켜 엔진(5)의 배기 가스 온도를 상승시킨다. 그 결과, 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM이 연소 제거된다. 또한, 이후에 설명하는 재생 제어 중 어느 것에 있어서도 EGR 밸브 부재(81)는 밸브 폐쇄된다.
리셋 재생 제어는 어시스트 재생 제어가 실패했을 경우(배기 가스 정화 장치(50)의 막힘 상태가 개선되지 않아 PM이 잔류한 경우)나, 엔진(5)의 누적 구동 시간(TI)이 설정 시간(TI1)(예를 들면, 100시간 정도) 이상으로 된 경우에 행해진 다. 리셋 재생 제어에서는 어시스트 재생 제어의 형태에 추가하여 포스트 분사(E)를 함으로써 배기 가스 정화 장치(50)를 재생시킨다. 즉, 리셋 재생 제어에서는 흡기 스로틀 부재(78)의 개방도 조정과 애프터 분사에 추가하여 포스트 분사(E)에 의해 배기 가스 정화 장치(50) 내에 미연 연료를 직접 공급하고, 미연 연료를 디젤 산화 촉매(88)에 의해 연소시킴으로써 배기 가스 정화 장치(50) 내의 배기 가스 온도를 상승시킨다(약 560℃ 정도). 그 결과, 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM이 강제적으로 연소 제거된다.
비작업 재생 제어는 리셋 재생 제어가 실패했을 경우(배기 가스 정화 장치(50)의 막힘 상태가 개선되지 않아 PM이 잔류한 경우) 등에 행해진다. 비작업 재생 제어에서는 리셋 재생 제어의 형태에 추가하여 엔진(5)의 회전 속도(N)를 소정 고속 회전 속도(N1)(예를 들면, 2,200rpm)로 유지함으로써 엔진(5)의 배기 가스 온도를 상승시킨 후에 배기 필터(50) 내에서도 포스트 분사(E)에 의해서 배기 가스 온도를 상승시킨다(약 600℃ 정도). 그 결과, 리셋 재생 제어보다 더욱 호조건 하에서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM이 강제적으로 연소 제거된다. 또한, 비작업 재생 제어에서의 흡기 스로틀 부재(78)는 조이는 것이 아니라 완전하게 밸브 폐쇄시킨다. 비작업 재생 제어에서의 애프터 분사(D)는 어시스트 재생 제어나 리셋 재생 제어보다 리타드(지연)시켜서 행해진다.
비작업 재생 제어에서는 엔진(5)의 출력을 최대 출력보다 낮은 주차시 최대 출력(예를 들면, 최대 출력의 80% 정도)으로 제한하고 있다. 이 경우, 엔진(5)의 회전 속도(N)를 소정 고속 회전 속도(N1)로 유지하므로, 토크(T)를 억제하여 주차시 최대 출력으로 되도록 커먼 레일(341)의 연료 분사량을 조절한다.
통상 운전 제어는 물론이지만, 어시스트 재생 제어 및 리셋 재생 제어에서는 엔진(5)의 동력을, 예를 들면 작업기의 작동부에 전달하여 각종 작업을 실행하는 것이 가능하다(엔진(5)을 통상 운전으로 구동할 수 있다). 이 때, 엔진 컨트롤러(311)는 제어 방식 선택 스위치(271)에 의해 지정되는 제어 방식(드룹 제어 또는 아이소크로너스 제어)에 의거해서 엔진(5)의 구동을 제어한다. 또한, 엔진 컨트롤러(311)는 모드 선택 스위치(272)에 의해 지정되는 제어 모드(이코노미 모드 또는 파워 모드)에 의거해서 엔진(5)의 구동을 제어한다.
비작업 재생 제어에서는 오로지 PM의 연소 제거를 위해서 엔진(5)을 고회전 속도로 구동시키기 때문에, 엔진(5)의 동력에 의해서 예를 들면 작업기의 작동부를 구동시키지 않는다. 이 때, 엔진 컨트롤러(311)는, 도 19에 나타내는 바와 같이 제어 방식 선택 스위치(271)에 의해 지정되는 제어 방식에 관계없이 강제적으로 아이소크로너스 제어에 의해 엔진(5)의 구동을 제어한다. 또한, 엔진 컨트롤러(311)는, 도 19에 나타내는 바와 같이 모드 선택 스위치(272)에 의해 지정되는 제어 모드에 상관하지 않고 파워 모드(하이 아이들 제한 해제 모드)에 의해 엔진(5)의 구동을 제어한다.
