JP2011064168A - エンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願発明のエンジン制御装置は、作業車両に搭載されるエンジン70と、前記エンジン70に燃料を噴射する燃料噴射装置117と、前記エンジン70の駆動状態を検出する検出手段14,16と、前記検出手段14,16の検出情報と前記エンジン70固有の出力特性データM1とに基づいて前記燃料噴射装置117の作動を制御するECU11とを備える。前記出力特性データM1を補正する補正手段21を備える。前記ECU11は、前記補正手段21による前記出力特性データM1の補正結果と前記検出手段14,16の検出情報とに基づき制限トルク値を演算し、前記制限トルク値に応じて前記燃料噴射装置117を作動させるように構成する。
【選択図】図3
Description
まず、図3及び図18を参照しながら、コモンレールシステム117(コモンレール式燃料噴射装置)及びディーゼルエンジン70の燃料系統構造について説明する。図3及び図18に示すように、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、コモンレールシステム117及び燃料供給ポンプ116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を備えている。コモンレールシステム117は円筒状のコモンレール120を備えている。
次に、図1〜図6を参照しながら、第1実施形態におけるコモンレール120の燃料噴射制御について説明する。図3に示す如く、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ECU11を備えている。詳細は図示しないが、ECU11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EEPROM、フラッシュメモリ、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるRAM、CANコントローラ及び入出力インターフェイス等を備えており、ディーゼルエンジン70又はその近傍に配置されている。
次に、図7〜図9を参照しながら、第2実施形態におけるコモンレール120の燃料噴射制御について説明する。ここで、第2実施形態以降の実施形態において、構成及び作用が第1実施形態と変わらないものには、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。
次に、図10〜図12を参照しながら、第3実施形態におけるコモンレール120の燃料噴射制御について説明する。前述した通り、修正特性データは、マップ形式M2,M3や関数表等に限らないことは言うまでもないが、例えば前述の修正特性マップM2,M3に代えて、作業機ECU21(データ格納手段)に記憶させたトルク制限率Drを修正特性データとして採用することも可能である(図10〜図12参照)。第3実施形態の場合、図12に示す制御フローは基本的に図6の場合と同様であるが、目標燃料噴射量Rを演算するに当たって、ECU11が作業機ECU21内のトルク制限率Drを参照して、回転速度N及びスロットル位置と、出力特性マップM1と、トルク制限率Drとに基づく演算を実行することになる。
次に、図15及び図16を参照しながら、第4実施形態におけるコモンレール120の燃料噴射制御について説明する。第4実施形態では、第2実施形態と同様に、データ格納手段としての作業機ECU21に、図9に示す複数種類の修正特性マップM2,M3を記憶させている。この場合、作業車両のキャビン内に、選択スイッチ手段として、各修正特性マップM2,M3に関連付けられた操作ボタン28a,28bが設けられている(図15及び図16参照)。これら操作ボタン28a,28bの選択操作によって、作業機ECU21から読み出す修正特性マップM2又はM3が選び出される。各操作ボタン28a,28bは、一度押下するとロックされて、対応する修正特性マップM2,M3をECU11に選択させ、更にもう一度押下すると元の状態に復帰して、ECU11による前記選択を解除させるというプッシュスイッチになっている。各操作ボタン28a,28bはECU11の入力側に接続されている(図16参照)。
次に、図17及び図18を参照しながら、第5実施形態におけるコモンレール120の燃料噴射制御について説明する。第5実施形態では、第3実施形態と同様に、トルク制限率Drを修正特性データとして採用し、ECU11がトルク制限率Drに基づき出力特性データM1の補正結果を演算するように構成されている。但し、第5実施形態ではデータ格納手段を備えておらず、補正手段(手動操作手段)として、摘みの位置を連続的又は段階的に変更可能な可変抵抗器型のボリュームスイッチ29を、作業車両のキャビン内に設けている。この場合、ボリュームスイッチ29の摘み操作によって、トルク制限率Drの値が段階的又は連続的に変更され、出力特性マップM1のドループ特性の相似形状に維持した状態で、トルク制限率Drに比例して、修正特性マップ(補正結果)のドループ特性を変更・調節するように構成されている。第5実施形態のボリュームスイッチ29は、A/D変換器30を介してECU11の入力側に接続されている(図18参照)。目標燃料噴射量Rを演算するに当たって、ECU11は、ボリュームスイッチ29の摘み操作量に対応したトルク制限率Drを参照して、回転速度N及びスロットル位置と、出力特性マップM1と、トルク制限率Drとに基づく演算を実行することになる。
上記の記載から明らかなように、本願発明によると、作業車両に搭載されるエンジン70と、前記エンジン70に燃料を噴射する燃料噴射装置117と、前記エンジン70の駆動状態を検出する検出手段14,16と、前記検出手段14,16の検出情報と前記エンジン70固有の出力特性データM1とに基づいて前記燃料噴射装置117の作動を制御するECU11とを備えているエンジン制御装置であって、前記出力特性データM1を補正する補正手段21,29を備えており、前記ECU11は、前記補正手段21,29による前記出力特性データM1の補正結果と前記検出手段14,16の検出情報とに基づき制限トルク値を演算し、前記制限トルク値に応じて前記燃料噴射装置117を作動させるように構成されているから、エンジン製造メーカは、前記エンジン70の型式が同じであれば、前記ECU11に記憶される出力特性データM1をいずれも同一(共通)のものにできる。また、前記エンジン70を作業車両に搭載するエンジン購入メーカは、自社の仕様に適合する前記補正結果を前記補正手段21,29から得られることになる。換言すると、前記補正手段21によって、前記エンジン70が搭載される車種毎や、前記作業車両に装着される作業機毎に、最適な燃料噴射制御を選択することが可能になる。従って、前記ECU11の汎用性向上というエンジン製造メーカの利点と、前記ECU11の作業車両に対する適合性確保というエンジン購入メーカの利点とを両立できるという効果を奏する。
