(57)【要約】  エンジンと排気後処理の制御を統合する方法は、エンジンコントローラと後処理コントローラとの間に双方向のデータ流れを提供するために、共通のデータリンク・プロトコルを用いてエンジンコントローラ（１１０）を後処理コントローラ（１１２）に接続することを含み得る。本方法は、エンジンコントローラを一つ以上のエンジン構成部品（１２６、１２８、１３０）に接続することをまた含み得る。本方法は、後処理コントローラを一つ以上の後処理構成部品（１２４、１３２、１３４）に接続することをまた含み得る。
2008544128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと排気後処理の制御を統合する方法であって、
エンジンコントローラと後処理コントローラとの間の双方向のデータ流れを提供するために、共通のデータリンク・プロトコルを用いてエンジンコントローラ（１１０）を後処理コントローラ（１１２）に接続し、
エンジンコントローラを一つ以上のエンジン構成部品（１２６、１２８、１２０）に接続し、
後処理コントローラを一つ以上の後処理構成部品（１２４、１３２、１３４）に接続することを含む方法。
【請求項２】
エンジンコントローラを第一サービスコネクタ（１１４）に接続し、後処理コントローラを第一サービスコネクタとは別個の第二サービスコネクタ（１１６）に接続することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エンジンコントローラをエンジンセンサ（１２８）及びエンジンアクチュエータ（１３０）の内の少なくとも一つを含むエンジン構成部品に接続し、そして後処理コントローラを後処理センサ（１３２）及び後処理アクチュエータ（１３４）の内の少なくとも一つを含む後処理構成部品に接続することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
共通のデータリンク・プロトコルがＪ１９３９及びＳＡＥ  Ｊ１５８７データリンク・プロトコルの内の少なくとも一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
双方向のデータ流れが一つ以上のエンジン運転状態及び一つ以上の後処理診断状態を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
排気後処理制御システム（１００）であって、
エンジンコントローラ（１１０）と、
該エンジンコントローラと後処理コントローラとの間に双方向のデータ流れを提供するため、共通のデータリンク・プロトコルを用いてエンジンコントローラに接続された後処理コントローラ（１１２）と、
エンジンコントローラに動作可能に接続された一つ以上のエンジン構成部品（１２６、１２８、１３０）と、
後処理コントローラに動作可能に接続された一つ以上の後処理構成部品（１２４、１３２、１３４）と
を含む排気後処理制御システム（１００）。
【請求項７】
エンジンコントローラが第一サービスコネクタ（１１４）に接続され、後処理コントローラが第一サービスコネクタとは別個の第二サービスコネクタ（１１６）に接続される、請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
一つ以上のエンジン構成部品がエンジンセンサ（１２８）及びエンジンアクチュエータ（１３０）の内の少なくとも一つを含み、一つ以上の後処理構成部品が後処理センサ（１３２）及び後処理アクチュエータ（１３４）の内の少なくとも一つを含む、請求項６に記載の制御システム。
【請求項９】
双方向のデータ流れが一つ以上のエンジン運転状態と、一つ以上の後処理診断状態とを含む、請求項６に記載の制御システム。
【請求項１０】
フレーム（１４）と、
該フレームに動作可能に接続され、排気流を発生するエンジン（１２）と、
請求項６〜９のいずれか一項に記載の排気後処理制御システム（１００）と
を含む、作業機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制御の統合に関し、特に一つ以上のデータリンク・プロトコルを用いてエンジンコントローラと後処理コントローラとを結び付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは様々なエンジンに関連する機能を実施するために、長年にわたり電子エンジンコントローラを使用して来ている。例えば、それらはエンジンにおける「ノッキング」を減らすために用いられ得る。「ノッキング」は排気、燃料の経済性、及びエンジン寿命に対して有害な、制御されていない燃料の燃焼である。更に、それらは又エンジンにおける燃料噴射制御用の制御弁にも使用され得る。従って、電子エンジンコントローラは、エンジンで駆動される一つの重要な構成要素である。
【０００３】
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、天然ガスエンジン、及びその他の当該技術分野のエンジンは大気汚染物質を排出し得る。大気汚染物質は気体の物質及び固体の粒子状物質から構成され得る。粒子状物質は煤と呼ばれるカーボン粒子を含むことがある。更に、粒子状物質はエンジンオイルの酸性度を減らすために該オイル中に使用され得る材料である灰を含む可能性がある。
【０００４】
