作業車両
【課題】作業中のエンジンの負荷状態を検出して、オペレータに現在のエンジン負荷状態を知らせることにより、オペレータが適切なエンジン回転数と走行速度及びＰＴＯ回転数で運転ができる作業車両を提供すること。
【解決手段】エンジン回転数とエンジン負荷を算出し、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否を判断し、エンジン回転数が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示し、変更指示された指示エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数をエンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する。そして、指示エンジン回転数が所定回転数以上のときには、エンジン回転数変更指示手段と変速指示手段による変速指示を行い、エンジン回転数が所定回転数未満のときにはエンジン回転数変更指示手段に所定回転数を指示する制御装置を設けた作業車両である。
【解決手段】エンジン回転数とエンジン負荷を算出し、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否を判断し、エンジン回転数が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示し、変更指示された指示エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数をエンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する。そして、指示エンジン回転数が所定回転数以上のときには、エンジン回転数変更指示手段と変速指示手段による変速指示を行い、エンジン回転数が所定回転数未満のときにはエンジン回転数変更指示手段に所定回転数を指示する制御装置を設けた作業車両である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタや建設車両等の作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで機械を駆動する場合、高負荷時にはエンジン回転数を高くしないと負荷に見合った出力が得られないが、中〜低負荷時にはエンジン回転数を低く設定することにより、燃料消費量を低減することができる。トラクタにより農作業などを行う際には、オペレータは、目標とする作業精度や作業能率が得られるように、エンジン回転数、走行速度、ＰＴＯ回転数などの運転条件を設定して行うことが多いが、その際オペレータは、エンジンの音や排気煙の色、エンジン作動時の振動状態などから感覚的、経験的に運転条件を設定するため、必ずしも燃料消費量の少ない適正な運転条件を設定できなかった。
【０００３】
このような背景を踏まえ、特開２００６−１２５２９５号公報記載の発明には、経験に頼ることなく、トラクタの作業負荷を検出し、適正なエンジン回転数、走行速度とＰＴＯ回転数を算出して制御する技術について開示されている。
また、特開２００６−１２３７２４号公報記載の発明には、トラクタの作業負荷を検出し、燃料消費量の少ない適正なエンジン回転数、走行速度段とＰＴＯ変速段を算出して指示する技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２５２９５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、エンジン回転数とエンジンの排気温度とからエンジン負荷を算出し、エンジン回転数の適否を判断して、エンジン回転数が適正でない場合は、適正なエンジン回転数への変更に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変化しないように変速制御をする技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、エンジン回転数を減速する場合にエンジン回転数の制限値が設けられていないので、エンジン回転数が下がり過ぎてしまうと、急な負荷が作用したときにエンストしてしまう問題点がある。たとえば、設定エンジン回転数よりも実際のエンジン回転数が下がった状態で、ロータリなどの作業機に大きな負荷（石や木の切れ端などが噛み込むときなど）が作用すると、エンジンが停止状態となってしまう問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２においても、エンジン回転数を減速指示する場合にエンジン回転数の制限値が設けられていないので、指示通りにエンジン回転数を下げ過ぎてしまうと、急な負荷が作用したときに前述と同様な問題点がある。
【０００７】
本発明の課題は、作業中のエンジンの負荷状態を検出して、オペレータに現在のエンジン負荷状態を知らせてエンジン回転数と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更を指示したり、自動的にエンジン回転数と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更制御を行うことにより、適切な状態で運転ができる作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、エンジン回転数検出手段（１１９）と、エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示するエンジン回転数変更指示手段（１１４）と、該エンジン回転数変更指示手段（１１４）で変更指示された指示エンジン回転数（Ｎｋ，Ｎｊ）に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記エンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する変速指示手段（１１５，１１６）とを設けた作業車両であって、前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ）とを比較する比較手段（１１７）を設け、該指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）以上のときには、前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）と変速指示手段（１１５，１１６）による変速指示を行い、前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）未満のときには前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）に当該所定回転数（Ｎｓ）を指示する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両である。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、エンジン回転数検出手段（１１９）で現在の実エンジン回転数が検出されて制御装置（１００）に入力される。制御装置（１００）内ではエンジン負荷が算出される。算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否が判定される。エンジン回転数が適正でないと判定されると、エンジン回転数変更指示手段（１１４）にて適正なエンジン回転数に変更指示される。そして、適正なエンジン回転数に変更指示する場合は、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変わらないように維持する必要があるので、変速指示手段（１１５，１１６）にて走行速度とＰＴＯ回転数をエンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する。
【００１０】
制御装置（１００）内には所定のエンジン回転数が設定されている。この所定回転数は、急な負荷が作用したときにはエンストを起こしてしまう回転数である。エンジン回転数変更指示手段（１１４）によって変更指示されるエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも大きい場合には、エンジン回転数の変更指示と走行速度及びＰＴＯ回転数の変速指示をする。しかしながら、エンジン回転数変更指示手段（１１４）よって変更指示されるエンジン回転数が、予め設定しているエンストを起こしてしまう所定回転数よりも小さい場合には、前記所定回転数となるように指示する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、エンジン回転数検出手段（１１９）と、エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数予測手段（１１８）で適正なエンジン回転数を予測して、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）に変更制御するエンジン回転数制御手段（１２６）と、該予測エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）への変更制御前の状態に維持する側に変速する変速手段（１２７，１２８）とを設けた作業車両であって、前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ’）とを比較する比較手段（１１７）を設け、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）以上のときには、前記エンジン回転数制御手段（１２６）と機体の走行速度とＰＴＯ回転数の変速手段（１２７，１２８）により変更制御を行い、前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）未満のときには前記エンジン回転数制御手段（１２６）によって所定のエンジン回転数（Ｎｓ’）に変更制御する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両である。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、エンジン回転数検出手段（１１９）で現在の実エンジン回転数が検出されて制御装置（１００）に入力される。制御装置（１００）内ではエンジン負荷が算出される。算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否が判定される。エンジン回転数が適正でないと判定されると、エンジン回転数予測手段（１１８）にて適正なエンジン回転数が予測される。そして、予測された適正なエンジン回転数に変更する場合は、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変わらないように維持する必要があるので、変速手段（１２７，１２８）にて走行速度とＰＴＯ回転数を予測エンジン回転数への変更前の状態に維持する側に変速する。
【００１３】
エンジン回転数予測手段（１１８）によって予測されるエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも大きい場合には、予測されたエンジン回転数へ変更制御すると共に、走行速度及びＰＴＯ回転数も変速する。
【００１４】