次に、図19を参照して、ディーゼルエンジン70の全体構造について説明する。実施形態のディーゼルエンジン70は4気筒型のものであり、ディーゼルエンジン70におけるシリンダヘッド72の左側面に排気マニホールド(図示省略)が配置されている。シリンダヘッド72の右側面には吸気マニホールド73が配置されている。シリンダヘッド72は、クランク軸及びピストン(図示省略)が内蔵されたシリンダブロック75上に搭載されている。シリンダブロック75の前後両側面からクランク軸の前後先端部をそれぞれ突出させている。シリンダブロック75の前面側に冷却ファン76が設けられている。クランク軸74の前端側からVベルト77を介して冷却ファン76に回転力を伝達するように構成されている。
次に、図20を参照しながら、ディーゼルエンジン70が搭載される作業車両としてのトラクタ201の概略について説明する。トラクタ201は、走行機体202を左右一対の前車輪203と同じく左右一対の後車輪204とで支持し、走行機体202の前部に搭載されたディーゼルエンジン70にて後車輪204及び前車輪203を駆動することにより、前後進走行するように構成される。
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば本願発明はトラクタに搭載されるエンジンのエンジン制御装置に限らず、コンバインや田植機等の農作業機や、ホイルローダ等の特殊作業用車両に搭載されるエンジンのエンジン制御装置としても適用可能である。燃料噴射装置はコモンレール式のものに限らず、電子ガバナ式のものであってもよい。通信バスはCAN通信バスに限らず、LAN通信バスといった他の通信バスであってもよい。補正手段としてのデータ格納手段は、データ格納手段は、ECU11と別体のものであれば、フラッシュメモリやハードディスク等の外部記憶手段であってもよい。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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
M2,M3 修正特性マップ(修正特性データ)
N 回転速度
T トルク
11 ECU
14 エンジン速度センサ(検出手段)
16 スロットル位置センサ(検出手段)
21 作業機ECU(データ格納手段)
23 CAN通信バス
25 識別手段
27 報知手段
28a,28b 操作ボタン(選択スイッチ手段)
29 手動操作手段(ボリュームスイッチ)
70 ディーゼルエンジン
115 インジェクタ
117 コモンレールシステム
120 コモンレール
Claims (9)
- 作業車両に搭載されるエンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記エンジンの駆動状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出情報と前記エンジン固有の出力特性データとに基づいて前記燃料噴射装置の作動を制御するECUとを備えているエンジン制御装置であって、
前記出力特性データを補正する補正手段を備えており、前記ECUは、前記補正手段による前記出力特性データの補正結果と前記検出手段の検出情報とに基づき制限トルク値を演算し、前記制限トルク値に応じて前記燃料噴射装置を作動させるように構成されている、
エンジン制御装置。 - 前記補正手段としてのデータ格納手段には、前記燃料噴射装置の作動を修正するための修正特性データを格納しており、前記ECUは、前記修正特性データに関連付けられた識別手段の設定に対応して、前記修正特性データに基づき前記出力特性データの補正結果を演算する、
請求項1に記載したエンジン制御装置。 - 前記補正手段としてのデータ格納手段には、前記作業車両に装着可能な作業機の種類に応じた複数個の修正特性データを格納しており、前記ECUは、前記作業車両に装着された前記作業機に応じて、前記データ格納手段から読み出す修正特性データを決定し、前記修正特性データに基づき前記出力特性データの補正結果を演算する、
請求項1に記載したエンジン制御装置。 - 前記補正手段としてのデータ格納手段には、前記出力特性データにおいて所定回転速度に対するトルクを制限するトルク制限率を格納しており、前記ECUは、前記トルク制限率に基づき前記出力特性データの補正結果を演算する、
請求項1に記載したエンジン制御装置。 - 前記補正手段としてのデータ格納手段には複数個の修正特性データを格納しており、前記ECUは、前記作業車両に設けられた選択スイッチ手段にて、前記データ格納手段から読み出す修正特性データを決定し、前記修正特性データに基づき前記出力特性データの補正結果を演算する、
請求項1に記載したエンジン制御装置。 - 前記補正手段は前記作業車両に設けられた手動操作手段であり、前記手動操作手段は、前記出力特性データにおいて所定回転速度に対するトルクを制限するトルク制限率を可変に設定するように構成されている、
請求項1に記載したエンジン制御装置。 - 前記ECUは、前記補正手段を検知しない場合に、前記検出手段の検出情報と前記出力特性データとに基づいて前記燃料噴射装置を作動させるように構成されている、
請求項1〜6のうちいずれかに記載したエンジン制御装置。 - 前記ECUは、前記補正手段との配線をつないだ状態下で前記補正手段の応答がない場合に、フェイル状態と判断してその旨を報知する報知手段を作動させるように構成されている、
請求項1〜7のうちいずれかに記載したエンジン制御装置。 - 前記ECUは、前記作業車両に作業機を装着しない場合に、前記検出手段の検出情報と前記出力特性データとに基づいて前記燃料噴射装置を作動させるように構成されている、
請求項1〜6のうちいずれかに記載したエンジン制御装置。
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2009
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