エンジンにより生成された粒子状物質は、排気流から濾過され得る。様々な技術が排気流から粒子状物質を濾過するために使用されてもよい。これらの技術の一つは微粒子フィルタのような排気要素の使用を含む。微粒子フィルタは排気流が空気中に入る時により清浄であるように、該排気流の中で粒子を捕捉する。
【０００５】
フィルタにより捕捉された粒子状物質は該フィルタ内に蓄積し、エンジンの運転効率を低下させる可能性がある。フィルタ内の粒子状物質が蓄積するに従って、エンジンに対する背圧は増加し得る。それゆえ、エンジンは微粒子のないフィルタを有するエンジンと比較して、同じ量の出力を生み出すためにより多くの燃料を消費する可能性がある。
【０００６】
これら及び他の問題はフィルタの定期的な清掃により避けることができる。フィルタ清掃の様々な方法が当該技術分野に存在する。一つの方法はフィルタにより捕捉された粒子状物質を、それが燃焼又は気化するまで加熱することを含む。このタイプのフィルタ清掃は再生と呼ばれることがある。微粒子フィルタを再生するために様々な再生技術が使用され得る。一つの技術はフィルタ内に捕捉された粒子状物質を加熱するために用いられ得るディーゼル・バーナーの使用を包含する。
【０００７】
再生プロセスは制御を助け再生プロセスの効率を改善するために、後処理コントローラにより制御され得る。例えば、該コントローラは再生のために使用される燃料の量を制御することによって効率を改善し得る。再生のために使用される燃料の量を制御するため、該コントローラは加熱される必要がある粒子状物質の量を決定するように構成されることができ、実際に粒子状物質の加熱に要する量の燃料のみ使用することをもたらし得る。
【０００８】
エンジンコントローラを後処理コントローラに接続することは有益な可能性がある。この相互接続はエンジンコントローラを後処理コントローラと情報を共有出来るようにし得る。この情報は後処理コントローラが再生プロセスを効率的に制御することを助け得る。更に、この相互接続は後処理コントローラをエンジンコントローラと情報を共有出来るようにし得る。この情報は後処理コントローラに関する問題をユーザーがより効率的にトラブルシューティングすることを助け得る。
【０００９】
エンジン制御ユニットと後処理制御ユニットとの間で情報が交換される所では、様々なシステムが提案されている。そのような一つのシステムは２００４年１０月２８日に発行された浜畑他（Ｈａｍａｈａｔａ  ｅｔ  ａｌ）による（特許文献１）（「’１５９公報」）において開示されている。この公報は、フィルタ制御ユニットがフィルタの再生を必要とすることを決定した後に、該フィルタ制御ユニットがエンジン制御ユニットに信号を送る場合の装置を説明している。この信号に応答して、エンジン制御ユニットはフィルタ再生のために排気ガス温度を上昇させるように、エンジンの運転を変更する。エンジン制御ユニットはまた、フィルタ制御ユニットに温度の微分値を含む信号を送る。フィルタ制御ユニットはこの値に基づいて再生を停止する時を決定する。従って、これらの信号交換はフィルタの再生を助ける。
【００１０】
（特許文献１）の装置はフィルタの再生を制御するために使用され得る一方で、該装置は幾つかの欠点を有する。該装置はフィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の通信用に何らデータリンク・プロトコルを使用しない。それゆえ、当該技術分野において知られるように、フィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の別個の接続が、該二つのユニット間に送られる各信号のために必要である。従って、（特許文献１）の装置がフィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の通信用にデータリンク・プロトコルを使用しないため、該装置は二つのユニット間に交換される必要があるであろう各追加信号用に、該フィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間に追加の接続を必要とするであろう。該フィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間に交換される必要がある信号の数が増加するに従って、該二つのユニット間の接続の数は、同じ数だけ増やされねばならないであろう。しかしながら、スペース及び価格の考慮事項のため、該フィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の電線の数を増すことは実用的でないかも知れない。
【００１１】
この制限は（特許文献１）の装置においてフィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間に交換され得る信号の数を制限するであろう。（特許文献１）に示されるように、フィルタ制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の二つだけの接続の有用性は、それらの間の二つの信号（温度の微分値及び再生信号）の経路を可能にするだけかも知れない。これらの信号は、再生プロセスを効果的かつ効率的に制御するために十分な情報をフィルタ制御ユニットに提供しない可能性がある。例えば、フィルタ制御ユニットはエンジンの運転状態についての情報を持たない。この情報の欠如は再生に必要な以上の、又は以下の燃料使用をフィルタユニットにもたらすことがあり、従って燃料効率に影響し得る。該フィルタ制御ユニットは又その動作状態を表示する信号をエンジン制御ユニットに送ることが出来ない可能性がある。フィルタ制御ユニットからエンジン制御ユニットに送られるこの情報の欠如は、再生装置における不具合の表示がないかも知れないため、再生に関連するあらゆる問題をトラブルシューティングするために利用できる診断手段を減らす可能性がある。
