JP2011202633A - トラクタのエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、省エネ出力モードと標準出力モードの使い分けが不慣れな作業者でも燃料消費を出来るだけ少なくしたトラクタの操縦操作が行えるようにすることを課題とする。
【解決手段】運転席に設けるモード選択装置で、標準出力制御と低燃費出力制御と自動出力制御を選択可能にし、このモード選択装置で標準出力制御を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モードに切換える構成とし、前記モード選択装置で低燃費出力制御を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段が駆動を検出することで、エンジン回転数変動制御モードに切換える構成とし、前記モード選択装置で自動出力制御を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モードに切換える構成としたことを特徴とするトラクタのエンジン制御装置とした。
【選択図】図６

Description

本発明は、トラクタにおいて、エンジンの出力を燃料消費の少ない低燃費エンジン出力カーブと燃料消費が通常の標準エンジン出力カーブで制御するようにしたトラクタのエンジン制御装置に関する。

建設機械等の作業車では、燃料消費率を通常の消費率よりも低下させた省エネ出力モードで走行や作業が行える構成としている。
例えば、特開２００７−２３１８４８号公報には、モード選択手段でエンジン制御を低燃費モード仕様、即ち、省エネ出力モードに切り換えることで燃費向上を図れる構成とした建設機械のエンジン制御方法が記載されている。

特開２００７−２３１８４８号公報

燃料消費率を通常の消費率よりも低下させた省エネ出力モードに設定している状態において、省エネ出力モードは許容最大負荷が標準の出力モードよりも低いために、作業中に許容最大負荷に達する可能性が高い。このため、エンジン回転数を維持しようとするエンジン回転数維持制御を行う場合、省エネ出力モードではたびたび許容最大負荷になってエンジンストールしてしまうという問題がある。

このエンジンストールを防ぐために、モード選択手段で標準出力モードを選択することもできるが、この標準出力モードではエンジン出力を低下させることが出来る軽負荷作業時にも燃料消費を抑えることが出来ない。この軽負荷作業時に燃料消費を抑えるために、モード選択手段で省エネ出力モードに切換えるようにしているが、このような標準出力モードと省エネ出力モードの切換操作は、トラクタの操縦操作に慣れていないと戸惑ってしまう。

そこで、本発明では、省エネ出力モードと標準出力モードの使い分けが不慣れな作業者でも燃料消費を出来るだけ少なくしたトラクタの操縦操作が行えるようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、所定の出力を確保する標準エンジン出力カーブ（Ｎ）での出力制御を行う標準出力制御（Ｈ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費量を低減させる低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）での出力制御を行う低燃費出力制御（Ｌ）と、低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）と標準エンジン出力カーブ（Ｎ）をエンジン負荷検出手段（１５７）からの制御信号で自動的に切り替える自動出力制御（ＡＨＬ）を設け、さらに、負荷が加わるとエンジン回転数を設定している回転数に維持するエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）と、負荷が加わるとエンジン回転数を下げる方向に制御するエンジン回転数変動制御モード（Ａ）を備え、トラクタに装着した作業機の駆動を検出するＰＴＯ駆動検出手段（１５１）を設けたトラクタのエンジン制御装置において、
運転席に設けるモード選択装置（１３４）で、標準出力制御（Ｈ）と低燃費出力制御（Ｌ）と自動出力制御（ＡＨＬ）を選択可能にし、このモード選択装置（１３４）で標準出力制御（Ｈ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換える構成とし、前記モード選択装置（１３４）で低燃費出力制御（Ｌ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数変動制御モード（Ａ）に切換える構成とし、前記モード選択装置（１３４）で自動出力制御（ＡＨＬ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換える構成としたことを特徴とするトラクタのエンジン制御装置とした。

この構成で、モード選択装置（１３４）で標準出力制御（Ｈ）を選択して、ＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出する作業中は、自動的にエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）でエンジン回転数制御を行う。そして、運転者がエンジン負荷に余裕があると判断すると、モード選択装置（１３４）で低燃費出力制御（Ｌ）を選択するが、この選択で自動的にエンジン回転数変動制御モード（Ａ）に切換わる。

モード選択装置（１３４）で低燃費出力制御（Ｌ）を選択して、ＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出する作業中は、自動的にエンジン回転数変動制御モード（Ａ）でエンジン回転数の制御を行う。そして、運転者がエンジン負荷に余裕が無いと判断すると、モード選択手段（１３４）で標準出力制御（Ｈ）を選択するが、この選択で自動的にエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換わる。

モード選択装置（１３４）で自動出力制御（ＡＨＬ）を選択して、ＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出する作業中は、自動的に標準出力制御（Ｈ）でエンジン回転数制御を行う。そして、エンジン負荷に余裕があるとエンジン負荷検出手段（１５７）からの制御信号で自動的に低燃費出力制御（Ｌ）を選択するが、この選択で同時にエンジン回転数変動制御モード（Ａ）に切換わる。

