トラクタ
【課題】二つの出力モードを有するエンジンにおいて、標準モードではトルク対応を主体とし、低燃費モードでは回転数を抑制して燃費低減を可能とする。
【解決手段】負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御を設定し、前記標準モードに切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御に自動的にガバナモードを変更する構成とし、前記低燃費モードに切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタの構成とする。
【解決手段】負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御を設定し、前記標準モードに切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御に自動的にガバナモードを変更する構成とし、前記低燃費モードに切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタの構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタに関し、特にエンジンの出力モード切替装置に関し、出力モードの切り替えに伴うＰＴＯ駆動の入りと切りによるガバナモードの変更を行うもの等の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械のエンジン制御装置は、等燃費曲線を表した燃料マップを用いてエンジンの燃費効率を考慮しながらエンジンを制御するものであるが、この燃料マップは単位時間当りのエンジン回転数とエンジントルクによる正味燃料消費量を示しているものである。
【０００３】
従来の燃料マップは、高トルクで燃費効率が最良となるように作られており、燃料消費量低減モード制御によってポンプトルク配分を低下させたり、又はエンジン回転数を低下させると燃費効率が悪くなる恐れがある。
【０００４】
一方、エンジン出力トルクカーブとポンプ吸収トルクカーブとを制御し、両者のマッチング点を、燃料マップにおいて燃料消費率が最小となる燃費最小点に近づける制御装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
しかし、このような制御装置は、単一の燃料マップを持つ単一のエンジン出力トルクカーブの一部を変形させるように制御しているが、エンジンそのものは低燃費モード仕様に変更されておらず、この点で燃費向上を図れる余地がある。
【０００５】
このため、スタンダードモードのエンジン出力トルクカーブを、燃料消費量低減モードのエンジン出力トルクカーブに切り替えると共に、これに伴って燃料マップを切り替えることにより、エンジンを確実に低燃費モード仕様に切り替えて燃費向上を図れるものが開示されている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３２８３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２３１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の如く、標準モード（スタンダードモード）と低燃費モード（燃料消費量低減モード）の二つの出力モードを有するものにおいて、特にトラクタでは、出力モードが低燃費モードの場合、ＰＴＯ駆動を入りにしたときはエンジン回転数上昇のレスポンスが敏感となって急加減速を生じ易く、燃費の低減を阻害するものとなっていた。
【０００８】
そこで本発明は、二つの出力モードを有するものにおいて、標準モードではＰＴＯ駆動の入りと切りによるトルク対応を主体とし、低燃費モードではＰＴＯの駆動入りと切りによるエンジン回転数の急加減速を抑制して燃費低減を可能にしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、標準モード（Ｓ）と低燃費モード（Ｆ）による二つの出力モードを有するエンジンを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御（ａ）と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御（ａ）よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御（ｂ）を設定し、
前記標準モード（Ｓ）に切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御（ｈ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御（ａ）に自動的にガバナモードを変更する構成とし、
前記低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御（ａ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御（ｂ）に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタとする。
【００１０】
このような構成により、モード切替スイッチを標準モード（Ｓ）に切り替えたときは、ＰＴＯ駆動が入り状態ではアイソクロナス制御（ｈ）に変更し、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ａ）に変更して作業を行わせることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施が可能となる。モード切替スイッチを低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときは、ＰＴＯ駆動が入り状態ではドループ制御（ａ）に変更して作業を行わせることにより、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップを設定することが可能になると共に、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ｂ）に変更して作業を行わせることにより、ドループ制御の傾きを緩やかにすることで、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、ＰＴＯ駆動が入り状態のときにおいて、標準モード（Ｓ）によるアイソクロナス制御（ｈ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替えた際に、負荷率が所定値以上では第３ドループ制御（ｃ）に自動的にガバナモードを変更させると共に、負荷率が所定値以下ではアイソクロナス制御（ｈ）に自動的にガバナモードを変更させることを特徴とした請求項１記載のトラクタとする。
【００１２】