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２１１１５９  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本開示は先行技術の再生方法に関連する一つ以上の問題を克服することに向けられている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示の一つの側面はエンジン及び排気後処理の制御を統合する方法を含む。該方法はエンジンコントローラと後処理コントローラ間の双方向のデータ流れを提供するために、共通のデータリンク・プロトコルを用いてエンジンコントローラを後処理コントローラに接続することを含み得る。該方法は又エンジンコントローラを一つ以上のエンジン構成部品に接続することを含み得る。該方法は更に後処理コントローラを一つ以上の後処理構成部品に接続することを含み得る。
【００１５】
本開示の別の側面は排気後処理制御システムを含む。該システムはエンジンコントローラを含み得る。該システムは又エンジンコントローラと後処理コントローラ間の双方向のデータ流れを提供するために共通のデータリンク・プロトコルを用いる、エンジンコントローラに接続された後処理コントローラを含み得る。更に、該システムはエンジンコントローラに動作可能に接続された一つ以上のエンジン構成部品を含んでもよい。該システムは又、後処理コントローラに動作可能に接続された一つ以上の後処理構成部品を含んでもよい。
【００１６】
本開示の更に別の側面は作業機械を含む。作業機械はフレーム及び、該フレームに動作可能に接続されたエンジンを含み得る。作業機械はまた後処理コントローラを含み得る。エンジンコントローラは、双方向のデータ流れを該エンジンコントローラと後処理コントローラとの間に提供するために、共通のデータリンク・プロトコルを用いて後処理コントローラに接続され得る。作業機械はまた、エンジンコントローラに接続された一つ以上のエンジン構成部品を含み得る。作業機械は更に、後処理コントローラに接続された一つ以上の後処理構成部品を含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は作業機械１０の図的記述を提供する。作業機械１０はエンジン１２を含み得る。作業機械１０はまたフレーム１４及び作業器具１６を含み得る。エンジン１２は排気後処理制御システム１００に動作可能に接続され得る。エンジン１２はディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、又は任意の別の動力発生装置を含み得る。作業機械１０はまた駆動装置２０を含み得る。
【００１８】
作業機械１０は履帯式トラクタとして示されている一方で、作業機械１０は様々なタイプの機械を含み得る。例えば、作業機械１０はトラック、車輪式トラクタ、ダンプトラック、自動車、ハイウェイ車、オフ・ハイウェイ車、スキッドステア、静止型発電機、空気圧縮機、又は排気流を発生するエンジンを含むあらゆる他の装置であってもよい。
【００１９】
図２は例示的な開示された実施形態による、排気後処理制御システム１００のブロック線図表現を提供している。システム１００はエンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２を含み得る。該システムはまたサービスコネクタ１１４、１１６、及びデータリンク１１８、１２０、及び１２２を含み得る。該システムは更に作業機械構成部品１２４及び１２６、エンジンセンサ１２８、エンジンアクチュエータ１３０、後処理センサ１３２、及び後処理アクチュエータ１３４を含み得る。更にエンジンコントローラ１１０は第一データリンクポート１３６及び第二データリンクポート１３８を含み得る。同様に、後処理コントローラ１１２は第一データリンクポート１４０及び第二データリンクポート１４２を含み得る。
【００２０】
エンジンコントローラ１１０はデータリンク１１８、１２０、又は１２２の一つを用いて後処理コントローラ１１２に動作可能に接続され得る。データリンク１１８、１２０、又は１２２は、エンジンコントローラ１１０と後処理コントローラ１１２との間に双方向データを伝達するために使用され得る。任意のデータリンク・プロトコル（例えばＪ１９３９、ＳＡＥＪ１５８７）がデータリンク１１８、１２０、及び１２２を通じて情報を伝達するために、これらのリンクを通じて動作し得る。更に、エンジンコントローラ１１０はデータリンク１１８、１２０、又は１２２を用いて、一つ以上の作業機械構成部品１２６へ動作可能に接続され得る。エンジンコントローラ１１０はまたエンジン１２の運転を制御するために、エンジンセンサ１２８及びエンジンアクチュエータ１３０へ動作可能に接続され得る。後処理コントローラ１１２はデータリンク１１８、１２０、又は１２２を用いて作業機械構成部品１２４に動作可能に接続され得る。後処理コントローラ１１２はまた排気要素（図示せず）の再生を助けるために、後処理センサ１３２及び後処理アクチュエータ１３４へ動作可能に接続され得る。エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、一つ以上のサービスコネクタ１１４及び１１６へ動作可能に接続され得る。これらのサービスコネクタは、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２へのアクセスを要するトラブルシューティングの目的又はその他の行動のために用いられ得る。