しかしながら、エンジン回転数予測手段（１１８）によって予測されたエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも低い場合には、エンジン回転数は所定回転数となるように変更制御する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、エンジン負荷を算出して適正なエンジン回転数になるようにエンジン回転数を変更指示し、さらに機体の走行速度とＰＴＯ回転数がエンジン回転数変更指示前の状態に維持されるように指示することで、適正な負荷状態で運転が可能となり、燃料消費量を削減できる。また、変更指示されるエンジン回転数が予め設定しているエンストを起こしてしまう所定回転数未満であるときには、エンジン回転数を前記所定回転数にすることで急な負荷が作用したときにエンストを防止することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、エンジン負荷を算出して適正なエンジン回転数を予測し、この予測回転数になるようにエンジン回転数を変更する制御を実行し、さらにエンジン回転数を予測回転数になるように変更することに伴って機体の走行速度とＰＴＯ回転数がエンジン回転数を予測回転数に変更する前の状態に維持されるように変速制御するので、適正な負荷状態で運転が可能となり、燃料消費量を削減できる。また、エンジン回転数が前記エンストを起こしてしまう所定回転数未満であるときには、エンジン回転数を該所定回転数まで高くすることで急な負荷が作用したときにエンストを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例を図面と共に説明する。本実施例は、主変速８段、副変速３段、併せて２４段の変速が可能なトラクタであり、図１にトラクタ１の側面図、図２に動力伝動機構図、図３に副変速レバー設置部の側面略図（図３（ａ））とレバーガイドの平面図（図３（ｂ））を示す。
【００１８】
副変速レバー３４によって副変速装置の切換えを行い、副変速レバー３４のノブに設けた増減速スイッチ３７，３８を操作することによって主変速の増減速切換えを１段ずつ行い、アクセルペダル５８の操作によっても主変速の切換えが行なえるようにしたトラクタである。
【００１９】
このトラクタ１は操舵用の前輪２，２と推進車輪としての後輪３，３を有し、ボンネット４内に搭載したエンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置によって適宜減速し、その回転動力を後輪３，３に伝達するように構成している。エンジン５の回転動力を後輪３，３のみならず、前輪２，２にも伝えて四輪全部を駆動する構成としても良い。
【００２０】
また、ミッションケース６内には機体の進行方向を切換える前後進切換装置９と８段の変速が可能な主変速装置１０、１１と３段の変速が可能な副変速装置１２が直列に接続されている。なお、これら伝動系については図２に基づいて後から説明する。
【００２１】
図１において、ミッションケース６の上部には油圧シリンダケース１４が設けられ、この油圧シリンダケース１４の左右両側にはリフトアーム１５，１５が回動自在に枢着されている。リフトアーム１５，１５とロワーリンク１６，１６との間にはリフトロッド１７，１７が介装連結され、ロワーリンク１６，１６の後部には作業機であるロータリ耕耘装置１８が連結されている。
【００２２】
油圧操作レバー２８を操作して油圧シリンダケース１４内に収容されている油圧シリンダ１４ａに作動油を供給するとリフトアーム１５，１５が上昇側に回動され、リフトロッド１７、ロワーリンク１６等を介して作業機（ロータリ耕耘装置１８）が上昇する。反対にこの油圧操作レバー２８を下降側に操作すると油圧シリンダ１４ａ内の作動油は油圧タンクを兼ねるミッションケース６内に排出され、リフトアーム１５，１５を下降させる。
【００２３】
トラクタ１の機体の後方にはロータリ耕耘装置１８が連結されており、該ロータリ耕耘装置１８は耕耘部１９と耕耘部１９上方を覆う主カバー２０と主カバー２０の後部に枢着されたリヤカバー２２等を有する。
【００２４】
また、ステアリングハンドル２４を支えるハンドルポスト２５の左側上部には前記前後進切換装置９を操作する前後進切換レバー２７が設けられ、この前後進切換レバー２７を中立位置から前側に倒すと機体は前進し、反対に後側に引くと機体は後進するようになっている。
【００２５】
次に図２に示す動力線図に基づいて動力伝達系について説明する。
エンジン５の後部には主クラッチ３０が設けられ、この主クラッチ３０の伝動後位に前後進切換装置９が設けられている。前後進切換装置９は多板摩擦式の油圧クラッチ９ａ，９ｂからなり、常態では中立位置に保たれ、前後進切換レバー２７を前後方向に操作することにより、前進側油圧クラッチ９ａが接続され、あるいは後進側油圧クラッチ９ｂが接続される。
【００２６】
前進側油圧クラッチ９ａが接続されるときには入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２とリバーサ軸６４のギヤ６５を経由して、前進側油圧クラッチ９ａに動力が伝達され、リバーサ軸６４が正回転する。
また後進側油圧クラッチ９ｂが接続されるときには、入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２とカウンタ軸６１のギヤ６６とカウンタ軸６８のギヤ６９を経由して、リバーサ軸６４の後進用ギヤ７３を経由して、後進側油圧クラッチ９ｂに動力が伝達され、リバーサ軸６４が逆回転する。
【００２７】
この前後進切換装置９の後位には４段変速可能なシンクロメッシュ式の第１主変速装置１０が設けられ、後述するコントローラ１００からの指令を受けてアクチュエータ３１，３１が伸縮するとシフター３２，３２が前後に移動させられて変速を行なう。図２において前側のシフター３２が前後に移動すると４速と３速が得られ、後側のシフター３２が前後に動くと２速と１速が得られる。なお、この場合において、主変速が切換えられるときには、まず最初に油圧式の前後進切換装置９の油圧クラッチが中立に戻され、変速後に再びこの前後進切換装置９の油圧クラッチが接続されるように構成している。
【００２８】
そして、この第１主変速装置１０の後部には高低２段に切換可能な油圧式の第２主変速装置１１が設けられている。前側の油圧クラッチ１１ａが高速用のクラッチであり、後側の油圧クラッチ１１ｂが低速用の油圧クラッチである。従って、この実施例における主変速装置１０，１１では４×２の併せて８段の変速が可能である。
【００２９】
更にこの第２主変速装置１１の後部には３段の変速が可能で減速比が主変速装置１０，１１よりも比較的大きな副変速装置１２が設けられている。図２と図３に示すように、副変速レバー３４を操作して前側のシフター３５を前後に移動させると高速（Ｈ）と中速（Ｍ）が得られ、後側のシフター３５を後側に移動させると低速（Ｌ）が得られる。
【００３０】
副変速装置１２を操作するときには主クラッチ３０の入切操作を要す。即ち、主クラッチペダル２９を踏み込んで副変速操作レバー３４を前後方向あるいは左右方向に操作し、変速操作後には主クラッチペダル２９を離してエンジン回転動力を変速装置側に伝える。
【００３１】
なお、主変速装置１０，１１については副変速レバー３４のノブに設けた増速スイッチ３７と減速スイッチ３８を押し込んで変速を行なう（図２参照）。増速スイッチ３７を押しても減速スイッチ３８を押しても１段ずつしか変速は行なわれない。速度が遅い１速から速度が速い８速までの範囲で主変速装置１０，１１の変速がなされる。そして、この副変速装置１２によって減速された動力をドライブピニオン軸４０に伝え、後輪デフ装置４１、最終減速装置４２を順次介して後輪３，３を駆動する。
【００３２】
後輪デフ装置４１の手前で後輪駆動系より分岐した動力は前輪駆動系として利用され、前輪駆動系の中には前輪２，２を後輪３，３と等速で駆動させたり、前輪２，２を後輪３，３よりも増速させて回転させたりする前輪増速装置４４が設けられている。この前輪増速装置４４の前側の油圧クラッチ４４ａが接続されると前輪増速状態となり、後側の油圧クラッチ４４ｂが接続されると等速四輪駆動状態になり、両方の油圧クラッチ４４ａ，４４ｂがＯＦＦになると後輪３，３のみ駆動される二輪駆動の状態になる。前輪駆動軸には前輪デフ装置４６と前輪最終減速装置４７が設けられている。
【００３３】
なお、この図２の動力伝達線図において、副変速装置１２が高速（Ｈ）速になっているときに限り、副変速レバー３４をそのまま横に移動させると（図３（ｂ）参照）、路上走行速に適した路上速位置（ＨＨ）に切り換わる。この場合、主変速は１速から８速までのうち、高速側の５速、６速、７速、８速が選択できるが、１速から４速までの低速側４段はいくら増減速スイッチ３７，３８を操作してもプログラム上選択できないようになっている。道路を走行する場合は高速走行を前提としているので高速側のみを優先し、低速側を自動的にカットさせ変速操作が行なわれても１〜４速には入らないようにして操作性を向上させている。
【００３４】
また、この実施例では選択可能な高速側の変速パターンを５速、６速、７速、８速の４段としたが、６速、７速、８速の３段としたり、あるいは７速、８速の２段だけというように変速段数を減らしても良い。
【００３５】
図３は副変速レバー３４と操縦席４８、及びレバーガイド４９の位置関係を示すものである。レバーガイド４９は操縦席４８の左側に設けられ、その形状は平面から見ると逆Ｕ字状をなし、このレバーガイド４９の溝内を副変速レバー３４が移動する。図から明らかなように、高速（Ｈ）と中速（Ｍ）は対向した位置関係にあり、反対側の溝では路上速（ＨＨ）と低速（Ｌ）が対向している。
【００３６】
高速（Ｈ）と路上速（ＨＨ）とは副変速装置１２の変速位置は変わらずに主変速装置１０，１１の変速範囲だけが変わる。即ち、副変速装置１２の位置は高速（Ｈ）位置にあり、この状態で主変速装置１０，１１の変速可能な範囲だけがプログラムによって変更されるものである。そして、副変速装置１２を操作する副変速レバー３４がどの変速位置にあるかを検出するためにレバーガイド４９には４個のスイッチ５０，５１，５２，５３が設けられている。これらのスイッチ５０，５１，５２，５３に代えてポテンショメータ式の位置センサーで副変速操作レバー３４の位置を検出するように構成しても良い。
【００３７】
ＰＴＯ出力軸８３の駆動は次のようにして行われる。
入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２を介してＰＴＯクラッチ７０の駆動用ギヤ７５に動力が伝達され、ＰＴＯクラッチ７０に動力伝達される。ＰＴＯクラッチ７０が入り状態になると、２つの油圧シリンダ７６と７７によりスライド制御される４段変速ギヤ機構（３段目のギヤ８１ａと１段目のギヤ８１ｂと４段目のギヤ８１ｃと２段目のギヤ８１ｄからなる）で選択されている変速段でＰＴＯ駆動軸７１が駆動される。
【００３８】
例えば、油圧シリンダ７６によりスライドされる従動軸７９上のギヤ８０ａがＰＴＯ変速軸７２のギヤ８１ａと噛合すると、ＰＴＯ変速軸７２から従動軸７９の出力ギヤ８２を経由してＰＴＯ出力軸８３の出力ギヤ８５に動力伝達されてＰＴＯ駆動軸７１が駆動する（ＰＴＯ２速）。同様に油圧シリンダ７６によりギヤ８０ｂがギヤ８１ｂに噛合するとＰＴＯ４速になる。
【００３９】
油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｃがギヤ８１ｃに噛合するとＰＴＯ１速になる。油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｄがギヤ８１ｄに噛合するとＰＴＯ３速になる。
また、前記ギヤ８０ａがギヤ８１ａに噛んでいない状態であって、逆転軸８６上の逆転ギヤ８７をスライドさせて前記ギヤ８１ａに噛み合わせるとともにギヤ８０ａにも噛んでいる状態になると、ＰＴＯ駆動軸７１は逆転駆動する。逆転の場合はこの１速のみである。
【実施例１】
【００４０】
従来、オペレータはエンジン５の音や排気煙の色、振動などから感覚的、経験的にのみトラクターの負荷率を認識することしか出来なかった。
そこで、本実施例では、特許文献１記載の方法でエンジン回転数とエンジン排気温度に対応させた走行負荷とＰＴＯの負荷の和を算出してエンジン５に作用するエンジン負荷とする。前記ＰＴＯ駆動軸７１（図２）の負荷率は、各エンジン回転数におけるＰＴＯ最大出力に対する現在出力中のＰＴＯ出力の割合から算出する。また、前記走行負荷は、例えば乾田では５％から１０％程度であり、エンジン５に作用するエンジン負荷は主にＰＴＯ駆動軸７１の負荷に基づく。
