CN103118916A

CN103118916A - 作业车辆的驱动系统控制装置

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Publication number: CN103118916A
Application number: CN2011800444191A
Authority: CN
Inventors: 大内田刚史; 汤崎启一朗; 宫本贵志; 平井正雄
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Power Technology Co Ltd
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: JP2012061979A; EP2617616B1; WO2012036041A1; US20130166163A1; EP2617616A4; US9079576B2; EP2617616A1; KR20130081278A; KR101510796B1; CN103118916B; JP5674393B2

Abstract

在作业车辆（141）中，不必在一边低速行驶一边进行的各种作业中使排气气体净化装置（50）强制再生，就能消除所述排气气体净化装置（50）的堵塞。作业车辆（141）包括装设在行驶机体（142）中的发动机（70）、将燃料喷射到该发动机（70）中的共轨式的燃料喷射装置（117）、将来自所述发动机（70）的动力变速的无级变速器（159）、和配置在所述发动机（70）的排气系统中的排气气体净化装置（50），在与所述发动机（70）的转速N及扭矩T相关的发动机运转点Q，位于不能使所述排气气体净化装置（50）自行再生的低速低扭矩侧的情况下，将所述发动机运转点Q转移到能够进行所述排气气体净化装置（50）的自行再生的高速低扭矩侧，并且以不变更所述行驶机体（142）的车速V的方式，变更调节所述无级变速器（159）的变速比。

Description

作业车辆的驱动系统控制装置

技术领域

本发明涉及一种例如农作机、建筑机械这样的作业车辆的驱动系统（发动机和无级变速器）控制装置。

背景技术

最近，随着关于柴油发动机（以下简称为发动机）的高级的排气限制的应用，越发希望在装设有发动机的农作机、建筑机械等中，装设对排气气体中的大气污染物质进行净化处理的排气气体净化装置。作为排气气体净化装置，公知柴油机微粒过滤器（以下称作DPF）（参照专利文献1、2）。

DPF捕集排气气体中的颗粒状物质（以下称作PM）等，当排气气体温度例如为大约300℃以上时，能够燃烧去除PM而恢复自身的PM捕集能力（能够自行再生）。但是，当发动机的驱动状态为低速低扭矩且排气气体温度较低时，PM不会被燃烧去除，堆积在DPF内（不能自行再生）。当DPF内的PM堆积量超过规定量时，DPF内的流通阻力增大，导致发动机的输出降低。为了解决该问题，也经常强制性地使发动机的输出马力上升而使排气气体升温，从而使DPF强制再生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000–145430号公报

专利文献2：日本特开2003–27922号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，装设有发动机和DPF的拖拉机等作业车辆一边牵引播种机、撒肥料机或收获机这样的对地作业机械，一边进行播种作业、施肥作业或收获作业。在进行这些各种作业的情况下，作业车辆有时在田地内以比较低的速度（例如爬行速度）行驶。在作业车辆进行低速行驶时，发动机的驱动状态为低速低扭矩，排气气体温度低。因而，在一边低速行驶一边进行的各种作业中，PM堆积在DPF内的状况持续，所以DPF容易堵塞，若一直放置不管，则引发起因于堵塞的排气压上升的问题。当在一边低速行驶一边进行的各种作业中使DPF强制再生时，以往使发动机的输出扭矩增大或者使发动机的转速增大。但是，在前者的情况下，需要另外设置强制性地使输出扭矩增大的部件，招致零件件数增多的问题。另外，在后者的情况下，车速可能加快。

因此，本发明将提供解决了上述那样的问题的作业车辆的驱动系统控制装置作为技术课题。

用于解决问题的方案

技术方案1的发明的作业车辆的驱动系统控制装置，作业车辆包括装设在行驶机体中的发动机、将燃料喷射到该发动机中的共轨式的燃料喷射装置、将来自上述发动机的动力变速的无级变速器、和配置在上述发动机的排气系统中的排气气体净化装置，在与上述发动机的转速和扭矩相关的发动机运转点位于不能使上述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，将上述发动机运转点转移到能进行上述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧，并且以不变更上述行驶机体的车速的方式，变更调节上述无级变速器的变速比。

技术方案2的发明在技术方案1所述的作业车辆的驱动系统控制装置的基础上，在上述高速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等的条件下，能够进行上述排气气体净化装置的自行再生。

技术方案3的发明在技术方案2所述的作业车辆的驱动系统控制装置的基础上，具有用于将上述排气气体净化装置内的颗粒状物质燃烧去除的再生装置，在上述发动机运转点位于不能使上述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，当输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等且能够进行上述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧的发动机运转点不存在时，使上述再生装置工作。

发明效果

采用技术方案1的发明的驱动系统控制装置，作业车辆包括装设在行驶机体中的发动机、将燃料喷射到该发动机中的共轨式的燃料喷射装置、将来自上述发动机的动力变速的无级变速器、和配置在上述发动机的排气系统中的排气气体净化装置，在与上述发动机的转速和扭矩相关的发动机运转点位于不能使上述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，将上述发动机运转点转移到能进行上述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧，并且以不变更上述行驶机体的车速的方式，变更调节上述无级变速器的变速比，所以例如即使在一边低速行驶一边进行的各种作业中，也维持上述车速，并且不必执行上述排气气体净化装置的强制再生，就能消除上述排气气体净化装置的堵塞。因而，起到能够提高上述作业车辆中的作业性的效果。