【００２１】
エンジンコントローラ１１０はソフトウェア・アプリケーションを起動させるために適する装置を含み得る。例えば、エンジンコントローラ１１０はＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏモジュール等を含み得る。一つの実施形態において、エンジンコントローラ１１０はエンジン１２の運転制御専用のユニットを構成し得る。エンジンコントローラ１１０は、エンジン１２及び作業機械１０の様々な運転を制御するために使用され得る。上記で議論したように、エンジンコントローラ１１０はエンジンのノッキング低減を助けるように構成され得る。これに加えて、エンジンコントローラ１１０は一つ以上のバルブ（図示せず）を用いて、エンジン１２における燃料噴射を制御するように構成され得る。更に、エンジンコントローラ１１０は、作業機械１０の燃料タンク内の燃料レベルを監視するように構成され得る。エンジンコントローラ１１０はまた作業機械１０の排気要素の再生を監視及び制御することを助け、そして当該技術分野において知られている他のあらゆる機能を実行し得る。
【００２２】
エンジンコントローラ１１０と同様に、後処理コントローラ１１２もまたソフトウェア・アプリケーションを起動させるために適する構成要素（ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏモジュール等）を含み得る。後処理コントローラ１１２は排気要素の再生を制御するために使用され得る。例えば、後処理コントローラ１１２は微粒子捕捉装置（図示せず）又は任意のそのような別の要素の再生を制御し得る。後処理コントローラ１１２は再生のための様々な機能を実行するように構成され得る。例えば、後処理コントローラ１１２は再生を開始する時及び再生を停止する時を決定するように構成され得る。それに加えて、後処理コントローラ１１２は再生を開始及び再生を停止するように構成され得る。更に、後処理コントローラ１１２は再生中に再生プロセスを制御するように構成され得る。例えば、後処理コントローラ１１２は火炎の安定性（ディーゼル燃料バーナーの場合）を維持し、排気温度及び他のそのようなパラメータを制御するように構成され得る。
【００２３】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は共通のデータリンク１１８、１２０又は１２２を用いて互いに動作可能に接続され得る。上述のように、Ｊ１９３９及びＳＡＥＪ１５８７の類の標準ＳＡＥプロトコルのようなデータリンク・プロトコル、及びまたキャタピラー・データリンク・プロトコルのような独自仕様のデータリンク・プロトコルが、データリンク１１８、１２０及び１２２上で動作し得る。データリンク・プロトコルの使用は、それらの間で交換される各信号用の別個の接続に対する必要性なしに、これらのデータリンク・プロトコルが使用されることにより、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２が互いの間で多量の情報を交換し得るため、有益であるかも知れない。この情報は再生プロセスを制御し、また作業機械１０における様々な構成部品のトラブルシューティングを助けるために用いられ得る。
【００２４】
一つの実施形態において、図２に示すようにエンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、データリンク１１８を用いて互いに動作可能に接続される。エンジンコントローラ１１０はデータリンク１１８を用いて後処理コントローラ１１２にデータを送信し得る。このデータはコントローラ１１２が再生プロセスを制御することを可能にする。例えば、一つの実施形態において、エンジンコントローラ１１０は後処理コントローラ１１２にエンジンの運転状態を含むデータを送信し得る。具体的には、質量流量、排気温度、エンジン速度及びエンジン負荷のような情報が、エンジンコントローラ１１０から後処理コントローラ１１２に送られ得る。更に、後処理コントローラ１１２は診断メッセージをエンジンコントローラ１１０に送り返すことができる。
【００２５】
図３はＪ１９３９データリンク・プロトコルフレーム３００を表わす。Ｊ１９３９は開放型システム間相互接続（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ「ＯＳＩ」）モデルの、様々な層において動作するよう構築されていることに注意されたい。本開示の実施形態はＯＳＩモデルのデータリンク層において動作するＪ１９３９プロトコルを用いる。Ｊ１９３９はデータをネットワーク上で伝送するために、作業機械において任意のコントローラを許容する制御領域ネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ「ＣＡＮ」）プロトコルを使用する。図３に示すように、Ｊ１９３９データリンク・プロトコルフレーム３００は２９ビットの識別子を含む。該識別子は優先領域２１０を含む。該識別子はまた予備領域（「Ｒ」）２２０、データページ（「ＤＰ」）領域２３０、プロトコル・データユニット（「ＰＤＵ」）・フォーマット領域（「ＰＦ」）２４０、ＰＤＵ特有領域（「ＰＳ」）２５０、及びソースアドレス領域２６０を含む。集合的に、Ｒ２２０、ＤＰ２３０、ＰＦ２４０、及びＰＳ２５０は伝送されるパラメータグループ（「ＰＧ」）２７０を形成する。
