JP2012246900A - トラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、排気ガスの温度を所定の高温状態にして、作業中にＤＰＦの自動再生を行うことで手動再生処理を行う頻度を少なくして、作業を長く継続して行えるようにすることを課題とする。
【解決手段】排気ガスの温度を検出する排気ガスセンサ１５７を設け、該排気ガスセンサ１５７で検出する排気ガス温度が所定温度以下ではＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂを表示すべくしたことを特徴とするトラクタとする。また、排気ガスセンサ１５７で検出する排気ガス温度が所定温度以下では、自動的にＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂに変速すべくしたことを特徴とするトラクタとする。
【選択図】図９

Description

この発明は、トラクタに関する。特に、ＤＰＦを有するコモンレール式ディーゼルエンジンのＤＰＦ再生技術であり、排ガス中のパティキュレート（以下ＰＭという）をＤＰＦにて捕集し、ＤＰＦにＰＭが所定量堆積したときに高温で焼却してＤＰＦの再生処理に関する。

主としてディーゼルエンジンで駆動される車両においては、排ガス管路に排ガス中に含まれる粒子状物質としてのＰＭを捕集するためＤＰＦを設置している。このＤＰＦはＰＭが一定量堆積した際には、車両の走行中に自動的にＰＭを燃焼させてＤＰＦを再生する自動再生処理、又は車両を停車させて手動によりＤＰＦを清掃してＰＭを除去する手動再生処理を行い、ＰＭの堆積によるＤＰＦの目詰まりを回避している。

かかるＤＰＦの再生処理に関する技術の一つとして、特許文献１においては、再生制御装置によってＤＰＦの再生完了が判定されたとき、捕集量推定手段の推定値に基づいてＤＰＦ内に堆積された灰分（アッシュ）の堆積量を算出して、この灰分堆積量算出値に基づきＰＭ捕集量の推定値、又は閾値を補正して次回の自動再生条件を補正し、灰分の堆積量を除く捕集量が所定閾値を越えたときに次回の自動再生処理を作動させて、ポスト噴射によってＰＭを燃焼させＤＰＦの再生を行うように構成させている。

特開２００３−８３０３６号公報

ＤＰＦの自動再生処理は、排気ガスの温度が一定以上でないとポスト噴射によってＰＭを燃焼させることが出来ない。
このために、軽負荷作業中には、排気ガス温度がＤＰＦの自動再生処理に必要な温度に達せずＰＭの焼却が出来ず、ＤＰＦの目詰まり進行によって、作業を中断しなければならない場合が有る。

本発明では、排気ガスの温度を所定の高温状態にして、作業中にＤＰＦの自動再生を行うことで手動再生処理を行う頻度を少なくして、作業を長く継続して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、排気ガスの温度を検出する排気ガスセンサ１５７を設け、該排気ガスセンサ１５７で検出する排気ガス温度が所定温度以下ではＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂを表示すべくしたことを特徴とするトラクタとする。

この構成で、トラクタを操縦する作業者が推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂに変速することで排気ガスの温度を上昇させて、走行中にＤＰＦ１６３の自動再生が行われる。

請求項２に記載の発明は、排気ガスセンサ１５７で検出する排気ガス温度が所定温度以下では、自動的にＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂに変速すべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタとする。

この構成で、トラクタを操縦する作業者が特に注意を払うことなく、自動的にＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂに変速されることで、排気ガス温度がＤＰＦの自動再生処理に適した所定温度以上になって、走行中にＤＰＦ１６３の自動再生が行われる。

請求項３に記載の発明は、排気ガスセンサ１５７で検出する排気ガス温度が所定温度以下でＤＰＦ１６３の自動再生処理に適した推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂを表示する状態と自動的に前記推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂに切換える状態に切換える制御切換手段１５９を設けたことを特徴とする請求項２に記載のトラクタとする。

この構成で、トラクタを操縦する作業者が制御切換手段１５９の切換操作で、手動変速か自動変速を選択出来る。
請求項４に記載の発明は、前記ＤＰＦ１６３への粒状化物質ＰＭの堆積状態を段階的に表示するＰＭ堆積警告表示１７１をメータパネル１１７に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載のトラクタとする。

この構成で、トラクタを操縦する作業者がＰＭ堆積警告表示１７１を見てＤＰＦ１６３へのＰＭ堆積状態を知って、手動によるＤＰＦ１６３の再生処理を行うタイミングを図ることが出来る。

請求項５に記載の発明は、前記ＤＰＦ１６３を再生処理するＤＰＦ手動再生スイッチ１７０をＰＭ堆積警告表示１７１の近くに設けたことを特徴とする請求項４に記載のトラクタとする。