このような構成により、ＰＴＯ駆動が入り状態のとき、モード切替スイッチを標準モード（Ｓ）に切り替え、アイソクロナス制御（ｈ）による中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になると共に、負荷が増加し始めると標準モード（Ｓ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替え、負荷率が所定値以上ではドループ制御（ｃ）に変更して、負荷の増大に伴い発生するエンジン回転数の低下による急激な負荷率の増加を防止することができ、負荷率が所定値以下のときは再びアイソクロナス制御（ｈ）への変更を行わせる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、上記作用の如く、標準モード（Ｓ）にてＰＴＯ駆動が入り状態ではアイソクロナス制御（ｈ）とし、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ａ）とすることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施が可能となる。また、低燃費モード（Ｆ）にてＰＴＯ駆動が入り状態ではドループ制御（ａ）とすることにより、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップによって作業を実施することで、オペレータが負荷変動を把握し易くできると共に、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ｂ）とすることにより、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止し、燃費を向上させることができる。このように、標準モード（Ｓ）に対する低燃費モード（Ｆ）の差別化を図ることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、上記作用の如く、ＰＴＯ駆動が入り状態のとき、標準モード（Ｓ）に切り替え、アイソクロナス制御（ｈ）による中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になることにより、オペレータが負荷状態を把握する必要が少なくなる。負荷が増加し始めると低燃費モード（Ｆ）に切り替え、負荷率が所定値以上ではドループ制御（ｃ）として、負荷の増大に伴いエンジン回転数が低下することで急激な負荷率増加の防止とオペレータによる負荷状態の把握が容易となり、負荷率が所定値以下となったときは再びアイソクロナス制御（ｈ）とすることで、負荷率の切替り境界に差を設けることによって、切替り境界付近で作業をした場合に発生し易い制御変更による不安定現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。
【図２】三種類の制御モードによるエンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図。
【図３】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、アイソクロナス制御ラインとドループ制御ａラインとドループの傾きが緩いドループ制御ｂラインの状態を示す線図。
【図４】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブの切り替えにおいて、ＰＴＯのＯＮ，ＯＦＦ状態により、ガバナモードをアイソクロナス制御からドループ制御ａに、ドループ制御ａからドループ制御ｂに各々自動的に変更させる状態を示す表図。
【図５】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、ＰＴＯがＯＮ状態のときに標準モードではアイソクロナス制御を行い、負荷が増加し始めると低燃費モードに切り替え負荷の増大によりドループ制御ｃに変更させる状態を示す線図。
【図６】ＰＴＯがＯＮ状態において、標準モードではアイソクロナス制御を行い、負荷が増加し始めると低燃費モードに切り替え、負荷率６０％以上でドループ制御ｃに変更し、負荷率が４０％以下では再びアイソクロナス制御に変更する手順を示すフローチャート。
【図７】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、低燃費モード時のガバナモードをドループ制御ｄとするガバナラインを、エンジン回転数が低く且つ全負荷に近い領域での傾きを二段的に大きくした状態を示す線図。
【図８】標準モードで作業を行っている場合に、エンジン負荷率とエンジン回転数の数値によって低出力の低燃費モードへの切り替えを禁止させる手順を示すフローチャート。
【図９】標準モードと低燃費モードとを自律的に選択切り替えするために、ＥＣＵに設定したデーターベースとしての作業情報の内容を示した表図。
【図１０】コモンレール式電子制御エンジンにおいて、エンジンが定格点付近で運転されている場合、アクセル開度をゼロに戻したときのエンジンの慣性と摩擦により回転数が低下するオーバラン状態時に、ＤＰＦの差圧を検知する時間当りの降下率を示す線図。
【図１１】コモンレール式電子制御エンジンにおいて、オーバラン状態時におけるＤＰＦの差圧を検知する際に、エンジン回転数及びエンジン負荷率に判定閾値を設定している状態を示す線図。
【図１２】（ａ）エンジンのＤＰＦケースからＤＰＦを取外した状態を示す斜視図。（ｂ）昼間に太陽光発電により発電した電力を蓄電池に蓄電を行い、夜間に蓄電池から電気炉に電流を流し、電気炉内の発熱によりＤＰＦの再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１３】夜間に乾燥機のバーナーからの熱風を利用し、籾や麦の乾燥と同時にＤＰＦの再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１４】熱線式ヒーターによって再生処理を行うＤＰＦを夜間等作業を行わないときに、２００ｖ電源系にＤＰＦケースに装着したままで通電を行い、加熱による再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１５】（ａ）トラクタにおいて、ＤＰＦの再生時には左右のハザードランプを左右交互か左右同時に点滅させる状態を示す正面図。（ｂ）トラクタにおいて、ＤＰＦの再生時には左右のハザードランプを左右交互か左右同時に点滅させる状態を示す側面図。
【図１６】（ａ）トラクタにおいて、エンジン上側の左右側面に各々円筒状のＤＰＦを車体の進行方向に沿う適宜長さ延長した状態を示す正面図。（ｂ）エンジン上側の左右側面に各々円筒状のＤＰＦを適宜長さ延長し、排出ガスを前方下側に排出させるマフラーを配設した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
標準モードＳと低燃費モードＦによる二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、通常のドループ制御によるアクセルマップを使ったドループ制御ａと、ドループの傾きが緩いアクセルマップを使ったドループ制御ｂとを設定する。
【００１７】
標準モードＳに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態ではアイソクロナス制御ｈに、ＯＦＦ状態ではドループ制御ａに各々自動的にガバナモードを変更させると共に、低燃費モードＦに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態ではドループ制御ａに、ＯＦＦ状態ではドループ制御ｂに各々自動的にガバナモードを変更させる。
【００１８】
また、標準モードＳと低燃費モードＦによる二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、ＰＴＯがＯＮ状態のとき、標準モードＳによるアイソクロナス制御ｈから低燃費モードＦに切り替えた際に、負荷率が所定値（略６０％程度）以上ではドループ制御ｃに自動的に変更させると共に、負荷率が所定値（略４０％程度）以下ではアイソクロナス制御ｈに自動的に変更させる。
【００１９】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
コモンレール式ディーゼルエンジンＥついて、図１のシステム図によりその概要を示す如く、コモンレール式（蓄圧式燃料噴射方式）とは、各気筒への燃料噴射を要求圧力に調整して供給するコモンレール１（蓄圧室）を介して行うものである。
【００２０】
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を介して該エンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ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に導かれ蓄えられる。
【００２１】
該コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒５の数分インジェクター６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各気筒５毎にインジェクター６が開弁作動して、高圧燃料が該エンジンＥの各燃焼室内に噴射供給され、各インジェクター６での余剰燃料（リターン燃料）は各燃料戻し管１０により共通の燃料戻し通路１０ａへ導かれ、この燃料戻し通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。
【００２２】
また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ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ＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料の燃料戻し通路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側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
【００２３】
具体的には、エンジン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。
【００２４】
農作業機に搭載したコモンレール式ディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示す如く、回転数と出力トルクの関係において、回転数の変動で出力も変動するドループ制御と、負荷が変動しても回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御と、アイソクロナス制御が負荷限界近くになると回転数を上昇させ出力を上げる重負荷制御とによる三種類の制御モードを設定している。
【００２５】
ドループ制御は走行モード（Ａ）として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、例えば、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、この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。
【００２６】
アイソクロナス制御は通常作業モード（Ｂ）として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるとき、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するものでオペレータが楽に操縦できる。
【００２７】
重負荷制御は重作業モード（Ｃ）として、特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクター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ようなことがない。
【００２８】
従来、ディーゼルエンジンでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジン特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。
【００２９】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１のシステムを用いることで、エンジンの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できる。
【００３０】
図３の線図及び図４の表図に示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦによるアクセルマップを有するエンジンの、二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチをトラクタに設けている。モード切替スイッチを標準モードＳに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態のときはガバナモードをアイソクロナス制御ｈに自動的に変更させ、中低負荷の作業において常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能となる。ＰＴＯがＯＦＦ状態のときはガバナモードをドループ制御ａに自動的に変更させることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施を可能にすることができる。
【００３１】
モード切替スイッチを低燃費モードＦに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態のときはガバナモードをドループ制御ａに自動的に変更させ、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップによって作業を実施することで、オペレータが負荷変動を把握し易くできると共に、ＰＴＯがＯＦＦ状態のときはガバナモードをドループの傾きが緩いアクセルマップを使ったドループ制御ｂに自動的に変更させることにより、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止し、燃費の向上を図ることができる。
【００３２】
また、図５の線図及び図６のフローチャートに示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦによるアクセルマップを有するエンジンの、二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチをトラクタに設け、ＰＴＯがＯＮ状態のとき、モード切替スイッチを標準モードＳに切り替え、ガバナモードがアイソクロナス制御ｈによる中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になることにより、オペレータが負荷状態を把握する必要が少なくなる。
【００３３】
そして、負荷が増加し始めると標準モードＳから低燃費モードＦに切り替え、負荷率が６０％以上のときはガバナモードをドループ制御ｃに変更して、負荷の増大に伴い発生するエンジン回転数の低下による急激な負荷率の増加を防止することが可能となり、オペレータに負荷状態を把握させ易くすることができる。負荷率が４０％以下となったときは再びガバナモードをアイソクロナス制御ｈに変更することにより、負荷率の切替り境界に差を設けることで、切替り境界付近で作業を行った場合に、常に変化している負荷率のため連続して発生する制御変更による不安定現象を防止することができる。
【００３４】
また、エンジンにおいて、低回転域では、高回転域とは異なり絶対的な出力が低いため、低燃費モードに切り替えた際の出力ダウンの影響が出易く、低燃費モードにより低回転域で作業を行う場合、負荷が増大したときに急激なエンジン回転数の低下を起こさないよう注意を行う必要がある。
【００３５】
このため、図７の線図に示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦの二つの出力モードのアクセルマップによるエンジンを有するトラクタにおいて、低燃費モードＦに切り替えてガバナモードをドループ制御ｄに変更するときは、低燃費モードＦ用のアクセルマップによるドループ制御ｄのガバナラインを、エンジン回転数が低く（アクセル開度が５０％以下）全負荷に近い領域での傾きを二段的に大きくすることにより、この傾きが大きいガバナラインによる一定のエンジン回転数では、少しの負荷率の増加に対してエンジン回転数が減少するため、ＰＴＯの回転数や車速が低下することにより負荷が大きく減少する。
このように、最大出力ポイントが低回転となる出力カーブとなるため、エンジン回転数がある一定以上は低下し難くなり、突然の回転ドロップを心配する必要がないようになる。
【００３６】