【００２６】
優先領域２１０は伝送中にメッセージの優先度の決定を助ける。高い優先度を有するメッセージは、低い優先度を有するメッセージと比べてより短い待ち時間で伝送され得る。例えばトランスミッションからエンジン１２へのトルク制御メッセージのような優先度の高いメッセージは、エンジン１２用の構成メッセージのような優先度の低いメッセージよりも上の優先度を与えられ得る。
【００２７】
Ｒ２２０は将来の使用のための予備とされる。ＤＰ２３０はページセクターとして用いられる。０に設定されたＤＰ２３０は現在定義されている全てのメッセージを含む。１に設定された場合、ＤＰ２３０は将来の使用のために追加の拡張容量を備える。ＰＦ２４０は使用されるＰＤＵのタイプを定義する。ＰＳ２５０はＰＦ２４０の値に依存する。ＰＦ２４０の値が０〜２３９の間にある（すなわちＰＤＵ１が使用されている）場合、ＰＳ２５０は伝送されるメッセージのための行先アドレスを含む。ＰＦ２４０の値が２４０〜２５５の間にある（すなわちＰＤＵ２が使用されている）場合、ＰＳ２５０はネットワーク上で全てのエンジンコントローラに対して送信され得るメッセージを識別する値を含む。ソースアドレス領域２６０はメッセージを送るコントローラのアドレスを含む。
【００２８】
集合的に、Ｒ２２０、ＤＰ２３０、ＰＦ２４０、及びＰＳ２５０は伝送されるＰＧ２７０を形成する。ＰＧ２７０はパラメータグループ番号（「ＰＧＮ」）により識別される。ＰＧＮは一意的に各パラメータグループを識別する。従って、標準メッセージは所定のパラメータグループ番号を有する。例えば、エンジンのガス流量は６１４５０のＰＧＮを有する。エンジンコントローラ１１０の識別情報は６４９６５のＰＧＮを有する。それに加えて、他のＰＧＮは他の標準メッセージを定義するために使用され得る。更に、新たなＰＧＮが非標準のメッセージを定義するために使用され得る。
【００２９】
図４はデータ転送用の例示的フロー・モデル４００を表わす。発信者４１０は四つのパケットで転送されるであろうパケットにされたメッセージにおいて、２３バイトあることを示す「送信要求」（ＲＴＳ）を応答者４２０に送る。該転送におけるデータに対するＰＧＮは６１４５０、すなわちエンジンのガス流量である。応答者４２０は、パケット１から始まる二つのパケットを処理する用意の出来た「受信準備完了」（「ｃｌｅａｒ  ｔｏ  ｓｅｎｄ」）（ＣＴＳ）で回答する。発信者４１０は最初の２つのパケットを送る。応答者４２０は次に、接続を開通状態に保ちたいが、しかし現在は何のパケットも受け取れないことを示す「受信準備完了」を送る。最大でＴ秒後に、応答者４２０はパケット３で始まるもう二つのパケットを取ることが出来ることを示す、別の「受信準備完了」メッセージを送る。一旦パケット３及び４が転送されると、応答者４２０は予期された全てのパケットが伝送され、そして接続は今や閉鎖されたと考えられることを示す、「受信確認」（「ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ」）（ＡＣＫ）メッセージを伝送する。
【００３０】
図４に見られるように、各々の種類のデータに対する固有のＰＧＮを用いて、様々なデータが同じリンク上で送られ得る。更に、ＲＴＳ、ＣＴＳ、及びＡＣＫ信号の使用は、データが一つの構成要素から他方への転送の間に失われないことを保証する。各データリンクポート（図２及び５に示す１３６、１３８、１４０、及び１４２）は伝送データが伝送ポートの所で送られ、そして受信データが受信ポートの所で受信されることを保証するため、伝送用構成部品及び受信用構成部品（図示せず）で構成され得る。各データリンク・プロトコルは、データを伝送及び受信するために銅線、光ファイバーケーブル、又は他のあらゆる適切な媒体を通じて更に構成され得る。図４に示すデータ流れは単に例示的のみであることに注意されたい。他の適切なデータ流れのモデルが用途に応じて使用されてもよい。
【００３１】
図２に戻って、エンジンコントローラ１１０から後処理コントローラ１１２に送られたデータは、後処理コントローラ１１２が再生プロセスを制御することを可能にし得る。例えば、エンジンコントローラ１１０によって送られた質量流量及び排気温度を含むデータは、後処理コントローラ１１２により受け取られたとき、該後処理コントローラ１１２が、排気要素において粒子状物質を燃やすために、それに対して排気ガスを加熱することが必要な温度差を決定することを可能にする。それに加えて、質量流量を含むデータは、後処理コントローラ１１２が排気要素（図示せず）において必要とされる空燃比を維持するために、排気ガス内に注入する必要がある酸素の量を決定することを可能にし得る。従って、後処理コントローラ１１２は、データリンク１１８、１２０、及び１２２を通じて動作するデータリンク・プロトコルを介し、エンジンコントローラ１１０により提供される情報を用いて、再生プロセスを制御し得る。