采用技术方案2的发明，在上述高速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等的条件下，能够进行上述排气气体净化装置的自行再生，所以将上述发动机的输出马力用作发动机运转点转移的基准。因此，起到易于简单且准确地进行上述作业车辆的车速维持的效果。

采用技术方案3的发明，具有用于将上述排气气体净化装置内的颗粒状物质燃烧去除的再生装置，在上述发动机运转点位于不能使上述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，当输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等且能够进行上述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧的发动机运转点不存在时，使上述再生装置工作，所以根据状况的不同而直接调节上述发动机的输出马力或者使上述再生装置工作，能使上述排气气体净化装置再生。因此，起到如下效果：能够减少上述再生装置的工作次数或者缩短工作时间，能够谋求排气气体净化装置再生的高效化，并且帮助抑制油耗的增加。

附图说明

图1是作为作业车辆的拖拉机的侧视图。

图2是拖拉机的俯视图。

图3是拖拉机的油压回路图。

图4是拖拉机中的传动系统的概略图。

图5是说明车速与无级变速器的变速比的关系的图。

图6是发动机的燃料系统说明图。

图7是表示发动机与排气气体净化装置的关系的功能框图。

图8是表示ECU与变速控制器的关系的功能框图。

图9是说明燃料的喷射正时的图。

图10是输出特性映射的说明图。

图11是表示DPF再生控制的流程的流程图。

图12是表示变速比控制的详细的流程图。

具体实施方式

下面，根据附图说明将本发明具体化的实施方式。

（1）拖拉机的大概构造

首先，参照图1和图2，说明作为作业车辆的一例的拖拉机141的大概构造。如图1和图2所示，拖拉机141的行驶机体142由左右一对前车轮143和左右一对后车轮144支承。通过用装设在行驶机体142的前部的发动机70驱动后车轮144和前车轮143，使拖拉机141前进行驶或后退行驶。发动机70被发动机罩146覆盖。另外，在行驶机体142的上面设置有驾驶室147。在该驾驶室147的内部设置有驾驶座148和方向盘149，通过操舵该方向盘149而使前车轮143的转向方向左右移动。在驾驶室147的外侧部设置有供驾驶者上下车的踏板150，在比该踏板150靠内侧且比驾驶室147的底部靠下侧的位置，设置有将燃料供给到发动机70中的燃料箱151。

如图1和图2所示，位于驾驶室147内的方向盘149设置在位于驾驶座148的前方的驾驶墩190上。在驾驶墩190的右方设置有设定保持发动机70的转速的节气门操纵杆197和制动操作行驶机体142的左右一对的制动踏板191。在驾驶墩190的左方配置有前进后退切换杆198和离合器踏板192，该前进后退切换杆198用于将行驶机体142的行进方向切换操作为前进和后退。在驾驶墩190的背面侧设置有将制动踏板191保持在踏下位置的停车制动杆200。

在制动踏板191的右方配置有加速踏板199，该加速踏板199将利用节气门操纵杆197设定的发动机70的转速作为下限转速，在其以上的范围内增减转速。在驾驶座148的右侧墩上配置有作业机械升降杆193、PTO变速杆194和变速操作用的主变速杆201等，上述作业机械升降杆193以手动方式变更调节作为对地作业机械的旋耕机164的高度位置。在驾驶座148的左侧墩上配置有副变速杆195，在左侧墩的前方配置有差速器锁止踏板196。

如图1和图2所示，行驶机体142由发动机支架154和左右的机体支架156构成，上述发动机支架154具备前保险杠152和前车轴壳153，上述左右的机体支架156利用螺栓装卸自如地固定在发动机支架154的后部。变速箱体157与机体支架156的后部相连结，该变速箱体157用于将发动机70的驱动力适当变速地传递到后车轮144和前车轮143。后车轮144借助后车轴壳158安装，该后车轴壳158安装为自变速箱体157的外侧面向外侧突出。在变速箱体157内设置有将来自发动机70的驱动力变速的无级变速器159（参照图3和图4）。

在变速箱体157的后部上表面以能装卸的方式安装有使旋耕机164升降移动的油压式的作业机械用升降机构160。旋耕机164借助三连杆机构与变速箱体157的后部相连结，该三连杆机构由一对的左右下连杆161和上连杆162构成。在变速箱体157的后侧面向后方突出设置有用于将PTO驱动力传递到旋耕机164的PTO轴163。

如图1和图2所示，在旋耕机164的后部侧以能与撒肥料机（省略图示）更换的方式安装有撒播用的播种机170。播种机170包括供种子放入的箱171、每次定量地放出箱171内的种子的放出部172、和驱动放出部172的放出辊（省略图示）的电动机173。箱171内的种子自放出部172被撒播到旋耕机164后方的已耕耘地面上。另外，在将撒肥料机安装于旋耕机164的情况下，撒肥料机的肥料（药剂）被撒放到旋耕机164后方的已耕耘地面上。

