JP2011208591A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料消費率を標準のエンジン出力カーブよりも低下させた低燃費のエンジン出力カーブを選択してエンジンを駆動する場合、より一層燃料消費率を低減させることを課題とする。
【解決手段】所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブＮと、標準のエンジン出力カーブＮよりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブＳを切換えるモード選択装置１３４を備えたエンジン制御装置において、前記モード選択装置１３４で低燃費のエンジン出力カーブＳを選択することで、燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装置の構成とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、エンジンの出力を通常の燃料消費率よりも燃料消費率の少ない低燃費のエンジン出力カーブと、通常の燃料消費率の標準のエンジン出力カーブで制御するようにしたエンジン制御装置に関する。

建設機械等の作業車で、燃料消費率を通常の燃料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を選択すると、燃料の噴射タイミングを補正し、省エネ出力モードへ移行制御する技術は開示されていない。このため、より一層燃料消費率を向上させることは期待できない。

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のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択することで、燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装置とした。

モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。

請求項２に記載の発明は、所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に燃料噴射タイミングを補正させると共に、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装置とした。

モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択により同時に燃料噴射タイミングを補正させると共に、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。

請求項３に記載の発明は、所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御し、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正させるように構成したことを特徴とするエンジン制御装置とした。

モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択により同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御し、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。

請求項４に記載の発明は、所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へと少しずつ移行制御し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正させるように構成したことを特徴とするエンジン制御装置とした。

モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択と同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へと少しずつ移行制御し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。

請求項１記載の発明によれば、モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、燃料の噴射タイミングを補正するように構成したので、燃料の消費率が改善するようになる。また、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化については、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）にしたことによる出力制限で改善される。

請求項２記載の発明によれば、次のような効果を奏する。
モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択により同時に燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御するように構成したので、いち早く燃料の消費率が改善する。また、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化については、同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御して出力制限することで改善する。

請求項３記載の発明によれば、次のような効果を奏する。
モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択により同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御して出力制限を行い、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正するように構成したので、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）から低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行時の過渡期において、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化を防止できる。即ち、燃料の噴射タイミングを補正すると排気ガス成分が悪化するが、先に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御することで、このような不具合を防止できる。

請求項４記載の発明によれば、次のような効果を奏する。
モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると、この選択と同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へと少しずつ移行制御するように構成したので、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）から低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行がスムーズに移行できるようになり、出力変動を抑制できて振動発生が防止される。そして、先に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正する構成としているので、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）から低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行時の過渡期において、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化を防止できる。

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 エンジンパワー選択スイッチ操作時のタイムチャート図 エンジンパワー選択スイッチ操作時のタイムチャート図 エンジンパワー選択スイッチ操作時のタイムチャート図 エンジンパワー選択スイッチ操作時のタイムチャート図 モード切換時のフローチャート図 （ａ）燃料噴射量とコモンレール圧の関係図（ｂ）燃料噴射量と噴射タイミングの関係図（ｃ）出力とＮＯｘ排出量の関係図 エンジンの吸気と排気の模式図 データ表示部の拡大図 データ表示部の拡大図 （ａ）回転式のエンジンパワー選択スイッチの平面図（ｂ）エンジン回転と出力の関係図 回転式のエンジンパワー選択スイッチの平面図

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によりコモンレール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うん作業時に圃場が固く耕うん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、トラクタで耕うん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）との関係を示している。

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よりも出力が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。エンジンパワー選択スイッチは、図６と図９に示している。

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で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で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。

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、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で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で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、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で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、負荷が作用して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。

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、別構成として、作業機を駆動するＰＴＯ出力軸５４ｃ（図５）の負荷率を検出し、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。ＰＴＯ出力軸５４ｃの負荷率は、規定の回転数に対する現在の回転数から算出する。

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、自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳとなる構成としてもよい。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。