請求項２に記載の発明は、エンジン負荷検出手段（１５７）がエンジンの負荷率検出手段であって、一定以上の負荷率上昇で標準出力制御（Ｈ）とエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）での制御を選択し、一定以下の負荷率降下で低燃費出力制御（Ｌ）とエンジン回転数変動制御モード（Ａ）での制御を選択すべく自動出力制御（ＡＨＬ）を構成してなる請求項１に記載のトラクタのエンジン制御装置とした。

この構成で、自動的に、エンジンの負荷が増大すると標準出力制御（Ｈ）でエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）となり、エンジンの負荷が減少すると低燃費出力制御（Ｌ）でのエンジン回転数変動制御モード（Ａ）となる。

請求項１記載の発明によれば、モード選択手段（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）の選択と、ＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、自動的にエンジン回転数変動制御モード（Ａ）に切換わる構成としたので、次に示す効果を奏する。

即ち、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）の許容最大負荷は、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）の許容最大負荷よりも低いので、許容最大負荷に達する可能性が高い。このため、仮に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）の選択状態で、エンジン回転数維持制御モード（Ｂ）で作業を行う場合において許容最大負荷に達すると、一気にエンジンストールしてしまうという不具合が発生するが、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）でエンジン回転数変動制御モード（Ａ）で作業を行うと、負荷の作用強度に比例してエンジン回転数が低下していくので、一気にエンジン回転数がストールしてしまって、エンジンを再始動しなくてはならないという不具合を防止できるようになる。また、負荷に応じてエンジン回転数が低下していくので、作業者は負荷の状態を容易に把握し易くなる。

また、モード選択手段（１３４）で標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）の選択と、ＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、自動的にエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換える構成としたので、エンジンの許容最大負荷まで一定の回転数で作業できるので、エンジンの能力を最大に引き出して、作業能率を向上させることができる。

このように、トラクタの操縦者は、モード選択装置（１３４）を操作して標準エンジン出力カーブ（Ｎ）でのエンジン出力制御手段と低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）でのエンジン出力制御手段及び自動出力制御切換手段を選択して作業を行え、トラクタの操縦操作に不慣れな運転者は自動出力制御（ＡＨＬ）を選択することでモード選択装置（１３４）の切換操作が必要なく、トラクタの運転に集中できる。

請求項２記載の発明によれば、エンジンの負荷が増大すると標準エンジン出力カーブ（Ｎ）でのエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）となり、エンジンの負荷が減少すると低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）でのエンジン回転数変動制御モード（Ａ）となって、低燃費でエンジンストールのない作業を続行できる。

コモンレールエンジンの説明模式図 エンジン回転数制御モードと対比図 エンジンの出力特性図 トラクタの全体側面図 ミッションケース内の動力伝動線図 制御のブロック図 メータパネルの拡大図 データ表示部の拡大図 ステアリングハンドルの右側周辺の一部の拡大斜視図 制御のブロック図

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、燃料を適宜に制御する噴射圧力に蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられるレール圧センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する燃料高圧ポンプ４と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンＥのシリンダ５内に噴射する高圧インジェクタ６と、前記燃料高圧ポンプ４と高圧インジェクタ６やその他の制御などの動作を制御する制御装置(エンジンＥＣＵ１２)等から構成される。

このように、コモンレール１は、エンジンＥの各シリンダ５へ噴射する燃料を、要求された出力に必要な圧力とするものである。
前記燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルタ７を介してエンジンＥで駆動される燃料高圧ポンプ４に吸入され、この燃料高圧ポンプ４によって加圧された高圧燃料は吐出通路８からコモンレール１に導かれて蓄えられる。

コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒数分の高圧インジェクタ６に供給され、エンジン制御装置（ＥＣＵ）１２からの指令に基づき、高圧インジェクタ６が作動して、高圧燃料がエンジンＥの各シルンダ５室内に噴射供給され、各高圧インジェクタ６での余剰燃料(リターン燃料)は各リターン通路１０により共通のリターン通路１０ａへ導かれ、このリターン通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。

また、コモンレール１内の燃料圧力(コモンレール圧)を制御する燃料高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はエンジンＥＣＵ１２からの信号によって、燃料高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料のリターン通路１０ａの流路面積を調整するものであり、これによりコモンレール１側への燃料供給量を調整してコモンレール圧を制御することができる。

具体的には、エンジンＥの運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。

トラクタなどの農作業機におけるコモンレール１を有するディーゼルエンジンＥのエンジンＥＣＵ１２は、図２に示すように、回転数と出力トルクの関係においてエンジン回転数変動制御モードＡとエンジン回転数維持制御モードＢ及び重負荷モードＣの三種類の制御モードを有する構成としている。

エンジン回転数変動制御モードＡは、エンジン回転数の変動で出力も変動するものである。即ち、エンジンに負荷が加わるとエンジン回転数を下げる方向に制御する。基本的には移動走行する場合に使用するものであるが、急激なエンジンストールを防止するために作業中でも使用する。例えば、移動走行の場合は、ブレーキを掛けて走行速度を減速したり停止したりすると、走行負荷の増大に伴ってエンジン回転数が低下するため走行速度の減速や停止を安全に行うことができるものである。また、作業中においては、作業負荷が作用すると、負荷の強度に比例してエンジン回転数が低下していくものである。