また、定格回転数付近を使用する作業では、低燃費モードに切り替えたとき出力不足により回転数が低下してしまっても、回転数域が高いためオペレータは標準モードに戻す余裕があるが、収穫作業において低回転を使用するような場合、低燃費モードに切り替えて出力が足りなかったときは一気にエンジン停止を起してしまう恐れがあり、停止してしまうと油圧を発生させることかできなくなるため危険であった。
【００３７】
このため、図８のフローチャートに示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦの二つの出力モードによるエンジンを有するトラクタにおいて、標準モードＳで作業を行っている場合に、エンジン負荷率の確認を行い、負荷率が８０％以上のときで、エンジン回転数の確認を行い、回転数が１６００ｒ／ｍ以下のときは低燃費モードＦへの切り替えを禁止し、オペレータにも禁止の告知を行わせる。
【００３８】
このように、エンジン負荷率とエンジン回転数の数値によって低出力の低燃費モードＦへの切り替えを禁止させることにより、エンジン停止を起してしまう恐れのある低回転を使った作業を安全に行うことができる。
【００３９】
また、低燃費モードを採用したエンジンを有するトラクタにおいて、この低燃費モードの切り替えはオペレータの手動操作になっており、選択にはオペレータの経験を必要とするものであった。
【００４０】
このため、エンジン特性を標準出力の標準モードＳと燃費重視の低燃費モードＦとに切り替え可能なトラクタ用エンジンにおいて、図９の表図に示す如く、作業機の種類，車速，ＰＴＯの速度等の作業情報を、自動検出可能なモード選択データベースＤとしてＥＣＵに設定し、この自動検出した作業情報を元に想定されるエンジン負荷率を予測し、この負荷率の予測により自律的に標準モードＳと低燃費モードＦとを選択切り替えすることにより、自律的に最適の出力モードを選択することができる。
【００４１】
また、エンジンの排気ガス後処理装置としてのＤＰＦの再生実施において、ＤＰＦ前後の差圧を再生実施の開始条件として設定する場合があるが、この差圧の設定では、アクセル開度を上げての作業運転中にはエンジン負荷によって回転数や負荷率は常に変動しＤＰＦの前後差圧も変動しており、同じＰＭの堆積状態でも高速域での全負荷では差圧は高くなり、低速域では通過するガス量が少なく差圧は低くなることから、運転状態による影響が大きく一概に差圧だけではＰＭ堆積量を推定することは困難であり、正確な再生実施の開始条件としての判断ができ難いものであった。
【００４２】
このため、コモンレール式電子制御エンジンにおいて、図１０の線図に示す如く、アクセル開度及びエンジン回転数の信号を監視する機能と、ＤＰＦの前後差圧を検知する機能とを有し、エンジンのオーバラン状態、即ち定格点付近で運転されている場合にアクセル開度をゼロに戻すと、エンジン制御としては燃料噴射量はゼロとなり、エンジンの慣性と摩擦により回転数が低下するという挙動となるが、この挙動はエンジンの特性や搭載条件によって確定されるものであり、それまでの運転状態に関係なく安定した挙動となるため、その挙動条件下で時間当り（Δｔ）の降下率（Δｐ）によってＤＰＦの差圧を検知すれば、絶対的なＰＭ堆積量の評価が可能となり、ＤＰＦ再生の実施可否判定に有効に利用できる。
【００４３】
また、前記の如く、エンジンの安定した挙動条件下で時間当り（Δｔ）の降下率（Δｐ）によってＤＰＦの差圧を検知する際に、図１１の線図に示す如く、判定実施の条件としてＤＰＦの差圧の変化が顕著となるよう、オーバラン突入直前の運転条件として、一定のエンジン回転数及びエンジン負荷率に各々設けた判定閾値を上回っていることの確認が行われたときは、絶対的なＰＭ堆積量の評価確度が一段と向上し、ＤＰＦ再生の実施可否判定がより一層有効に利用できる。
【００４４】
また、ＤＰＦの再生処理を実施するには、エンジンの排気ガス温度を上げる必要があり、温度を上げるために燃料の消費が大きく燃費が悪化していた。
このため、図１２（ａ），（ｂ）に示す如く、昼間に太陽光発電１５により発電した電力を蓄電池１６に蓄電を行い、夜間にＤＰＦ１７をエンジンのＤＰＦケース１８から取外して電気炉１９に装填し、昼間蓄電した蓄電池１６から電流を流し、電気炉１９内の発熱によりＤＰＦ１７のＰＭを燃焼させて再生処理の実施を行わせるものである。このように、太陽光発電１５によって蓄電された電力を利用してＤＰＦ１７の再生処理を実施することにより、効率が良く環境にも優しいＤＰＦ再生が可能となる。
【００４５】
また、前記の如き、太陽光発電１５による蓄電池１６に代えて、図１３に示す如く、夜間にＤＰＦ１７を籾や麦の乾燥を行う乾燥機２９のバーナー２０からの熱風を利用し、籾や麦の乾燥と同時にＤＰＦ１７のＰＭを燃焼させて再生処理の実施を行わせるものである。このように、乾燥機２９のバーナー２０を利用してＤＰＦ１７の再生処理を実施することにより、効率の良いＤＰＦ再生が可能となる。
【００４６】
また、ＤＰＦ１７の再生処理を実施するときに、前記の如くＤＰＦ１７をエンジンのＤＰＦケース１８から取外して再生を行うものではなく、図１４に示す如く、熱線式ヒーター２１によってＤＰＦ１７の再生処理を行うものであり、夜間等作業を行わないときに、該ヒーター２１によるＤＰＦ１７を、２００ｖ電源系にＤＰＦケース１８に装着したままの状態で接続して通電を行い、加熱による再生処理の実施を行わせるものである。
【００４７】
このように、本機を使用しない夜間を利用して、エンジンのＤＰＦケース１８に装着した状態でＤＰＦ１７の再生処理が可能になると共に、農機用の安価なＤＰＦシステムとして使用することができる。なお、ＤＰＦ１７の詰まりの判定は、ＥＣＵ２２により差圧センサ２３によるＤＰＦ１７の差圧モニターにて検知させる。
【００４８】
また、ＤＰＦの再生処理を行っているとき、オペレータに対しては運転席のランプやモニター等にて表示する機能は備えているが、車両周囲の作業者等に対して表示させるものはなかった。
【００４９】
このため、コモンレール式電子制御エンジンにおいて、従来のエンジンであれば、その作業形態によって負荷条件が想定でき、本体及び周囲が高温であることは容易に推定できたが、ＤＰＦの再生時には、例えエンジン負荷が低くても周囲や排気温度が高温状態となるため、火傷や火災等による不慮の事故発生が懸念される。特に車外にいるオペレータや周辺の作業者に知らしめることが安全面から必要であり、図１５（ａ），（ｂ）に示す如く、トラクタ２４におけるＤＰＦの再生時には、左右のハザードランプ２５を左右交互か左右同時に点滅させることで、車外に出たオペレータや周囲の作業者に知らしめることができ、安全面から十分に有効である。
【００５０】
また、図１６（ａ），（ｂ）に示す如く、トラクタ２６に搭載したエンジン２７において、このエンジン２７上側の左右側面に、各々円筒状のＤＰＦ２８を車体の進行方向に沿う状態で適宜長さ延設し、排出ガスを前方下側に排出させるようマフラー２８ａを配設することにより、次期排出ガス規制に対し、先行したＤＰＦ２８の配置やマフラー２８ａの配置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
機体に装着した作業機を駆動する車両にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｓ 標準モード
Ｆ 低燃費モード
ａ ドループ制御
ｂ ドループ制御
ｃ ドループ制御
ｈ アイソクロナス制御
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタに関し、特にエンジンの出力モード切替装置に関し、出力モードの切り替えに伴うＰＴＯ駆動の入りと切りによるガバナモードの変更を行うもの等の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械のエンジン制御装置は、等燃費曲線を表した燃料マップを用いてエンジンの燃費効率を考慮しながらエンジンを制御するものであるが、この燃料マップは単位時間当りのエンジン回転数とエンジントルクによる正味燃料消費量を示しているものである。
【０００３】
従来の燃料マップは、高トルクで燃費効率が最良となるように作られており、燃料消費量低減モード制御によってポンプトルク配分を低下させたり、又はエンジン回転数を低下させると燃費効率が悪くなる恐れがある。