【００４１】
前記走行負荷とＰＴＯの負荷の和から得られたエンジン負荷に基づき、現在出力中のエンジン回転数が適切であるか否かを判断し、エンジン回転数が適正でないと判断された場合は、エンジン回転数を適正な回転数に変更する。
【００４２】
また、適正なエンジン回転数の変更に伴い、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変化させないようにする。これは次のような理由による。
トラクタは圃場の状況に応じて最も相応しい走行速度とＰＴＯ回転数を選択して作業している。作業中は、選択した一定の走行速度と選択した一定のＰＴＯ回転数で作業及び走行を行っている。このとき圃場の状況に合わせて走行速度とＰＴＯ回転数を変更させるが、変更後も一定の走行速度とＰＴＯ回転数で作業及び走行を行う。
【００４３】
しかし、前述のようにエンジン負荷に基づき現在出力中のエンジン回転数を適正な回転数に変更した場合には走行速度とＰＴＯ回転数も変わってしまう。そこで、エンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数になるように（維持するように）することが必要である。本実施例の変速装置は無段変速装置ではなく、ギヤ噛合式の有段変速装置を用いているので、エンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数に一番近い変速段にすることが望ましい。本実施例では図８に示しているように、軽負荷Ａのときには走行段とＰＴＯ段を１段上げる構成とし、重負荷Ｃのときには走行段とＰＴＯ段を１段下げる構成としている。なお、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）やその他のベルト式無段変速装置、トライダル式無段変速装置を搭載した変速装置を用いると、変更前のエンジン回転数の走行速度に略一致させることができる。
【００４４】
図４には本実施例の制御装置（コントローラ）１００を備えたブロック図を示し、図５には車両が現在図中に記した負荷Ａ，Ｂ、Ｃのうちのいずれのエンジン負荷状態であるかを求めて、エンジン回転数の変更指示と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更指示を行うフローチャートを示している。なお、図５に示すフローチャートで「ＰＴＯ回転数とエンジン回転数よりＰＴＯ段数」の計算は
ＰＴＯ減速比＝（ＰＴＯ軸回転数）／（エンジン回転数）
を求めることにより行うことができる。
【００４５】
ＰＴＯ軸回転数は図２に示すＰＴＯ駆動軸７１の回転数であり、ＰＴＯ軸回転数検出手段１２４ａで検出する。また、ＰＴＯ段数については、ＰＴＯ位置検出手段１２４によってＰＴＯ変速レバーの変速位置を直接検出してもよい。
【００４６】
また、「ＰＴＯはＯＮになっているか？」のステップＳ１４は実際にＰＴＯ駆動型作業機を使用する場合にオンとなるスイッチが押されたかどうかを検出するものであり、ＰＴＯ駆動型作業機が使用されない場合は、トラクタは路上走行時（ステップＳ２７）と判断して本実施例の指示は行わない。ただし、プラウなどのように、ＰＴＯ駆動を行わないけん引作業も指示の対象とすることができる。その場合には、「ＰＴＯはＯＮになっているか？」がＮＯの時には、エンジン回転数と走行速度段のみを指示する。
【００４７】
本実施例では、エンジン回転数検出手段（センサ）１１９で検出された現在のエンジン回転数と排気温度検出手段（センサ）１２０で検出されたエンジン排気ガス温度に対応したエンジン負荷を、図７に示す予め設定した所定のエンジン負荷マップ１１２から負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれのゾーンに属するかをエンジン負荷算出手段１１１により算出する。
【００４８】
まず、図５のステップＳ１０でエンジン５の排気温度を検出し、ステップＳ１１でエンジン回転数とＰＴＯ回転数を検出する。ＰＴＯ回転数はＰＴＯ駆動軸７１の回転数であり、センサ１２４ａで検出する。ステップＳ１２では、ＰＴＯ回転数とエンジン回転数とから現在のＰＴＯ変速段を算出する。別実施例として、ＰＴＯ変速レバーの位置を直接検出してもよい。
【００４９】
ステップＳ１３では、排気温度とエンジン回転数から図７に示す負荷を算出する。
ステップＳ１４では、ＰＴＯが作動中であるかどうかをＰＴＯの駆動開始と停止用のＰＴＯスイッチがオンになっていることで確認して次のエンジン負荷を適正にするステップに移る。
【００５０】
次いで、ステップＳ１５では実エンジン回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｓ（例えば予め設定した１６００ｒｐｍ）を超えているか否かを判断し、所定回転数未満である場合には、ステップＳ１６で指示係数「０」を選択して表示部に表示する。そして、ステップＳ２３では「エンジン回転数を所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）以上に上げて下さい」という表示を行う。
【００５１】
また、実エンジン回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）以上であると、算出されたエンジン負荷の状態が図７のマップのエンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれに属するかにより、現在の検出された実エンジン回転数Ｎｒの適否をエンジン回転数適否判定手段１１３により判断する。
図７のマップは、図４のブロック図に示すように、制御装置１００内にエンジン負荷マップ１１２として備えている。
【００５２】
なお、エンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃの定義は、それぞれ、あるエンジン回転数における負荷が軽い状態の「軽負荷」、負荷が適正な状態の「適正負荷」、負荷が大きい状態の「重負荷」にそれぞれ対応する。図５のステップ１７で軽負荷Ａであるか否かを、ステップ１８で適正負荷Ｂであるか否かを判断している。ステップＳ１９で重負荷Ｃを判断している。
【００５３】
エンジンの回転数が所定回転数以上であって、前記エンジン負荷が「軽負荷Ａ」又は「重負荷Ｃ」であると、エンジン回転数変更の指示をエンジン回転数変更指示手段１１４で算出した指示エンジン回転数Ｎｋ，Ｎｊを表示部１２５に出力する。Ｎｋは軽負荷時の指示エンジン回転数であり、Ｎｊは重負荷時の指示エンジン回転数である。
【００５４】
ただし、指示エンジン回転数（軽負荷時の指示エンジン回転数）Ｎｋが所定回転数Ｎｓ未満の場合は、エンジン回転数を所定回転数Ｎｓになるように指示する。表示部１２５はディスプレイ表示であるが、音声などで出力してもよい。また、エンジン回転数変更指示手段１１４で変更指示された指示エンジン回転数Ｎｋ，Ｎｊに伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を、前述のエンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数になるように（維持するように）変速指示する。
【００５５】
図５のステップＳ１７で軽負荷Ａであると判断されると、このステップＳ１７では同時にエンジン回転数適否判定手段１１３でエンジン回転数の適否が判定される。そして、エンジン回転数が適正でないと判断されると、ステップ２０ではエンジン回転数変更指示手段１１４にて変更する指示エンジン回転数Ｎｋを算出する。
【００５６】
ステップ２１では、変更指示された軽負荷時の指示エンジン回転数Ｎｋと所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）とを比較手段１１７で比較する。特に、軽負荷Ａの場合は、エンジン回転数を下げる操作であるので、所定回転数Ｎｓよりも下げすぎないことが重要である。
【００５７】
指示された指示エンジン回転数Ｎｋが所定回転数Ｎｓ未満の場合はステップＳ１６へと進み、前述したようにエンジン回転数は所定回転数Ｎｓとなるように指示を行う。
これにより、指示されるエンジン回転数Ｎｋは所定回転数Ｎｓよりも下がることを防止できるようになるので、急な負荷が作用したときのエンストを防止できるようになる。
【００５８】
指示された指示エンジン回転数Ｎｋが所定回転数Ｎｓ以上の場合は、ステップＳ２２へと進み、指示係数「１」を選択して表示部１２５に表示する。そして、ステップＳ２３では「エンジン回転数を指示回転数Ｎｋに下げて走行段とＰＴＯ段を１段上げて下さい」の表示を行う。
【００５９】
これにより、軽負荷Ａの場合はエンジン回転数を下げることで燃費が向上するようになる。また、走行段とＰＴＯ段を１段上げることで、エンジン回転数変更前の走行速度とＰＴＯ回転数から極端に離れることがなくなるので、安定した作業が可能となる。
【００６０】
ステップＳ１７で軽負荷Ａでないと判断されると、ステップＳ１８へ進んで適正負荷Ｂか否かを判断する。適正負荷Ｂの場合はステップＳ２４へと進んで表示部１２５に指示係数「２」を表示し、さらにステップＳ２３へと進んで「適正なエンジン回転数です」の文字表示を行う。
【００６１】
ステップＳ１８で適正負荷でないと判断されると、ステップＳ１９へ進んで重負荷Ｃと判断する。このステップＳ１９では同時にエンジン回転数適否判定手段１１３でエンジン回転数の適否が判定される。そして、ステップＳ２５ではエンジン回転数変更指示手段１１４にて変更する重負荷時の指示エンジン回転数Ｎｊを算出してステップＳ２６へ進む。
【００６２】
ステップＳ２６では表示部１２５に指示係数「３」の表示を行い、ステップＳ２３へ進んで表示部１２５に「エンジン回転数を指示回転数Ｎｊに上げて走行段とＰＴＯ段を１段下げて下さい」の表示を行う。
【００６３】
これにより、重負荷状態でのエンジンドロップの防止やエンジンからの黒煙排出の低減ができるとともに、エンジン回転数変更前の走行速度とＰＴＯ回転数から極端に離れることを防止できるので、安定した作業が可能となる。重負荷Ｃの場合はエンジン回転数を下げるということは無いので、軽負荷Ａのときのような所定回転数Ｎｓとの比較は行なわない。
【００６４】
なお、上記「指示エンジン回転数」は次式（１）により算出した数字である。
指示エンジン回転数＝
現在のエンジン回転数−（現在の回転数×０．２５×（２−指示係数）） （１）
上記式（１）で係数「０．２５」を選択するのはトラクタの車速変速１段につき、平均２５％の変化があるためである。
ここで、指示係数は図８に示す通り、０〜３までの整数がそれぞれのエンジン負荷に対応して設定される。
【００６５】
上記したように、得られたエンジン５の負荷状態に応じて適正なエンジン回転数への変更指示に伴い、指示エンジン回転数と予め設定している所定回転数とを比較して、指示エンジン回転数が所定回転数以上のときには、エンジン回転数を適正にする変更指示を行い、適正なエンジン回転数で運転が可能となる。特に、軽負荷Ａの場合は燃料消費量を削減できる。また、指示エンジン回転数が前記所定回転数未満であるときには、指示エンジン回転数を所定回転数に変更して指示することで、急な負荷が作用したときにエンストすることがない。
【００６６】
ここで、エンジン回転数変更指示手段１１４による表示部１２５への表示や音声による指示が、オペレータによっては冗長にすぎて「煩わしい」と感じることがあるので、前記表示部１２５への表示時間や音声での指示時間を任意に変えることができるようにしておく事が望ましい。
【００６７】
また適正負荷Ｂで運転中は表示部１２５の画面には「ＥＣＯ」などの表示が付いたインジケータランプを表示させるとオペレータは省エネルギー作業中であることを自覚することができる。
【００６８】
また、上記エンジン回転数と排気温度に基づきエンジンの負荷状態を判定し、図９に示すようなエンジンの回転数とＰＴＯ出力、温度の関係を各エンジン回転数ごとの回帰曲線として求め、オペレーターに現在のエンジン５の負荷を知らせることができる構成としてもよい。