이어서, 도 20 및 도 21의 플로우차트를 참조하면서 엔진 컨트롤러(311)에 의한 배기 가스 정화 장치(50) 재생 제어의 일례에 대하여 설명한다. 즉, 도 20 및 도 21의 플로우차트로 나타내는 알고리즘(프로그램)은 엔진 컨트롤러(311)의 ROM에 기억되어 있고, 상기 알고리즘을 RAM에 호출하고 나서 CPU에서 처리하여 상술의 각 재생 제어가 실행된다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(50) 재생 제어에서는 먼저 키 스위치(201)가 온이면(S101: YES), 엔진 회전 센서(322), 냉각수온 센서(323), 차압 센서(325) 및 DPF 온도 센서(326)의 검출값과, 흡기 스로틀 부재(78) 및 EGR 밸브 부재(81)의 개방도와, 커먼 레일(341)에 의한 연료 분사량을 판독한다(S102). 즉, 엔진 컨트롤러(311)가 엔진 회전 센서(322), 냉각수온 센서(323), 차압 센서(325) 및 DPF 온도 센서(326)의 검출값과, 흡기 스로틀 부재(78) 및 EGR 밸브 부재(81)의 개방도와, 커먼 레일(341)에 의한 연료 분사량을 판독한다.
이어서, 과거에 리셋 재생 제어 또는 비작업 재생 제어를 실행하고 나서의 누적 구동 시간(TI)이 설정 시간(TI1)(예를 들면, 50시간) 미만이면(S103: NO), 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM 퇴적량을 추정한다(S104). PM 퇴적량 추정은 차압 센서(325)의 검출값과 배기 가스 유량 맵에 의거한 P법과, 엔진 회전 센서(322)의 검출값과 연료 분사량과 PM 배출량 맵과 배기 가스 유량 맵에 의거한 C법을 이용하여 행한다. PM 퇴적량이 규정량(Ma)(예를 들면, 8g/l) 이상이면(S105: YES), 어시스트 재생 제어를 실행한다(S106).
어시스트 재생 제어를 행하고 있을 때, 엔진 회전 센서(322)의 검출값과 연료 분사량과 PM 배출량 맵과 배기 가스 유량 맵에 의거해 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM 퇴적량을 추정한다(S107). PM 퇴적량이 규정량(Ma)(예를 들면, 6g/l) 미만이면(S108: YES), 어시스트 재생 제어를 종료하여 통상 운전 제어로 돌아간다. PM 퇴적량이 규정량(Ma) 이상인 경우(S108: NO), 이 상태에서 소정 시간 (TI4)(예를 들면, 10분)을 경과한 경우에는(S109: YES), 리셋 재생 제어 전의 리셋 대기 모드인 스텝 S201로 이행한다.
스텝 S103으로 돌아가서, 누적 구동 시간(TI)이 설정 시간(TI1) 이상인 경우(S103: YES), 리셋 대기 모드인 스텝 S201로 이행하여 리셋 재생 요구를 실행시킨다. 이 단계에서는 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)가 저속 점멸함과 아울러(예를 들면, 0.5Hz), 경보 부저(331)가 단속적으로 저속 명동한다(예를 들면, 0.5Hz). 따라서, 오퍼레이터는 경보 부저(331), 재생 램프(332), 및 재생 스위치 램프(345) 각각의 구동에 의거한 재생 제어 요구 경보에 의해 수동 조작이 촉진되고 있는 재생 스위치(329)의 위치를 즉시 확인할 수 있다.
그 후, 재생 스위치(329)가 소정 시간(예를 들면, 3초) 온 조작된 경우(S202: YES), 리셋 재생 제어를 실행한다(S203). 이 단계에서는 엔진 컨트롤러(311)는 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)를 점등시키는 한편, 경보 부저(331)를 명동 정지시킨다. 이 때문에, 오퍼레이터는 재생 스위치(329)(재생 스위치 램프(345)의 점등)의 상태를 확인함으로써 리셋 재생 제어의 실행 중인 취지를 간단하게 시인할 수 있어 오퍼레이터의 주의를 환기할 수 있다.
리셋 재생 제어의 실행 중에 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM 퇴적량을 추정하여(S204), PM 퇴적량이 규정량(Mr)(예를 들면, 10g/l) 미만인 상태의 경우에 는(S205: NO) 리셋 재생 제어 개시로부터 소정 시간(TI8)(예를 들면, 30분)을 경과하면(S206: YES) 리셋 재생 제어를 종료하고 통상 운전 제어로 돌아간다. 이 때, 리셋 재생 제어를 종료하기 위해 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)를 소등시킨다. 한편, PM 퇴적량이 규정량(Mr) 이상이면(S205: YES) 리셋 재생 제어 실패로 간주하고, PM 과퇴적의 가능성이 우려되므로 비작업 재생 제어 전의 주차 대기 모드인 스텝 S301로 이행한다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 주차 대기 모드에서는 처음으로 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM 퇴적량을 추정한다(S301). 그리고, PM 퇴적량이 규정량(Mb)(예를 들면, 12g/l) 미만이고(S302: NO) 또한 소정 시간(TI9)(예를 들면, 10시간) 내이면(S303: NO), 제 1 비작업 재생 요구를 실행시킨다(S304). 이 단계에서는 재생 스위치 램프(345)는 소등한 상태이지만, 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)가 고속 점멸하고(예를 들면, 1.0Hz), 경보 부저(331)가 간헐적으로 고속 명동한다(예를 들면, 1.0Hz). 따라서, 오퍼레이터는 경보 부저(331), 재생 램프(332), 및 엔진 이상 램프(347) 각각의 구동에 의거한 재생 제어 요구 경보에 의해 비작업 재생 제어의 실행을 위해서 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)의 성립을 요구하고 있는 것을 인식할 수 있다.