【０００４】
一方、エンジン出力トルクカーブとポンプ吸収トルクカーブとを制御し、両者のマッチング点を、燃料マップにおいて燃料消費率が最小となる燃費最小点に近づける制御装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
しかし、このような制御装置は、単一の燃料マップを持つ単一のエンジン出力トルクカーブの一部を変形させるように制御しているが、エンジンそのものは低燃費モード仕様に変更されておらず、この点で燃費向上を図れる余地がある。
【０００５】
このため、スタンダードモードのエンジン出力トルクカーブを、燃料消費量低減モードのエンジン出力トルクカーブに切り替えると共に、これに伴って燃料マップを切り替えることにより、エンジンを確実に低燃費モード仕様に切り替えて燃費向上を図れるものが開示されている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３２８３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２３１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の如く、標準モード（スタンダードモード）と低燃費モード（燃料消費量低減モード）の二つの出力モードを有するものにおいて、特にトラクタでは、出力モードが低燃費モードの場合、ＰＴＯ駆動を入りにしたときはエンジン回転数上昇のレスポンスが敏感となって急加減速を生じ易く、燃費の低減を阻害するものとなっていた。
【０００８】
そこで本発明は、二つの出力モードを有するものにおいて、標準モードではＰＴＯ駆動の入りと切りによるトルク対応を主体とし、低燃費モードではＰＴＯの駆動入りと切りによるエンジン回転数の急加減速を抑制して燃費低減を可能にしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、標準モード（Ｓ）と低燃費モード（Ｆ）による二つの出力モードを有するエンジンを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御（ａ）と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御（ａ）よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御（ｂ）を設定し、
前記標準モード（Ｓ）に切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御（ｈ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御（ａ）に自動的にガバナモードを変更する構成とし、
前記低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御（ａ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御（ｂ）に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタとする。
【００１０】
このような構成により、モード切替スイッチを標準モード（Ｓ）に切り替えたときは、ＰＴＯ駆動が入り状態ではアイソクロナス制御（ｈ）に変更し、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ａ）に変更して作業を行わせることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施が可能となる。モード切替スイッチを低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときは、ＰＴＯ駆動が入り状態ではドループ制御（ａ）に変更して作業を行わせることにより、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップを設定することが可能になると共に、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ｂ）に変更して作業を行わせることにより、ドループ制御の傾きを緩やかにすることで、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、ＰＴＯ駆動が入り状態のときにおいて、標準モード（Ｓ）によるアイソクロナス制御（ｈ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替えた際に、負荷率が所定値以上では第３ドループ制御（ｃ）に自動的にガバナモードを変更させると共に、負荷率が所定値以下ではアイソクロナス制御（ｈ）に自動的にガバナモードを変更させることを特徴とした請求項１記載のトラクタとする。
【００１２】
このような構成により、ＰＴＯ駆動が入り状態のとき、モード切替スイッチを標準モード（Ｓ）に切り替え、アイソクロナス制御（ｈ）による中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になると共に、負荷が増加し始めると標準モード（Ｓ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替え、負荷率が所定値以上ではドループ制御（ｃ）に変更して、負荷の増大に伴い発生するエンジン回転数の低下による急激な負荷率の増加を防止することができ、負荷率が所定値以下のときは再びアイソクロナス制御（ｈ）への変更を行わせる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、上記作用の如く、標準モード（Ｓ）にてＰＴＯ駆動が入り状態ではアイソクロナス制御（ｈ）とし、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ａ）とすることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施が可能となる。また、低燃費モード（Ｆ）にてＰＴＯ駆動が入り状態ではドループ制御（ａ）とすることにより、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップによって作業を実施することで、オペレータが負荷変動を把握し易くできると共に、ＰＴＯ駆動が切り状態ではドループ制御（ｂ）とすることにより、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止し、燃費を向上させることができる。このように、標準モード（Ｓ）に対する低燃費モード（Ｆ）の差別化を図ることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、上記作用の如く、ＰＴＯ駆動が入り状態のとき、標準モード（Ｓ）に切り替え、アイソクロナス制御（ｈ）による中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になることにより、オペレータが負荷状態を把握する必要が少なくなる。負荷が増加し始めると低燃費モード（Ｆ）に切り替え、負荷率が所定値以上ではドループ制御（ｃ）として、負荷の増大に伴いエンジン回転数が低下することで急激な負荷率増加の防止とオペレータによる負荷状態の把握が容易となり、負荷率が所定値以下となったときは再びアイソクロナス制御（ｈ）とすることで、負荷率の切替り境界に差を設けることによって、切替り境界付近で作業をした場合に発生し易い制御変更による不安定現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コモンレールによる蓄圧式燃料噴射ディーゼルエンジンを示すシステム図。
【図２】三種類の制御モードによるエンジン回転数と出力トルクの関係を示す線図。
【図３】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、アイソクロナス制御ラインとドループ制御ａラインとドループの傾きが緩いドループ制御ｂラインの状態を示す線図。