【００６９】
この場合、エンジン５の音や排気煙の色、振動などから感覚的、経験的にトラクターのエンジン負荷状態を認識することが熟練のオペレータでなくても判るようになるので、作業中にエンジン負荷に余裕がある場合、エンジン回転数を制限して走行し、負荷大になってくると減速比を変更することで最高車速を制限するなどの操縦により省エネルギー運転が可能になる。
【００７０】
本実施例では副変速位置は複数段（３段変速）であるが、副変速位置検出手段１２２による副変速の変速位置が最高速位置にある場合は路上走行中であるので、上記エンジン回転数変更指示手段１１４による前記表示部１２５への表示や音声による指示を行わない構成とする。
【実施例２】
【００７１】
前述した図５のフローチャートは、負荷状態によりエンジン回転数の変更の指示を行うとともに、走行速度及びＰＴＯ回転数の変更の指示のみを行う構成であるが、図６に示すフローチャートの実施例は、エンジン回転数の変更と、走行速度及びＰＴＯ回転数の変更を自動的に行うものである。
【００７２】
本実施例でも、前記実施例１と同一の手順でエンジン回転数検出手段（センサ）１１９で検出された現在の実エンジン回転数Ｎｒ’と排気温度検出手段（センサ）１２０で検出されたエンジン排気ガス温度に対応したエンジン負荷を図７に示す予め設定した所定のエンジン負荷マップから図７のエンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれに属するかをエンジン負荷算出手段１１１により算出する。
【００７３】
まず、図６のステップＳ１０からステップＳ１３までの処理は、図５の場合と同じである。ステップＳ１３の次のステップＳ３０においては、図５の場合と同様にＰＴＯがオンになっているか否かを判断する。このステップＳ３０では、さらに、自動変速がオンになっているか否かを判断する。自動変速のオン状態は、副変速レバー３４の自動モードスイッチ５５（図３）のオンで行われる。
【００７４】
ステップＳ３０でＰＴＯと自動変速が共にオンになっていると、ステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５における実エンジン回転数Ｎｒ’が所定回転数Ｎｓ’以上か否かの判断と、ステップＳ１７における軽負荷Ａの判断と、ステップＳ１８における適正負荷Ｂの判断と、ステップＳ１９における重負荷Ｃの判断については、図５の場合と同じである。
【００７５】
ステップＳ１５において実エンジン回転数Ｎｒ’が所定回転数Ｎｓ’よりも低い場合はステップＳ３１へと進み、ガバナ１２６により自動的にエンジン回転数を所定回転数Ｎｓ’（１６００ｒｐｍ）に変更する。
【００７６】
ステップＳ１７で軽負荷Ａと判断されると、ステップＳ３２へと進む。ステップＳ３２ではエンジン回転数予測手段１１８により軽負荷時の予測エンジン回転数Ｎｋ’を計算する。特に、軽負荷Ａの場合は、エンジン回転数を下げる操作であるので、所定回転数Ｎｓ’よりも下げすぎないことが重要である。
【００７７】
ステップＳ３３で軽負荷時の予測エンジン回転数Ｎｋ’が所定回転数Ｎｓ’以下であるとステップＳ３１へと進み、エンジン回転数を自動的に所定回転数Ｎｓ’となるように制御する。また、ステップＳ３３で予測エンジン回転数Ｎｋ’が所定回転数Ｎｓ’以上のときはステップＳ３４へと進む。
【００７８】
ステップＳ３４では、エンジン回転数を予測回転数Ｎｋ’になるように制御し、さらに、主変速（走行段）を１段上げると共にＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段上げる判断を行う。そして、ステップＳ３５では、ガバナ１２６で自動的にエンジン回転数を予測回転数Ｎｋ’になるように制御する。さらに、主変速制御部１２７で主変速（走行段）を１段上げると共にＰＴＯ変速制御部１２８でＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段上げる制御を自動的に行う。
【００７９】
これにより、軽負荷Ａのときにはエンジン回転数は自動的に下げるように制御されるので、無駄な燃料消費を抑制することができるようになる。また、エンジン回転数を下げても走行速度とＰＴＯ回転数は、エンジン回転数変更前の状態に近い状態とすることで、安定した作業走行を行うことができるようになる。
【００８０】
ステップＳ１８で適正負荷Ｂと判断されるとステップＳ３６へと進み、走行速度とＰＴＯ変速は行わない。
ステップＳ１８で適正負荷Ｂでないと判断されるとステップＳ１９へと進んで重負荷Ｃと判断する。重負荷Ｃと判断されるとステップＳ３７へと進んでエンジン回転数予測手段１１８で重負荷時の予測エンジン回転数Ｎｊ’を算出する。重負荷Ｃの場合は、エンジン回転数は上げる操作なので、所定回転数Ｎｓ’との比較は行なわない。
【００８１】
次にステップＳ３５へと進んで、エンジン回転数を予測回転数Ｎｊ’になるように制御し、さらに、主変速（走行段）を１段下げると共にＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段下げる判断を行う。
ステップＳ３５では、ガバナ１２６で自動的にエンジン回転数を予測回転数Ｎｊ’になるように制御する。さらに、主変速制御部１２７で主変速（走行段）を１段下げると共にＰＴＯ変速制御部１２８でＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段下げる制御を自動的に行う。
【００８２】
これにより、重負荷Ｃのときにはエンジン回転数を自動的に上昇させることで、エンジンストールを防止できるようになる。また、エンジン回転数を上げても走行速度とＰＴＯ回転数は、エンジン回転数変更前の状態に近い状態とすることで、安定した作業走行を行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の走行車両は、ＰＴＯを備えたトラクタや建設車両などの省エネルギー作業が可能な作業車両として利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施例のトラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタのエンジンからの動力伝動機構図である。
【図３】図１のトラクタの副変速レバー設置部の側面略図（図３（ａ））とレバーガイドの平面図（図３（ｂ））である。
【図４】図１のトラクタの制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１の制御のフローチャートである。
【図６】実施例２の制御のフローチャートである。
【図７】図１のトラクタのエンジン負荷マップである。
【図８】図１のトラクタのエンジン負荷状態と変更状態である。
【図９】図１のトラクタのエンジン回転数毎の排気温度とＰＴＯ出力との関係図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ トラクタ ２ 前輪２
３ 後輪 ４ ボンネット
５ エンジン ６ ミッションケース
９ 前後進切換装置 ９ａ，９ｂ 油圧クラッチ
１０ 第１主変速装置 １１ 第２主変速装置
１１ａ，１１ｂ 油圧クラッチ １２ 副変速装置
１４ 油圧シリンダケース １４ａ 油圧シリンダ
１５ リフトアーム １６ ロワーリンク
１７ リフトロッド １８ 作業機（ロータリ耕耘装置）
１９ 耕耘部 ２０ 主カバー
２２ リヤカバー ２４ ステアリングハンドル
２５ ハンドルポスト ２７ 前後進切換レバー
２８ 油圧操作レバー ２９ 主クラッチペダル
３０ 主クラッチ ３１ アクチュエータ
３２ シフター ３４ 副変速レバー
３５ シフター ３７ 増速スイッチ
３８ 減速スイッチ ４０ ドライブピニオン
４１ 後輪デフ装置 ４２ 最終減速装置
４４ 前輪増速装置 ４４ａ，４４ｂ 油圧クラッチ
４６ 前輪デフ装置 ４７ 前輪最終減速装置
４８ 操縦席 ４９ レバーガイド
５０〜５３ スイッチ ５５ 自動モードスイッチ
５８ アクセルペダル ６０ 入力ギヤ
６１ カウンタ軸 ６２ ギヤ
６４ リバーサ軸 ６５ ギヤ
６６ 伝動ギヤ ６８ カウンタ軸
６９ ギヤ ７０ ＰＴＯクラッチ
７１ ＰＴＯ駆動軸 ７２ ＰＴＯ変速軸
７３ 後進用ギヤ ７５ ギヤ
７６，７７ 油圧シリンダ ７９ 従動軸
８０ａ〜８０ｄ ギヤ ８１ａ〜８１ｄ ギヤ
８２ 出力ギヤ ８３ ＰＴＯ出力軸
８５ 出力ギヤ ８６ 逆転軸
８７ ギヤ １００ 制御装置（コントローラ）
１１１ エンジン負荷算出手段 １１２ エンジン負荷マップ
１１３ エンジン回転数適否判定手段
１１４ エンジン回転数変更指示手段
１１５ 走行変速指示手段 １１６ ＰＴＯ変速指示手段
１１７ 比較手段 １１８ エンジン回転数予測手段
１１９ エンジン回転数検出手段 １２０ 排気温度検出手段
１２２ 副変速位置検出手段 １２４ ＰＴＯ変速位置検出手段
１２４ａ ＰＴＯ軸回転数検出手段 １２５ 表示部
１２６ エンジン回転数制御手段 １２７ 走行速度変速手段
１２８ ＰＴＯ変速手段 Ｎ エンジン回転数
Ｎｒ 実エンジン回転数 Ｎｒ’ 実エンジン回転数
Ｎｋ 軽負荷時の指示エンジン回転数
Ｎｊ 重負荷時の指示エンジン回転数
Ｎｋ’ 軽負荷時の予測エンジン回転数
Ｎｊ’ 重負荷時の予測エンジン回転数
Ｎｓ 所定回転数 Ｎｓ’ 所定回転数
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタや建設車両等の作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで機械を駆動する場合、高負荷時にはエンジン回転数を高くしないと負荷に見合った出力が得られないが、中〜低負荷時にはエンジン回転数を低く設定することにより、燃料消費量を低減することができる。トラクタにより農作業などを行う際には、オペレータは、目標とする作業精度や作業能率が得られるように、エンジン回転数、走行速度、ＰＴＯ回転数などの運転条件を設定して行うことが多いが、その際オペレータは、エンジンの音や排気煙の色、エンジン作動時の振動状態などから感覚的、経験的に運転条件を設定するため、必ずしも燃料消費量の少ない適正な運転条件を設定できなかった。
【０００３】
このような背景を踏まえ、特開２００６−１２５２９５号公報記載の発明には、経験に頼ることなく、トラクタの作業負荷を検出し、適正なエンジン回転数、走行速度とＰＴＯ回転数を算出して制御する技術について開示されている。
また、特開２００６−１２３７２４号公報記載の発明には、トラクタの作業負荷を検出し、燃料消費量の少ない適正なエンジン回転数、走行速度段とＰＴＯ変速段を算出して指示する技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２５２９５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、エンジン回転数とエンジンの排気温度とからエンジン負荷を算出し、エンジン回転数の適否を判断して、エンジン回転数が適正でない場合は、適正なエンジン回転数への変更に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変化しないように変速制御をする技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、エンジン回転数を減速する場合にエンジン回転数の制限値が設けられていないので、エンジン回転数が下がり過ぎてしまうと、急な負荷が作用したときにエンストしてしまう問題点がある。たとえば、設定エンジン回転数よりも実際のエンジン回転数が下がった状態で、ロータリなどの作業機に大きな負荷（石や木の切れ端などが噛み込むときなど）が作用すると、エンジンが停止状態となってしまう問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２においても、エンジン回転数を減速指示する場合にエンジン回転数の制限値が設けられていないので、指示通りにエンジン回転数を下げ過ぎてしまうと、急な負荷が作用したときに前述と同様な問題点がある。