エンジン回転数維持制御モードＢは、負荷が増大してもエンジン回転数を一定に維持する制御である。基本的には作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクタであれば耕耘作業時に圃場が固く耕耘刃に抵抗が掛かるときなどであり、コンバインであれば収穫作業時に負荷が増大したときでも、回転数を維持するときなどである。

重負荷モードＣは、エンジン回転数維持制御モードＢと同様に負荷が加わって増大してもエンジン回転数を一定に維持する制御に加え、負荷限界近くになるとエンジン回転数を上昇させて出力を上げる重負荷制御を加えた制御である。特に、負荷限界近くで作業を行う場合に使用するものである。例えば、トラクタで耕耘作業を行っている際に、特に、固い耕地に遭遇してもエンジン出力が通常の限界を越えて増大するので作業を中断することがなく、効率の良い作業が可能となる。

図３は、エンジンＥの出力特性を表わす回転数と出力の関係図である。
低燃費のエンジン出力カーブＳと標準のエンジン出力カーブＮは、エンジン回転数（ｒｐｍ）と出力（ｋｗ）の関係で示している。

低燃費のエンジン出力カーブＳは、標準のエンジン出力カーブＮの燃料消費率よりも燃料供給量を低下させた制御で、この低燃費のエンジン出力カーブＳは、全回転域で出力が標準のエンジン出力カーブＮよりも１割程度低下する。

符号ＳＴは、低燃費のエンジン出力カーブＳのときのエンジン回転数（ｒｐｍ）とトルク（Ｎ・ｍ）との関係を示しており、符号ＮＴは、標準のエンジン出力カーブＮのときのエンジン回転数（ｒｐｍ）とトルク（Ｎ・ｍ）との関係を示している。

低燃費のエンジン出力カーブＳと標準のエンジン出力カーブＮを切り換えてエンジンＥを使用するには、モード選択手段（以下、「エンジンパワー選択スイッチ」という）１３４を操作して設定する。このエンジンパワー選択スイッチ１３４は、図６と図９及び図１０に示し、標準出力制御Ｈと低燃費出力制御Ｌと自動出力制御ＡＨＬの三位置に切換える。

トラクタが走行するときにはエンジン回転数変動制御モードＡに自動的に切換える。
そして、前記エンジンパワー選択スイッチ１３４を標準出力制御Ｈ位置として標準のエンジン出力カーブＮを選択し、トラクタに装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動手段（以下、ＰＴＯ駆動スイッチという）１５１の入り状態が有効になることで、エンジン回転数維持制御モードＢに自動的に切換える構成とする。ＰＴＯ駆動手段については、レバーなどの操作をスイッチ等で検出する構成としてもよい。

前記エンジンパワー選択スイッチ１３４を低燃費出力制御Ｌ位置として低燃費のエンジン出力カーブＳを選択し、作業機を駆動するＰＴＯ駆動スイッチ１５１の入り状態が有効になることで、エンジン回転数変動制御モードＡに自動的に切換えるように構成する。

前記エンジンパワー選択スイッチ１３４を自動出力制御ＡＨＬ位置として、作業機を駆動するＰＴＯ駆動スイッチ１５１の入り状態が有効になることで、エンジン回転数変動制御モードＡに自動的に切換えるように構成する。この制御では、低燃費のエンジン出力カーブＳを選択するか標準のエンジン出力カーブＮを選択するかは、エンジンの負荷検出回路１５７で自動的に決める。

エンジンパワー選択スイッチ１３４を標準位置として標準のエンジン出力カーブＮを選択して、ＰＴＯ駆動スイッチ１５１を入り状態としての作業中は、自動的にエンジン回転数維持制御モードＢでエンジン回転数制御を行う。そして、運転者がエンジン負荷に余裕があると判断すると、モード選択手段１３４を低燃費位置として低燃費のエンジン出力カーブＳを選択するが、この選択で自動的にエンジン回転数変動制御モードＡに切換わる。

エンジンパワー選択スイッチ１３４を低燃費位置として低燃費のエンジン出力カーブＳを選択し、ＰＴＯ駆動スイッチ１５１を入り状態としての作業中は、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡでエンジン回転数制御を行う。そして、運転者がエンジン負荷に余裕が無いと判断すると、エンジンパワー選択スイッチ１３４を標準位置として標準のエンジン出力カーブＮを選択するが、この選択で自動的にエンジン回転数維持制御モードＢに切換わる。

低燃費のエンジン出力カーブＳの許容最大負荷は、標準のエンジン出力カーブＮの許容最大負荷よりも低いので、許容最大負荷に達する可能性が高い。このため、仮に低燃費のエンジン出力カーブＳの選択状態において、エンジン回転数維持制御モードＢで作業を行う場合において許容最大負荷に達すると、一気にエンジンストールしてしまうという不具合が発生する。