この構成で、トラクタを操縦する作業者が作業を中断或いは終了した後に、ＤＰＦ手動再生スイッチ１７０をオン操作して、確実にＤＰＦ１６３の再生を行って次回の作業開始に備える。

請求項１乃至請求項３の発明で、作業走行中にＤＰＦ１６３の自動再生処理が行われる機会を増やすことで、手動再生処理のために作業を中断することが少なくなる。
請求項４或いは請求項５の発明で、ＤＰＦ１６３の手動再生処理が必要なことをトラクタの操縦者が知り易く、ＤＰＦ手動再生スイッチ１７０で確実に再生処理を行う。

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 （ａ）排気ガス処理模式図、（ｂ）ＰＭ焼却の別実施例断面図 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

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やその他の機器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ＥＣＵ１２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）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７と図８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７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７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６）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７）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７）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。
排気ガス処理装置は、図４（ａ）に示す如く、コモンレール式ディーゼルエンジンＥにおいて、排気マニホールド１６０に接続したターボ過給器１６１のタービン側から延設した排気管に、ＤＯＣ（酸化触媒）１６２の下流側にＤＰＦ１６３を配置した排ガスを浄化する後処理装置Ｆを接続すると共に、ＤＰＦ１６３の上流側と下流側との圧力差を計測する差圧計１６４を設置し、ＤＯＣ１６２の直前に排気ガスの温度を検出する排気ガスセンサ１５７を設ける。また、ターボ過給器１６１のコンプレッサ側に設けた吸気管に吸入空気流量を計測するエアフローメーター１６５を接続して構成する。なお、１６６は吸気マニホールド、１６７はＥＧＲクーラー、１６８はＥＧＲバルブを示す。

また、ＤＰＦ１６３の手動再生（無負荷強制再生）時には、吸気絞りにより排気ガス温度を上昇させ、アフター噴射によりＤＯＣ１６２の温度を上昇させポスト噴射によりＤＰＦ１６３の温度を５００度以上に上昇させる作用を行わせるが、この手動再生時には走行を停止して作業を中断する必要がある。

このため、作業中に排気温度を上げて自動再生が行えるように、排気ガスセンサ１５７が検出する排気ガスの温度が５００度以下の場合には、メータパネル１１７に設ける推奨変速段表示手段１５８に推奨走行変速段１５８ａとＰＴＯ変速段１５８ｂを表示して、操縦者が推奨変速段表示手段１５８に表示の変速段にすることでエンジンＥに負荷を加えて排気温度が上昇するようにする。

また、排気ガスの温度を上昇させる手段として、ロータリ作業機を装着している場合に耕耘爪とロータリカバーの間隔を狭めて駆動負荷を加えることで行っても良い。
また、エンジンＥの起動時にＤＰＦ１６３の手動再生を行う場合には、エンジンＥの暖気を早めるために四気筒エンジンであれば二気筒への燃料供給を断つか絞って、エンジン負荷を増大するようにしても良い。

また、図４（ｂ）に示す如く、ＤＰＦ１６３に至る排気経路直前に、排気管１７５からバイパス管１７７を設けると共に排気管１７５にバタフライ弁１７６を設けて、再生処理時に、バタフライ弁１７６を閉じて排気ガスをバイパス管１７７に導き、バーナー１７８の炎で排気ガスを燃焼室１７９で燃やして排気ガスの温度を上昇させるようにすることも出来る。

このＤＰＦ１６３の手動再生と自動再生の切換は、制御切換スイッチ１５９の切換操作で行い、自動再生にすると前記の推奨変速段表示手段１５８に表示の変速段に自動的に変速して自動再生の行い易い排気ガス温度になるようにする。

なお、ＤＰＦ１６３に蓄積するＰＭの残留量は、エンジン回転と燃料噴射量の関係で流入ＰＭ量をマップ化すると共に、エンジン回転と排気温度の関係で燃焼ＰＭ量をマップ化して、両マップから（残留ＰＭ量＝流入ＰＭ量−燃焼ＰＭ量）の関係式で算出することが出来る。この際に、ＤＯＣ（酸化触媒）が働かない低温状態では、燃焼ＰＭ量の減算を行わないことで、正確に残留ＰＭ量を算出できる。

さらに、流入空気量と前記差圧計１６４で計測する差圧との関係でＰＭ量をマップ化して、差圧から残留ＰＭ量を推測出来るが、この推測値と前記の計算残留ＰＭ量とを比較し、より多い残留ＰＭ量の方で警告し制御することで安全に制御できる。

前記のＤＯＣ１６２をＥＧＲクーラー１６７の前に設けると、ＤＯＣによりＮＯ２が生成され、３５０度付近でＰＭが再生除去出来るためにＥＧＲ機能を維持出来る。
また、ＤＰＦ１６３にＰＭ、特にアッシュが詰まるとＤＰＦ１６３を清掃（交換）する必要が生じるが、このような状態が突発的に発生すると、農作業機の場合、作業性が損なわれ、シーズン中にこれら手間の掛かる作業が発生することは好ましくないものである。