【０００７】
本発明の課題は、作業中のエンジンの負荷状態を検出して、オペレータに現在のエンジン負荷状態を知らせてエンジン回転数と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更を指示したり、自動的にエンジン回転数と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更制御を行うことにより、適切な状態で運転ができる作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、エンジン回転数検出手段（１１９）と、エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示するエンジン回転数変更指示手段（１１４）と、該エンジン回転数変更指示手段（１１４）で変更指示された指示エンジン回転数（Ｎｋ，Ｎｊ）に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記エンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する変速指示手段（１１５，１１６）とを設けた作業車両であって、前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ）とを比較する比較手段（１１７）を設け、該指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）以上のときには、前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）と変速指示手段（１１５，１１６）による変速指示を行い、前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）未満のときには前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）に当該所定回転数（Ｎｓ）を指示する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両である。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、エンジン回転数検出手段（１１９）で現在の実エンジン回転数が検出されて制御装置（１００）に入力される。制御装置（１００）内ではエンジン負荷が算出される。算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否が判定される。エンジン回転数が適正でないと判定されると、エンジン回転数変更指示手段（１１４）にて適正なエンジン回転数に変更指示される。そして、適正なエンジン回転数に変更指示する場合は、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変わらないように維持する必要があるので、変速指示手段（１１５，１１６）にて走行速度とＰＴＯ回転数をエンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する。
【００１０】
制御装置（１００）内には所定のエンジン回転数が設定されている。この所定回転数は、急な負荷が作用したときにはエンストを起こしてしまう回転数である。エンジン回転数変更指示手段（１１４）によって変更指示されるエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも大きい場合には、エンジン回転数の変更指示と走行速度及びＰＴＯ回転数の変速指示をする。しかしながら、エンジン回転数変更指示手段（１１４）よって変更指示されるエンジン回転数が、予め設定しているエンストを起こしてしまう所定回転数よりも小さい場合には、前記所定回転数となるように指示する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、エンジン回転数検出手段（１１９）と、エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数予測手段（１１８）で適正なエンジン回転数を予測して、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）に変更制御するエンジン回転数制御手段（１２６）と、該予測エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）への変更制御前の状態に維持する側に変速する変速手段（１２７，１２８）とを設けた作業車両であって、前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ’）とを比較する比較手段（１１７）を設け、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）以上のときには、前記エンジン回転数制御手段（１２６）と機体の走行速度とＰＴＯ回転数の変速手段（１２７，１２８）により変更制御を行い、前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）未満のときには前記エンジン回転数制御手段（１２６）によって所定のエンジン回転数（Ｎｓ’）に変更制御する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両である。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、エンジン回転数検出手段（１１９）で現在の実エンジン回転数が検出されて制御装置（１００）に入力される。制御装置（１００）内ではエンジン負荷が算出される。算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数の適否が判定される。エンジン回転数が適正でないと判定されると、エンジン回転数予測手段（１１８）にて適正なエンジン回転数が予測される。そして、予測された適正なエンジン回転数に変更する場合は、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変わらないように維持する必要があるので、変速手段（１２７，１２８）にて走行速度とＰＴＯ回転数を予測エンジン回転数への変更前の状態に維持する側に変速する。
【００１３】
エンジン回転数予測手段（１１８）によって予測されるエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも大きい場合には、予測されたエンジン回転数へ変更制御すると共に、走行速度及びＰＴＯ回転数も変速する。
【００１４】
しかしながら、エンジン回転数予測手段（１１８）によって予測されたエンジン回転数が、予め設定している前記エンストを起こしてしまう所定回転数よりも低い場合には、エンジン回転数は所定回転数となるように変更制御する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、エンジン負荷を算出して適正なエンジン回転数になるようにエンジン回転数を変更指示し、さらに機体の走行速度とＰＴＯ回転数がエンジン回転数変更指示前の状態に維持されるように指示することで、適正な負荷状態で運転が可能となり、燃料消費量を削減できる。また、変更指示されるエンジン回転数が予め設定しているエンストを起こしてしまう所定回転数未満であるときには、エンジン回転数を前記所定回転数にすることで急な負荷が作用したときにエンストを防止することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、エンジン負荷を算出して適正なエンジン回転数を予測し、この予測回転数になるようにエンジン回転数を変更する制御を実行し、さらにエンジン回転数を予測回転数になるように変更することに伴って機体の走行速度とＰＴＯ回転数がエンジン回転数を予測回転数に変更する前の状態に維持されるように変速制御するので、適正な負荷状態で運転が可能となり、燃料消費量を削減できる。また、エンジン回転数が前記エンストを起こしてしまう所定回転数未満であるときには、エンジン回転数を該所定回転数まで高くすることで急な負荷が作用したときにエンストを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例を図面と共に説明する。本実施例は、主変速８段、副変速３段、併せて２４段の変速が可能なトラクタであり、図１にトラクタ１の側面図、図２に動力伝動機構図、図３に副変速レバー設置部の側面略図（図３（ａ））とレバーガイドの平面図（図３（ｂ））を示す。
【００１８】
副変速レバー３４によって副変速装置の切換えを行い、副変速レバー３４のノブに設けた増減速スイッチ３７，３８を操作することによって主変速の増減速切換えを１段ずつ行い、アクセルペダル５８の操作によっても主変速の切換えが行なえるようにしたトラクタである。
【００１９】
このトラクタ１は操舵用の前輪２，２と推進車輪としての後輪３，３を有し、ボンネット４内に搭載したエンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置によって適宜減速し、その回転動力を後輪３，３に伝達するように構成している。エンジン５の回転動力を後輪３，３のみならず、前輪２，２にも伝えて四輪全部を駆動する構成としても良い。
【００２０】
また、ミッションケース６内には機体の進行方向を切換える前後進切換装置９と８段の変速が可能な主変速装置１０、１１と３段の変速が可能な副変速装置１２が直列に接続されている。なお、これら伝動系については図２に基づいて後から説明する。
【００２１】
図１において、ミッションケース６の上部には油圧シリンダケース１４が設けられ、この油圧シリンダケース１４の左右両側にはリフトアーム１５，１５が回動自在に枢着されている。リフトアーム１５，１５とロワーリンク１６，１６との間にはリフトロッド１７，１７が介装連結され、ロワーリンク１６，１６の後部には作業機であるロータリ耕耘装置１８が連結されている。
【００２２】
油圧操作レバー２８を操作して油圧シリンダケース１４内に収容されている油圧シリンダ１４ａに作動油を供給するとリフトアーム１５，１５が上昇側に回動され、リフトロッド１７、ロワーリンク１６等を介して作業機（ロータリ耕耘装置１８）が上昇する。反対にこの油圧操作レバー２８を下降側に操作すると油圧シリンダ１４ａ内の作動油は油圧タンクを兼ねるミッションケース６内に排出され、リフトアーム１５，１５を下降させる。
【００２３】
トラクタ１の機体の後方にはロータリ耕耘装置１８が連結されており、該ロータリ耕耘装置１８は耕耘部１９と耕耘部１９上方を覆う主カバー２０と主カバー２０の後部に枢着されたリヤカバー２２等を有する。
【００２４】
また、ステアリングハンドル２４を支えるハンドルポスト２５の左側上部には前記前後進切換装置９を操作する前後進切換レバー２７が設けられ、この前後進切換レバー２７を中立位置から前側に倒すと機体は前進し、反対に後側に引くと機体は後進するようになっている。
【００２５】
次に図２に示す動力線図に基づいて動力伝達系について説明する。
エンジン５の後部には主クラッチ３０が設けられ、この主クラッチ３０の伝動後位に前後進切換装置９が設けられている。前後進切換装置９は多板摩擦式の油圧クラッチ９ａ，９ｂからなり、常態では中立位置に保たれ、前後進切換レバー２７を前後方向に操作することにより、前進側油圧クラッチ９ａが接続され、あるいは後進側油圧クラッチ９ｂが接続される。
【００２６】
前進側油圧クラッチ９ａが接続されるときには入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２とリバーサ軸６４のギヤ６５を経由して、前進側油圧クラッチ９ａに動力が伝達され、リバーサ軸６４が正回転する。