한편, PM 퇴적량이 규정량(Mb) 이상이거나(S302: YES), 주차 대기 모드인 채로 소정 시간(TI9)(예를 들면, 10시간)을 경과한 경우에는(S303: YES), PM 과퇴적의 가능성이 우려되므로 배기 가스 정화 장치(50)의 이상을 통지한다(STEP401). 이 때, 엔진 이상 램프(347)가 고속 점멸하고(예를 들면, 1.0Hz), 경보 부저(331)가 고속 명동한다(예를 들면, 1.0Hz). 한편, 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)는 소등한 채로 된다.
상술의 스텝 S304에서 제 1 비작업 재생 요구를 실행한 후에는 미리 설정한 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)이 성립할 때까지 대기한다(S305). 스텝 S305에 나타내는 비작업 재생 이행 조건은 전후진 포텐셔미터(211)가 중립 위치(전후진 스위칭 레버(252)의 중립 상태), 주차 브레이크 스위치(236)가 온(주차 브레이크 레버(254)에 의한 록 상태), PTO 클러치 스위치(225)가 오프 상태, 엔진(5)이 로우 아이들 회전 속도(무부하시의 최저 한도의 회전 속도) N0, 및 냉각수온 센서(323)의 검출값이 소정 값(예를 들면, 65℃) 이상(엔진(5)의 난기 운전 완료)이라고 하는 조건으로 되어 있다.
스텝 S305에 있어서, 상기 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)이 성립하면(YES), 제 2 비작업 재생 요구를 실행시킨다(S306). 이 단계에서는 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)가 저속 점멸하고(예를 들면, 0.5Hz), 엔진 이상 램프(347)가 고속 점멸하고(예를 들면, 1.0Hz), 경보 부저(331)가 단속적인 저속 명동으로 스위칭된다(예를 들면, 0.5Hz). 따라서, 오퍼레이터는 경보 부저(331), 재생 램프(332), 및 재생 스위치 램프(345) 각각의 구동에 의거한 재생 제어 요구 경보에 의해 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)의 성립을 인식함과 동시에, 수동 조작이 촉구되고 있는 재생 스위치(329)의 위치를 즉시 확인할 수 있다. 또한, 재생 램프(332)의 점멸 주기 및 경보 부저(331)의 명동 주기 각각이 고속으로부터 저속으로 전이함으로써 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)이 성립한 것을 오퍼레이터에게 확실하게 인식시킬 수 있다.
그리고, 재생 스위치(329)가 소정 시간 온으로 되면(S307: YES), 비작업 재생 제어를 실행한다(S308). 즉, 엔진 컨트롤러(311)가 오퍼레이터로부터의 재생 스위치(329)로의 온 조작을 접수한 것을 확인하고, 비작업 재생 제어를 실행한다. 이 단계에서는 재생 램프(332), 재생 스위치 램프(345), 및 엔진 이상 램프(347)를 점등시키는 한편, 경보 부저(331)를 명동 정지시킨다. 이것에 의해, 오퍼레이터는 비작업 재생 제어가 실행되고 있는 것을 인식하기 때문에 비작업 재생 제어의 실행시에 있어서의 오퍼레이터의 오조작을 미연에 방지할 수 있다.
엔진 컨트롤러(311)는 비작업 재생 제어를 실행하기 직전에, 오로지 상기 입자상 물질의 연소 제거를 위해서 엔진(5)을 구동시키도록 엔진(5)의 부하의 변동에 관계없이 엔진(5)의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 아이소크로너스 제어를 강제적으로 실행한다. 즉, 도 19에 나타내는 바와 같이 제어 방식 선택 스위치(271)에 의해 드룹 제어가 지정되어 있던 경우라도, 엔진 컨트롤러(311)는 비작업 재생 제어를 실행할 때에 아이소크로너스 제어로 스위칭되어 엔진(5)을 구동 제어한다. 따라서, 비작업 재생 제어 실행시에 있어서 엔진(5)은 최대 출력보다 낮은 주차시 최대 출력(예를 들면, 최대 출력의 80% 정도)으로 하는 소정 고속 회전 속도(N1)를 유지하여 회전하기 때문에 배기 가스 온도를 상승시킬 수 있고, 호조건 하에서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM이 강제적으로 연소 제거하여 배기 가스 정화 장치(50)의 정화 능력을 재생할 수 있다.