（2）拖拉机的油压回路构造

接下来，主要参照图3说明拖拉机141的油压回路210的构造。拖拉机141的油压回路210具备利用发动机70的旋转动力来驱动的作业用油压泵204和行驶用油压泵205。作业用油压泵204和行驶用油压泵205设置在变速箱体157的前侧壁机构222的前表面侧（参照图4）。作业用油压泵204与用于将工作油供给到作业机械用升降机构160的升降控制液压缸215中的控制电磁阀211相连接。控制电磁阀211构成为能够利用作业机械升降杆193的操作而进行切换工作。在利用作业机械升降杆193使控制电磁阀211进行切换工作时，升降控制液压缸215进行伸缩驱动，使连接作业机械用升降机构160和左右下连杆161的提升臂169（参照图1）进行升降转动。结果，借助下连杆161使旋耕机164升降移动。

行驶用油压泵205将工作油供给到变速箱体157的无级变速器159和动力转向用的液压缸203中。在该情况下，也可以将变速箱体17利用为工作油箱，将变速箱体157内部的工作油供给到各油压泵204、205中。行驶用油压泵205借助动力转向用的控制阀212与动力转向用的液压缸203相连接，另一方面也与相对于左右一对制动工作机构245用的制动缸247的自动制动电磁阀246相连接。

此外，行驶用油压泵205与使PTO变速机构228的PTO离合器248工作的PTO离合器油压电磁阀249、相对于无级变速器159的比例控制阀213及起动用电磁阀217、利用它们进行工作的切换阀214、使副变速机构227的副变速液压缸250工作的高速离合器电磁阀251、相对于前进后退切换机构226的前进用油压离合器252的前进用离合器电磁阀253、相对于后退用油压离合器254的后退用离合器电磁阀255、相对于两驱四驱切换机构229的四驱用油压离合器256的四驱油压电磁阀257、以及相对于倍速用油压离合器258的倍速油压电磁阀259相连接。

PTO离合器油压电磁阀249、前进用离合器电磁阀253、后退用离合器电磁阀255、四驱油压电磁阀257和倍速油压电磁阀259构成为通过适当控制它们，使与各自相对应的离合器缸工作，而切换驱动各油压离合器248、252、254、256、258。另外，油压回路210还具有溢流阀、流量调整阀、单向阀、机油冷却器和滤油器等。

（3）拖拉机的传动系统

接下来，主要参照图4说明拖拉机141的传动系统。在形成为中空箱形的变速箱体157的前表面装卸自如地固定有前侧壁机构222，在后表面装卸自如地固定有后侧壁机构223。变速箱体157的内部被分隔壁221分为前室224和后室225。省略图示，前室224和后室225以内部的工作油能相互移动的方式连通。在变速箱体157的前室224侧配置有前进后退切换机构226、机械式的副变速机构227、PTO变速机构228和两驱四驱切换机构229，上述前进后退切换机构226将来自无级变速器159的旋转动力切换为正转或反转方向，上述机械式的副变速机构227将经由了前进后退切换机构226的旋转动力变速，上述PTO变速机构228将来自发动机70的旋转动力适当变速地传递到PTO轴163，上述两驱四驱切换机构229切换前后车轮143、144的两驱和四驱。另外，在后室225侧配置有无级变速器159和差动齿轮机构230，该差动齿轮机构230将经由了副变速机构227的旋转动力传递到左右的后车轮144。

在自发动机70向后方突出的发动机输出轴74上以直接连结的方式安装有飞轮231。飞轮231和自其向后方延伸的主动轴232借助动力继续或切断用的主离合器233相连结。主动轴232和自变速箱体157向前方突出的主变速输入轴234，借助在两端具有万向轴接头的传动轴235相连结。发动机70的旋转动力自发动机输出轴74经由主动轴232和传动轴235传递到主变速输入轴234，接着被无级变速器159和副变速机构227适当变速。该变速动力经由差动齿轮机构230传递到左右的后车轮144。由无级变速器159和副变速机构227产生的变速动力经由两驱四驱切换机构229和前车轴壳153内的差动齿轮机构236也传递到左右的前车轮153。

位于后室225的内部的无级变速器159是在主变速输入轴234上以同心状配置有主变速输出轴237的直列方式，包括可变容量型的油压泵部240和定容量型的变速用油压电机部241，该定容量型的变速用油压电机部241利用自该油压泵部240喷出的高压的工作油进行工作。在油压泵部240设置有泵斜盘242，该泵斜盘242能够相对于主变速输入轴234的轴线变更倾斜角而调节其工作油供给量。泵斜盘242与主变速液压缸243相关联，该主变速液压缸243变更调节泵斜盘242相对于主变速输入轴234的轴线的倾斜角。通过利用主变速液压缸243的驱动来变更泵斜盘242的倾斜角，变更调节自油压泵部240供给到油压电机部241的工作油量，进行无级变速器159的主变速动作。