そこで、低燃費のエンジン出力カーブＳでエンジン回転数変動制御モードＡで作業を行うと、負荷が加わることに応じてエンジン回転数を下げる方向に制御するので、一気にエンジン回転数がストールしてしまって、エンジンを再始動しなくてはならないという不具合を防止できるようになる。また、負荷が加わることでエンジン回転数が低下していくので、作業者は負荷の状態を容易に把握し易くなる。

また、エンジンパワー選択スイッチ１３４で標準のエンジン出力カーブＮを選択し、作業機を駆動するＰＴＯ駆動スイッチ１５１の入り状態が有効になることで、自動的にエンジン回転数維持制御モードＢに切換わる構成としたので、エンジン自体が持っている許容最大負荷まで一定の回転数で作業できるので、エンジン自体の能力を最大に引き出して、作業能率を向上させることができる。

以上のような、エンジンパワー選択スイッチ１３４の切換操作が面倒な運転者は、自動出力制御ＡＨＬを選択する。すると、エンジン負荷をエンジン負荷検出回路１５７で検出して一定以上の負荷率となると標準のエンジン出力カーブＮを自動的に選択し、一定以下の負荷率となると低燃費のエンジン出力カーブＳを自動的に選択する。

なお、標準のエンジン出力カーブＮと低燃費のエンジン出力カーブＳを切換えるエンジン負荷率は、切換負荷率変更スイッチ１５８で４０％から７０％の範囲で変更可能にする。また、負荷が上昇する場合には、負荷上昇率を監視して一定以上の負荷上昇率すなわち急激な負荷上昇の場合には、低燃費のエンジン出力カーブＳから標準のエンジン出力カーブＮに変更する。

前記ＰＴＯ駆動スイッチ１５１を入り状態にすると、後述する図６に示すＰＴＯクラッチｓｏｌ（ソレノイド）５４ｂに通電して、図５に示すＰＴＯクラッチ５４ａが入りとなる。

また、図６に示すように、エンジン回転数を記憶するエンジン回転数記憶手段（以下、エンジン回転数記憶スイッチという）１５２と、該エンジン回転数記憶スイッチ１５２が記憶しているエンジン回転数を再現するエンジン回転数再現手段（以下、エンジン回転数再現スイッチという）１５３を設ける構成とする。このエンジン回転数再現スイッチ１５３を設けることで、エンジン回転数を自動的に設定できるので、アクセルレバーなどの操作が不要となり、操作性が向上する。記憶して再現するエンジン回転数は、運転者が希望する任意のエンジン回転数である。

そして、エンジンパワー選択スイッチ１３４で低燃費のエンジン出力カーブＳを選択し、エンジン回転数再現スイッチ１５２の入り状態が有効になることで、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡに切換わる構成とする。

エンジン回転数記憶スイッチ１５２で、作業者が希望するエンジン回転数を走行制御装置１２０に記憶する。そして、エンジン回転数再現スイッチ１５３を操作して、記憶しているエンジン回転数を再現する。このように、エンジン回転数再現スイッチ１５３で記憶しているエンジン回転数を再現する場合は、作業を行う場合である。記憶しているエンジン回転数を再現すると共に、エンジンパワー選択スイッチ１３４で低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡに切換わる。

このように、作業を行う際において、記憶しているエンジン回転数を再現すると共に、エンジンパワー選択スイッチ１３４で低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡに切換わる構成としたので、負荷が加わることに応じてエンジン回転数が低下していくので、一気にエンジン回転数がストールしてしまって、エンジンを再始動しなくてはならないという不具合を防止できる。また、負荷に応じてエンジン回転数が低下していくので、作業者は負荷の状態を容易に把握し易くなる。

また、作業機を駆動するＰＴＯ出力軸５４ｃ（図５）の負荷率をエンジン負荷検出回路１５７で検出し、一定時間標準のエンジン出力カーブＮの最高出力の略７０％以下で作業、又は走行している場合には、自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳに切り換える構成とする。これにより、効率の良い低燃費の作業や走行を行うことができる。エンジン負荷率は、ＰＴＯ出力軸５４ｃの規定の回転数に対する現在の回転数の割合から算出する。

逆に、一定時間低燃費のエンジン出力カーブＳの最高出力の略７０％以上で作業、又は走行している場合には、自動的に標準のエンジン出力カーブＮに切り換わる構成とする。このように、エンジン自体の持っている能力を引き出して、作業や走行を行うことが可能となる。

また、走行変速レバー（図示せず）を路上走行位置（高変速位置で高速走行をする位置）にするか、又は標準のエンジン出力カーブＮで一定時間（１０分程度）走行すると、自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳに切り換わる構成としても良い。

前記エンジン回転数変動制御モードＡとエンジン回転数維持制御モードＢ、及び重負荷モードＣにおいて、農作業車(トラクタ、コンバイン、田植機等)の走行変速レバーの変速操作、又は作業クラッチ(トラクタであればロータリ駆動等のＰＴＯクラッチであり、コンバインであれば刈取部や脱穀部の駆動クラッチである)の入り切り操作等によって自動的にエンジン回転数維持制御モードＢに切り換わる構成としてもよい。なお、トラクタでは、ＰＴＯクラッチが切りであっても、作業機を連結しているリフトアームが最上位置より低く、かつリフトアームを昇降させている状態では、プラウ作業やプラソイラ作業であるので、自動的にエンジン回転数維持制御モードＢや重負荷モードＣにする。