또한, 비작업 재생 제어를 실행하는 경우, 하이 아이들 회전 속도의 제한값 (Nh)(예를 들면, 1,800rpm)보다 높은 소정 고속 회전 속도(N1)(예를 들면, 2,200rpm)로 엔진(5)을 회전시키기 때문에 엔진(5)의 최고 회전 속도를 제한하는 것은 바람직하지 않다. 그 때문에, 엔진 컨트롤러(311)는 하이 아이들 제한 모드(이코노미 모드)를 강제적으로 무효화한다(해제한다). 즉, 도 19에 나타내는 바와 같이, 모드 선택 스위치(272)에 의해 하이 아이들 제한 모드가 지정되어 있던 경우라도, 엔진 컨트롤러(311)는 비작업 재생 제어를 실행할 때에 하이 아이들 제한 모드를 강제적으로 해제하여 엔진(5)을 구동 제어한다. 따라서, 비작업 재생 제어 실행시에 있어서, 엔진(5)은 최대 출력보다 낮은 주차시 최대 출력(예를 들면, 최대 출력의 80% 정도)으로 하는 소정 고속 회전 속도(N1)로 회전하여 배기 가스 온도를 상승시킬 수 있고, 호조건 하에서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM이 강제적으로 연소 제거되어 배기 가스 정화 장치(50)의 정화 능력을 재생할 수 있다.
비작업 재생 제어의 실행 중에는 배기 필터(202) 내의 PM 퇴적량을 추정한다(S309). PM 퇴적량이 규정량(Ms)(예를 들면, 8g/l) 미만이며(S310: YES), 또한 비작업 재생 제어 개시로부터 소정 시간(TI11)(예를 들면, 30분)을 경과하면(S311: YES), 비작업 재생 제어를 종료하여 통상 운전 제어로 돌아간다. PM 퇴적량이 규정량(Ms) 이상인 경우(S310: NO), 이 상태에서 소정 시간(TI12)(예를 들면, 30분)을 경과하면(S312: YES), 비작업 재생 제어 실패로 간주하고, PM 과퇴적의 가능성이 우려되므로 배기 가스 정화 장치(50)의 이상을 통지하는 스텝 S401로 이행한다.
비작업 재생 제어의 실행 중에 주차 브레이크 레버(254)에 의한 록 상태의 해제 등에 의해 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)이 비성립의 상태로 되면(S313: YES), 비작업 재생 제어가 중단된 후에(S314) 스텝 S304로 이행하여 제 1 비작업 재생 요구를 실행시킨다. 또한, S312에 있어서 비작업 재생 이행 조건(인터록 해제 조건)이 비성립의 상태에 의해 비작업 재생 제어의 중단의 여부가 판정되는 것으로 했지만, 비작업 재생 제어의 실행 중에 재생 스위치(329)가 눌린 경우에 비작업 재생 제어를 중단하는 것으로 해도 상관없다. 이것에 의해, 디젤 엔진(1)을 정지시켜 배기 가스 정화 장치(50)의 비작업 재생 제어를 중단시키는 조작 등의 번거로운 조작을 행하는 일 없이 배기 가스 정화 장치(50)의 비작업 재생 제어를 중단시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는 오퍼레이터의 수동 조작에 의한 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 제어의 개시 지시가 재생 스위치(329)에 대한 긴 누름 조작(소정 시간(예를 들면, 3초)의 온 조작)이다. 즉, 재생 스위치(329)에 대한 동작이 오퍼레이터의 수동 조작인지, 또는 오조작인지를 판단 가능한 작업 시간 이상으로 재생 스위치(329)를 연속 동작시켰을 때에 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 제어가 개시되도록 구성하고 있다. 따라서, 오퍼레이터가 상정하고 있지 않은 재생 제어 동작을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 제어 중, 오퍼레이터가 키 스위치 오프 조작하여 디젤 엔진(1)을 정지시키고, 이어서 디젤 엔진(1)을 재시동시켰을 때에 배기 가스 정화 장치(50)의 재생 제어가 리셋되도록 구성함으로써, 오퍼레이터가 상정하고 있지 않은 재생 제어 동작을 미연에 방지할 수 있다.
상술과 같이 해서 재생 제어를 행하고 있을 때, 미터 컨트롤러(312)는 미터 패널(246)의 표시 램프(267a~267d 및 273)에 의한 주차 브레이크 램프(346), PTO 램프(348), 재생 램프(332), 엔진 이상 램프(347), 및 리버서 중립 램프(349) 각각의 명멸 동작을 제어한다. 특히, 비작업 재생 제어를 실행시킬 때에 있어서는 비작업 재생 이행 조건의 성립을 오퍼레이터에게 인식시키도록 미터 컨트롤러(312)는 성립하고 있지 않은 조건에 맞추어 주차 브레이크 램프(346), PTO 램프(348), 및 리버서 중립 램프(349) 각각을 점멸시킨다.