また後進側油圧クラッチ９ｂが接続されるときには、入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２とカウンタ軸６１のギヤ６６とカウンタ軸６８のギヤ６９を経由して、リバーサ軸６４の後進用ギヤ７３を経由して、後進側油圧クラッチ９ｂに動力が伝達され、リバーサ軸６４が逆回転する。
【００２７】
この前後進切換装置９の後位には４段変速可能なシンクロメッシュ式の第１主変速装置１０が設けられ、後述するコントローラ１００からの指令を受けてアクチュエータ３１，３１が伸縮するとシフター３２，３２が前後に移動させられて変速を行なう。図２において前側のシフター３２が前後に移動すると４速と３速が得られ、後側のシフター３２が前後に動くと２速と１速が得られる。なお、この場合において、主変速が切換えられるときには、まず最初に油圧式の前後進切換装置９の油圧クラッチが中立に戻され、変速後に再びこの前後進切換装置９の油圧クラッチが接続されるように構成している。
【００２８】
そして、この第１主変速装置１０の後部には高低２段に切換可能な油圧式の第２主変速装置１１が設けられている。前側の油圧クラッチ１１ａが高速用のクラッチであり、後側の油圧クラッチ１１ｂが低速用の油圧クラッチである。従って、この実施例における主変速装置１０，１１では４×２の併せて８段の変速が可能である。
【００２９】
更にこの第２主変速装置１１の後部には３段の変速が可能で減速比が主変速装置１０，１１よりも比較的大きな副変速装置１２が設けられている。図２と図３に示すように、副変速レバー３４を操作して前側のシフター３５を前後に移動させると高速（Ｈ）と中速（Ｍ）が得られ、後側のシフター３５を後側に移動させると低速（Ｌ）が得られる。
【００３０】
副変速装置１２を操作するときには主クラッチ３０の入切操作を要す。即ち、主クラッチペダル２９を踏み込んで副変速操作レバー３４を前後方向あるいは左右方向に操作し、変速操作後には主クラッチペダル２９を離してエンジン回転動力を変速装置側に伝える。
【００３１】
なお、主変速装置１０，１１については副変速レバー３４のノブに設けた増速スイッチ３７と減速スイッチ３８を押し込んで変速を行なう（図２参照）。増速スイッチ３７を押しても減速スイッチ３８を押しても１段ずつしか変速は行なわれない。速度が遅い１速から速度が速い８速までの範囲で主変速装置１０，１１の変速がなされる。そして、この副変速装置１２によって減速された動力をドライブピニオン軸４０に伝え、後輪デフ装置４１、最終減速装置４２を順次介して後輪３，３を駆動する。
【００３２】
後輪デフ装置４１の手前で後輪駆動系より分岐した動力は前輪駆動系として利用され、前輪駆動系の中には前輪２，２を後輪３，３と等速で駆動させたり、前輪２，２を後輪３，３よりも増速させて回転させたりする前輪増速装置４４が設けられている。この前輪増速装置４４の前側の油圧クラッチ４４ａが接続されると前輪増速状態となり、後側の油圧クラッチ４４ｂが接続されると等速四輪駆動状態になり、両方の油圧クラッチ４４ａ，４４ｂがＯＦＦになると後輪３，３のみ駆動される二輪駆動の状態になる。前輪駆動軸には前輪デフ装置４６と前輪最終減速装置４７が設けられている。
【００３３】
なお、この図２の動力伝達線図において、副変速装置１２が高速（Ｈ）速になっているときに限り、副変速レバー３４をそのまま横に移動させると（図３（ｂ）参照）、路上走行速に適した路上速位置（ＨＨ）に切り換わる。この場合、主変速は１速から８速までのうち、高速側の５速、６速、７速、８速が選択できるが、１速から４速までの低速側４段はいくら増減速スイッチ３７，３８を操作してもプログラム上選択できないようになっている。道路を走行する場合は高速走行を前提としているので高速側のみを優先し、低速側を自動的にカットさせ変速操作が行なわれても１〜４速には入らないようにして操作性を向上させている。
【００３４】
また、この実施例では選択可能な高速側の変速パターンを５速、６速、７速、８速の４段としたが、６速、７速、８速の３段としたり、あるいは７速、８速の２段だけというように変速段数を減らしても良い。
【００３５】
図３は副変速レバー３４と操縦席４８、及びレバーガイド４９の位置関係を示すものである。レバーガイド４９は操縦席４８の左側に設けられ、その形状は平面から見ると逆Ｕ字状をなし、このレバーガイド４９の溝内を副変速レバー３４が移動する。図から明らかなように、高速（Ｈ）と中速（Ｍ）は対向した位置関係にあり、反対側の溝では路上速（ＨＨ）と低速（Ｌ）が対向している。
【００３６】
高速（Ｈ）と路上速（ＨＨ）とは副変速装置１２の変速位置は変わらずに主変速装置１０，１１の変速範囲だけが変わる。即ち、副変速装置１２の位置は高速（Ｈ）位置にあり、この状態で主変速装置１０，１１の変速可能な範囲だけがプログラムによって変更されるものである。そして、副変速装置１２を操作する副変速レバー３４がどの変速位置にあるかを検出するためにレバーガイド４９には４個のスイッチ５０，５１，５２，５３が設けられている。これらのスイッチ５０，５１，５２，５３に代えてポテンショメータ式の位置センサーで副変速操作レバー３４の位置を検出するように構成しても良い。
【００３７】
ＰＴＯ出力軸８３の駆動は次のようにして行われる。
入力ギヤ６０からカウンタ軸６１のギヤ６２を介してＰＴＯクラッチ７０の駆動用ギヤ７５に動力が伝達され、ＰＴＯクラッチ７０に動力伝達される。ＰＴＯクラッチ７０が入り状態になると、２つの油圧シリンダ７６と７７によりスライド制御される４段変速ギヤ機構（３段目のギヤ８１ａと１段目のギヤ８１ｂと４段目のギヤ８１ｃと２段目のギヤ８１ｄからなる）で選択されている変速段でＰＴＯ駆動軸７１が駆動される。
【００３８】
例えば、油圧シリンダ７６によりスライドされる従動軸７９上のギヤ８０ａがＰＴＯ変速軸７２のギヤ８１ａと噛合すると、ＰＴＯ変速軸７２から従動軸７９の出力ギヤ８２を経由してＰＴＯ出力軸８３の出力ギヤ８５に動力伝達されてＰＴＯ駆動軸７１が駆動する（ＰＴＯ２速）。同様に油圧シリンダ７６によりギヤ８０ｂがギヤ８１ｂに噛合するとＰＴＯ４速になる。
【００３９】
油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｃがギヤ８１ｃに噛合するとＰＴＯ１速になる。油圧シリンダ７７によりギヤ８０ｄがギヤ８１ｄに噛合するとＰＴＯ３速になる。
また、前記ギヤ８０ａがギヤ８１ａに噛んでいない状態であって、逆転軸８６上の逆転ギヤ８７をスライドさせて前記ギヤ８１ａに噛み合わせるとともにギヤ８０ａにも噛んでいる状態になると、ＰＴＯ駆動軸７１は逆転駆動する。逆転の場合はこの１速のみである。
【実施例１】
【００４０】
従来、オペレータはエンジン５の音や排気煙の色、振動などから感覚的、経験的にのみトラクターの負荷率を認識することしか出来なかった。
そこで、本実施例では、特許文献１記載の方法でエンジン回転数とエンジン排気温度に対応させた走行負荷とＰＴＯの負荷の和を算出してエンジン５に作用するエンジン負荷とする。前記ＰＴＯ駆動軸７１（図２）の負荷率は、各エンジン回転数におけるＰＴＯ最大出力に対する現在出力中のＰＴＯ出力の割合から算出する。また、前記走行負荷は、例えば乾田では５％から１０％程度であり、エンジン５に作用するエンジン負荷は主にＰＴＯ駆動軸７１の負荷に基づく。
【００４１】
前記走行負荷とＰＴＯの負荷の和から得られたエンジン負荷に基づき、現在出力中のエンジン回転数が適切であるか否かを判断し、エンジン回転数が適正でないと判断された場合は、エンジン回転数を適正な回転数に変更する。
【００４２】
また、適正なエンジン回転数の変更に伴い、機体の走行速度とＰＴＯ回転数は変化させないようにする。これは次のような理由による。
トラクタは圃場の状況に応じて最も相応しい走行速度とＰＴＯ回転数を選択して作業している。作業中は、選択した一定の走行速度と選択した一定のＰＴＯ回転数で作業及び走行を行っている。このとき圃場の状況に合わせて走行速度とＰＴＯ回転数を変更させるが、変更後も一定の走行速度とＰＴＯ回転数で作業及び走行を行う。
【００４３】
しかし、前述のようにエンジン負荷に基づき現在出力中のエンジン回転数を適正な回転数に変更した場合には走行速度とＰＴＯ回転数も変わってしまう。そこで、エンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数になるように（維持するように）することが必要である。本実施例の変速装置は無段変速装置ではなく、ギヤ噛合式の有段変速装置を用いているので、エンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数に一番近い変速段にすることが望ましい。本実施例では図８に示しているように、軽負荷Ａのときには走行段とＰＴＯ段を１段上げる構成とし、重負荷Ｃのときには走行段とＰＴＯ段を１段下げる構成としている。なお、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）やその他のベルト式無段変速装置、トライダル式無段変速装置を搭載した変速装置を用いると、変更前のエンジン回転数の走行速度に略一致させることができる。
【００４４】
図４には本実施例の制御装置（コントローラ）１００を備えたブロック図を示し、図５には車両が現在図中に記した負荷Ａ，Ｂ、Ｃのうちのいずれのエンジン負荷状態であるかを求めて、エンジン回転数の変更指示と走行速度及びＰＴＯ回転数の変更指示を行うフローチャートを示している。なお、図５に示すフローチャートで「ＰＴＯ回転数とエンジン回転数よりＰＴＯ段数」の計算は
ＰＴＯ減速比＝（ＰＴＯ軸回転数）／（エンジン回転数）
を求めることにより行うことができる。
【００４５】
ＰＴＯ軸回転数は図２に示すＰＴＯ駆動軸７１の回転数であり、ＰＴＯ軸回転数検出手段１２４ａで検出する。また、ＰＴＯ段数については、ＰＴＯ位置検出手段１２４によってＰＴＯ変速レバーの変速位置を直接検出してもよい。
【００４６】
また、「ＰＴＯはＯＮになっているか？」のステップＳ１４は実際にＰＴＯ駆動型作業機を使用する場合にオンとなるスイッチが押されたかどうかを検出するものであり、ＰＴＯ駆動型作業機が使用されない場合は、トラクタは路上走行時（ステップＳ２７）と判断して本実施例の指示は行わない。ただし、プラウなどのように、ＰＴＯ駆動を行わないけん引作業も指示の対象とすることができる。その場合には、「ＰＴＯはＯＮになっているか？」がＮＯの時には、エンジン回転数と走行速度段のみを指示する。
【００４７】
本実施例では、エンジン回転数検出手段（センサ）１１９で検出された現在のエンジン回転数と排気温度検出手段（センサ）１２０で検出されたエンジン排気ガス温度に対応したエンジン負荷を、図７に示す予め設定した所定のエンジン負荷マップ１１２から負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれのゾーンに属するかをエンジン負荷算出手段１１１により算出する。
【００４８】
まず、図５のステップＳ１０でエンジン５の排気温度を検出し、ステップＳ１１でエンジン回転数とＰＴＯ回転数を検出する。ＰＴＯ回転数はＰＴＯ駆動軸７１の回転数であり、センサ１２４ａで検出する。ステップＳ１２では、ＰＴＯ回転数とエンジン回転数とから現在のＰＴＯ変速段を算出する。別実施例として、ＰＴＯ変速レバーの位置を直接検出してもよい。
【００４９】
ステップＳ１３では、排気温度とエンジン回転数から図７に示す負荷を算出する。
ステップＳ１４では、ＰＴＯが作動中であるかどうかをＰＴＯの駆動開始と停止用のＰＴＯスイッチがオンになっていることで確認して次のエンジン負荷を適正にするステップに移る。
【００５０】
次いで、ステップＳ１５では実エンジン回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｓ（例えば予め設定した１６００ｒｐｍ）を超えているか否かを判断し、所定回転数未満である場合には、ステップＳ１６で指示係数「０」を選択して表示部に表示する。そして、ステップＳ２３では「エンジン回転数を所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）以上に上げて下さい」という表示を行う。