【００３２】
後処理コントローラ１１２は診断情報を含むデータをエンジンコントローラ１１０に送ることができる。エンジンコントローラ１１０により受け取られるこの診断情報は一定の表示器（図示せず）に故障状態を表示させ得る。例えば、後処理コントローラ１１２に接続され、又は含まれる後処理センサ１３２の一つが故障した場合、後処理コントローラ１１２によってエンジンコントローラ１１０に送られる信号は、例えばエンジンコントローラ１１０に動作可能に接続された黄色灯（図示せず）の点灯を生じ得る。追加として、排気要素における粒子状物質の蓄積が所定のしきい値を超えて増加した場合、後処理コントローラ１１２は、例えばエンジンコントローラ１１０に動作可能に接続された赤色灯（図示せず）の点灯を生じ得る信号をエンジンコントローラ１１０に送ることができる。更に、排気要素にわたる圧力差が所定のしきい値を超えた場合、後処理コントローラ１１２によりエンジンコントローラ１１０に送られる信号は、エンジンコントローラ１１０に動作可能に接続された更に別の表示器（図示せず）の点灯を生じ得る。
【００３３】
反対に、排気要素が破損又は欠落している場合、排気要素にわたる圧力差又は、排気要素における粒子状物質の蓄積は、所定のしきい値レベル未満まで下がる。この条件の下で後処理コントローラ１１２は、エンジンコントローラ１１０に動作可能に接続された、更に別の灯（図示せず）の点灯を生じる信号をエンジンコントローラ１１０に送るように構成され得る。従って、後処理コントローラ１１２により送られた信号に応答して始動する、エンジンコントローラ１１０に動作可能に接続された様々な表示器は、後処理システムにおいて生じ得る問題をユーザーがトラブルシューティングすることを助けることができる。
【００３４】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、作業機械１０の運転に使用される多くの装置へ動作可能に接続し得る。例えば、図２に示すように、エンジンコントローラ１１０は作業機械構成部品１２６、エンジンセンサ１２８、及びエンジンアクチュエータ１３０へ動作可能に接続し得る。それに加えて、図２に示すように、後処理コントローラ１１２は機械構成部品１２４、後処理センサ１３２、及び後処理アクチュエータ１３４へ動作可能に接続され得る。更に、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラは、エンジン１２の制御及び任意の排気要素（図示せず）の再生のために適した他のあらゆる装置に接続し得る。
【００３５】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、様々な通信手段を用いて装置と通信するように構成され得る。例えば、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、パルス幅変調、０〜５Ｖのアナログ信号、又は任意のデータリンク・プロトコルを用いて、それぞれエンジンセンサ１２８及び後処理センサ１３２と通信するように構成され得る。更に、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、パルス幅変調、任意のデータリンク・プロトコル、又は電流信号を用いて、それぞれエンジンアクチュエータ１３０及び後処理アクチュエータ１３４と通信するように構成され得る。それに加えて、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２を、それらに動作可能に接続された装置と通信可能にするために、当該技術分野において知られる他の任意の通信方法が用いられ得る。
【００３６】
エンジンコントローラ１１０はエンジンアクチュエータ１３０と動作可能に接続され得る。エンジンアクチュエータ１３０はエンジン１２の運転を制御するために、エンジンコントローラ１１０により送られる信号に応答するように構成され得る。具体的には、空気シリンダのような空気的に駆動されるアクチュエータが燃料の燃焼を助けるために使用され得る。それに加えて、電気アクチュエータ、油圧アクチュエータ、又は他の任意のアクチュエータがエンジン１２における様々な他の機能を実行するために用いられ得る。エンジンアクチュエータ１３０は、エンジン１２の運転を制御するために構成され得る、当該技術分野において知られている他のタイプのアクチュエータも又含み得る。
【００３７】
エンジンコントローラ１１０はエンジンセンサ１２８へ動作可能に接続され得る。エンジンセンサはエンジン１２の運転に関連する様々なパラメータを検出するように構成され得る。例えば、エンジンセンサ１２８はエンジン１２における質量流量を測定し、対応する信号をエンジンコントローラ１１０に送るために使用され得る。質量流量はエンジン１２における燃料の流量及び空気流量を含み得る。それに加えて、エンジンセンサ１２８は燃料タンク内の燃料レベル及び、そのような他の任意の測定値を測り、そして適切な信号をエンジンコントローラ１１０に送り返すように又構成され得る。エンジンセンサ１２８は、当該技術分野において知られている他の任意のパラメータを測定するように又構成され得る。エンジンセンサ１２８は電子センサ、機械的センサ、又は当該技術分野において知られている他の任意のセンサを含み得る。
【００３８】