また、エンジンパワー選択スイッチ１３４が入り状態のときは、常にエンジン回転数変動制御モードＡとしてもよい。また、エンジンパワー選択スイッチ１３４が切りであり、アクセルペダルの操作で自動的に変速を行う場合も、エンジン回転数変動制御モードＡとしてもよい。

また、エンジンパワー選択スイッチ１３４が切りであり、手動スイッチ１５０（図６）を切りにし、さらに、ＰＴＯクラッチが入りであると、自動的にエンジン回転数維持制御モードＢにしてもよい。このＰＴＯクラッチが入りの条件の代わりに、作業機が下げ状態やエンジン回転数再現スイッチ１５３が入り状態であってもよい。そして、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、自動的にエンジン回転数変動制御モードＡにする構成とする。

前記手動スイッチ１５０が入り状態であれば、常にエンジン回転数維持制御モードＢとする。これにより、能率のよい作業や走行が可能となる。
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。

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を押すと、エンジンが低燃費のエンジン出力カーブＳで制御される。また、１５５は走行状態を切り換えるスイッチである。即ち、後輪のみの２輪駆動状態，後輪と前輪の４輪駆動状態，旋回時における前輪増速状態などを選択可能なスイッチである。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ある。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、上げ位置規制ダイアル１１３の上げ位置規制信号と、下げ速度調整ダイアル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。

エンジンパワー選択スイッチ１３４を操作して、標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへ切り換える場合においては、燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御する構成とする。燃料の噴射タイミングの補正については、燃料消費率が改善される側に補正する。

このように、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、燃料の噴射タイミングを補正するように構成したので、燃料の消費率が改善するようになる。また、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化については、低燃費のエンジン出力カーブＳにしたことによる出力制限で改善される。

また、図１０に示すように、エンジンパワー選択スイッチ１３４を入り状態にして低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると、この選択により同時に燃料噴射タイミングを補正させると共に、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。即ち、噴射タイミングを進角させる。

このように、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、この選択により同時に燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御するように構成したので、いち早く燃料の消費率が改善する。また、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化については、同時に低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御して出力制限することで改善する。燃料消費率については、結果として改善する状態を示している。

また、図１１に示すように、エンジンパワー選択スイッチ１３４を入り状態にして低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると、この選択により同時に低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御し、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。即ち、噴射タイミングを進角させる。

このように、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、この選択により同時に低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御して出力制限を行い、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正するように構成したので、標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへの移行時の過渡期において、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化を防止できる。即ち、燃料の噴射タイミングを補正すると排気ガス成分が悪化するが、先に低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行制御することで、このような不具合を防止できる。燃料消費率については、結果として改善する状態を示している。

また、図１２に示すように、エンジンパワー選択スイッチ１３４を入り状態にして低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると、この選択と同時に低燃費のエンジン出力カーブＳへと少しずつ移行制御し、低燃費のエンジン出力カーブＳへの移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正する。燃料の噴射タイミングの補正は、燃料消費率が改善される側に補正する。即ち、噴射タイミングを進角させる。

このように、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、この選択と同時に低燃費のエンジン出力カーブＳへと少しずつ移行制御するように構成したので、標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへの移行がスムーズに移行できるようになり、出力変動を抑制できて振動発生が防止される。そして、先に低燃費のエンジン出力カーブＳへの移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正する構成としているので、標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへの移行時の過渡期において、燃料の噴射タイミングの補正による排気ガス成分の悪化を防止できる。燃料消費率については、結果として改善する状態を示している。

図１０〜図１２の構成で説明したように、エンジンパワー選択スイッチ１３４を操作して標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへ切り換える場合の目安は、図８で説明した燃料消費率１４ｂの表示に基づいて行う。即ち、燃料消費率（エンジン負荷）が小さい場合に手動で切り換えるようにする。しかしながら、特定のしきい値により自動で変更するように構成してもよい。また、図１で説明したコモンレール１については、コモンレールを搭載したエンジンでもよいし、通常の電子制御のエンジンでもよい。