また、エンジン回転数変動制御モードＡとエンジン回転数維持制御モードＢ、及び重負荷モードＣは、エンジン回転数制御モード切換スイッチ１４８（図６）の操作により、手動で切り換える構成としてもよい。手動の場合は、運転者の判断で選択する。

また、副変速レバーを路上走行位置にすると、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡになるが、路上走行の場合には負荷が小さいので、エンジンパワー選択スイッチ１３４が標準位置であって自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳとする。この場合に、副変速レバーを路上走行位置以外に変速操作すると、事前に標準のエンジン出力カーブＮを選択していれば、その標準のエンジン出力カーブＮに戻すように構成する。これにより、効率のよい走行が可能となる。

なお、トレーラコネクタが接続されて作業機を装着している場合には、副変速レバーを路上走行位置にしても低燃費のエンジン出力カーブＳを選択せずに、標準のエンジン出力カーブＮを選択する。

また、ＰＴＯクラッチが切りとなったり、作業機が上げ状態になったり、エンジン回転数再現スイッチ１５３が切り状態になると、自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳを選択するようにする。

また、エンジンパワー選択スイッチ１３４をオート位置にしている場合に、作業機を降下設置させた直後や発進直後や変速の直後或いはＰＴＯ駆動開始直後は自動的に標準のエンジン出力カーブＮを選択するようにして出力を増加させる。

また、エンジンＥの燃料残量を監視し、残りの燃料が少なくなるとは自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳを選択するようにすれば、走行距離を延ばすことが出来て、離れた給油位置まで移動できる。

本発明のエンジン負荷検出手段は、エンジン負荷検出回路１５７だけでなく、前記副変速レバーの変速信号やトレーラコネクタの接続信号を含めている。
図４には、本発明を実施した作業車としてトラクタ１５を示している。

トラクタ１５は、機体前部のボンネット内にエンジンＥを搭載し、このエンジンＥの回転動力をミッションケース１６内の変速装置に伝え、この変速装置で減速された回転動力を前輪１７と後輪１８とに伝える構成としている。機体上の操縦席２２の周りはキャビン１９で覆われている。キャビン１９の内部で操縦席２２前側のメータパネル１１７を設けたダッシュボード１３からステアリングハンドル２０を立設し、その周りに前後進レバーや駐車ブレーキレバーやＰＴＯ変速レバー等を配置している。このエンジンＥは、前記のコモンレール式のディーゼルエンジンである。

左右の後輪１８，１８の間にはヒッチ２１と三点リンク（図示省略）を設けてロータリ等の作業機を装着する構成としている。
図７は、メータパネル１１７の拡大図である。図８は、メータパネル１１７内の液晶のデータ表示部１４の拡大図であり、表示の一例を示している。図９は、ダッシュボード１３に立設したステアリングハンドル２０の右側周辺の拡大斜視図である。

ステアリングハンドル２０の前側のメータパネル１１７には、中央にエンジン回転計２４を配置し、その右側に液晶のデータ表示部１４を配置し、左側に省エネモニタランプ２３を配置している。

データ表示部１４には、現在の変速段を表示する変速段表示１４ａと、燃料消費率表示１４ｂ等が有り、燃料消費率表示１４ｂは走行速度表示１４ｃと一定時間毎に切り換わる構成である。燃料消費率とは、そのときのエンジン回転数における最大出力を出すための燃料噴射量に対する、実際に噴射されている燃料噴射量の割合のことである。また、データ表示部１４には、燃料計１４ｄとエンジンの冷却水温計１４ｅも表示する構成としている。なお、燃料消費率表示１４ｂに代えて残り燃料と燃料消費率から作業可能時間を算出して表示するようにすれば、作業計画を立て易い。

また、耕耘作業を行う場合に、耕耘幅や耕耘回転数等の条件を入力して、作業可能時間から残り耕耘可能面積を表示するようにすることも出来る。その際に、四角圃場を耕耘する場合の耕耘可能面積を基準面積として、ハンドルの旋回操作回数等で変形圃場と判断される場合には、基準面積よりも一定割合で少なく表示する。

さらに、ＧＰＳ機能を利用して計算走行距離と実走行距離からスリップ率を算出して耕耘可能面積を算出すればより正確に耕耘可能面積を表示できる。また、作業機の昇降速度や旋回操作回数等から運転者の熟練度を推測して、耕耘可能面積を算出するようにすればより正確な耕耘可能面積を表示出来る。