即，在利用来自与主变速杆201的操作量成比例工作的比例控制阀213的工作油使切换阀214工作时，主变速液压缸190进行驱动，相对应地变更泵斜盘242相对于主变速输入轴234的轴线的倾斜角。实施方式的泵斜盘242能够夹着倾斜大致为零（包括零在内的其前后）的中位角度，在一方（正）最大倾斜角度与另一方（负）最大倾斜角度之间的范围内调节角度，且在行驶机体142的车速最低时设定为向任一方倾斜的角度（在该情况下是负值且接近最大的倾斜角度）（参照图5）。

在泵斜盘242的倾斜角大致为零（中位角度）时，不利用油压泵部240驱动油压电机部241，主变速输出轴237以与主变速输入轴234大致相同的转速旋转。在使泵斜盘242相对于主变速输入轴234的轴线向一方（正的倾斜角）侧倾斜时，油压泵部240使油压电机部241进行增速工作，主变速输出轴237以比主变速输入轴234快的转速旋转。结果，主变速输入轴234的转速加上油压电机部241的转速而传递到主变速输出轴237。因此，在比主变速输入轴234的转速高的转速的范围内，与泵斜盘242的倾斜角（正的倾斜角）成比例地变更来自主变速输出轴237的变速动力（车速）。在泵斜盘242为正值且为接近最大的倾斜角度时，行驶机体142成为最高车速（参照图5的空心四方处）。

在使泵斜盘242相对于主变速输入轴234的轴线向另一方向（负的倾斜角）侧倾斜时，油压泵部240使油压电机部241减速（反转）工作，主变速输出轴237以比主变速输入轴234低的转速旋转。结果，从主变速输入轴234的转速中减掉油压电机部241的转速而传递到主变速输出轴237。因此，在比主变速输入轴234的转速低的转速的范围内，与泵斜盘242的倾斜角（负的倾斜角）成比例地变更来自主变速输出轴237的变速动力。在泵斜盘242为负值且为接近最大的倾斜角度时，行驶机体142成为最低车速（参照图5的空心圆处）。

另外，在实施方式中，当利用来自根据后述的作业机械（变速）控制器271的指令而工作的起动用电磁阀217的工作油使切换阀214工作时，无论主变速杆201的操作位置如何，主变速液压缸243都进行驱动，相对应地变更泵斜盘242相对于主变速输入轴234的轴线的倾斜角。

（4）发动机及其周边的构造

接下来，参照图6和图7说明发动机70及其周边的构造。如图6所示，发动机70是4缸型的柴油发动机，具有在上表面紧固有缸盖72的缸体75。在缸盖72的一侧面连接有进气歧管73，在另一侧面连接有排气歧管71。在缸体75的侧面中位于进气歧管73下方的位置，设置有将燃料供给到发动机70的各气缸中的共轨装置117。进气节流装置81和空气滤清器（省略图示）连接于与进气歧管73的进气上游侧相连接的进气管76，上述进气节流装置81用于调节发动机70的进气压（进气量）。

如图7所示，燃料箱118借助共轨装置117和燃料供给泵116与发动机70中的4气缸量的各喷射器115相连接。各喷射器115具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀119。共轨装置117具有圆筒状的共轨120。燃料箱118借助燃料过滤器121和低压管122与燃料供给泵116的吸入侧相连接。燃料箱118内的燃料经由燃料过滤器121和低压管122被吸入到燃料供给泵116中。实施方式的燃料供给泵116配置在进气歧管73的近旁。另一方面，共轨120借助高压管123与燃料供给泵116的喷出侧相连接。4气缸量的喷射器115借助4根燃料喷射管126与共轨120相连接。

在上述的结构中，燃料箱118的燃料利用燃料供给泵116加压输送到共轨120，高压的燃料被储存在共轨120中。分别对各燃料喷射阀119进行开闭控制，从而将共轨120内的高压的燃料自各喷射器115喷射到发动机70的各气缸中。即，通过对各燃料喷射阀119进行电子控制，高精度地控制自各喷射器115供给的燃料的喷射压力、喷射正时和喷射时长（喷射量）。因而，能够减少来自发动机70的氮氧化物（NOx），并且能够减小发动机70的噪声振动。

如图9所示，共轨装置117在夹着上死点（TDC）的附近执行主喷射A。另外，共轨装置117除主喷射A以外，在比上死点靠前约60°的曲轴转角θ1的正时，以NOx和噪声的降低为目的执行少量的先导喷射B，或者在即将到达上死点的曲轴转角θ2的正时，以噪声降低为目的执行预喷射C，或者在上死点后的曲轴转角θ3、θ4的正时，以PM的减少、排气气体的净化促进为目的执行后喷射（日文：アフタ噴射）D和次后喷射（日文：ポスト噴射）E。