도 22의 플로우차트에 따라서, 비작업 재생 제어를 실행시킬 때에 있어서의 미터 패널(246)의 표시 동작에 대하여 이하에 설명한다. 미터 컨트롤러(312)는 상기 스텝 S304에서 엔진 컨트롤러(311)로부터의 제 1 비작업 재생 요구를 받으면(S451: YES), 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)를 고속 점멸시킨다(S452). 그리고, 미터 컨트롤러(312)는 본기 컨트롤러(313)와 통신하여 전후진 포텐셔미터(211)로부터의 신호에 의거해서 전후진 스위칭 레버(252)가 중립 상태인지의 여부를 확인한다(S453).
그리고, 전후진 스위칭 레버(252)가 전진측 또는 후진측에 있는 경우(S453: NO), 전후진 스위칭 레버(252)를 중립 상태로 하는 것을 오퍼레이터에 촉구하도록 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)와 함께 리버서 중립 램프(349)를 점멸시킨다(S454). 이 때, 리버서 중립 램프(349)의 점멸 주기에 대하여는 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)의 점멸 주기와 동일 주기로 해도 상관없다. 한편, 전후진 스위칭 레버(252)가 중립 위치에 있는 경우(S453: YES), 리버서 중립 램프(349)를 점등시킨다(S455).
이어서, 미터 컨트롤러(312)는 작업기 컨트롤러(314)와 통신하여 PTO 클러치 스위치(225)로부터의 신호에 의거해서 PTO 클러치 스위치(225)가 오프 상태인지의 여부를 확인한다(S456). PTO 클러치 스위치(225)가 온 상태인 경우(S456: NO), 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)와 함께 PTO 램프(348)를 점멸시킨다(S457). 이 때, PTO 램프(348)의 점멸 주기에 대하여는 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)의 점멸 주기와 동일 주기로 해도 상관없다. 한편, PTO 클러치 스위치(225)가 오프 상태인 경우(S456: YES), PTO 램프(348)를 소등시킨다(S458).
이어서, 미터 컨트롤러(312)는 본기 컨트롤러(314)와 통신하여 주차 브레이크 스위치(236)로부터의 신호에 의거해서 주차 브레이크 레버(254)에 의한 록 상태인지의 여부를 확인한다(S459). 주차 브레이크 스위치(236)가 오프 상태인 경우(S459: NO), 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)와 함께 주차 브레이크 레버(254)에 의한 록 상태로 하는 것을 오퍼레이터에게 촉구하도록 주차 브레이크 램프(346)를 점멸시킨다(S460). 이 때, 주차 브레이크 램프(346)의 점멸 주기에 대하여는 재생 램프(332) 및 엔진 이상 램프(347)의 점멸 주기와 동일 주기로 해도 상관없다. 한편, 주차 브레이크 스위치(236)가 온 상태인 경우(S459: YES), 주차 브레이크 램프(346)를 점등시킨다(S461).
그 후, 미터 컨트롤러(312)는 상기 스텝 S306에 있어서의 엔진 컨트롤러(311)로부터의 제 2 비작업 재생 요구를 접수하면(S462: YES), 재생 램프(332) 및 재생 스위치 램프(345)를 저속 점멸시키는 동시에, 엔진 이상 램프(347)를 고속 점멸시킨다(S463). 그리고, 상기 스텝 S307과 마찬가지로, 재생 스위치(329)로의 긴 누름 조작이 이루어졌는지의 여부가 판단된다(S464). 이 때, 재생 스위치(329)가 소정 시간 온으로 되면(S464: YES), 재생 램프(332), 재생 스위치 램프(345), 및 엔진 이상 램프(347)를 점등시킨다(S465).
본 실시형태에서는 비작업 재생 제어를 리셋 재생 제어 실패 후에 실행되는 스테이셔너리 재생 제어(주차 재생 제어 또는 긴급 재생 제어)만으로 했지만, 도 23에 나타내는 바와 같이 비작업 재생 제어에는 스테이셔너리 재생 제어 실패 후에 실행되는 리커버리 재생 제어도 포함되는 것으로 해도 좋다. 어시스트 재생 제어 및 리셋 재생 제어에서는 통상 운전 제어와 마찬가지로 작업기(본 실시형태에서는 트랙터(1))에 의한 작업을 계속하면서 실시 가능한 한편, 비작업 재생 제어인 스테이셔너리 재생 제어 및 리커버리 재생 제어에서는 작업기에 의한 작업을 정지시키는 비작업 재생 상태로 한다. 또한, 어시스트 재생 제어 및 리셋 재생 제어에 대하여는 비작업 재생 제어에 대하여 작업 계속 중에 실시 가능한 작업시 재생 제어로 한다. 이하, 리커버리 재생 제어에 대하여 간단하게 설명한다.
리커버리 재생 제어는 스테이셔너리 재생 제어가 실패했을 경우(배기 가스 정화 장치(50)의 막힘 상태가 개선되지 않아 PM이 과퇴적으로 된 경우) 등에 행해진다. 실시형태의 리커버리 재생 제어는 리커버리 제 1 재생 제어와 리커버리 제 2 재생 제어의 두 단계로 나눠서 실행된다. 리커버리 제 1 재생 제어는 과퇴적된 PM의 폭주 연소의 우려가 있는 상황 하에서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM을 서서히 연소 제거하여 배기 가스 정화 장치(50)를 완만하게 재생시키는 것이다. 리커버리 제 2 재생 제어는 폭주 연소의 우려가 없어진 상황 하에서 배기 가스 정화 장치(50)를 신속하게 재생시키는 것이다.