省エネモニタランプ２３は、エンジンパワー選択スイッチ１３４で低燃費のエンジン出力カーブＳを選択しているときに点灯する構成であり、緑色に点灯する。
また、図９に示すように、ステアリングハンドル２０の右側の平面部１５６であって、ダッシュボード１３にエンジンパワー選択スイッチ１３４を設けている。このエンジンパワー選択スイッチ１３４は、ダイヤル式スイッチで、標、低、オートの三位置に切換出来て、標位置にすると標準のエンジン出力カーブＮでのエンジン出力制御となり、低位置にすると低燃費のエンジン出力カーブＳでのエンジン出力制御となり、オート位置にすると標準のエンジン出力カーブＮでのエンジン出力制御と低燃費のエンジン出力カーブＳでのエンジン出力制御が自動で切換るエンジン出力制御となる。また、１５４はエンジン回転数を設定するアクセルレバーである。

図５は、ミッションケース１６内の変速装置の伝動機構を示す線図で、エンジンＥから前輪１７と後輪１８への動力伝動構成を説明する。
エンジンＥの出力軸に直結した入力軸２５には、第一ギヤ２６を固着し、前後進切換クラッチ２７を装着している。

前後進切換クラッチ２７の一方の第二ギヤ２８は、第一変速軸２９に固着した第三ギヤ３０に噛み合って減速し、前後進切換クラッチ２７の他方の第四ギヤ３１は、カウンタギヤ３２を介して第一変速軸２９に固着した第五ギヤ３３に噛み合っており、逆転で動力を伝動している。すなわち、前後進切換クラッチ２７を第二ギヤ２８側に入れる（繋ぐ）と、入力軸２５の回転が逆方向回転で第一変速軸２９に伝動され、第四ギヤ３１側に入れると、入力軸２５の回転が順方向回転で第一変速軸２９に伝動され、第二ギヤ２８と第四ギヤ３１の両方から離れたニュートラル状態が、動力伝動を断ったメインクラッチ切状態である。油圧バルブの制御によって、このメインクラッチ切状態を保持出来るようにしている。すなわち、自動制御を行うときや、前後進レバーの操作時、そしてクラッチペダルの操作時において作動する前後進切換クラッチ２７が、メインクラッチとして機能している構成である。

前後進切換クラッチ２７の伝動下手側であって前記第一変速軸２９には、一速／三速切換用第一変速クラッチ３４と、二速／四速切換用第二変速クラッチ３５を装着している。
一速／三速切換用第一変速クラッチ３４の第一クラッチギヤ３６と第二クラッチギヤ３７は、第二カウンタ軸３８に固着した第三クラッチギヤ３９と第四クラッチギヤ４０に噛み合っており、一速用にしたり三速用にしたりして、第一変速軸２９の回転を第二カウンタ軸３８に伝動している。

さらに、二速／四速切換用第二変速クラッチ３５の第五クラッチギヤ４１と第六クラッチギヤ４２は、第二カウンタ軸３８に固着した第七クラッチギヤ４３と第八クラッチギヤ４４に噛み合っており、二速用にしたり四速用にしたりして、第一変速軸２９の回転を第二カウンタ軸３８に伝動している。

第二カウンタ軸３８の伝動下手側に、第三カウンタ軸４５をカップリング４６で連結しており、回転をそのままで伝動している。この第三カウンタ軸４５には、小ギヤ４７と大ギヤ４８を固着している。この小ギヤ４７と大ギヤ４８は、第二変速軸４９に装着した高・低速切換クラッチ５０のクラッチ大ギヤ５１とクラッチ小ギヤ５２にそれぞれ噛み合っており、第三カウンタ軸４５の回転を高速又は低速で第二変速軸４９に伝動している。

第二変速軸４９の伝動下手側端部に第六ギヤ５３を固着し、この第六ギヤ５３は、第三駆動軸５４に回動可能に軸支している大小ギヤ５５部の大ギヤ５６と噛み合っており減速伝動している。

大小ギヤ５５部の小ギヤ５７は、ベベルギヤ軸５８に軸支した二連の副変速クラッチ５９の第七ギヤ６０に噛み合わせて減速伝動している。さらに、第七ギヤ６０と一体に設けた第八ギヤ６１を、第五カウンタ軸６２に固着した第二大ギヤ６３に噛み合わせて減速伝動している。

第五カウンタ軸６２には、さらに第二小ギヤ６４が固着され、この第二小ギヤ６４がベベルギヤ軸５８の第三大ギヤ６５と噛み合ってさらに減速伝動されている。従って、第二変速軸４９の回転は、第六ギヤ５３→大ギヤ５６→小ギヤ５７→第七ギヤ６０→第八ギヤ６１→第二大ギヤ６３→第二小ギヤ６４→第三大ギヤ６５と順次減速されながら伝動されていく。

副変速レバーで操作される二連の副変速クラッチ５９の第一シフター６６と第二シフター６７は、ベベルギヤ軸５８へ軸方向にスライド可能に係合していて、第一シフター６６を第七ギヤ６０側へスライドして係合すると、第七ギヤ６０の回転がベベルギヤ軸５８に伝わり、第二シフター６７が第八ギヤ６１側へスライドして係合すると、第八ギヤ６１の回転がベベルギヤ軸５８に伝わって、順次減速されてベベルギヤ軸５８が低速で回転することになる。