先导喷射B在相对于主喷射A较大地提前的正时进行喷射，从而促进燃料与空气的混合。预喷射C在主喷射A之前进行喷射，从而缩短主喷射A中的点火正时的延迟。后喷射D在接近主喷射A的正时进行喷射，从而使扩散燃烧活化，使PM再次燃烧（减少PM）。次后喷射E在相对于主喷射A较大地滞后的正时进行喷射，从而不帮助实际的燃烧过程，作为未燃烧的燃料供给到后述的DPF50中。供给到DPF50中的未燃烧的燃料在后述的柴油氧化催化剂53上反应，利用其反应热使DPF50内的排气气体温度上升。图9中的曲线图的波峰的高低笼统而言表示各喷射阶段A～E中的燃料喷射量的差异。

另外，如图7所示，燃料供给泵116借助燃料返回管129与燃料箱118相连接。共轨返回管131借助限制共轨120内的燃料的压力的返回管连接器130与圆筒状的共轨120的长度方向的端部相连接。即，燃料供给泵116的剩余燃料和共轨120的剩余燃料经由燃料返回管129和共轨返回管131回收到燃料箱118中。

用于调节发动机70的排气压的排气节流装置82和作为排气气体净化装置的一例的DPF50，连接于与排气歧管71的排气下游侧相连接的排气管77。自各气缸排出到排气歧管71中的排气气体在经由排气管77、排气节流装置82和DPF50而被净化处理后排放到外部。

如图6所示，DPF50用于捕集排气气体中的PM等。实施方式的DPF50在位于耐热金属材料制的壳体51内的大致筒形的过滤器壳52内，串联并列收容有例如铂等的柴油氧化催化剂53和烟灰过滤器54。在过滤器壳52的排气上游侧配置有柴油氧化催化剂53，在排气下游侧配置有烟灰过滤器54。烟灰过滤器54构成为具有由能过滤排气气体的多孔质隔壁划分出的许多个小室的蜂窝构造。

在壳体51的一侧部设有与排气管77中位于排气节流装置82的排气下游侧的位置相连通的排气导入口55。上述壳体51的一侧部和过滤器壳52的一侧部由第1侧壁板56和第2侧壁板57封闭。壳体51的另一侧部由第1盖板59和第2盖板60封闭。两盖板59、60之间构成为借助多个连通管62与过滤器壳52内相连通的排气声音衰减室63。另外，大致筒形的排气出口管61贯穿第2盖板60。在排气出口管61的外周面形成有朝向排气声音衰减室63开口的多个连通孔58。利用排气出口管61和排气声音衰减室63等构成消声器64。

排气气体导入管65插入在形成于壳体51的一侧部的排气导入口55中。排气气体导入管65的前端横截壳体51而向排气导入口55的相反侧的侧面突出。在排气气体导入管65的外周面形成有朝向过滤器壳52开口的多个连通孔66。排气气体导入管65中向排气导入口55的相反侧的侧面突出的部分由能装卸地旋装于此的盖体67封闭。

在DPF50中，作为检测部件的一例，设置有检测烟灰过滤器54的堵塞状态的DPF差压传感器68。DPF差压传感器68检测DPF50内的烟灰过滤器54的上游侧与下游侧的各排气压的压力差（入口侧与出口侧的排气气体差压）。在该情况下，在排气气体导入管65的盖体67安装有构成DPF差压传感器68的上游侧排气压传感器68a，在烟灰过滤器54与排气声音衰减室63之间安装有下游侧排气压传感器68b。

另外，由于DPF50的上下游间的压力差与烟灰过滤器54（DPF50）内的PM堆积量之间存在特定的关联性，所以根据由DPF差压传感器68检测的压力差，通过运算而求出DPF50内的PM堆积量。并且，根据PM堆积量的运算结果，对进气节流装置81、排气节流装置82或共轨120进行工作控制，从而执行烟灰过滤器54（DPF50）的再生控制。

在上述结构中，来自发动机70的排气气体经由排气导入口55进入排气气体导入管65，自形成于排气气体导入管65的各连通孔66喷出到过滤器壳52内，按照从柴油氧化催化剂53到烟灰过滤器54的顺序通过而被进行净化处理。排气气体中的PM被捕集到烟灰过滤器54（各小室间的多孔质隔壁）中。通过了柴油氧化催化剂53和烟灰过滤器54的排气气体经由消声器64自排气出口管61排放到机外。

在排气气体通过柴油氧化催化剂53和烟灰过滤器54时，若排气气体温度超过可再生温度（例如约250℃～300℃），则利用柴油氧化催化剂53的作用将排气气体中的NO（一氧化氮）氧化为不稳定的NO₂（二氧化氮）。并且，利用NO₂还原为NO时排放的O（氧）将堆积在烟灰过滤器54内的PM氧化去除，从而使烟灰过滤器54的PM捕集能力恢复。即，烟灰过滤器54（DPF50）再生。