리커버리 재생 제어 전체로서는 스테이셔너리 재생 제어의 형태와 기본적으로 마찬가지로 행해지지만, 이 리커버리 제 1 재생 제어에서는 과퇴적된 PM의 폭주 연소를 방지하기 위해서, 예를 들면 포스트 분사(E)에서의 연료 분사량을 적게 하거나 해서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 배기 가스 온도가 비작업 재생 제어보다 낮은 온도(TP3)(예를 들면, 500℃ 정도)를 목표로 하고 또한 장시간(예를 들면, 3~3.5시간 정도 이내)에 걸쳐서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 PM을 서서히 연소 제거한다. 리커버리 제 1 재생 제어에서는 엔진(5)의 출력을 비작업 시간 최대 출력(예를 들면, 최대 출력의 80% 정도)보다 낮은 리커버리시 최대 출력으로 제한하고 있다. 이 경우, 엔진(5)의 토크(T)뿐만 아니라 회전 속도(N)도 억제하여 리커버리시 최대 출력이 되도록 커먼 레일(341)의 연료 분사량을 조절한다.
리커버리 제 2 재생 제어에서는 흡기 스로틀 부재(78)의 밸브 폐쇄, 애프터 분사(D), 포스트 분사(E), 및 엔진(5)의 소정 고속 회전 속도에 의해서 배기 가스 정화 장치(50) 내의 배기 가스 온도가 리커버리 제 1 재생 제어보다 높은 온도 (TP4)(예를 들면, 600℃ 정도)를 목표로 해서 배기 가스 정화 장치(50)를 신속하게 재생시킨다. 즉, 리커버리 제 2 재생 제어의 형태는 스테이셔너리 재생 제어의 형태와 마찬가지이다. 리커버리 제 1 재생 제어와 리커버리 제 2 재생 제어의 주된 상위점은 포스트 분사(E)의 분사량이며, 예를 들면 리커버리 제 1 재생 제어시의 포스트 분사(E)의 분사량은 리커버리 제 2 재생 제어시의 포스트 분사(E)의 분사량보다 적게 되어 있다.
상술한 바와 같이, 스테이셔너리 재생 제어 및 리커버리 재생 제어는 모두 비작업 재생 제어이다. 따라서, 스테이셔너리 재생 제어 또는 리커버리 재생 제어 중 어느 하나를 실행하고 있을 때, 엔진 컨트롤러(311)는 도 19에 나타내는 바와 같이 강제적으로 아이소크로너스 제어에 의해 엔진(5)의 구동을 제어함과 동시에, 파워 모드(하이 아이들 제한 해제 모드)에 의해 엔진(5)의 구동을 제어한다.
상기한 바와 같이, 복수의 재생 제어로서 포스트 분사(E)를 이용하여 배기 가스 온도를 상승시키는 리셋 재생 제어와, 포스트 분사(E)와 소정 고속 회전 속도를 조합하여 배기 가스 온도를 상승시키는 스테이셔너리 재생 제어와, 상기 비작업 재생 제어의 실패시에 실행 가능한 리커버리 재생 제어를 적어도 갖는다. 스테이셔너리 재생 제어 및 리커버리 재생 제어에서는 오로지 입자상 물질의 연소 제거를 위해서 엔진(5)을 구동시키기 때문에, 스테이셔너리 재생 제어 및 리커버리 재생 제어에서는 엔진(5)이 통상 운전을 하지 않는다. 즉, 스테이셔너리 재생 제어 및 리커버리 재생 제어는 배기 가스 정화 장치(50)의 파손(용손) 방지나 과도한 에미션 배출 방지와 같은 위기 회피를 위한 모드로서 존재하고 있다.
또한, 리셋 재생 제어로부터 스테이셔너리 재생 제어를 거쳐 리커버리 재생 제어로 이행하도록 설정하고 있다. 그리고, 리셋 재생 제어로부터 스테이셔너리 재생 제어로 이행할 때에는 미리 설정한 비작업 이행 조건의 성립을 대기하는 비작업 대기 모드를 경유하고, 스테이셔너리 재생 제어로부터 리커버리 재생 제어로 이행할 때에는 미리 설정한 리커버리 이행 조건의 성립을 대기하는 리커버리 대기 모드를 경유한다. 그리고, 각 이행 조건이 불성립일 때에는 각 대기 모드에서 대기하는 것으로 함으로써, 각 대기 모드로 일단 이행했을 때에 스테이셔너리 재생 제어 또는 리커버리 재생 제어밖에 이행하지 않은 것으로 할 수 있다. 이 때문에, 폭주 연소를 일으키도록 재생 제어를 실행할 수 없어 폭주 연소의 발생을 방지할 수 있고, 배기 가스 정화 장치(50)의 파손(용손) 방지나 과도한 에미션 배출 방지라고 한 위기 회피를 확실하게 행할 수 있다.