【図４】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブの切り替えにおいて、ＰＴＯのＯＮ，ＯＦＦ状態により、ガバナモードをアイソクロナス制御からドループ制御ａに、ドループ制御ａからドループ制御ｂに各々自動的に変更させる状態を示す表図。
【図５】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、ＰＴＯがＯＮ状態のときに標準モードではアイソクロナス制御を行い、負荷が増加し始めると低燃費モードに切り替え負荷の増大によりドループ制御ｃに変更させる状態を示す線図。
【図６】ＰＴＯがＯＮ状態において、標準モードではアイソクロナス制御を行い、負荷が増加し始めると低燃費モードに切り替え、負荷率６０％以上でドループ制御ｃに変更し、負荷率が４０％以下では再びアイソクロナス制御に変更する手順を示すフローチャート。
【図７】標準モードと低燃費モードの二つの出力カーブによるアクセルマップにおいて、低燃費モード時のガバナモードをドループ制御ｄとするガバナラインを、エンジン回転数が低く且つ全負荷に近い領域での傾きを二段的に大きくした状態を示す線図。
【図８】標準モードで作業を行っている場合に、エンジン負荷率とエンジン回転数の数値によって低出力の低燃費モードへの切り替えを禁止させる手順を示すフローチャート。
【図９】標準モードと低燃費モードとを自律的に選択切り替えするために、ＥＣＵに設定したデーターベースとしての作業情報の内容を示した表図。
【図１０】コモンレール式電子制御エンジンにおいて、エンジンが定格点付近で運転されている場合、アクセル開度をゼロに戻したときのエンジンの慣性と摩擦により回転数が低下するオーバラン状態時に、ＤＰＦの差圧を検知する時間当りの降下率を示す線図。
【図１１】コモンレール式電子制御エンジンにおいて、オーバラン状態時におけるＤＰＦの差圧を検知する際に、エンジン回転数及びエンジン負荷率に判定閾値を設定している状態を示す線図。
【図１２】（ａ）エンジンのＤＰＦケースからＤＰＦを取外した状態を示す斜視図。（ｂ）昼間に太陽光発電により発電した電力を蓄電池に蓄電を行い、夜間に蓄電池から電気炉に電流を流し、電気炉内の発熱によりＤＰＦの再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１３】夜間に乾燥機のバーナーからの熱風を利用し、籾や麦の乾燥と同時にＤＰＦの再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１４】熱線式ヒーターによって再生処理を行うＤＰＦを夜間等作業を行わないときに、２００ｖ電源系にＤＰＦケースに装着したままで通電を行い、加熱による再生処理を実施する状態を示す作用図。
【図１５】（ａ）トラクタにおいて、ＤＰＦの再生時には左右のハザードランプを左右交互か左右同時に点滅させる状態を示す正面図。（ｂ）トラクタにおいて、ＤＰＦの再生時には左右のハザードランプを左右交互か左右同時に点滅させる状態を示す側面図。
【図１６】（ａ）トラクタにおいて、エンジン上側の左右側面に各々円筒状のＤＰＦを車体の進行方向に沿う適宜長さ延長した状態を示す正面図。（ｂ）エンジン上側の左右側面に各々円筒状のＤＰＦを適宜長さ延長し、排出ガスを前方下側に排出させるマフラーを配設した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
標準モードＳと低燃費モードＦによる二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、通常のドループ制御によるアクセルマップを使ったドループ制御ａと、ドループの傾きが緩いアクセルマップを使ったドループ制御ｂとを設定する。
【００１７】
標準モードＳに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態ではアイソクロナス制御ｈに、ＯＦＦ状態ではドループ制御ａに各々自動的にガバナモードを変更させると共に、低燃費モードＦに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態ではドループ制御ａに、ＯＦＦ状態ではドループ制御ｂに各々自動的にガバナモードを変更させる。
【００１８】
また、標準モードＳと低燃費モードＦによる二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、ＰＴＯがＯＮ状態のとき、標準モードＳによるアイソクロナス制御ｈから低燃費モードＦに切り替えた際に、負荷率が所定値（略６０％程度）以上ではドループ制御ｃに自動的に変更させると共に、負荷率が所定値（略４０％程度）以下ではアイソクロナス制御ｈに自動的に変更させる。
【００１９】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
コモンレール式ディーゼルエンジンＥついて、図１のシステム図によりその概要を示す如く、コモンレール式（蓄圧式燃料噴射方式）とは、各気筒への燃料噴射を要求圧力に調整して供給するコモンレール１（蓄圧室）を介して行うものである。
【００２０】
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を介して該エンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ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に導かれ蓄えられる。
【００２１】
該コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒５の数分インジェクター６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各気筒５毎にインジェクター６が開弁作動して、高圧燃料が該エンジンＥの各燃焼室内に噴射供給され、各インジェクター６での余剰燃料（リターン燃料）は各燃料戻し管１０により共通の燃料戻し通路１０ａへ導かれ、この燃料戻し通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。
【００２２】
また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ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ＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料の燃料戻し通路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側への燃料吐出量を調整してコモンレール圧を制御することができる。
【００２３】
具体的には、エンジン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。
【００２４】
農作業機に搭載したコモンレール式ディーゼルエンジンＥのＥＣＵ１００は、図２に示す如く、回転数と出力トルクの関係において、回転数の変動で出力も変動するドループ制御と、負荷が変動しても回転数が一定で出力を負荷に応じて変更するアイソクロナス制御と、アイソクロナス制御が負荷限界近くになると回転数を上昇させ出力を上げる重負荷制御とによる三種類の制御モードを設定している。
【００２５】
ドループ制御は走行モード（Ａ）として、農作業を行わず移動走行する場合に使用するものであり、例えば、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、この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。
【００２６】