このため、強制再生実施後のＤＰＦ１６３上流側の圧力が基準値以上になった場合、１ステップ閾値（軽警告）では、シーズン終了時にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させ、２ステップ閾値（重警告）では、作業終了時にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させ、３ステップ閾値（異常）では、即座にアッシュ清掃（交換）を促す警告メッセージを表示させる。このように、数段階で警告メッセージを表示させてＤＰＦ１６３のアッシュ清掃を行うことにより、作業中断の発生を未然に防止することができる。

なお、排気ガス中のＮＯｘを尿素水溶液を使って除去する排ガス処理装置を設けた場合には、尿素水溶液のタンクが空になるとメータパネル１１７に警告表示を行い、作業終了後に走行モードに移行してエンジンＥを停止すると、尿素水溶液を補充しないかぎりエンジンＥの再起動が出来ないようにしたり、エンジンＥが起動しても作業機を駆動するＰＴＯ軸の駆動を出来ないようにしたり、作業機を昇降する油圧シリンダを作動しないようにしたりする。その際に、ロータリやフロントローダ等の作業機は走行に支障の無い位置で固定する。また、尿素水溶液を補充しないと走行モードから作業モードに移行できなくする。

図５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８は、メータパネル１１７の拡大図である。図９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１０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。

データ表示部１４の下側には、ＤＰＦ１６３の自動再生制御の際に表示する推奨変速段表示部１５８を設けて推奨走行変速段１５８ａと推奨ＰＴＯ変速段１５８ｂを表示し、ＰＭ堆積警告表示部１７１にＰＭ堆積量を段階的に色分けで表示するようにしている。

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１０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、ＤＰＦ１６３の自動再生と手動再生を選択する再生制御切換スイッチ１５９とＤＰＦ手動再生スイッチ１７０トを設け、さらに、走行状態を後輪のみの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する走行切換スイッチ１５５を設けている。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６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７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、排気ガスセンサ１５７から排気ガスの温度が入り、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し、再生制御切換スイッチ１５９からＤＰＦ１６３の自動再生と手動再生の切換信号が入力する。

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。

トラクタ１５を電気駆動やハイブリッド駆動にした場合には、ロータリ作業機の耕耘負荷を軽くするために、ロータリの回転が車体の推進力として作用するように、耕耘深さを制限する。

エンジンの吸排気用バルブの開閉をカムシャフトの回転で行う吸排気システムの場合に、回転速度によってカムシャフトを油圧でスライドして、カムシャフトをリフトするカムの高さを変更することで、低速回転から高速回転まで吸入空気の流速を速く出来て吸排気を最適化出来る。

その他の産業機械にも適用可能である。

１１７ メータパネル
１５７ 排気ガスセンサ
１５８ａ 推奨走行変速段
１５８ｂ 推奨ＰＴＯ変速段
１５９ 制御切換手段
１６３ ＤＰＦ
１７０ ＤＰＦ手動再生スイッチ
１７１ ＰＭ堆積警告表示

Claims (5)

1. 排気ガスの温度を検出する排気ガスセンサ（１５７）を設け、該排気ガスセンサ（１５７）で検出する排気ガス温度が所定温度以下ではＤＰＦ（１６３）の自動再生処理に適した推奨走行変速段（１５８ａ）と推奨ＰＴＯ変速段（１５８ｂ）を表示すべくしたことを特徴とするトラクタ。
2. 排気ガスセンサ（１５７）で検出する排気ガス温度が所定温度以下では、自動的にＤＰＦ（１６３）の自動再生処理に適した推奨走行変速段（１５８ａ）と推奨ＰＴＯ変速段（１５８ｂ）に変速すべくしたことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. 排気ガスセンサ（１５７）で検出する排気ガス温度が所定温度以下でＤＰＦ（１６３）の自動再生処理に適した推奨走行変速段（１５８ａ）と推奨ＰＴＯ変速段（１５８ｂ）を表示する状態と自動的に前記推奨走行変速段（１５８ａ）と推奨ＰＴＯ変速段（１５８ｂ）に切換える状態に切換える制御切換手段（１５９）を設けたことを特徴とする請求項２に記載のトラクタ。
4. 前記ＤＰＦ（１６３）への粒状化物質（ＰＭ）の堆積状態を段階的に表示するＰＭ堆積警告表示（１７１）をメータパネル（１１７）に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載のトラクタ。
5. 前記ＤＰＦ（１６３）を再生処理するＤＰＦ手動再生スイッチ（１７０）をＰＭ堆積警告表示（１７１）の近くに設けたことを特徴とする請求項４に記載のトラクタ。

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