또한, 스테이셔너리 재생 제어에서는 엔진(5)의 출력을 최대 출력보다 낮은 비작업시 최대 출력으로 제한하고, 상기 리커버리 재생 제어에서는 엔진(5)의 출력을 비작업시 최대 출력보다 낮은 리커버리시 최대 출력으로 제한한다. 그 때문에, 스테이셔너리 재생 제어나 리커버리 재생 제어를 실행한 경우에 배기 가스의 과도한 승온 및 승압을 방지하여 승온에 의한 상기 배기 가스 정화 장치(50) 등의 배기계 부품의 열화나 승압에 의한 상기 배기계 부품의 접합부로부터의 배기 가스 누출의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.
5: 엔진 50: 배기 가스 정화 장치
225: PTO 클러치 스위치 236: 주차 브레이크 스위치
271: 제어 방식 선택 스위치 272: 모드 선택 스위치
311: 엔진 컨트롤러 312: 미터 컨트롤러
313: 본기 컨트롤러 315: CAN 통신 버스
322: 엔진 회전 센서 323: 냉각수온 센서
324: 연료 온도 센서 325: 차압 센서
326: DPF 온도 센서 329: 재생 스위치
331: 경보 부저 332: 재생 램프
345: 재생 스위치 램프

Claims (5)

  1. 엔진과, 상기 엔진의 배기 경로에 배치된 배기 가스 정화 장치와, 상기 엔진의 구동을 제어하는 엔진 제어 장치를 구비하고 있고, 상기 엔진 제어 장치가 상기 배기 가스 정화 장치 내에 퇴적된 입자상 물질을 연소 제거하는 복수의 재생 제어를 실행하는 엔진 장치에 있어서,
    상기 엔진의 동력에 의해 구동하는 작업부를 갖는 작업기에 탑재되는 구성으로서,
    상기 복수의 재생 제어로서, 포스트 분사와 소정 고속 회전 속도를 조합해서 배기 가스 온도를 상승시키는 비작업 재생 제어를 적어도 갖고 있고,
    상기 엔진 제어 장치는 상기 비작업 재생 제어에서는 오로지 상기 입자상 물질의 연소 제거를 위해 상기 엔진을 구동시킴과 아울러, 상기 엔진의 부하의 변동에 관계없이 상기 엔진의 회전 속도를 일정하게 유지시키는 아이소크로너스 제어를 강제적으로 실행하고,
    상기 비작업 재생 제어로서, 상기 작업기의 작업 계속 중에 실시 가능한 재생 제어의 실패시에, 상기 작업부를 정지시키는 비작업 재생 상태로 실행 가능한 스테이셔너리 재생 제어와, 그 스테이셔너리 재생 제어의 실패시에, 상기 스테이셔너리 재생 제어시와 비교하여 상기 포스트 분사의 분사량을 적게 하는 것과 동시에 상기 비작업 재생 상태로 실행 가능한 리커버리 재생 제어를 적어도 갖고 있고,
    상기 리커버리 재생 제어의 실시 후에, 상기 리커버리 재생 제어시와 비교하여 상기 포스트 분사의 분사량을 많게 하는 것과 동시에 상기 비작업 재생 상태로 실행 가능한 제 2 리커버리 재생 제어를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는 하이 아이들 회전 속도의 제한값에 의해 상기 엔진의 회전 속도를 제한시키는 하이 아이들 제한 모드의 실행과 그 하이 아이들 제한 모드의 해제를 택일적으로 선택할 수 있고,
    상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 하이 아이들 제한 모드를 강제적으로 해제하고, 상기 하이 아이들 회전 속도의 제한값보다 높은 상기 소정 고속 회전 속도로 상기 엔진을 구동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는 상기 비작업 재생 제어에 있어서 상기 엔진의 출력을 최대 출력보다 낮은 비작업시 최대 출력으로 제한시켜서 상기 엔진을 구동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 장치는 상기 엔진의 회전 속도와 토크의 관계에 의한 출력 특성 맵을 기억하고 있고,
    상기 하이 아이들 제한 모드의 실행시에 있어서 상기 엔진 제어 장치는 상기 하이 아이들 회전 속도의 제한값에 의해 상기 출력 특성 맵 보정한 후, 보정한 출력 특성 맵에 의거해서 목표 연료 분사량을 산출하여 상기 엔진을 구동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
KR1020167020288A 2014-03-25 2015-03-06 엔진 장치 KR102070485B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014062619A JP6147216B2 (ja) 2014-03-25 2014-03-25 エンジン装置
JPJP-P-2014-062619 2014-03-25
JPJP-P-2014-062620 2014-03-25
JP2014062620A JP6147217B2 (ja) 2014-03-25 2014-03-25 エンジン装置
PCT/JP2015/056658 WO2015146545A1 (ja) 2014-03-25 2015-03-06 エンジン装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160134646A KR20160134646A (ko) 2016-11-23
KR102070485B1 true KR102070485B1 (ko) 2020-01-29

Family

ID=54195071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167020288A KR102070485B1 (ko) 2014-03-25 2015-03-06 엔진 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10273856B2 (ko)
EP (1) EP3124762B1 (ko)
KR (1) KR102070485B1 (ko)
CN (1) CN106103926B (ko)
WO (1) WO2015146545A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3046331A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Komatsu Ltd. Control system for work vehicle, method for setting trajectory of work implement, and work vehicle
KR20200002867A (ko) * 2017-04-26 2020-01-08 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨, 쇼벨관리장치, 및 쇼벨관리지원장치