（5）发动机的控制关联的结构

接下来，参照图7和图8等说明发动机70的控制关联的结构。如图7和图8所示，拖拉机141具备ECU11和作业机械（变速）控制器271作为控制部件，上述ECU11使发动机70中的各气缸的燃料喷射阀119工作。ECU11包括执行各种运算处理、控制的CPU31、预先固定地存储有各种数据的ROM32、能重写地存储控制程序、各种数据的EEPROM33、暂时存储控制程序、各种数据的RAM34、时间测量用的计时器35和输入输出接口等。作业机械控制器271与ECU11同样，也包括CPU281、ROM282、EEPROM283、RAM284、计时器285和输入输出接口等。

作为控制部件的ECU11和作业机械控制器271，作为目标组合为使输入输出系统设备的电气配线的长度尽量短地控制它们，在各自的配置部位收纳在控制器盒（省略图示）内。ECU11和作业机械控制器271彼此借助CAN通信通路272而电连接。实施方式的ECU11配置于发动机70或其近旁（参照图2）。作业机械控制器271配置在例如驾驶室147内的驾驶座148的下方（参照图2）。另外，控制部件也可以是借助通信通路连接3个以上的结构。后述的各输入输出系统设备可以与任一控制部件相连接。

至少检测共轨120内的燃料压力的轨压传感器12、使燃料泵116旋转或停止的电磁离合器13、检测发动机70的转速（发动机输出轴74的凸轮轴位置）的作为转速检测部件的发动机速度传感器14、检测以及设定喷射器115的燃料喷射次数（1个行程的燃料喷射时长中的次数）的喷射设定器15、检测进气系统的进气气体温度的进气温度传感器17、检测排气系统的排气气体温度的排气温度传感器18、检测发动机70的冷却水温度的冷却水温度传感器19、检测共轨120内的燃料温度的燃料温度传感器20、以及DPF差压传感器68（上游侧排气压传感器68a和下游侧排气压传感器68b）等，与ECU11的输入侧相连接。

发动机4气缸量的各燃料喷射阀119的电磁螺线管分别与ECU11的输出侧相连接。即，构成为储存在共轨120内的高压燃料控制燃料喷射压力、喷射正时和喷射时长等，并且在1个行程中分成多次自燃料喷射阀119喷射，从而执行抑制氮氧化物（NOx）的产生并且也减少碳黑、二氧化碳等的产生的完全燃烧，降低油耗。另外，用于调节发动机70的进气压（进气量）的进气节流装置81、用于调节发动机70的排气压的排气节流装置82、警告通知ECU11的故障的ECU故障灯22、通知DPF50内的排气气体温度的异常高温的排气温度警告灯23、以及随着DPF50再生动作亮灯的再生灯24等，与ECU11的输出侧相连接。

如图8所示，输出关联的各种电磁阀、即相对于前进用油压离合器252的前进用离合器电磁阀253、相对于后退用油压离合器254的后退用离合器电磁阀255、相对于副变速液压缸250的高速离合器电磁阀251、使主变速液压缸243与主变速杆201的操作量成比例地工作的比例控制阀213、相对于四驱用油压离合器256的四驱油压电磁阀257、相对于倍速用油压离合器258的倍速油压电磁阀259、左右的自动制动电磁阀246、相对于PTO离合器248的PTO离合器油压电磁阀249、以及将工作油供给到作业机械用升降机构160的升降控制液压缸215中的控制电磁阀211等，与作业机械控制器271相连接。

此外，输入关联的各种传感器及开关类、即检测方向盘149的转动操作量（转向角度）的转向电位器290、根据前进后退切换杆198的操作位置检测前进用及后退用油压离合器252、254的通断状态的前进后退电位器291、检测主变速输出轴237的输出转速的主变速输出轴旋转传感器292、检测节气门操纵杆197的操作位置的节气门位置传感器16、检测前后四轮143、144的转速（车速）的车速传感器25、切换操作四驱油压电磁阀257的四驱模式开关293、切换操作倍速油压电磁阀259的倍速模式开关294、检测制动踏板191的踏下的有无的制动踏板开关295、切换操作自动制动电磁阀246的自动制动开关296、检测主变速杆201的操作位置的主变速电位器297、以及检测副变速杆195的操作位置的副变速杆传感器298等，与作业机械控制器271相连接。

在ECU11的EEPROM33或作业机械控制器271的EEPROM283中，预先存储有表示发动机70的转速N与扭矩T（负荷）的关系的输出特性映射M（参照图10）。输出特性映射M通过实验等求得。在图10所示的输出特性映射M中，横轴表示转速N，纵轴表示扭矩T。输出特性映射M是由描画为向上凸起的实线Tmx圈起来的区域。实线Tmx是表示相对于各转速N的最大扭矩的最大扭矩线。

图10所示的输出特性映射M，由表示在排气气体温度为再生边界温度（约300℃左右）的情况下的转速N与扭矩T的关系的边界线BL上下分割。夹着边界线BL上侧的区域是能够将堆积在烟灰过滤器54中的PM氧化去除的可再生区域Re，下侧的区域是PM未被氧化去除而堆积在烟灰过滤器54中的不可再生区域Im。另外，在输出特性映射M上也表示了一连串的等输出线PL。等输出线PL是表示在使发动机70的输出马力恒定的情况下的转速N与扭矩T的关系的线。转速N与扭矩T之积与输出马力成比例关系，所以在图10的输出特性映射M上表示等输出线PL作为反比例曲线。

ECU11执行如下的燃料喷射控制，即，根据由发动机速度传感器14检测的转速和由节气门位置传感器16检测的节气门位置，求出发动机70的扭矩T，使用扭矩T和输出特性映射M运算目标燃料喷射量，根据该运算结果使共轨装置117工作。另外，通过调节各燃料喷射阀119的开阀时长，变更向各喷射器115的喷射时长，从而调节共轨装置117的燃料喷射量。

（6）DPF再生控制的形态

接下来，参照图11和图12的流程图说明由ECU11进行的DPF50再生控制的一例。那么，作为发动机70的控制模式（与DPF50再生相关的控制形式），至少有进行路上行驶、各种作业的通常运转模式以及当DPF50的堵塞状态达到规定水平以上时使排气气体温度上升的再生优先模式。在再生优先模式下，根据差压传感器68的检测信息，将进气节流装置81或排气节流装置82闭阀至规定开度而限制进气量、排气量，或者利用柴油氧化催化剂53使在次后喷射E中供给到DPF50内的未燃燃料燃烧，从而使DPF50内的排气气体温度上升（约560℃左右）。结果，将DPF50（烟灰过滤器54）内的PM强制性燃烧去除。

根据再生优先模式的说明可知，例如发动机70、进气节流装置81、排气节流装置82和共轨装置117等是与DPF50再生动作相关的机构。这些装置70、81、82、117构成将DPF50内的PM燃烧去除的再生装置。

通常运转模式和再生优先模式根据ECU11的指令而执行。即，将图11和图12的流程图中表示的算法存储在EEPROM33中，将该算法调出到RAM34中后，利用CPU31进行处理，从而执行上述各模式。

如图11的流程图所示，在DPF50再生控制下，首先根据差压传感器68的检测结果推测DPF50内的PM堆积量（S01），辨别该推定结果是否为规定量（规定水平）以上（S02）。由差压传感器68进行的检测每隔适当时间地进行。在判定PM堆积量小于规定量的情况下（S02：否），返回而继续进行通常运转模式。在判定PM堆积量为规定量以上的情况下（S02：否），读入发动机70的当下的转速N1、扭矩T1、当下的车速V1和主变速输出轴237的转速R1（S03），使用当下的转速N1、扭矩T1和输出特性映射M，求出当下的发动机运转点Q1（S04），辨别当下的发动机运转点Q1是否位于可再生区域Re内（S05）。在当下的发动机运转点Q1位于可再生区域Re内时（S05：是），排气气体温度比再生边界温度高，处于能将堆积在DPF50（烟灰过滤器54）内的PM氧化去除（能够自行再生）的状态，所以返回而继续进行通常运转模式。

在当下的发动机运转点Q1位于不可再生区域Im内时（S05：否），是不能使DPF50自行再生的状态，所以接着根据当下的发动机运转点Q1，与输出特性映射M的等输出线PL及边界线BL的关系，求出输出马力与当下的发动机运转点Q1的输出马力相同且能够进行DPF50的自行再生的高速低扭矩侧的目标发动机运转点Q2是否存在（S06）。由于当下的发动机运转点Q1与目标发动机运转点Q2的输出马力相同，所以位于共用的等输出线PL上。

在目标发动机运转点Q2不存在的情况下（S06：否），使再生灯24亮灯后（S07）执行再生优先模式（S08）。在再生优先模式下，如上所述，借助使用了进气节流装置81或排气节流装置82的进排气量的限制，使发动机70负荷增大。相对应地，为了进行由节气门操纵杆197进行的设定转速维持而使输出马力增大，使来自发动机70的排气气体温度上升。另外，利用柴油氧化催化剂53使在共轨120的次后喷射E中供给到DPF50内的未燃燃料燃烧，从而使DPF50内的排气气体温度上升。结果，将DPF50内的PM燃烧去除，DPF50的PM捕集能力恢复。实施方式的再生优先模式例如执行约数十分钟左右，在经过了该时间后，进气节流装置81、排气节流装置82的开度返回为缩小之前的原来状态，并且共轨120不再进行次后喷射E。随后返回而执行通常运转模式。

在目标发动机运转点Q2存在的情况下（S06：是），以随着发动机70的转速N的高速化（N1→N2）扭矩T下降（T1→T2）的方式，调节共轨装置117的燃料喷射量，将发动机运转点从当下的Q1转移到目标发动机运转点Q2（S09）。并且，根据来自作业机械控制器271的指令修改比例控制阀213的施加电压，从而使主变速液压缸243工作而变更调节油压泵部240中的泵斜盘242的倾斜角，控制向油压电机部241的工作油供给量，将主变速输出轴237的转速R维持为步骤S03中的检测值R1不变地变更调节无级变速器159的变速比（变速比控制，S10）。这里，变速比是指主变速输出轴237的转速R相对于发动机70的转速N的比率（R/N）。