【００５１】
また、実エンジン回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）以上であると、算出されたエンジン負荷の状態が図７のマップのエンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれに属するかにより、現在の検出された実エンジン回転数Ｎｒの適否をエンジン回転数適否判定手段１１３により判断する。
図７のマップは、図４のブロック図に示すように、制御装置１００内にエンジン負荷マップ１１２として備えている。
【００５２】
なお、エンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃの定義は、それぞれ、あるエンジン回転数における負荷が軽い状態の「軽負荷」、負荷が適正な状態の「適正負荷」、負荷が大きい状態の「重負荷」にそれぞれ対応する。図５のステップ１７で軽負荷Ａであるか否かを、ステップ１８で適正負荷Ｂであるか否かを判断している。ステップＳ１９で重負荷Ｃを判断している。
【００５３】
エンジンの回転数が所定回転数以上であって、前記エンジン負荷が「軽負荷Ａ」又は「重負荷Ｃ」であると、エンジン回転数変更の指示をエンジン回転数変更指示手段１１４で算出した指示エンジン回転数Ｎｋ，Ｎｊを表示部１２５に出力する。Ｎｋは軽負荷時の指示エンジン回転数であり、Ｎｊは重負荷時の指示エンジン回転数である。
【００５４】
ただし、指示エンジン回転数（軽負荷時の指示エンジン回転数）Ｎｋが所定回転数Ｎｓ未満の場合は、エンジン回転数を所定回転数Ｎｓになるように指示する。表示部１２５はディスプレイ表示であるが、音声などで出力してもよい。また、エンジン回転数変更指示手段１１４で変更指示された指示エンジン回転数Ｎｋ，Ｎｊに伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を、前述のエンジン回転数変更前の走行速度及びＰＴＯ回転数になるように（維持するように）変速指示する。
【００５５】
図５のステップＳ１７で軽負荷Ａであると判断されると、このステップＳ１７では同時にエンジン回転数適否判定手段１１３でエンジン回転数の適否が判定される。そして、エンジン回転数が適正でないと判断されると、ステップ２０ではエンジン回転数変更指示手段１１４にて変更する指示エンジン回転数Ｎｋを算出する。
【００５６】
ステップ２１では、変更指示された軽負荷時の指示エンジン回転数Ｎｋと所定回転数Ｎｓ（１６００ｒｐｍ）とを比較手段１１７で比較する。特に、軽負荷Ａの場合は、エンジン回転数を下げる操作であるので、所定回転数Ｎｓよりも下げすぎないことが重要である。
【００５７】
指示された指示エンジン回転数Ｎｋが所定回転数Ｎｓ未満の場合はステップＳ１６へと進み、前述したようにエンジン回転数は所定回転数Ｎｓとなるように指示を行う。
これにより、指示されるエンジン回転数Ｎｋは所定回転数Ｎｓよりも下がることを防止できるようになるので、急な負荷が作用したときのエンストを防止できるようになる。
【００５８】
指示された指示エンジン回転数Ｎｋが所定回転数Ｎｓ以上の場合は、ステップＳ２２へと進み、指示係数「１」を選択して表示部１２５に表示する。そして、ステップＳ２３では「エンジン回転数を指示回転数Ｎｋに下げて走行段とＰＴＯ段を１段上げて下さい」の表示を行う。
【００５９】
これにより、軽負荷Ａの場合はエンジン回転数を下げることで燃費が向上するようになる。また、走行段とＰＴＯ段を１段上げることで、エンジン回転数変更前の走行速度とＰＴＯ回転数から極端に離れることがなくなるので、安定した作業が可能となる。
【００６０】
ステップＳ１７で軽負荷Ａでないと判断されると、ステップＳ１８へ進んで適正負荷Ｂか否かを判断する。適正負荷Ｂの場合はステップＳ２４へと進んで表示部１２５に指示係数「２」を表示し、さらにステップＳ２３へと進んで「適正なエンジン回転数です」の文字表示を行う。
【００６１】
ステップＳ１８で適正負荷でないと判断されると、ステップＳ１９へ進んで重負荷Ｃと判断する。このステップＳ１９では同時にエンジン回転数適否判定手段１１３でエンジン回転数の適否が判定される。そして、ステップＳ２５ではエンジン回転数変更指示手段１１４にて変更する重負荷時の指示エンジン回転数Ｎｊを算出してステップＳ２６へ進む。
【００６２】
ステップＳ２６では表示部１２５に指示係数「３」の表示を行い、ステップＳ２３へ進んで表示部１２５に「エンジン回転数を指示回転数Ｎｊに上げて走行段とＰＴＯ段を１段下げて下さい」の表示を行う。
【００６３】
これにより、重負荷状態でのエンジンドロップの防止やエンジンからの黒煙排出の低減ができるとともに、エンジン回転数変更前の走行速度とＰＴＯ回転数から極端に離れることを防止できるので、安定した作業が可能となる。重負荷Ｃの場合はエンジン回転数を下げるということは無いので、軽負荷Ａのときのような所定回転数Ｎｓとの比較は行なわない。
【００６４】
なお、上記「指示エンジン回転数」は次式（１）により算出した数字である。
指示エンジン回転数＝
現在のエンジン回転数−（現在の回転数×０．２５×（２−指示係数）） （１）
上記式（１）で係数「０．２５」を選択するのはトラクタの車速変速１段につき、平均２５％の変化があるためである。
ここで、指示係数は図８に示す通り、０〜３までの整数がそれぞれのエンジン負荷に対応して設定される。
【００６５】
上記したように、得られたエンジン５の負荷状態に応じて適正なエンジン回転数への変更指示に伴い、指示エンジン回転数と予め設定している所定回転数とを比較して、指示エンジン回転数が所定回転数以上のときには、エンジン回転数を適正にする変更指示を行い、適正なエンジン回転数で運転が可能となる。特に、軽負荷Ａの場合は燃料消費量を削減できる。また、指示エンジン回転数が前記所定回転数未満であるときには、指示エンジン回転数を所定回転数に変更して指示することで、急な負荷が作用したときにエンストすることがない。
【００６６】
ここで、エンジン回転数変更指示手段１１４による表示部１２５への表示や音声による指示が、オペレータによっては冗長にすぎて「煩わしい」と感じることがあるので、前記表示部１２５への表示時間や音声での指示時間を任意に変えることができるようにしておく事が望ましい。
【００６７】
また適正負荷Ｂで運転中は表示部１２５の画面には「ＥＣＯ」などの表示が付いたインジケータランプを表示させるとオペレータは省エネルギー作業中であることを自覚することができる。
【００６８】
また、上記エンジン回転数と排気温度に基づきエンジンの負荷状態を判定し、図９に示すようなエンジンの回転数とＰＴＯ出力、温度の関係を各エンジン回転数ごとの回帰曲線として求め、オペレーターに現在のエンジン５の負荷を知らせることができる構成としてもよい。
【００６９】
この場合、エンジン５の音や排気煙の色、振動などから感覚的、経験的にトラクターのエンジン負荷状態を認識することが熟練のオペレータでなくても判るようになるので、作業中にエンジン負荷に余裕がある場合、エンジン回転数を制限して走行し、負荷大になってくると減速比を変更することで最高車速を制限するなどの操縦により省エネルギー運転が可能になる。
【００７０】
本実施例では副変速位置は複数段（３段変速）であるが、副変速位置検出手段１２２による副変速の変速位置が最高速位置にある場合は路上走行中であるので、上記エンジン回転数変更指示手段１１４による前記表示部１２５への表示や音声による指示を行わない構成とする。
【実施例２】
【００７１】
前述した図５のフローチャートは、負荷状態によりエンジン回転数の変更の指示を行うとともに、走行速度及びＰＴＯ回転数の変更の指示のみを行う構成であるが、図６に示すフローチャートの実施例は、エンジン回転数の変更と、走行速度及びＰＴＯ回転数の変更を自動的に行うものである。
【００７２】
本実施例でも、前記実施例１と同一の手順でエンジン回転数検出手段（センサ）１１９で検出された現在の実エンジン回転数Ｎｒ’と排気温度検出手段（センサ）１２０で検出されたエンジン排気ガス温度に対応したエンジン負荷を図７に示す予め設定した所定のエンジン負荷マップから図７のエンジン負荷Ａ，Ｂ、Ｃのいずれに属するかをエンジン負荷算出手段１１１により算出する。
【００７３】
まず、図６のステップＳ１０からステップＳ１３までの処理は、図５の場合と同じである。ステップＳ１３の次のステップＳ３０においては、図５の場合と同様にＰＴＯがオンになっているか否かを判断する。このステップＳ３０では、さらに、自動変速がオンになっているか否かを判断する。自動変速のオン状態は、副変速レバー３４の自動モードスイッチ５５（図３）のオンで行われる。
【００７４】
ステップＳ３０でＰＴＯと自動変速が共にオンになっていると、ステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５における実エンジン回転数Ｎｒ’が所定回転数Ｎｓ’以上か否かの判断と、ステップＳ１７における軽負荷Ａの判断と、ステップＳ１８における適正負荷Ｂの判断と、ステップＳ１９における重負荷Ｃの判断については、図５の場合と同じである。
【００７５】
ステップＳ１５において実エンジン回転数Ｎｒ’が所定回転数Ｎｓ’よりも低い場合はステップＳ３１へと進み、ガバナ１２６により自動的にエンジン回転数を所定回転数Ｎｓ’（１６００ｒｐｍ）に変更する。
【００７６】
ステップＳ１７で軽負荷Ａと判断されると、ステップＳ３２へと進む。ステップＳ３２ではエンジン回転数予測手段１１８により軽負荷時の予測エンジン回転数Ｎｋ’を計算する。特に、軽負荷Ａの場合は、エンジン回転数を下げる操作であるので、所定回転数Ｎｓ’よりも下げすぎないことが重要である。
【００７７】
ステップＳ３３で軽負荷時の予測エンジン回転数Ｎｋ’が所定回転数Ｎｓ’以下であるとステップＳ３１へと進み、エンジン回転数を自動的に所定回転数Ｎｓ’となるように制御する。また、ステップＳ３３で予測エンジン回転数Ｎｋ’が所定回転数Ｎｓ’以上のときはステップＳ３４へと進む。
【００７８】
ステップＳ３４では、エンジン回転数を予測回転数Ｎｋ’になるように制御し、さらに、主変速（走行段）を１段上げると共にＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段上げる判断を行う。そして、ステップＳ３５では、ガバナ１２６で自動的にエンジン回転数を予測回転数Ｎｋ’になるように制御する。さらに、主変速制御部１２７で主変速（走行段）を１段上げると共にＰＴＯ変速制御部１２８でＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段上げる制御を自動的に行う。
【００７９】
これにより、軽負荷Ａのときにはエンジン回転数は自動的に下げるように制御されるので、無駄な燃料消費を抑制することができるようになる。また、エンジン回転数を下げても走行速度とＰＴＯ回転数は、エンジン回転数変更前の状態に近い状態とすることで、安定した作業走行を行うことができるようになる。
【００８０】
ステップＳ１８で適正負荷Ｂと判断されるとステップＳ３６へと進み、走行速度とＰＴＯ変速は行わない。
ステップＳ１８で適正負荷Ｂでないと判断されるとステップＳ１９へと進んで重負荷Ｃと判断する。重負荷Ｃと判断されるとステップＳ３７へと進んでエンジン回転数予測手段１１８で重負荷時の予測エンジン回転数Ｎｊ’を算出する。重負荷Ｃの場合は、エンジン回転数は上げる操作なので、所定回転数Ｎｓ’との比較は行なわない。
【００８１】
次にステップＳ３５へと進んで、エンジン回転数を予測回転数Ｎｊ’になるように制御し、さらに、主変速（走行段）を１段下げると共にＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段下げる判断を行う。