アイソクロナス制御は通常作業モード（Ｂ）として、通常の農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクターであれば耕耘作業時に耕地が固く耕耘刃に抵抗が掛かるとき、コンバインであれば収穫作業時に収穫物が多く負荷が増大したときでも、出力が変動して回転数を維持するものでオペレータが楽に操縦できる。
【００２７】
重負荷制御は重作業モード（Ｃ）として、特に、負荷限界近くで農作業を行う場合に使用するものであり、例えば、トラクター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ようなことがない。
【００２８】
従来、ディーゼルエンジンでは、メイン噴射に先立って少量の燃料をパルス的に噴射するパイロット噴射を行うことにより、着火遅れを短縮してディーゼルエンジン特有の、所謂ノック音を低減することが知られている。
【００２９】
このパイロット噴射は、メイン噴射の前に１回乃至２回に固定して行われるものであったが、前記コモンレール１のシステムを用いることで、エンジンの状況に応じてパイロット噴射の状態を変化させ、騒音の低減や不完全燃焼による白煙又は黒煙の発生を抑制できる。
【００３０】
図３の線図及び図４の表図に示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦによるアクセルマップを有するエンジンの、二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチをトラクタに設けている。モード切替スイッチを標準モードＳに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態のときはガバナモードをアイソクロナス制御ｈに自動的に変更させ、中低負荷の作業において常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能となる。ＰＴＯがＯＦＦ状態のときはガバナモードをドループ制御ａに自動的に変更させることにより、負荷に対する回転変動の少ない作業の実施を可能にすることができる。
【００３１】
モード切替スイッチを低燃費モードＦに切り替えたときは、ＰＴＯがＯＮ状態のときはガバナモードをドループ制御ａに自動的に変更させ、エンジン回転数の変動が適度なアクセルマップによって作業を実施することで、オペレータが負荷変動を把握し易くできると共に、ＰＴＯがＯＦＦ状態のときはガバナモードをドループの傾きが緩いアクセルマップを使ったドループ制御ｂに自動的に変更させることにより、アクセル開度に対するエンジン回転数上昇のレスポンスを鈍感にして急加減速を防止し、燃費の向上を図ることができる。
【００３２】
また、図５の線図及び図６のフローチャートに示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦによるアクセルマップを有するエンジンの、二つの出力モードを手動により切り替えるモード切替スイッチをトラクタに設け、ＰＴＯがＯＮ状態のとき、モード切替スイッチを標準モードＳに切り替え、ガバナモードがアイソクロナス制御ｈによる中低負荷の作業において、常に目標のエンジン回転数で作業を行わせることが可能になることにより、オペレータが負荷状態を把握する必要が少なくなる。
【００３３】
そして、負荷が増加し始めると標準モードＳから低燃費モードＦに切り替え、負荷率が６０％以上のときはガバナモードをドループ制御ｃに変更して、負荷の増大に伴い発生するエンジン回転数の低下による急激な負荷率の増加を防止することが可能となり、オペレータに負荷状態を把握させ易くすることができる。負荷率が４０％以下となったときは再びガバナモードをアイソクロナス制御ｈに変更することにより、負荷率の切替り境界に差を設けることで、切替り境界付近で作業を行った場合に、常に変化している負荷率のため連続して発生する制御変更による不安定現象を防止することができる。
【００３４】
また、エンジンにおいて、低回転域では、高回転域とは異なり絶対的な出力が低いため、低燃費モードに切り替えた際の出力ダウンの影響が出易く、低燃費モードにより低回転域で作業を行う場合、負荷が増大したときに急激なエンジン回転数の低下を起こさないよう注意を行う必要がある。
【００３５】
このため、図７の線図に示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦの二つの出力モードのアクセルマップによるエンジンを有するトラクタにおいて、低燃費モードＦに切り替えてガバナモードをドループ制御ｄに変更するときは、低燃費モードＦ用のアクセルマップによるドループ制御ｄのガバナラインを、エンジン回転数が低く（アクセル開度が５０％以下）全負荷に近い領域での傾きを二段的に大きくすることにより、この傾きが大きいガバナラインによる一定のエンジン回転数では、少しの負荷率の増加に対してエンジン回転数が減少するため、ＰＴＯの回転数や車速が低下することにより負荷が大きく減少する。
このように、最大出力ポイントが低回転となる出力カーブとなるため、エンジン回転数がある一定以上は低下し難くなり、突然の回転ドロップを心配する必要がないようになる。
【００３６】
また、定格回転数付近を使用する作業では、低燃費モードに切り替えたとき出力不足により回転数が低下してしまっても、回転数域が高いためオペレータは標準モードに戻す余裕があるが、収穫作業において低回転を使用するような場合、低燃費モードに切り替えて出力が足りなかったときは一気にエンジン停止を起してしまう恐れがあり、停止してしまうと油圧を発生させることかできなくなるため危険であった。
【００３７】
このため、図８のフローチャートに示す如く、標準モードＳと低燃費モードＦの二つの出力モードによるエンジンを有するトラクタにおいて、標準モードＳで作業を行っている場合に、エンジン負荷率の確認を行い、負荷率が８０％以上のときで、エンジン回転数の確認を行い、回転数が１６００ｒ／ｍ以下のときは低燃費モードＦへの切り替えを禁止し、オペレータにも禁止の告知を行わせる。
【００３８】
このように、エンジン負荷率とエンジン回転数の数値によって低出力の低燃費モードＦへの切り替えを禁止させることにより、エンジン停止を起してしまう恐れのある低回転を使った作業を安全に行うことができる。
【００３９】
また、低燃費モードを採用したエンジンを有するトラクタにおいて、この低燃費モードの切り替えはオペレータの手動操作になっており、選択にはオペレータの経験を必要とするものであった。
【００４０】
このため、エンジン特性を標準出力の標準モードＳと燃費重視の低燃費モードＦとに切り替え可能なトラクタ用エンジンにおいて、図９の表図に示す如く、作業機の種類，車速，ＰＴＯの速度等の作業情報を、自動検出可能なモード選択データベースＤとしてＥＣＵに設定し、この自動検出した作業情報を元に想定されるエンジン負荷率を予測し、この負荷率の予測により自律的に標準モードＳと低燃費モードＦとを選択切り替えすることにより、自律的に最適の出力モードを選択することができる。
【００４１】
また、エンジンの排気ガス後処理装置としてのＤＰＦの再生実施において、ＤＰＦ前後の差圧を再生実施の開始条件として設定する場合があるが、この差圧の設定では、アクセル開度を上げての作業運転中にはエンジン負荷によって回転数や負荷率は常に変動しＤＰＦの前後差圧も変動しており、同じＰＭの堆積状態でも高速域での全負荷では差圧は高くなり、低速域では通過するガス量が少なく差圧は低くなることから、運転状態による影響が大きく一概に差圧だけではＰＭ堆積量を推定することは困難であり、正確な再生実施の開始条件としての判断ができ難いものであった。
【００４２】
このため、コモンレール式電子制御エンジンにおいて、図１０の線図に示す如く、アクセル開度及びエンジン回転数の信号を監視する機能と、ＤＰＦの前後差圧を検知する機能とを有し、エンジンのオーバラン状態、即ち定格点付近で運転されている場合にアクセル開度をゼロに戻すと、エンジン制御としては燃料噴射量はゼロとなり、エンジンの慣性と摩擦により回転数が低下するという挙動となるが、この挙動はエンジンの特性や搭載条件によって確定されるものであり、それまでの運転状態に関係なく安定した挙動となるため、その挙動条件下で時間当り（Δｔ）の降下率（Δｐ）によってＤＰＦの差圧を検知すれば、絶対的なＰＭ堆積量の評価が可能となり、ＤＰＦ再生の実施可否判定に有効に利用できる。