在这样控制时，发动机运转点Q改变，发动机70的转速N加快，但是能够利用变速比的变更调节将主变速输出轴237的转速R维持为恒定。也就是说，能够在发动机运转点Q的变更前后，将行驶机体142的车速V保持为一定。

步骤S10的变速比控制例如像图12的流程图所示那样地执行。即，将转移到发动机运转点Q2后的车速V2读入（S11），在转移后车速V2比在步骤S03中读入的转移前车速V1大的情况下（S12：是），减少无级变速器159的变速比，以使主变速输出轴237的转速R达到步骤S03中的检测值R1（S13），返回到步骤S12。在转移后车速V2比转移前车速V1小的情况下（S14：是），增加无级变速器159的变速比，以使主变速输出轴237的转速R达到步骤S03中的检测值R1（S15），返回到步骤S12。若转移前车速V1与转移后车速V2相同（S14：否），则返回而返回到通常运转模式。

根据以上说明可清楚得知，作业车辆141包括发动机70、无级变速器159、排气气体净化装置50和共轨式的燃料喷射装置117，上述发动机70装设在行驶机体142中，上述无级变速器159将来自上述发动机70的动力变速，上述排气气体净化装置50配置在上述发动机70的排气系统中，上述共轨式的燃料喷射装置117将燃料喷射到该发动机70中，在与上述发动机70的转速N和扭矩T相关的发动机运转点Q位于不能使上述排气气体净化装置50自行再生的低速低扭矩侧的情况下，将上述发动机运转点Q转移到能进行上述排气气体净化装置50的自行再生的高速低扭矩侧，并且以不变更上述行驶机体142的车速V的方式，变更调节上述无级变速器159的变速比，所以即使在例如一边低速行驶一边进行的各种作业中，也维持上述车速V，并且不必执行上述排气气体净化装置50的强制再生，就能消除上述排气气体净化装置50的堵塞。因而，起到能够提高上述作业车辆141中的作业性的效果。

另外，在上述高速低扭矩侧的发动机运转点Q2的输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点Q1的输出马力相等的条件下，上述排气气体净化装置50的自行再生能够进行，所以将上述发动机70的输出马力用作发动机运转点Q转移的基准。因此，易于简单且准确地进行上述作业车辆141的上述车速V的维持。

此外，具有用于将上述排气气体净化装置50内的颗粒状物质燃烧去除的再生装置70、81、82、117，在上述发动机运转点Q1位于不能使上述排气气体净化装置50自行再生的低速低扭矩侧的情况下，当输出马力与上述低速低扭矩侧的发动机运转点Q1的输出马力相等且上述排气气体净化装置50的自行再生能够进行的高速低扭矩侧的发动机运转点Q2不存在时，使上述再生装置70、81、82、117工作，并且依据状况而直接调节上述发动机70的输出马力或者使上述再生装置70、81、82、117工作，能够使上述排气气体净化装置50再生。因此，起到如下效果：能够减少上述再生装置70、81、82、117的工作次数，或者缩短工作时间，能够谋求排气气体净化装置50再生的高效化，并且帮助抑制油耗的增加。

（7）其他

本发明不限定于上述实施方式，能够具体化为各种形态。各部分的结构并不限定于图示的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。例如也可以代替主变速输出轴237的转速R的检测，作为等价的意义采用检测车速V（前后车轮143、144的转速），基于此进行变速比控制的做法。另外，无级变速器159不限定于上述流水线方式，可以采用带式、环锥这样的机械式方式、液压传动、液压机械传动等各种形式。

附图标记说明

11、ECU（控制部件）；50、DPF（排气气体净化装置）；70、发动机；81、进气节流装置；82、排气节流装置；117、共轨装置；120、共轨；141、拖拉机（作业车辆）；142、行驶机体；164、旋耕机（对地作业机械）；200、播种机。

Claims

1.一种作业车辆的驱动系统控制装置，其中，

该作业车辆包括装设在行驶机体中的发动机、将燃料喷射到该发动机中的共轨式的燃料喷射装置、将来自所述发动机的动力变速的无级变速器、和配置在所述发动机的排气系统中的排气气体净化装置，

在与所述发动机的转速和扭矩相关的发动机运转点位于不能使所述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，将所述发动机运转点转移到能进行所述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧，并且以不变更所述行驶机体的车速的方式，变更调节所述无级变速器的变速比。

2.根据权利要求1所述的作业车辆的驱动系统控制装置，其中，

在所述高速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力与所述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等的条件下，能够进行所述排气气体净化装置的自行再生。

3.根据权利要求2所述的作业车辆的驱动系统控制装置，其中，

具有用于将所述排气气体净化装置内的颗粒状物质燃烧去除的再生装置，

在所述发动机运转点位于不能使所述排气气体净化装置自行再生的低速低扭矩侧的情况下，当输出马力与所述低速低扭矩侧的发动机运转点的输出马力相等且能够进行所述排气气体净化装置的自行再生的高速低扭矩侧的发动机运转点不存在时，使所述再生装置工作。