ステップＳ３５では、ガバナ１２６で自動的にエンジン回転数を予測回転数Ｎｊ’になるように制御する。さらに、主変速制御部１２７で主変速（走行段）を１段下げると共にＰＴＯ変速制御部１２８でＰＴＯ変速位置（ＰＴＯ段）を１段下げる制御を自動的に行う。
【００８２】
これにより、重負荷Ｃのときにはエンジン回転数を自動的に上昇させることで、エンジンストールを防止できるようになる。また、エンジン回転数を上げても走行速度とＰＴＯ回転数は、エンジン回転数変更前の状態に近い状態とすることで、安定した作業走行を行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の走行車両は、ＰＴＯを備えたトラクタや建設車両などの省エネルギー作業が可能な作業車両として利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施例のトラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタのエンジンからの動力伝動機構図である。
【図３】図１のトラクタの副変速レバー設置部の側面略図（図３（ａ））とレバーガイドの平面図（図３（ｂ））である。
【図４】図１のトラクタの制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１の制御のフローチャートである。
【図６】実施例２の制御のフローチャートである。
【図７】図１のトラクタのエンジン負荷マップである。
【図８】図１のトラクタのエンジン負荷状態と変更状態である。
【図９】図１のトラクタのエンジン回転数毎の排気温度とＰＴＯ出力との関係図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ トラクタ ２ 前輪２
３ 後輪 ４ ボンネット
５ エンジン ６ ミッションケース
９ 前後進切換装置 ９ａ，９ｂ 油圧クラッチ
１０ 第１主変速装置 １１ 第２主変速装置
１１ａ，１１ｂ 油圧クラッチ １２ 副変速装置
１４ 油圧シリンダケース １４ａ 油圧シリンダ
１５ リフトアーム １６ ロワーリンク
１７ リフトロッド １８ 作業機（ロータリ耕耘装置）
１９ 耕耘部 ２０ 主カバー
２２ リヤカバー ２４ ステアリングハンドル
２５ ハンドルポスト ２７ 前後進切換レバー
２８ 油圧操作レバー ２９ 主クラッチペダル
３０ 主クラッチ ３１ アクチュエータ
３２ シフター ３４ 副変速レバー
３５ シフター ３７ 増速スイッチ
３８ 減速スイッチ ４０ ドライブピニオン
４１ 後輪デフ装置 ４２ 最終減速装置
４４ 前輪増速装置 ４４ａ，４４ｂ 油圧クラッチ
４６ 前輪デフ装置 ４７ 前輪最終減速装置
４８ 操縦席 ４９ レバーガイド
５０〜５３ スイッチ ５５ 自動モードスイッチ
５８ アクセルペダル ６０ 入力ギヤ
６１ カウンタ軸 ６２ ギヤ
６４ リバーサ軸 ６５ ギヤ
６６ 伝動ギヤ ６８ カウンタ軸
６９ ギヤ ７０ ＰＴＯクラッチ
７１ ＰＴＯ駆動軸 ７２ ＰＴＯ変速軸
７３ 後進用ギヤ ７５ ギヤ
７６，７７ 油圧シリンダ ７９ 従動軸
８０ａ〜８０ｄ ギヤ ８１ａ〜８１ｄ ギヤ
８２ 出力ギヤ ８３ ＰＴＯ出力軸
８５ 出力ギヤ ８６ 逆転軸
８７ ギヤ １００ 制御装置（コントローラ）
１１１ エンジン負荷算出手段 １１２ エンジン負荷マップ
１１３ エンジン回転数適否判定手段
１１４ エンジン回転数変更指示手段
１１５ 走行変速指示手段 １１６ ＰＴＯ変速指示手段
１１７ 比較手段 １１８ エンジン回転数予測手段
１１９ エンジン回転数検出手段 １２０ 排気温度検出手段
１２２ 副変速位置検出手段 １２４ ＰＴＯ変速位置検出手段
１２４ａ ＰＴＯ軸回転数検出手段 １２５ 表示部
１２６ エンジン回転数制御手段 １２７ 走行速度変速手段
１２８ ＰＴＯ変速手段 Ｎ エンジン回転数
Ｎｒ 実エンジン回転数 Ｎｒ’ 実エンジン回転数
Ｎｋ 軽負荷時の指示エンジン回転数
Ｎｊ 重負荷時の指示エンジン回転数
Ｎｋ’ 軽負荷時の予測エンジン回転数
Ｎｊ’ 重負荷時の予測エンジン回転数
Ｎｓ 所定回転数 Ｎｓ’ 所定回転数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、
エンジン回転数検出手段（１１９）と、
エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、
算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、
エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示するエンジン回転数変更指示手段（１１４）と、
該エンジン回転数変更指示手段（１１４）で変更指示された指示エンジン回転数（Ｎｋ，Ｎｊ）に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記エンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する変速指示手段（１１５，１１６）と
を設けた作業車両であって、
前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ）とを比較する比較手段（１１７）を設け、
該指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）以上のときには、前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）と変速指示手段（１１５，１１６）による変速指示を行い、
前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）未満のときには前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）に当該所定回転数（Ｎｓ）を指示する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、
エンジン回転数検出手段（１１９）と、
エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、
算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、
エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数予測手段（１１８）で適正なエンジン回転数を予測して、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）に変更制御するエンジン回転数制御手段（１２６）と、
該予測エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）への変更制御前の状態に維持する側に変速する変速手段（１２７，１２８）と
を設けた作業車両であって、
前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ’）とを比較する比較手段（１１７）を設け、
該予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）以上のときには、前記エンジン回転数制御手段（１２６）と機体の走行速度とＰＴＯ回転数の変速手段（１２７，１２８）により変更制御を行い、
前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）未満のときには前記エンジン回転数制御手段（１２６）によって所定のエンジン回転数（Ｎｓ’）に変更制御する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両。
【請求項１】
機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、
エンジン回転数検出手段（１１９）と、
エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、
算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、
エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数を適正な回転数に変更指示するエンジン回転数変更指示手段（１１４）と、
該エンジン回転数変更指示手段（１１４）で変更指示された指示エンジン回転数（Ｎｋ，Ｎｊ）に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記エンジン回転数変更指示前の状態に維持する側に変速指示する変速指示手段（１１５，１１６）と
を設けた作業車両であって、
前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ）とを比較する比較手段（１１７）を設け、
該指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）以上のときには、前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）と変速指示手段（１１５，１１６）による変速指示を行い、
前記指示エンジン回転数（Ｎｋ）が所定回転数（Ｎｓ）未満のときには前記エンジン回転数変更指示手段（１１４）に当該所定回転数（Ｎｓ）を指示する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
機体に搭載したエンジン（５）と機体に連結した作業機（１８）と、
エンジン回転数検出手段（１１９）と、
エンジン（５）に作用するエンジン負荷を算出するエンジン負荷算出手段（１１１）と、
算出されたエンジン負荷状態に基づいてエンジン回転数（Ｎ）の適否を判断するエンジン回転数適否判定手段（１１３）と、
エンジン回転数（Ｎ）が適正でないと判断された場合はエンジン回転数予測手段（１１８）で適正なエンジン回転数を予測して、該予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）に変更制御するエンジン回転数制御手段（１２６）と、
該予測エンジン回転数に伴い機体の走行速度とＰＴＯ回転数を前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’，Ｎｊ’）への変更制御前の状態に維持する側に変速する変速手段（１２７，１２８）と
を設けた作業車両であって、
前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）と予め設定した所定回転数（Ｎｓ’）とを比較する比較手段（１１７）を設け、
該予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）以上のときには、前記エンジン回転数制御手段（１２６）と機体の走行速度とＰＴＯ回転数の変速手段（１２７，１２８）により変更制御を行い、
前記予測エンジン回転数（Ｎｋ’）が所定回転数（Ｎｓ’）未満のときには前記エンジン回転数制御手段（１２６）によって所定のエンジン回転数（Ｎｓ’）に変更制御する制御装置（１００）を設けたことを特徴とする作業車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１０７４５６（Ｐ２００９−１０７４５６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８１１３９（Ｐ２００７−２８１１３９）
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【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２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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