また、図４で説明したトラクタ１５の後部にはヒッチ２１を設けており、このヒッチ２１にロータリ等の作業機を装着して作業を行うものであるが、作業機を下げて作業を開始すると同時に自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行するように構成してもよい。通常、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行する場合には制御のマップを切り替えるが、このときエンジン回転や負荷が変化して振動が発生する。そこで、作業機を開始する際に制御マップを切り替えることで、マップ切り替え時の振動を運転者に感じさせないようにすることが可能となる。また、手動で低燃費のエンジン出力カーブＳへの切り換え操作が不要となる。

次に、図１３について説明する。
横軸は時間の流れを示し、エンジンパワー選択スイッチ１３４を入れた場合における燃料の噴射タイミングの補正と、全負荷時における燃料噴射量の変更を示している。時間Ｔ１の時点でエンジンパワー選択スイッチ１３４を操作して標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）から低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）へ切り換えると、全負荷時の燃料噴射量を移行時間Ｔ０をかけて少しずつ低燃費のエンジン出力カーブＳへと移行していく。そして、Ｔ１＋Ｔ０（時間Ｔ２）になると低燃費のエンジン出力カーブＳに完全に切り換わり、この時点で燃料の噴射タイミングを補正、即ち進角させる構成とする。

これにより、仮に標準のエンジン出力カーブＮから低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行時に、全負荷運転を行っても過大な出力が出ないために安全であり、スムーズな移行を行うことが可能となる。

次に、図１４に示すフローチャートについて説明する。
ガバナ制御を図２で説明したエンジン回転数変動制御モード（Ａ）で制御を行い、低燃費のエンジン出力カーブＳを選択して運転中（ステップＳ１）において、エンジン負荷率が１００％になるとエンジン回転数が下がり始めるが、エンジン回転数が所定回転（例えば、５００ｒｐｍ）以上下がると（ステップＳ２）、標準のエンジン出力カーブＮに切り換えると共に、ガバナ制御をエンジン回転数維持制御モード（Ｂ）に切り換えるように構成する（ステップＳ３）。これにより、同じアクセル開度でも高回転出力を出すことが出来るため、エンジン回転復帰が早くなる。

そして、エンジン負荷率が所定以下（例えば、８０％以下）になると、ガバナ制御をエンジン回転数変動制御モード（Ａ）に戻すように構成する（ステップＳ５）。
前述したように、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と低燃費のエンジン出力カーブＳを相互に手動で切り換える構成としているが、パワーカーブ選択自動スイッチ（図示せず）を設け、このスイッチが入り状態で自動選択の状態になると、エンジン負荷（燃料消費率）に応じて（所定のしきい値）自動的に切り換えるように構成してもよい。例えば、燃料消費率が６０％より下がると自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳに移行し、９０％〜１００％以上になると自動的に標準のエンジン出力カーブＮに移行するように構成する。これにより、比較的負荷の低い作業で低燃費のエンジン出力カーブＳを使用している時に、負荷がかかりすぎても自動で標準のエンジン出力カーブＮに切り換わるので、出力的に余裕ができ、負荷率１００％でエンジン回転がダウンしてしまうことを防止できるようになる。運転者は安心して低燃費のエンジン出力カーブＳを使用することができる。このような制御は、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を選択していても選択していなくても制御するように構成してもよい。

図１５の（ａ），（ｂ）に示すように、コモンレールを搭載したエンジン（ディーゼル）において、各回転におけるＮＯｘ排出量が、出力に対して２次曲線で増加するように、先ず各回転のコモンレール圧値を、出力が増加するにつれて緩やかに２次曲線で増加するようにし（図１５（ａ））、各回転の燃料噴射タイミング値を、出力が増加するにつれて緩やかに２次曲線で増加するようにする（図１５（ｂ））。

図１５の（ａ），（ｂ）のレール圧値と噴射タイミングによって運転される標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）に対して、全負荷噴射量を減少させて噴射タイミングを２〜４度進角させた低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）を設定する構成とする。即ち、図１５（ｃ）に示すように、出力に比例してＮＯｘが増加するラインである「基準排出ライン」をベースとして、標準モードは出力が増加するにつれてＮＯｘ排出量が２次曲線的に増加するようにする。出力が増加するにつれてレール圧は緩やかに高くなり、噴射タイミングは緩やかに早くなるようにする。