【００４３】
また、前記の如く、エンジンの安定した挙動条件下で時間当り（Δｔ）の降下率（Δｐ）によってＤＰＦの差圧を検知する際に、図１１の線図に示す如く、判定実施の条件としてＤＰＦの差圧の変化が顕著となるよう、オーバラン突入直前の運転条件として、一定のエンジン回転数及びエンジン負荷率に各々設けた判定閾値を上回っていることの確認が行われたときは、絶対的なＰＭ堆積量の評価確度が一段と向上し、ＤＰＦ再生の実施可否判定がより一層有効に利用できる。
【００４４】
また、ＤＰＦの再生処理を実施するには、エンジンの排気ガス温度を上げる必要があり、温度を上げるために燃料の消費が大きく燃費が悪化していた。
このため、図１２（ａ），（ｂ）に示す如く、昼間に太陽光発電１５により発電した電力を蓄電池１６に蓄電を行い、夜間にＤＰＦ１７をエンジンのＤＰＦケース１８から取外して電気炉１９に装填し、昼間蓄電した蓄電池１６から電流を流し、電気炉１９内の発熱によりＤＰＦ１７のＰＭを燃焼させて再生処理の実施を行わせるものである。このように、太陽光発電１５によって蓄電された電力を利用してＤＰＦ１７の再生処理を実施することにより、効率が良く環境にも優しいＤＰＦ再生が可能となる。
【００４５】
また、前記の如き、太陽光発電１５による蓄電池１６に代えて、図１３に示す如く、夜間にＤＰＦ１７を籾や麦の乾燥を行う乾燥機２９のバーナー２０からの熱風を利用し、籾や麦の乾燥と同時にＤＰＦ１７のＰＭを燃焼させて再生処理の実施を行わせるものである。このように、乾燥機２９のバーナー２０を利用してＤＰＦ１７の再生処理を実施することにより、効率の良いＤＰＦ再生が可能となる。
【００４６】
また、ＤＰＦ１７の再生処理を実施するときに、前記の如くＤＰＦ１７をエンジンのＤＰＦケース１８から取外して再生を行うものではなく、図１４に示す如く、熱線式ヒーター２１によってＤＰＦ１７の再生処理を行うものであり、夜間等作業を行わないときに、該ヒーター２１によるＤＰＦ１７を、２００ｖ電源系にＤＰＦケース１８に装着したままの状態で接続して通電を行い、加熱による再生処理の実施を行わせるものである。
【００４７】
このように、本機を使用しない夜間を利用して、エンジンのＤＰＦケース１８に装着した状態でＤＰＦ１７の再生処理が可能になると共に、農機用の安価なＤＰＦシステムとして使用することができる。なお、ＤＰＦ１７の詰まりの判定は、ＥＣＵ２２により差圧センサ２３によるＤＰＦ１７の差圧モニターにて検知させる。
【００４８】
また、ＤＰＦの再生処理を行っているとき、オペレータに対しては運転席のランプやモニター等にて表示する機能は備えているが、車両周囲の作業者等に対して表示させるものはなかった。
【００４９】
このため、コモンレール式電子制御エンジンにおいて、従来のエンジンであれば、その作業形態によって負荷条件が想定でき、本体及び周囲が高温であることは容易に推定できたが、ＤＰＦの再生時には、例えエンジン負荷が低くても周囲や排気温度が高温状態となるため、火傷や火災等による不慮の事故発生が懸念される。特に車外にいるオペレータや周辺の作業者に知らしめることが安全面から必要であり、図１５（ａ），（ｂ）に示す如く、トラクタ２４におけるＤＰＦの再生時には、左右のハザードランプ２５を左右交互か左右同時に点滅させることで、車外に出たオペレータや周囲の作業者に知らしめることができ、安全面から十分に有効である。
【００５０】
また、図１６（ａ），（ｂ）に示す如く、トラクタ２６に搭載したエンジン２７において、このエンジン２７上側の左右側面に、各々円筒状のＤＰＦ２８を車体の進行方向に沿う状態で適宜長さ延設し、排出ガスを前方下側に排出させるようマフラー２８ａを配設することにより、次期排出ガス規制に対し、先行したＤＰＦ２８の配置やマフラー２８ａの配置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
機体に装着した作業機を駆動する車両にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｓ 標準モード
Ｆ 低燃費モード
ａ ドループ制御
ｂ ドループ制御
ｃ ドループ制御
ｈ アイソクロナス制御
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準モード（Ｓ）と低燃費モード（Ｆ）による二つの出力モードを有するエンジンを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御（ａ）と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御（ａ）よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御（ｂ）を設定し、
前記標準モード（Ｓ）に切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御（ｈ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御（ａ）に自動的にガバナモードを変更する構成とし、
前記低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御（ａ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御（ｂ）に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタ。
【請求項２】
ＰＴＯ駆動が入り状態のときにおいて、標準モード（Ｓ）によるアイソクロナス制御（ｈ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替えた際に、負荷率が所定値以上では第３ドループ制御（ｃ）に自動的にガバナモードを変更させると共に、負荷率が所定値以下ではアイソクロナス制御（ｈ）に自動的にガバナモードを変更させることを特徴とした請求項１記載のトラクタ。
【請求項１】
標準モード（Ｓ）と低燃費モード（Ｆ）による二つの出力モードを有するエンジンを手動により切り替えるモード切替スイッチを設けたトラクタにおいて、負荷が作用するとエンジン回転数が変動する第１ドループ制御（ａ）と、負荷が作用すると前記第１ドループ制御（ａ）よりもエンジン回転が低下し易い第２ドループ制御（ｂ）を設定し、
前記標準モード（Ｓ）に切り替えたときにおいては、装着した作業機を駆動するＰＴＯ駆動が入り状態ではエンジン回転数を維持するアイソクロナス制御（ｈ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第１ドループ制御（ａ）に自動的にガバナモードを変更する構成とし、
前記低燃費モード（Ｆ）に切り替えたときにおいては、ＰＴＯ駆動が入り状態では第１ドループ制御（ａ）で制御し、ＰＴＯ駆動が切り状態では第２ドループ制御（ｂ）に自動的にガバナモードを変更するように構成したことを特徴とするトラクタ。
【請求項２】
ＰＴＯ駆動が入り状態のときにおいて、標準モード（Ｓ）によるアイソクロナス制御（ｈ）から低燃費モード（Ｆ）に切り替えた際に、負荷率が所定値以上では第３ドループ制御（ｃ）に自動的にガバナモードを変更させると共に、負荷率が所定値以下ではアイソクロナス制御（ｈ）に自動的にガバナモードを変更させることを特徴とした請求項１記載のトラクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−９７５７３（Ｐ２０１２−９７５７３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３２４６（Ｐ２０１０−２４３２４６）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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