CN107120198B (zh) * 2017-07-12 2023-11-28 恒天九五重工有限公司 液压工程机械发动机排放控制装置及方法
JP6943808B2 (ja) 2018-04-24 2021-10-06 株式会社クボタ ディーゼルエンジンの排気処理装置
JP7155678B2 (ja) * 2018-07-06 2022-10-19 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
US11225922B2 (en) * 2018-08-02 2022-01-18 Husqvarna Ab Two-stroke engine control
GB2579079B (en) * 2018-11-19 2021-05-19 Perkins Engines Co Ltd Method of controlling operation of an exhaust gas treatment apparatus
US20220279718A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-08 Deere & Company State-based mechanism for performing engine regeneration procedure
CN113202648A (zh) * 2021-04-30 2021-08-03 广西玉柴机器股份有限公司 一种能实现柴油机排气背压闭环控制的策略

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050050883A1 (en) 2003-09-10 2005-03-10 Mazda Motor Corporation Exhaust gas purification device of engine for vehicle
JP2009079501A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の排気ガス浄化システム
JP2009180181A (ja) 2008-01-31 2009-08-13 Iseki & Co Ltd ディーゼルエンジン
JP2011012612A (ja) 2009-07-02 2011-01-20 Yanmar Co Ltd エンジン装置
JP2011132836A (ja) 2009-12-22 2011-07-07 Yanmar Co Ltd エンジン発電機

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000145430A (ja) 1998-11-13 2000-05-26 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置
JP2003027922A (ja) 2001-07-13 2003-01-29 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置
JP4273911B2 (ja) * 2003-10-07 2009-06-03 三菱ふそうトラック・バス株式会社 車両の排気浄化装置
JP5204783B2 (ja) * 2007-11-06 2013-06-05 日立建機株式会社 作業車両の排気ガス浄化システム
JP5101436B2 (ja) * 2008-08-26 2012-12-19 ヤンマー株式会社 ディーゼルエンジン
US9032718B2 (en) 2009-07-02 2015-05-19 Yanmar Co., Ltd Engine device
KR101774303B1 (ko) * 2010-05-07 2017-09-04 얀마 가부시키가이샤 배기가스 정화 시스템
JP5839784B2 (ja) * 2010-06-02 2016-01-06 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化システム
JP5244214B2 (ja) * 2011-05-18 2013-07-24 株式会社小松製作所 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050050883A1 (en) 2003-09-10 2005-03-10 Mazda Motor Corporation Exhaust gas purification device of engine for vehicle
JP2009079501A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の排気ガス浄化システム
JP2009180181A (ja) 2008-01-31 2009-08-13 Iseki & Co Ltd ディーゼルエンジン
JP2011012612A (ja) 2009-07-02 2011-01-20 Yanmar Co Ltd エンジン装置
JP2011132836A (ja) 2009-12-22 2011-07-07 Yanmar Co Ltd エンジン発電機

Also Published As

Publication number Publication date
EP3124762A1 (en) 2017-02-01
US20170009634A1 (en) 2017-01-12
CN106103926A (zh) 2016-11-09
CN106103926B (zh) 2019-02-19
KR20160134646A (ko) 2016-11-23
EP3124762A4 (en) 2018-01-03
WO2015146545A1 (ja) 2015-10-01
US10273856B2 (en) 2019-04-30
EP3124762B1 (en) 2020-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102070485B1 (ko) 엔진 장치
KR102106758B1 (ko) 작업 차량
KR102332863B1 (ko) 작업 차량
KR102056516B1 (ko) 작업 차량
WO2014208578A1 (ja) 農作業車
JP6147216B2 (ja) エンジン装置
JP6080754B2 (ja) 作業車両
JP6010575B2 (ja) 作業車両
JP6109022B2 (ja) 作業車両
JP6147217B2 (ja) エンジン装置
JP6143618B2 (ja) 作業車両
JP6010574B2 (ja) 作業車両
JP6109021B2 (ja) トラクタ
WO2014208663A1 (ja) 農作業車
JP2015148174A (ja) 作業車両
JP2015055238A (ja) 作業車両
JP2015121098A (ja) 農作業車

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant