JP5062837B2 - エンジン出力構造 - Google Patents

Description

出力回転数を変化させるガバナ機構及び前記ガバナ機構を作動させるガバナアクチュエータを有するエンジンと、人為操作可能なエンジン出力操作部材と、前記エンジン出力操作部材の操作位置を検出する操作位置検出センサと、前記操作位置検出センサからの検出信号に基づき前記ガバナアクチュエータの作動制御を行う制御装置とを備えた作業車輌に適用されるエンジン出力制御構造に関する。

トラクタ等の作業車輌におけるエンジン出力制御構造として、ガバナ機構を有するエンジンと、前記ガバナ機構を人為操作するためのエンジン出力操作部材とを有し、前記エンジンから駆動輪へ至る走行系伝動経路に介挿されたクラッチ装置及び多段変速装置に伝達するものが公知である。
前記ガバナ機構を人為操作するためのエンジン出力操作部材としては、所定の操作位置でレバー位置が保持される（所定のエンジン出力が保持される）スロットルレバー（ハンドアクセルレバー）及び非操作時には最小出力側（アイドリング側）に自動復帰するスロットルペダル（フートアクセルペダル）を備えているものが公知である（例えば、特許文献１参照）。また、多段変速装置は、当該多段変速装置を人為操作するための変速レバーを用いて人為操作される。

このような従来のエンジン出力制御構造においては、走行中は、前記エンジン出力操作部材の操作位置変化に伴ってエンジン回転数がリニアに変化するように制御されていた。このとき、エンジン出力操作部材の急操作を行うと、エンジン回転数の急激な増加又は減少が生じ、作業車輌が急激な姿勢変化を起こして走行がギクシャクする場合があった。
また、作業時においては、エンジン回転数は略一定に制御されていたため、作業負荷に応じて走行速度が増減される場合があった。
特開平９−２５０３６５号公報

本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、作業車輌を姿勢安定且つ所望の走行速度に調整可能なエンジン出力制御構造の提供を一の目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係るエンジン出力制御構造は、出力回転数を変化させるガバナ機構及び前記ガバナ機構を作動させるガバナアクチュエータを有するエンジンと、人為操作可能なエンジン出力操作部材と、人為操作可能な走行モード選択部材と、前記エンジン出力操作部材の操作位置を検出する操作位置検出センサと、前記操作位置検出センサからの検出信号に基づき前記ガバナアクチュエータの作動制御を行う制御装置とを備えた作業車輌に適用されるエンジン出力制御構造であって、前記走行モード選択部材は、路上走行モード、圃場走行モード及び作業走行モードを選択可能とされており、前記制御装置には、前記エンジンの出力回転数に関し所定のフィルタ定数によって決定される制御関数と、選択された走行モードに応じたフィルタ定数とが記憶されており、前記制御装置は、前記エンジン出力操作部材の第１操作位置から第２操作位置への操作に応じて、前記エンジン出力操作部材の第１操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第１回転数と前記エンジン出力操作部材の第２操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第２回転数と前記フィルタ定数とに基づいて、前記制御関数を用いて時間に対する目標エンジン回転数を算出し、算出された前記目標エンジン回転数に基づいて前記ガバナアクチュエータを作動制御するように構成され、前記作業走行モード、前記圃場走行モード及び前記路上走行モードの順に減速時のエンジン回転数の落ち方が緩やかになるように、この順番で減速時における前記フィルタ定数が大きく設定されていることを特徴とするものである。

上記構成のエンジン出力制御構造によれば、制御装置がエンジン出力操作部材の操作位置に対応してガバナアクチュエータを所定の作動位置に制御することにより、エンジンの出力回転数が所定の回転数となるようにガバナ機構が作動制御される。
本発明に係るエンジン出力構造においては、路上走行モード、圃場走行モード及び作業走行モードを人為操作によって選択可能な走行モード選択部材が備えられており、エンジン出力操作部材を第１操作位置から第２操作位置へと操作すると、制御装置により、予め記憶されている制御関数に、前記第１操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第１回転数と前記第２操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第２回転数と選択された走行モードに応じた所定のフィルタ定数とが入力されて時間に対する目標エンジン回転数が算出される。
そして、制御装置は、エンジンの出力回転数が算出された目標エンジン回転数となるようにガバナアクチュエータを作動制御する。
ここで、前記作業走行モード、前記圃場走行モード及び前記路上走行モードの順に減速時のエンジン回転数の落ち方が緩やかになるように、この順番で減速時における前記フィルタ定数が大きく設定されている。

このように、エンジン出力操作部材の操作に対応したエンジン回転数の変更制御の際に、制御関数を用いることにより、エンジンの出力回転数の急な減少又は増加を緩和することができる。従って、エンストや車速の急な減速又は加速を防止することができ、走行フィーリングを向上させて、オペレータの意思に合致させることができる。
特に、作業走行時においてはできるだけエンジン出力操作部材の操作に対してエンジン回転数をリニアに制御しつつ、路上走行時においてはエンジン出力操作部材の操作解除の際にエンジン回転数が急激に減少して走行安定性が損なわれることを有効に防止できる。

好ましくは、前記制御装置は、前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化した場合の前記エンジンの出力回転数と前記目標エンジン回転数とを比較して前記エンジン出力操作部材への操作が加速操作か減速操作かを判別し、前記加速操作の場合には、前記エンジンの出力回転数が前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化するように前記ガバナアクチュエータを作動制御する。

この場合、エンジン出力操作部材が操作された際、制御装置は、前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化した場合の前記エンジンの出力回転数と前記目標エンジン回転数とを比較して、前記エンジン出力操作部材への操作が加速操作か減速操作かを判別する。
そして、前記制御装置は、加速操作と判別した場合には、前記エンジンの出力回転数が前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化するように前記ガバナアクチュエータを作動制御する。一方、前記制御装置は、減速操作と判別した場合には、前記制御関数に基づいた目標エンジン回転数となるようにガバナアクチュエータを制御する。
これにより、車速の急激な減少により走行フィーリングが悪化する減速操作においては、制御関数に基づいたエンジン出力制御を行う一方で、よりダイレクトな加速感を得ることが好ましい加速操作においては、前記制御関数を用いることなく線形にエンジン出力制御を行うことにより、より走行フィーリングを向上させることができる。

好ましくは、前記走行モード選択部材は、操作軸回り一方側から他方側への操作に応じて前記フィルタ定数を徐々に大きく変更するフィルタ定数変更部材としても作用するように構成され、前記操作軸回り一方側から他方側へ順に、前記作業走行モードを選択する位置、前記圃場走行モードを選択する位置及び前記路上走行を選択する位置が配置される。

この場合、前記走行モード選択部材によって路上走行モード、圃場走行モード及び作業走行モードの選択を行いつつ、所望のフィルタ定数への変更を行うことができる。例えば、前記走行モード選択部材を路上走行位置に設定した上で、路面状況や好みに合わせて前記走行モード選択部材を微調整してフィルタ定数を所望値に設定することができる。

本発明に係るエンジン出力制御構造によれば、エンジン出力操作部材の操作に対応したエンジン回転数の変更制御の際に、制御関数及びフィルタ定数を用いることにより、エンジンの出力回転数の急な減少又は増加を緩和することができる。従って、エンストや車速の急な減速又は加速を防止することができ、走行フィーリングを向上させて、オペレータの意思に合致させることができる。この結果、燃費も向上させることができる。
さらに、走行モード選択部材によって選択可能な作業走行モード、圃場走行モード及び路上走行モードの順に減速時のエンジン回転数の落ち方が緩やかになるように、この順番で減速時におけるフィルタ定数が大きく設定されているので、作業走行時においてはできるだけエンジン出力操作部材の操作に対してエンジン回転数をリニアに制御しつつ、路上走行時においてはエンジン出力操作部材の操作解除の際にエンジン回転数が急激に減少して走行安定性が損なわれることを有効に防止できる

以下、本発明に係るエンジン出力制御構造の好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン出力制御構造が適用されたトラクタ１の左側面図である。また、図２は、図１のトラクタ１の伝動機構を示す図である。

作業車輌であるトラクタ１は、図１及び図２に示すように、駆動源であるエンジン１０からの動力を伝動部２０を介して出力部３０へ伝達するように構成されている。
本実施の形態においては、前記トラクタ１は、前記出力部３０として駆動車軸３１及びＰＴＯ軸２９を有している。
従って、前記伝動部２０は、前記エンジン１０からの動力を駆動車軸３１へ伝達するとともに、前記ＰＴＯ軸２９へも伝達するように構成されている。

前記トラクタ１の伝動部２０には、走行系伝動機構として、前後進切替え装置３と、高低速切替え装置１３と、主変速装置１６と、副変速装置１９とを備えており、これらの装置は直列接続されている。
前記前後進切替え装置３は、エンジン１０の出力軸となる原動軸８と該原動軸８に平行（図示の形態においては下方）に配置された従動軸９との間に配設されている。前記高低速切替え装置１３は、従動軸９の延長線上に配置され該従動軸９に連結された駆動軸４７と原動軸８の延長線上に配置された中空の従動軸１２との間に配設されている。
前記主変速装置１６は、従動軸１２の延長線上に配置され該従動軸１２に連結された中空の駆動軸１４と駆動軸４７の延長線上に配置された従動軸１５との間に配設されている。
前記副変速装置１９は、従動軸１５及び該従動軸１５に作動的に連結された中空のカウンタ軸１７と、前記従動軸１５の延長線上に配置されたプロペラ軸１８との間に配設されている。なお、前記中空カウンタ軸１７は、前記駆動軸１４の延長線上に配置されている。
前記プロペラ軸１８の後端には、左右後輪用のデファレンシャルギヤ機構の入力傘歯車４９に対し噛合される小傘歯車２１が設けられている。また、伝動部２０の底部には、副駆動軸である前車軸３２へ向けて回転動力を出力する前輪駆動力取出し軸２３が配設されており、該前輪駆動力取出し軸２３は、前輪駆動クラッチ２４を介して、前記プロペラ軸１８に接続されている。

また、前記トラクタ１の伝動部２０には、ＰＴＯ系伝動機構として、前端が原動軸８に対し連結された伝動軸２５であって、前記中空従動軸１２、中空駆動軸１４及び中空カウンタ軸１７を貫通する伝動軸２５と、該伝動軸２５の後端に連結するように配設された伝動軸２６と、該伝動軸２６の延長線上に配置された他の伝動軸２７と、前記伝動軸２６及び伝動軸２７の間に配設されたＰＴＯクラッチ２８と、前記伝動軸２７と平行（図示の形態においては下方）に配設され、後端が伝動部２０から後方に延出されたＰＴＯ軸２９と、前記伝動軸２７及びＰＴＯ軸２９の間に配設された３段の変速段を有するＰＴＯ変速装置５０とを備えている。

前後進切替え装置３は、原動軸８に遊嵌された２個の歯車３４，３５と、従動軸９に固定された２個の歯車３６，３７とを有している。歯車３４，３６は直接に噛合させ、且つ、歯車３５，３７は中間のアイドラ歯車（図示せず）を介して噛合されている。
前後進切替え装置３は、さらに、歯車３４，３５の間において原動軸８に固定設置された前進用油圧クラッチ４０Ｆ及び後進用油圧クラッチ４０Ｒを有している。前進用油圧クラッチ４０Ｆ及び後進用油圧クラッチ４０Ｒは、共通のクラッチシリンダ内に設けられる。
各油圧クラッチ４０Ｆ，４０Ｒは、それぞれ周知の摩擦多板式クラッチとされている。かかる構成において、前進用油圧クラッチ４０Ｆをクラッチ係合状態として歯車３４を原動軸８に作動的に連結させると、従動軸９が車輌前進方向に回転する。逆に、後進用油圧クラッチ４０Ｒをクラッチ係合状態として歯車３５を原動軸８に作動的に連結させると、従動軸９が車輌後進方向に回転する。

高低速切替え装置１３は、駆動軸４７に遊嵌された２個の歯車４３，４４と、従動軸１２に固定された２個の歯車４５，４６とを備えている。前記歯車４３，４４は、それぞれ、前記歯車４５，４６と噛合されている。
高低速切替え装置１３は、さらに、歯車４３，４４の間に位置するように、駆動軸４７に配設された高速用油圧クラッチ４８Ｈ及び低速用油圧クラッチ４８Ｌを備えている。高速用油圧クラッチ４８Ｈ及び低速用油圧クラッチ４８Ｌは、駆動軸４７に固定設置された共通のクラッチシリンダを備えている。高速用油圧クラッチ４８Ｈ及び低速用油圧クラッチ４８Ｌは、それぞれ周知の摩擦多板式クラッチとされている。

駆動軸４７には、高速用油圧クラッチ４８Ｈ及び低速用油圧クラッチ４８Ｌに共通させた作動油通路が設けられており、当該作動油通路に圧油を供給した場合としない場合とで高速用油圧クラッチ４８Ｈ又は低速用油圧クラッチ４８Ｌの何れか一方が択一的に係合される。

本実施形態の高低速切替え装置１３は、油圧クラッチ４８Ｈ，４８Ｌに対し油圧を作用させると、高速用油圧クラッチ４８Ｈが係合し且つ低速用油圧クラッチ４８Ｌが解放され、且つ、油圧クラッチ４８Ｈ，４８Ｌに対し油圧の作用を解除すると、高速用油圧クラッチ４８Ｈが解放され、且つ、低速用油圧クラッチ４８Ｌが係合するように、構成されている。

前記主変速装置１６は、図２に示すように、駆動軸１４に固定された３個の歯車５３，５４，５５と、従動軸１５に遊嵌された３個の歯車５６，５７，５８とを備えている。前記固定歯車５３〜５５は、対応する前記遊嵌歯車５６〜５８と噛合されている。
さらに、前記主変速装置１６は、歯車５６，５７間及び歯車５６，５８間に位置するように従動軸１５に設けられた２個の複式同期クラッチ６１，６２を備えており、歯車５６〜５８を選択的に従動軸１５に結合させることにより、３段の変速を得るように構成されている。

前記副変速装置１９は、図２に示すように、従動軸１５からカウンタ軸１７へ減速接続する歯車列６４，６５と、該カウンタ軸１７に固定された２個の歯車６６，６７と、このうちの小径側の歯車６７に対し減速歯車機構６８を介し接続された歯車６９であって、カウンタ軸１７以外に支持された歯車６９と、歯車６９，６７とそれぞれ噛合されるようにプロペラ軸１８に遊嵌された歯車７０，７１と、前記歯車７０，７１をプロペラ軸１８に対し選択的に結合させる複式クラッチ７２と、歯車６６と噛合するように、プロペラ軸１８に遊嵌された歯車７３と、歯車７３をプロペラ軸１８に対し結合する位置とプロペラ軸１８を従動軸１５に対し直結する位置と中立位置とに操作される複式クラッチ７４とを備えている。
かかる構成の副変速装置１９は、複式クラッチ７４を中立位置に位置させた状態で複式クラッチ７２により歯車７１をプロペラ軸１８に相対回転不能に結合させた１速と、複式クラッチ７４を中立位置に位置させた状態で複式クラッチ７２により歯車７０をプロペラ軸１８に相対回転不能に結合させた歯車６７，７０を噛合させた２速と、複式クラッチ７４によりプロペラ軸１８を歯車７３に結合させた３速と、複式クラッチ７４によりプロペラ軸１８を従動軸１５に直結させた４速とに応じた回転速度をプロペラ軸１８に選択的に得ることができる。

ここで、前記トラクタ１のエンジン出力制御構造について説明する。
図３に、図１のトラクタ１におけるエンジン出力制御構造の構成図を示す。

本実施形態において、前記エンジン１０には、図３に示すように、電子ガバナ機構７０１が設けられており、電子ガバナ機構７０１の作動に応じて前記エンジン１０の出力（回転数）が変更される。前記電子ガバナ機構７０１は、制御装置７００からの制御信号に基づいてガバナアクチュエータ７０２によって作動する。
前記エンジン１０の出力変更操作は、スロットルペダルやスロットルレバー等のエンジン出力操作部材７０３を人為操作することにより行われる。前記エンジン出力操作部材７０３の操作量は、当該エンジン出力操作部材７０３の操作位置を検出する操作位置検出センサ７０４により電気信号に変換され、前記ガバナアクチュエータ７０２の作動制御を行う前記制御装置７００に送信される。

前記エンジン出力操作部材７０３をスロットルペダルにて構成した場合、当該エンジン出力操作部材７０３は、操作軸７０５回りに操作可能に構成され、弾性部材等により操作軸７０５回り一方側に付勢されることにより、前記弾性部材等の付勢力により初期位置（例えば、最低出力位置）に保持されており、前記付勢力に抗して前記エンジ出力操作部材７０３を操作する（スロットルペダルを踏み込む）ことにより、操作軸７０５回り他方側の最大操作位置（例えば、最大出力位置）まで操作可能に構成される。
前記操作位置検出センサ７０４は、前記エンジン出力操作部材７０３の操作軸７０５回りの回転角度を検出するポテンショセンサ等により実現される。

前記制御装置７００には、エンジン出力操作部材７０３の操作位置と前記ガバナアクチュエータ７０２の作動位置との対応関係を記憶したデータと、前記エンジン１０の出力回転数Ｒに関し、所定の変更可能なフィルタ定数Ｔによって決定される制御関数Ｆとが記憶されている。
前記トラクタ１は、エンジン出力制御構造として、前記フィルタ定数Ｔを変更するための人為操作可能なフィルタ定数変更部材７０６を備えている。
前記フィルタ定数変更部材７０６は、操作軸回り回転可能なポテンショセンサ（図示せず）を有し、前記フィルタ定数変更部材７０６の操作量がポテンショセンサで検出され、電気信号に変換されて、前記制御装置７００に送信される。

ここで、前記制御装置７００は、前記エンジン出力操作部材７０３の第１操作位置から第２操作位置への操作に応じて、前記エンジン出力操作部材７０３の第１操作位置に対応した前記エンジン１０の出力回転数である第１回転数Ｒ１と、前記エンジン出力操作部材７０３の第２操作位置に対応した前記エンジン１０の出力回転数である第２回転数Ｒ２と、前記フィルタ定数Ｔとに基づいて、前記制御関数Ｆを用いて時間に対する目標エンジン回転数Ｒｏを算出し、算出された前記目標エンジン回転数Ｒｏに基づいて前記ガバナアクチュエータ７０２を作動制御する。
図４に、本実施形態におけるエンジン出力制御構造の制御フローを示す。

図４に示すように、エンジン出力操作部材７０３を第１操作位置から第２操作位置へと操作すると（ステップＳ１）、前記制御装置７００は、操作位置検出センサ７０４を介してエンジン出力操作部材７０３の第1操作位置に対応する第１回転数Ｒ１と、第２操作位置に対応する第２回転数Ｒ２とを検出する（ステップＳ２）。

また、制御装置７００は、フィルタ定数変更部材７０６から入力設定されているフィルタ定数Ｔを検出する（ステップＳ３）。

制御装置７００は、予め記憶されている制御関数Ｆを読み出し、当該制御関数Ｆに前記エンジン１０の第１回転数Ｒ１、第２回転数Ｒ２と前記フィルタ定数Ｔとを入力することにより、時間に対する目標エンジン回転数Ｒｏを算出する（ステップＳ４）。

図５及び図６に、減速時及び加速時において前記制御関数Ｆより算出された時間に対する目標エンジン回転数Ｒｏのグラフを示す。
図５及び図６に示すように、本実施形態の制御関数Ｆとしては、一次遅れ関数（ローパスフィルタ）が適用される。一次遅れ関数である制御関数Ｆは、例えば、以下に示す伝達関数Ｇ（ｓ）を有している。
［数１］
Ｇ（ｓ）＝２πｆｃ／（ｓ＋２πｆｃ）
ここで、ｆｃは、カットオフ周波数である。

本実施形態においては、上記伝達関数がコンピュータである制御装置７００に適用可能とするために離散化している。即ち、伝達関数Ｇ（ｓ）を離散化した差分方程式は、以下のように表される。
[数２]
ｓＸｎ[０]＝ＩＮ−Ｄ１×ｓＸｎ[１]
ＯＵＴ＝Ｎ０×ｓＸｎ[０]＋Ｎ１×ｓＸｎ[１]
ここで、ＩＮには、エンジン出力操作部材７０３の操作に対して線形対応させた場合（前記制御関数Ｆ（ローパスフィルタ）を適用しなかった場合）のエンジン１０の目標エンジン回転数Ｒｍが入力される。即ち、前記ＩＮには、前記エンジン出力操作部材７０３の操作に応じて第１回転数Ｒ１から第２回転数Ｒ２まで変化する値が入力される。また、ＯＵＴは、制御関数Ｆに基づいて出力された（フィルタ処理後の）目標エンジン回転数Ｒｏである。また、ｓＸｎ[０]は、現在の中間変数であり、ｓＸｎ[１]は、１サンプリング前の中間変数である。
さらに、Ｄ１，Ｎ０，Ｎ１は、以下のように表される。
[数３]
Ｄ１＝（２π×ｆｃ×Δｔ）
Ｎ０＝０
Ｎ１＝２π×ｆｃ×Δｔ
ここで、Δｔは、サンプリング周期である。

前記差分方程式におけるフィルタ定数（一次遅れ関数の時定数）は、前記カットオフ周波数ｆｃ（ｆｃ＝１／２πＴ）として表現される。即ち、フィルタ定数変更部材７０６を操作することにより、前記差分方程式におけるカットオフ周波数ｆｃが変更入力されることとなる。
このカットオフ周波数ｆｃをフィルタ定数変更部材７０６を用いて変更することにより、図５及び図６に示すように、フィルタ定数Ｔが変化する結果、時間に対する目標エンジン回転数Ｒｏ、つまり、エンジン出力の制御特性が変更される。

本実施形態において、前記制御装置７００は、前記エンジン出力操作部材７０３の操作に対して線形に変化した場合（前記制御関数Ｆ（ローパスフィルタ）を適用しなかった場合）の前記エンジン１０の出力回転数（図５及び図６に破線で示す線形制御エンジン回転数Ｒｍ）と前記目標エンジン回転数Ｒｏとを比較して前記エンジン出力操作部材７０３への操作が加速操作（図６）か減速操作（図５）かを判別する（ステップＳ５）。

エンジン出力操作部材７０３の操作が加速操作又は減速操作の何れであるかの判別方法としては、エンジン出力操作部材７０３の操作開始後所定時間ｔｓ経過後における前記目標エンジン回転数Ｒｏの値が同時刻における前記線形制御エンジン回転数Ｒｍの値を上回るか否かで判別される。
即ち、前記所定時間ｔｓ経過後における前記目標エンジン回転数Ｒｏの値が同時刻における前記線形制御エンジン回転数Ｒｍの値を上回る場合（図５）は、減速時と判定され、下回る場合（図６）には、加速時と判定される。

この結果、図５に示すような減速操作の場合（ステップＳ５でＹｅｓ）には、算出された前記目標エンジン回転数Ｒｏに基づいてガバナアクチュエータ７０２が作動制御される（ステップＳ６）。
一方、図６に示すような加速操作の場合（ステップＳ５でＮｏ）には、前記エンジン１０の出力回転数が前記エンジン出力操作部材７０３の操作に対して線形に変化するように（図６における破線の値となるように）前記ガバナアクチュエータ７０２が作動制御される（ステップＳ７）。

このように、エンジン出力操作部材７０３の操作に対応したエンジン回転数Ｒの変更制御の際に、制御関数Ｆを用いるとともに、フィルタ定数変更部材７０６により走行態様や作業態様に応じて制御特性を調整することにより、エンジン１０の出力回転数Ｒの急な減少又は増加を緩和することができる。従って、エンストや車速の急な減速又は加速を防止することができ、走行フィーリングを向上させて、オペレータの意思に合致させることができる。この結果、燃費も向上させることができる。
また、特にＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）のような無段変速機構を有しないトラクタ１に適用した場合、無段変速装置を有しないにも拘らず、滑らかな車速の変更を行うことができる。

さらに、本実施形態においては、車速の急激な減少により走行フィーリングが悪化する減速操作において、制御関数Ｆに基づいたエンジン出力制御を行う一方で、よりダイレクトな加速感を得ることが好ましい加速操作においては、前記制御関数Ｆを用いることなく線形にエンジン出力制御を行うことにより、より走行フィーリングを向上させることができる。

ここで、前記フィルタ定数変更部材７０６の複数の実施態様について説明する。以下に挙げる実施態様の全てをトラクタ１に備えることとしてもよいし、何れか１つを備えることとしてもよい。また、下記に限定されることなく、同様の構成を有する他の態様を採用することとしてもよい。

まず、前記フィルタ定数変更部材７０６の第１の態様として、前記トラクタ１は、トラクタ１の走行状態に応じた走行モード（例えば、路上走行モード、圃場走行モード、及び作業走行モード等）を選択する走行モード選択部材を備え得る。

例えば、走行モード選択部材は、路上走行モード位置、圃場走行モード位置及び作業走行モード位置の何れかをとり得るように構成される。
この場合、前記走行モード選択部材を前記各モード位置の何れかへ切替操作することにより、前記走行モード選択部材により選択された走行モードに移行（車速制御等が変更される）し、前記制御装置７００は、前記選択された走行モードに応じて予め設定、記憶されている前記フィルタ定数Ｔに基づいて制御関数Ｆの制御特性を変更する（目標エンジン回転数Ｒｏを算出する）。

例えば、作業走行時においては、できるだけエンジン出力操作部材７０３の操作に対してエンジン回転数がリニアに変化することが望まれる。即ち、前記エンジン１０の駆動力により作業機の昇降機構（ローダ等）を油圧作動させる際に、エンジン１０の駆動力（出力回転数）を上げて作動油量を多くすることにより、短時間で昇降させる場合がある。このような場合には、前記フィルタ定数変更部材７０６として機能する走行モード選択部材を作業走行モード位置へ切替操作することにより、前記エンジン出力操作部材７０３の操作に対するエンジン出力をリニアに制御するべく、前記フィルタ定数Ｔを小さくすることが有効である。
また、例えば、路上走行時（高速走行時）においては、減速の際に、エンジン出力操作部材７０３の操作に対してエンジン回転数が緩やかに変化することが望まれる。即ち、エンジン出力操作部材７０３の操作を解除した場合（踏み込んでいたスロットルペダルから足を急に離した場合）、当該エンジン出力操作部材７０３の操作量が急激に減少するため、これに応じてエンジン１０の出力回転数も急激に減少させてしまうと、トラクタ１が急減速して走行安定性が損われる。このような路上走行時には、前記フィルタ定数変更部材７０６として機能する走行モード選択部材を路上走行モード位置へ切替操作することにより、前記エンジン出力操作部材７０３の操作に対するエンジン出力を緩やかに制御するべく、前記フィルタ定数Ｔを大きくすることが有効である。

このように、上記走行モードを備える場合、前記走行モード選択部材が操作される位置が作業走行モード位置、圃場走行モード位置、路上走行モード位置の順で減速時における前記フィルタ定数Ｔが大きく（エンジン回転数の落ち方が緩やかになるように）設定される。
従って、走行モードを選択することにより自動的に好適なエンジン出力特性を得ることができる。
なお、前記フィルタ定数変更部材７０６として機能する走行モード選択部材を備える場合であっても、当該走行モード選択部材とは別に、専用のフィルタ定数変更部材７０６を備えることとしてもよい。即ち、走行モード選択部材で選択される走行モードとは関係なく前記専用のフィルタ定数変更部材７０６を操作することで任意のフィルタ定数Ｔを設定することができる。
また、前記複数の走行モードは、一例であり、これらに限定されない。

前記フィルタ定数変更部材７０６の第２の態様として、前記トラクタ１は、前記フィルタ定数変更部材７０６に、トラクタ１の走行状態毎に適した設定位置が視認可能に付設され得る。

図７は、本実施形態におけるフィルタ定数変更部材７０６の構成例を示す図である。
例えば、フィルタ定数変更部材７０６は、運転席近傍（前方）の操作パネル面上に設けられ、図７に示すように、フィルタ定数変更部材７０６の操作軸に相対回転不能に固定された把持部７０６ａの周囲の操作パネル面に所定の走行状態（例えば、作業走行状態、圃場走行状態及び路上走行状態）毎に適した設定位置が指し示された指標パネル７０７が取り付けられる（操作パネル面上に直接印字等されてもよい）。