エンジンコントローラ１１０はエンジンセンサ１２８及びエンジンアクチュエータ１３０に加えて、他の作業機械構成部品１２６にも又接続され得る。作業機械構成部品１３０はハンドル（図示せず）、トランスミッション・バルブ、又は当該技術分野において知られている、他のそのような構成部品を含み得る。
【００３９】
後処理コントローラ１１２は後処理センサ１３２に動作可能に接続され得る。後処理センサ１３２は様々な機能を実行するように構成され得る。例えば、後処理センサ１３２は排気要素における排気ガスの温度を測定するように構成され得る。それに加えて、後処理センサ１３２は排気要素にわたる圧力差を測定するように又構成され得る。後処理センサ１３２は当該技術分野において知られている他のそのようなパラメータを測定するように又構成され得る。後処理センサは電子センサ、機械的センサ、又は当該技術分野において知られている他の任意のセンサを含み得る。
【００４０】
後処理コントローラ１１２は後処理アクチュエータ１３４に動作可能に接続され得る。後処理アクチュエータ１３４は再生プロセスを助けるように構成され得る。例えば、後処理アクチュエータ１３４は排気要素において望ましい空燃比を維持するために、再生するよう構成された排気要素（図示せず）内に酸素を送り込むように構成され得る。更に、後処理アクチュエータ１３４は、当該技術分野において知られている他の任意の再生機能を実行するように構成され得る。空気アクチュエータ、油圧アクチュエータ、電気アクチュエータ、又は他のそのような任意の装置が後処理アクチュエータ１３４として使用され得る。
【００４１】
後処理コントローラ１１２は後処理センサ１３２及び後処理アクチュエータ１３４に加えて、他の作業機械構成部品１２４にも又接続され得る。作業機械構成部品１３４は排気マニホールド、テールチューブ（図示せず）、又は当該技術分野において知られている他のそのような構成部品を含み得る。
【００４２】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は一つ以上のサービスコネクタ１１４及び１１６に接続し得る。一つの実施形態において、サービスコネクタ１１４及び１１６は、その中に保守技術員が診断ツールを接続し得る、プラスチックのプラグ又はレセプタクルを含むことができる。一つの実施形態において、該診断ツールはデータリンク装置であってもよい。該データリンク装置はエンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２からの診断情報を読むための、手持ちサイズ又は携帯型のコンピュータ装置であってもよい。
【００４３】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、サービスコネクタ１１４及び１１６に様々な構成で接続され得る。一つの実施形態において、図５に示すように、該二つのコントローラは該エンジンコントローラ１１０と後処理コントローラ１１２により共有された、共通のサービスコネクタ１４４に接続され得る。代案の実施形態において、図２に示すように、エンジンコントローラ１１０はサービスコネクタ１１４に動作可能に接続されることができ、そして後処理コントローラ１１２はサービスコネクタ１１６に動作可能に接続されることができ、そこで各サービスコネクタは互いに対して分離している。エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、それらのそれぞれのサービスコネクタ（１１４及び１１６）、又はそれらの共通のサービスコネクタ１４４と通信するためにデータリンク・プロトコルを用い得る。例えば、例示的実施形態において、図３に示すように、エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は、共通のサービスコネクタ１４４と通信するために共通のデータリンク・プロトコルを用い得る。図２に示すように、各々のサービスコネクタが分かれている更に別の実施形態において、エンジンコントローラ１１０は、サービスコネクタ１１４と通信するために第一のデータリンク・プロトコルを用いることができ、後処理コントローラ１１２はサービスコネクタ１１６と通信するために第二のデータリンク・プロトコルを用い得る。
【００４４】
エンジンコントローラ１１０及び後処理コントローラ１１２は通信目的用の多数のデータリンクポートで構成され得る。データリンクポートは一つ以上のデータリンク・プロトコルを用いて、それを通して情報の伝送を可能にするように構成される通信ポートである。例えば、一つの例示的実施形態において、エンジンコントローラ１１０は、後処理コントローラ１１２との通信用の第一データリンクポート１３６、並びにサービスコネクタ１１４及び作業機械構成部品１２６との通信用の第二データリンクポート１３８を備えて構成され得る。同様に、後処理コントローラ１１２はエンジンコントローラ１１０及び作業機械構成部品１２４との通信用の第一データリンクポート１４０、並びにサービスコネクタ１１６との通信用の第二データリンクポート１４２を備えて構成され得る。
【００４５】