ベベルギヤ軸５８の回転は、第一ベベルギヤ６８と第二ベベルギヤ６９を経てデフギヤ７０に伝動され、デフギヤ７０から車軸７１と遊星ギヤ７２を経て後輪１８へ伝動される。

以上の説明を要約すると、入力軸２５の回転は、まず前後進切換クラッチ２７で正転又は逆転に切り替えられ、一速／三速切換用第一変速クラッチ３４と二速／四速切換用第二変速クラッチ３５で一速から四速まで４段に変速され、高・低速切換クラッチ５０で高速と低速の２段に変速され、さらに二連の副変速クラッチ５９で高・中・低速の３段に変速されて、ベベルギヤ軸５８に伝動される。すなわち、入力軸２５の回転が４×２×３＝２４段に変速されて車軸７１へ伝動される構成である。

前輪１７への駆動力伝動は、ベベルギヤ軸５８に第九ギヤ７４を固着し、この第九ギヤ７４を中継ギヤ７５に噛み合わせ、さらに第三駆動軸７６に固着した第十ギヤ７７に噛み合わせて第三駆動軸７６を駆動する。第三駆動軸７６を第二カップリング７８で前輪増速クラッチ７９を装着した変速軸８０に連結している。前輪増速クラッチ７９の第十一ギヤ８１と第十二ギヤ８２は、第七カウンタ軸８３に固着した第十三ギヤ８４と第十四ギヤ８５に噛み合わせており、通常の前輪駆動から前輪増速に切り替えるようにしている。なお、前輪増速クラッチ７９を中立にすると、前輪１７の駆動が断たれて後輪のみの駆動になる。

第七カウンタ軸８３は、第三カップリング８６で前輪駆動軸８７に連結し、さらに、第四カップリング８８と延長軸８９及び第五カップリング９０で前輪駆動ベベル軸９１に連結している。

前輪駆動ベベル軸９１の動力は、前第一ベベルギヤ９２、前第二ベベルギヤ９３、前デフギヤ９４、前デフギヤ軸９５、前第三ベベルギヤ９６、前第四ベベルギヤ９７、垂直軸９８、前第五ベベルギヤ９９、前第六ベベルギヤ１００、前遊星ギヤ１０１を経て前輪１７を駆動している。

第三駆動軸５４の伝動下手側にＰＴＯ出力軸５４ｃを連結している。ＰＴＯ出力軸５４ｃは、ＰＴＯ変速部５４ｄ、ＰＴＯカウンタ軸５４ｅ、第三駆動軸５４を介して駆動する構成である。

次に、図６の制御ブロック図で、制御信号の流れを説明する。
まず、エンジンＥＣＵ（エンジン制御装置）１２には、エンジン排気温度センサ１０６から排気の温度が入り、エンジン回転センサ１０７からエンジン回転数が入り、エンジンオイル圧力センサ１０８からエンジン潤滑オイルの圧力が入り、エンジン水温センサ１０９から冷却水の温度が入り、レール圧センサ２からコモンレール１の圧力が入り、燃料高圧ポンプ４に駆動信号が出力され、高圧インジェクタ６に燃料供給調整制御信号が出力される。

次に、作業機昇降制御装置１１０には、作業機昇降レバーに設けるポジションコントロールセンサ１１１の操作信号と、リフトアームセンサ１１２の昇降信号と、上げ位置規制ダイヤル１１３の上げ位置規制信号と、下げ速度調整ダイヤル１１４の降下速度設定信号がそれぞれ入力し、メイン上昇ソレノイド１１５とメイン下降ソレノイド１１６に作業機昇降信号が出力し作業機昇降シリンダを作動する。

前記エンジンＥＣＵ１２と作業機昇降制御装置１１０、及び後述する走行制御装置１２０は制御信号が交互に交信（ＣＡＮ１，ＣＡＮ２通信）されて、メータパネル１１７にエンジンＥが標準のエンジン 出力カーブＮであるか、又低燃費のエンジン出力カーブＳであるかの状態や、作業機の昇降状態、走行装置の走行速度等が表示され、操作パネル１１８に各レバーやペダルの操作位置等が表示される。

走行制御装置１２０は、変速１クラッチ圧力センサ１２１、変速２クラッチ圧力センサ１２２、変速３クラッチ圧力センサ１２３、変速４クラッチ圧力センサ１２４からクラッチ入信号、即ち多段ギヤ変速装置の変速段が入力する。即ち、一速／三速切換用第一変速クラッチ３４と、二速／四速切換用第二変速クラッチ３５の信号である。Ｈｉ（高速）クラッチ圧力センサ１２５とＬｏ（低速）クラッチ圧力センサ１２６からサブクラッチの変速位置が入力する。即ち、高・低速切換クラッチ５０の信号である。

前進クラッチ圧力センサ１２７と後進クラッチ圧力センサ１２８からメインクラッチの前進・中立・後進が入力する。即ち、前後進切換クラッチ２７の信号である。トラクタを前後進させる前後進レバーの位置を検出する前後進レバー操作位置センサ１２９と、副変速レバーの操作位置を検出する副変速レバー操作位置センサ１３０から変速操作位置信号が入力する。