低燃費モードは、標準モードのように基準排出ラインをまたいで２次曲線的に増加するように噴射タイミングを２〜４度進角させる。
従って、全体の出力あたりのＮＯｘ排出量は、基準排出ライン、標準モード、低燃費モードのいずれも同じになる。同一負荷で見た場合、標準モードと比べて低燃費モードの燃費の方が進角した分良好となる。

このように、ＮＯｘ排出量を各回転において出力が増加するにつれて２次曲線的に増加するようにコントロールすることで、噴射タイミングを進角させても全負荷噴射量を絞ることで出力あたりのＮＯｘ排出量を増加させずに済むようになる。従って、ＮＯｘ排出量は変わらず、定格回転付近の燃料消費率を良化させることができ、燃料消費量を低減させることができるようになる。運転者は粘りのある標準のエンジン出力カーブＮと、燃費の良い低燃費のエンジン出力カーブＳとを使い分けることが可能となる。この場合も、エンジンパワー選択スイッチ１３４で選択する。

図１６はエンジンのシリンダー５内への吸気と排気の模式図であり、４サイクルのディーゼルエンジンの実施例である。過給器ＴＢの吸気タービン１６０により過給された空気は、エアクリーナー１５７から吸気タービン１６０、インタークーラー１５９を通過して吸気マニホールド１６２からシリンダー５内へ送られる構成である。１６３は吸気バルブであり、１６４はピストンである。１６５はカムでありロッカーアーム１６８を介して吸排気バルブ１６３、１６７を開閉させるものである。

シリンダー５内で燃焼した排ガスは、排気バルブ１６７から排気マニホールド１６６を通過した後、過給器ＴＢの排気タービン１６１で過給器ＴＢを駆動して排出される構成である。

このディーゼルエンジンは、排気ガスの一部を吸気側に混入させるためのＥＧＲ（排気再循環装置）回路１７０を有している。ＥＧＲ回路１７０は過給器ＴＢの上流側に構成している。このＥＧＲ回路１７０で排気ガスの一部を吸気側に混入させることで酸素量（Ｏ2）を減らして、窒素酸化物Ｎｏxの発生を低減させるように構成している。ただし、ＥＧＲ率が上昇しすぎると、逆に酸素量が少なくなって不完全燃焼になるので、燃焼状態によりＥＧＲ率を調節する必要がある。この調節は、ＥＧＲバルブ１７０ａにて行う。また、ＥＧＲ回路１７０の途中にはＥＧＲクーラ１６９を設ける構成としている。ＥＧＲバルブ１７０ａの開閉具合でシリンダー５内への排気ガスの還元量が変化する。

排気タービン１６１を通過後の排気ガスは、後処理装置１７５を通過してマフラー１８０から大気中に排出される。後処理装置１７５は、酸化触媒（ＤＯＣ）１７５ａとディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）１７５ｂとから構成されている。

酸化触媒（ＤＯＣ）は不燃物室を燃焼させるものであり、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）は粒状化物質（ＰＭ）を捕集するためのものである。前記ＥＧＲバルブ１７０ａと絞り弁１７９については、ＥＣＵ１２により制御される構成である。後処理装置１７５はディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）１７５ｂのみで構成してもよい、酸化触媒（ＤＯＣ）を設けると不燃物質が燃焼するので、よりクリーンな排気ガスとなる。

ＤＰＦ１７５ｂは、排気ガスの温度が低い状態（低負荷）が長時間続くと、ＰＭが溜まってきて能力の低下が懸念される。そこで、後処理装置１７５の下手側に絞り弁１７９を設け、この絞り弁１７９を絞るとＤＰＦ１７５ｂ内の圧力が高く保持されるので温度も高くなる。これにより、高い温度の影響により、ＤＰＦ１７５ｂの再生が可能となる。即ち、高い温度の排気ガスがＤＰＦ１７５ｂを通過すると、ＤＰＦ１７５ｂ内に存在しているＰＭが焼き飛ばされることでＤＰＦ１７５ｂが再生される。