各データリンクポート１３６、１３８、１４０、及び１４２は一つ以上のデータリンク・プロトコルを用いて動作するように構成され得る。例えば、一つの例示的実施形態において、エンジンコントローラにおけるデータリンクポート１３８は第一のデータリンク・プロトコルを用いて動作するように構成され得る。他方で、エンジンコントローラ１１０におけるデータリンクポート１３６及び後処理コントローラ１１２におけるデータリンクポート１４０は、第二のデータリンク・プロトコルを用いて動作するように構成され得る。更に、後処理コントローラ１１２におけるデータリンクポート１４２は第三のデータリンク・プロトコルを用いて動作するように構成され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
再生制御ユニットをエンジン制御ユニットと統合する本開示の方法は、排気流を発生するエンジンと、排気要素を再生するためのシステムとを含むあらゆるシステムにおいて用いられ得る。この方法は乗用車、トラック、履帯式のトラクタ、ハイウェイ車、オフ・ハイウェイ車のような車両、及びまた静止型発電機及び空気圧縮機のような静止型装置に使用され得る。
【００４７】
エンジンコントローラが後処理コントローラと通信するために共通のデータリンク・プロトコルを備えることにより、本開示の方法はエンジンコントローラと後処理コントローラとの間で交換される、各信号用の別個の接続を持つ必要性の免除を助けることができる。これは、その接続を通じたデータリンク・プロトコルの使用により、多重信号が同じ接続上で送信され得るからである。それゆえ、該二つのコントローラ間により多くのデータを送るために、より少ない電線が使用され得る。対照的に、幾つかの先行技術システムのように、エンジンコントローラと後処理コントローラとの間で送られる各信号に対して別個の接続が必要となり、該コントローラ間に多数の電線の使用をもたらし得る。本開示の方法における、より少ない電線の使用は電線経路の単純化を助け、従って配線の複雑さを低減し得る。それに加えて、本開示の方法はより少ない電線が使用され得るため、配線費用の低減もまた助けることができる。更に、本開示の方法は配線量の低減により、トラブルシューティングの容易さの増加を助け得る。更に配線の低減は、より少ない電線が該二つのシステム間に設置されねばならないため、再生システムの製作費用及び製作時間もまた低減し得る。それに加えて、より少ない電線の使用は該二つのコントローラを接続するために要するスペースの大きさの低減を助け、それにより再生システムの全体サイズを低減し得る。
【００４８】
二つのコントローラ間の通信用データリンク・プロトコルの使用は、該二つのコントローラ間で交換され得るデータの量もまた増加させる可能性がある。エンジンコントローラにより後処理コントローラに送られるデータは、後処理コントローラが再生プロセスを制御することを助け、それによってより良好な燃料効率のような多くの利点をもたらし得る。後処理コントローラによりエンジンコントローラに送られるデータは後処理システムについての問題の識別を助け、それは該後処理システムにおける故障の場合のトラブルシューティング・プロセスの単純化を助け得る。
【００４９】
本開示の範囲から逸脱することなく、再生制御ユニットをエンジン制御ユニットと統合するために、様々な変更及び変形が本開示の方法の中でなされ得ることは当業者にとって明らかであろう。追加として、本開示の方法の別の実施形態が、当業者には仕様の検討から明らかであろう。本仕様及び例は単に典型的なものだけと考えられるよう意図され、本開示の真の範囲は以下に続く請求項及びそれらに等価なものによって示される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】例示的な開示された実施形態による作業機械の図的記述である。
【図２】例示的な開示された実施形態による再生システムのブロック線図である。
【図３】例示的な開示された実施形態によるデータリンク・プロトコルフレームを表わす。
【図４】例示的な開示された実施形態によるデータ転送用のフロー・モデルを表わす。
【図５】別の例示的な開示された実施形態による再生システムのブロック線図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  作業機械
１２  エンジン
１４  フレーム
１６  作業器具
２０  駆動装置
１００  排気後処理制御システム
１１０  エンジンコントローラ
１１２  後処理コントローラ
１１４  サービスコネクタ
１１６  サービスコネクタ
１１８  データリンク
１２０  データリンク
１２２  データリンク
１２４  作業機械構成部品
１２６  作業機械構成部品
１２８  エンジンセンサ
１３０  エンジンアクチュエータ
１３２  後処理センサ
１３４  後処理アクチュエータ
１３６  エンジンコントローラにおける第一データリンクポート
１３８  エンジンコントローラにおける第二データリンクポート
１４０  後処理コントローラにおける第一データリンクポート
１４２  後処理コントローラにおける第二データリンクポート
１４４  共通サービスコネクタ
２１０  優先領域
２２０  予備領域
２３０  データページ領域
２４０  ＰＤＵフォーマット領域
２５０  ＰＤＵ特有領域
２６０  ソースアドレス領域
２７０  パラメータグループ
３００  Ｊ１９３９プロトコルフレーム
４００  フロー・モデル
４１０  発信者
４２０  応答者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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