車速センサ１３１から走行速度が入力し、ミッションオイル油温センサ１３２からミッションオイルの温度が入力し、クラッチペダル操作位置センサ１３３からクラッチペダルの踏込み信号が入力し、エンジンパワー選択スイッチ１３４から標準のエンジン出力カーブＮと低燃費のエンジン出力カーブＳの選択信号が入力し、エンジン回転数制御モード切換スイッチ１４８からエンジン制御モードの切換信号が入力する。手動スイッチ１５０からオン・オフ信号が入力する。

さらに、アクセルペダルの踏み込み状態で走行（路上）の自動変速を行うアクセル変速設定スイッチ１４４からも信号が入力し、手動で変速の増減速を行う主変速増減速操作スイッチ１４５の操作信号が入力し、アクセルレバーの位置を検出するアクセルセンサ１４６からアクセル操作信号が入力し、アクセルを微調整するアクセル微調整レバーセンサ１４７のアクセル調整信号が入力する。

走行制御装置１２０からの出力は、前後進切換ｓｏｌ（ソレノイド）１３５に前後進切換クラッチの切換信号が出力し、リニア昇圧ｓｏｌ（ソレノイド）１３６に前後進切換ｓｏｌ（ソレノイド）を駆動する油圧のリリーフ圧調整信号が出力してクラッチ接続のショックを低減し、クラッチｓｏｌ（ソレノイド）１３７に入・切信号が出力する。

さらに、一速／三速切換用第一変速クラッチ３４を駆動する油圧シリンダの変速１−３切換ｓｏｌ（ソレノイド）１３８に一速又は三速の入信号が出力し、変速１−３昇圧ｓｏｌ（ソレノイド）１３９に一速／三速切換用第一変速クラッチ３４を駆動する油圧のリリーフ圧調整信号が出力してクラッチ接続のショックを低減する。二速／四速切換用第二変速クラッチ３５を駆動する油圧シリンダの変速２−４切換ｓｏｌ（ソレノイド）１４０に二速又は四速の入信号が出力し、変速２−４昇圧ｓｏｌ（ソレノイド）１４１に二速／四速切換用第二変速クラッチ３５を駆動する油圧のリリーフ圧調整信号が出力してクラッチ接続のショックを低減する。高・低速切換クラッチ５０を駆動する油圧シリンダを作動するＨｉ（高速）クラッチ切換ｓｏｌ（ソレノイド）１４２とＬｏ（低速）クラッチ切換ｓｏｌ（ソレノイド）１４３に高速クラッチの入信号及び低速クラッチの入信号が出力する構成である。

Ａ エンジン回転数変動制御モード
Ｂ エンジン回転数維持制御モード
Ｅ エンジン
ＡＨＬ 自動出力制御
Ｈ 標準出力制御
Ｌ 低燃費出力制御
Ｎ 標準エンジン出力カーブ
Ｓ 低燃費エンジン出力カーブ
１３４ モード選択手段（エンジンパワー選択スイッチ）
１５１ ＰＴＯ駆動手段（ＰＴＯ駆動スイッチ）
１５７ エンジンの負荷検出手段（エンジンの負荷検出回路）

Claims (2)

1. 所定の出力を確保する標準エンジン出力カーブ（Ｎ）での出力制御を行う標準出力制御（Ｈ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費量を低減させる低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）での出力制御を行う低燃費出力制御（Ｌ）と、低燃費エンジン出力カーブ（Ｓ）と標準エンジン出力カーブ（Ｎ）をエンジン負荷検出手段（１５７）からの制御信号で自動的に切り替える自動出力制御（ＡＨＬ）を設け、さらに、負荷が加わるとエンジン回転数を設定している回転数に維持するエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）と、負荷が加わるとエンジン回転数を下げる方向に制御するエンジン回転数変動制御モード（Ａ）を備え、トラクタに装着した作業機の駆動を検出するＰＴＯ駆動検出手段（１５１）を設けたトラクタのエンジン制御装置において、
   運転席に設けるモード選択装置（１３４）で、標準出力制御（Ｈ）と低燃費出力制御（Ｌ）と自動出力制御（ＡＨＬ）を選択可能にし、このモード選択装置（１３４）で標準出力制御（Ｈ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換える構成とし、前記モード選択装置（１３４）で低燃費出力制御（Ｌ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数変動制御モード（Ａ）に切換える構成とし、前記モード選択装置（１３４）で自動出力制御（ＡＨＬ）を選択した状態でＰＴＯ駆動検出手段（１５１）が駆動を検出することで、エンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切換える構成としたことを特徴とするトラクタのエンジン制御装置。
2. エンジン負荷検出手段（１５７）がエンジンの負荷率検出手段であって、一定以上の負荷率上昇で標準出力制御（Ｈ）とエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）での制御を選択し、一定以下の負荷率降下で低燃費出力制御（Ｌ）とエンジン回転数変動制御モード（Ａ）での制御を選択すべく自動出力制御（ＡＨＬ）を構成してなる請求項１に記載のトラクタのエンジン制御装置。

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