ＤＰＦ１７５ｂを再生させるためのＤＰＦ再生運転としては、ＥＧＲバルブ１７０ａと絞り弁１７９の両方を絞る。そして、燃料噴射タイミングのリタード（遅角）と合わせてＤＰＦ１７５ｂ内のガス温度を上昇させ、ＤＰＦ１７５ｂが再生に入るようにする。これにより、燃料のアフター噴射（排気ガス温度を上昇させるため）が不要となったり、又は、アフター噴射自体の回数を減らすことができるようになるので、燃料消費量を抑制できて環境にもよい。

このようなＤＰＦ再生運転を行うための条件としては、後処理装置１７５の上手側に圧力センサ１７１を設け、後処理装置１７５の下手側にも圧力センサ１７６を設け、この圧力差が所定値以上になるとＤＰＦ１７５ｂ内にＰＭが蓄積して抵抗となっている状態なので、ＤＰＦ再生運転を行うようにする。また、圧力センサ１７１の替わりにＤＯＣ１７５ａとＤＰＦ１７５ｂとの間に圧力センサ１７２を設ける構成としてもよい。

また、後処理装置１７５の上流側に排気ガス圧力を検出する圧力センサ１７１と、後処理装置１７５の下流側の排気絞り弁１７９の関係において、圧力センサ１７１の値が略一定値となるように前記排気絞り弁１７９の制御を行なうことで、ディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂに対して略一定の背圧を与えることができるようになり、ディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂ内部の温度を高温状態に保つことができる。これにより、通常の運転状態でディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂの再生が可能となる。また、通常の運転で完全にＰＭの除去ができない状態があっても、ディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂの再生サイクルが長くなる。また、ディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂに対して略一定の背圧のため、ＥＧＲ率が安定するようになる。

この場合において、圧力センサ１７１の検出値がディーゼルパティキュレートフィルタ１７５ｂの再生完了時における定格回転数で略最大負荷時の許容最大圧力となるように、排気絞り弁１７９の開度調整制御を行なうことで、通常運転時におけるＰＭの除去効率が向上するようになる。

また、前述したＤＰＦ１７５ｂの再生運転時において、過熱状態となってしまうとＤＰＦ１７５ｂが損傷してしまう。そこで、後処理装置１７５の下手側に温度センサ１７４を設け、この温度センサ１７４の値が所定値を超えないように制御する構成とする。

通常はＥＧＲバルブ１７０ａと絞り弁１７９を同時に制御し、ＥＧＲ量を適宜コントロールするようにしてもよい。特に、絞り弁１７９を有することで、ＤＰＦ１７５ｂ内のガス温度を高く保持することができるようになる。

ＤＰＦの再生運転を行なうＤＰＦ強制再生モードにおいては、排気絞り弁１７９を絞り、ＯＮ−ＯＦＦ制御によってＥＧＲバルブ１７０ａを全閉とするように構成する。したがって、排気ガスの還元が行なわれないのでＮｏが増加し、このＮｏが酸化触媒（ＤＯＣ）１７５ａによってＮｏ2に転換され、ＤＰＦ１７５ｂの再生が促進されるようになる。

また、ＤＰＦ１７５ｂの強制再生中において、エンジン回転がローアイドルに移行した場合は、前記ＥＧＲバルブ１７０ａを全開とする。ＤＰＦ１７５ｂの下流側には温度センサ１７４を設けているので、この温度センサ１７４による検出値が所定値以上に上昇したことも条件に加えるようにしてもよい。

絞り弁１７９を絞ってＤＰＦ１７５ｂの強制再生を行なう場合において、エンジン回転数を低い回転数にして供給酸素量を増加させるとともに、排気ガス流速が減少することで温度を上昇しやすくしていた。ところが、再生中にエンジン回転数がローアイドルまたはその近傍に変更された場合、供給酸素量の増加と流速の減少により、煤が急速に燃焼してしまう。その結果、温度が急速に上昇してＤＰＦ１７５ｂが損傷してしまう可能性がある。そこで、最高温度が許容温度を超えないようにする煤を管理する必要がある。

このために、温度センサ１７４が所定値を超えると、エンジン回転数を中速域まで上昇させるように構成する。これにより、排気ガスの流速が速くなるので最高温度が下がり、ＤＰＦ１７５ｂの損傷を防止できるようになる。また、前記温度センサ１７４の所定値の値を限界値近傍で制御すると、ＤＰＦ１７５ｂの再生を効率よく行なうことができるようになる。

前記エンジン回転数を中速域まで上昇させるにあたり、一旦最高回転数まで上昇させ、その後中速域まで減速させるように構成してもよい、これにより、一旦排気ガスが最高速度で流れるので、予熱などでＤＰＦ１７５ｂが加熱されてしまって閾値の温度を超えてしまうことを防止できるようになる。

また、ＤＰＦ１７５ｂの強制再生中において、前述のようにエンジン回転数をローアイドルに移行するときにおいて、ポスト噴射を中断し、その後エンジン回転数を最高回転数まで上昇させ、中速域に移行する段階でポスト噴射を再開する構成とする。これにより、排気ガス温度の急激な上昇が抑制できるので、ＤＰＦ１７５ｂの損傷を防止できるようになる。

ＤＰＦ１７５ｂ前後の差圧が所定値以上になった場合、作業後に運転者がＤＰＦ１７５ｂの再生モードを選択することで、自動でＤＰＦ１７５ｂの再生を行い、ＤＰＦ１７５ｂ再生後は自動でエンジンを停止するように構成する。ＤＰＦ１７５ｂ前後の差圧を圧力センサ１７２、１７６で監視する。エンジン停止直前のＤＰＦ１７５ｂ前後差圧が所定値以上であると、警告ランプやアラームで報知し、運転者は自らＤＰＦ１７５ｂの再生を行なうスイッチ（図示せず）を操作する。

そして、エンジンキーが切りの位置になっても、前記再生モードを選択していることで、エンジンはアイドリング状態で回転を維持し、ＤＰＦ１７５ｂの再生を実行する。ＤＰＦ１７５ｂ前後の差圧が所定値以下になると、エンジンを自動で停止する。ＥＣＵ１２で前述の制御を行なう。

これにより、作業終了後であっても自動でＤＰＦ１７５ｂの再生、エンジン停止が可能となるために、運転者は本機から離れて他の作業ができるようになる。
ＤＰＦ１７５ｂを連続再生するときにおいて、排気ガス温度が再生に必要な温度に達していない場合について説明する。実施例は前述したトラクタである。トラクタのアクセルには自動車と同じようなフットアクセルに加えて、ハンドアクセルがある。ハンドアクセルはハンドル下方のハンドルコラムに設けている。通常、ＤＰＦ１７５ｂの再生は、ＥＣＵ１２による自動再生が基本であるが、運転者の意図を反映させるために、前記ハンドアクセルの開度が規定値以上であって、さらに、フットアクセルを一定以上踏込んでいるときは、高排気温度になる燃料噴射マップに切り替えて、手動でのＤＰＦ１７５ｂ再生を行う構成とする。これにより、運転者が行いたいときにＤＰＦ１７５ｂの再生ができるようになる。

前述のごとく、エンジンパワー選択スイッチ１３４を操作することで、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を切り換え可能に構成しているが、この切り換えに加えて、前記ＤＰＦ１７５ｂを再生しながら運転する長時間運転可能モードを追加する構成とする。この長時間運転可能モードは、ポスト噴射により排気温度を高めてＤＰＦ１７５ｂへのＰＭの堆積を少なくするものである。これにより、運転者にニーズに広く対応することが可能となる。また、図１７に示すように、前記長時間運転可能モードを選択すると、連続作業可能時間１４ｆをメータパネル１１７内の液晶のデータ表示部１４に表示することで、運転者が認識し易くなる。また、図１８に示すように、運転時間より算出したエンジンオイルの交換時期１４ｇや、ポスト噴射の実施総量を表示するように構成してもよい。

図１６に示している吸気バルブ１８１について説明する。
エンジンパワー選択スイッチ１３４を操作することで、低燃費のエンジン出力カーブＳを選択すると排気ガス温度は低い状態となり、前記後処理装置１７５が活性化されずに、後処理装置１７５内にＰＭが堆積し易くなる。このため、強制再生操作を頻繁に実施する必要が生じてくる。

そこで、低燃費のエンジン出力カーブＳへ移行すると、吸気バルブ１８１の開度を絞って吸気量を減らす構成とする。これにより、排気ガス温度を高い状態に維持可能となって後処理装置１７５を活性化でき、後処理装置１７５内にＰＭが堆積するのを防止できるようになる。

前述したエンジンパワー選択スイッチ１３４は、押すことで入り切りするスイッチとしたが、図１９（ａ）に示すように回転式のエンジンパワー選択スイッチ１８２としてもよい。回転させることで、標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）と低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）を切り換える構成としている。

エンジンパワー選択スイッチ１３４や回転式のエンジンパワー選択スイッチ１８２については、図４で説明したトラクタに搭載してもよいが、農業機械であるコンバインに搭載してもよい。コンバインは、圃場内に植立している穀稈を刈取装置で刈り取って機体後方に搬送し、脱穀装置で穀粒を脱穀選別してグレンタンクに一時貯留し、グレンタンク内が穀粒で満杯状態になると、機外に放出する作業を行う。

そして、図１９（ｂ）に示すように、標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）と低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）を選択した状態において、路上走行時には自動的にエンジン回転数変動制御モードＡとし、それ以外、即ち圃場内においては、自動的にエンジン回転数維持制御モードＢになるように制御する。路上走行の判断については、副変速レバーが路上位置や高速位置に操作されていることで判断する。

図２０に示すように、回転式のエンジンパワー選択スイッチ１８２については、前記標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）と低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）に加えて、自動モードを追加する構成とする。自動モードにおいては、エンジン負荷等に応じて、自動で標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）と低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）を切り換えるものである。これにより、操作性が向上するようになる。

また、前述したコンバインにおいては、脱穀装置の駆動を入り切りする脱穀クラッチが入り状態では自動的に標準のエンジン出力カーブＮ（標準モード）とし、脱穀クラッチが切り状態では自動的に低燃費のエンジン出力カーブＳ（低燃費モード）となるように構成してもよい。

なお、前記した各実施例は、理解を容易にするために、個別または混在させて図示、あるいは説明しているが、これらは夫々種々組合せ可能であり、これらの説明順序・表現等によって、構成・作用等が限定されるものではなく、また、相乗効果を奏する場合も勿論存在する。

Ｎ 標準のエンジン出力カーブ
Ｓ 低燃費の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）

Claims (4)

1. 所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
   前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択することで、燃料の噴射タイミングを補正し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
   前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に燃料噴射タイミングを補正させると共に、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装置。
3. 所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
   前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へ移行制御し、所定時間後に燃料の噴射タイミングを補正させるように構成したことを特徴とするエンジン制御装置。
4. 所定の出力を確保する標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）と、標準のエンジン出力カーブ（Ｎ）よりも燃料消費率を低減させる低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を切換えるモード選択装置（１３４）を備えたエンジン制御装置において、
   前記モード選択装置（１３４）で低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）を選択すると同時に低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）へと少しずつ移行制御し、低燃費のエンジン出力カーブ（Ｓ）への移行が略完了すると、燃料の噴射タイミングを補正させるように構成したことを特徴とするエンジン制御装置。

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