この場合、フィルタ定数変更部材７０６を操作する際、フィルタ定数変更部材７０６に付設されたトラクタ１の走行状態毎に適した設定位置に位置させることにより、トラクタ１の走行状態に好適なフィルタ定数Ｔが選択される。
しかも、フィルタ定数変更部材７０６は、当該指標パネルで指示された位置以外の位置へも操作可能であるため、一先ずフィルタ定数変更部材７０６を路上走行位置に設定した上で、路面状況や好みに合わせて再度フィルタ定数変更部材７０６を微調整することが可能である。
従って、入力するフィルタ定数Ｔの値をトラクタ１の走行状態や好みに合わせて容易に選択することができる。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
例えば、上記実施形態ではＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）のような無段変速装置を用いない構成について説明したが、前記ＨＳＴのような無段変速装置を備えた走行系伝達機構を有する作業車輌にも適用可能である。前記ＨＳＴを有する作業車輌においては、本発明のエンジン出力制御に加えて、前記エンジン出力に応じてＨＳＴの出力を自動制御することも可能である。これにより、エンジン１０の出力回転数とＨＳＴ出力との間で、回転数の急激な減少又は増加を緩和することができ、走行フィーリングをより向上させることができる。
また、上記実施形態においては、減速操作時においてのみ制御関数Ｆに基づいた目標エンジン回転数Ｒｏを採用することとしているが、加速操作時においても制御関数Ｆに基づいた目標エンジン回転数Ｒｏを採用することとしてもよい。この場合には、減速時と加速時とで異なるフィルタ定数Ｔを採用可能に構成することが好ましい。

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン出力制御構造が適用されたトラクタの左側面図である。 図２は、図１のトラクタの伝動機構を示す図である。 図３は、図１のトラクタにおけるエンジン出力制御構造の構成図である。 図４は、本実施形態におけるエンジン出力制御構造の制御フローである。 図５は、減速時において制御関数より算出された時間に対する目標エンジン回転数のグラフである。 図６は、加速時において制御関数より算出された時間に対する目標エンジン回転数のグラフである。 図７は、本実施形態におけるフィルタ定数変更部材７０６の構成例を示す図である。

１ トラクタ（作業車輌）
１０ エンジン
７００ 制御装置
７０１ ガバナ機構
７０２ ガバナアクチュエータ
７０３ エンジン出力操作部材
７０４ 操作位置検出センサ
７０６ フィルタ定数変更部材
Ｆ 制御関数
Ｒｏ 目標エンジン回転数
Ｒ１ 第１回転数
Ｒ２ 第２回転数
Ｔ フィルタ定数

Claims (3)

1. 出力回転数を変化させるガバナ機構及び前記ガバナ機構を作動させるガバナアクチュエータを有するエンジンと、人為操作可能なエンジン出力操作部材と、人為操作可能な走行モード選択部材と、前記エンジン出力操作部材の操作位置を検出する操作位置検出センサと、前記操作位置検出センサからの検出信号に基づき前記ガバナアクチュエータの作動制御を行う制御装置とを備えた作業車輌に適用されるエンジン出力制御構造であって、
   前記走行モード選択部材は、路上走行モード、圃場走行モード及び作業走行モードを選択可能とされており、
   前記制御装置には、前記エンジンの出力回転数に関し所定のフィルタ定数によって決定される制御関数と、選択された走行モードに応じたフィルタ定数とが記憶されており、
   前記制御装置は、前記エンジン出力操作部材の第１操作位置から第２操作位置への操作に応じて、前記エンジン出力操作部材の第１操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第１回転数と前記エンジン出力操作部材の第２操作位置に対応した前記エンジンの出力回転数である第２回転数と前記フィルタ定数とに基づいて、前記制御関数を用いて時間に対する目標エンジン回転数を算出し、算出された前記目標エンジン回転数に基づいて前記ガバナアクチュエータを作動制御するように構成され、
   前記作業走行モード、前記圃場走行モード及び前記路上走行モードの順に減速時のエンジン回転数の落ち方が緩やかになるように、この順番で減速時における前記フィルタ定数が大きく設定されていることを特徴とするエンジン出力制御構造。
2. 前記制御装置は、前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化した場合の前記エンジンの出力回転数と前記目標エンジン回転数とを比較して前記エンジン出力操作部材への操作が加速操作か減速操作かを判別し、
   前記加速操作の場合には、前記エンジンの出力回転数が前記エンジン出力操作部材の操作に対して線形に変化するように前記ガバナアクチュエータを作動制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力制御構造。
3. 前記走行モード選択部材は、操作軸回り一方側から他方側への操作に応じて前記フィルタ定数を徐々に大きく変更するフィルタ定数変更部材としても作用するように構成され、前記操作軸回り一方側から他方側へ順に、前記作業走行モードを選択する位置、前記圃場走行モードを選択する位置及び前記路上走行を選択する位置が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン出力制御構造。

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