(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源であるエンジンと、
前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
を備え、
複数の作業機の何れかを接続可能であるトラクタにおいて、
前記エンジン制御部は、
燃費を抑えることを優先した燃料噴射状態をエンジン回転数と出力トルクとの関係で示す第１噴射制御情報と、
騒音を抑えることを優先した燃料噴射状態を前記エンジン回転数と前記出力トルクとの関係で示す第２噴射制御情報と、
を予め記憶し、
前記エンジンから取得したエンジン回転数の情報、及び、前記トラクタの車体から取得したＰＴО変速段数と副変速段数とトラクタの車速の情報から、接続されている前記作業機の種類と作業の状態を特定し、
前記作業機の種類と前記作業の状態に応じて、前記第１噴射制御情報又は前記第２噴射制御情報の何れかを自動的に選択し、当該選択された噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御することを特徴とするトラクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のトラクタであって、
前記エンジン制御部は、
エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す第１調速制御情報と、
定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す第２調速制御情報と、
を予め記憶し、
前記作業機の種類と前記作業の状態に応じて、前記第１調速制御情報又は前記第２調速制御情報の何れかを自動的に選択し、当該選択された調速制御情報に基づいてエンジン回転数が調速されるように前記エンジンを制御することを特徴とするトラクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトラクタであって、
前記エンジンは、排気ガスのうちＥＧＲ率に相当する分を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置を備え、
前記第１噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合と、前記第２噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合とを比べると、前記第１噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合の方がＥＧＲ率が高く、前記第２噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合の方がＥＧＲ率が低く、設定されることを特徴とするトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタに関する。詳細には、トラクタに接続された作業機の種類及び状態のうち少なくとも一方に応じて、当該トラクタの駆動源であるエンジンを自動的に適切に制御するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トラクタの作業環境の変化に応じて、駆動源であるエンジンの出力トルク特性を切り替えて、当該エンジンの制御を個々の作業環境に応じた適切なものとする構成が知られている。特許文献１は、この種のトラクタを開示する。
【０００３】
特許文献１のトラクタは、エンジン回転数と出力トルクとの関係を示す複数の性能曲線（具体的には、高トルクライン及び低燃費ライン）を予めエンジン制御部に記憶している。特許文献１には、高トルクラインか低燃費ラインかを具体的にどのようにして選択するのかについては開示されていないが、オペレータの適宜の操作により何れかを選択できるようになっていると考えられる。特許文献１のトラクタにおいて、オペレータが高トルクラインか低燃費ラインかを適宜に選択することにより、エンジンの出力トルクの制御を適切に行うことができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のようなトラクタのエンジンにおいては、上述のように出力トルクについては複数の性能曲線を用いて制御を行っているが、燃料噴射状態については、エンジン回転数と出力トルクとの関係で燃料噴射状態を示す単一の噴射制御情報に基づいて制御を行っているのが一般的である。その場合、エンジンの燃費の向上と、騒音の低減と、がトレードオフの関係にあることを考慮して、妥当な低燃費性及び低騒音性が得られる燃料噴射状態を実現することができる噴射制御情報が採用される。ところが、作業機の種類又は状態によっては、騒音が多少大きくなっても燃費を抑えたい場合や、あるいは逆に燃費が多少悪くなっても騒音を小さくしたい場合がある。単一の噴射制御情報を用いてトラクタのエンジンの燃料噴射状態を制御した場合、このような場合に個々の作業機の種類又は状態に応じて適切な制御を行うことができず、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、トラクタの駆動源であるエンジンの燃料噴射状態を自動的に適切に制御して、エンジンの低燃費性又は低騒音性を個々の状況に応じて実現できるトラクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の観点によれば、以下の構成のトラクタが提供される。即ち、このトラクタは、駆動源であるエンジンと、前記エンジンを制御するエンジン制御部と、を備え、複数の作業機の何れかを接続可能である。前記エンジン制御部は、第１噴射制御情報と、第２噴射制御情報と、を予め記憶する。前記第１噴射制御情報は、燃費を抑えることを優先した燃料噴射状態をエンジン回転数と出力トルクとの関係で示す。前記第２噴射制御情報は、騒音を抑えることを優先した燃料噴射状態を前記エンジン回転数と前記出力トルクとの関係で示す。前記エンジン制御部は、前記エンジンから取得したエンジン回転数の情報、及び、前記トラクタの車体から取得したＰＴО変速段数と副変速段数とトラクタの車速の情報から、前記作業機の種類と作業の状態を特定する。前記エンジン制御部は、前記作業機の種類と前記作業の状態に応じて、前記第１噴射制御情報又は前記第２噴射制御情報の何れかを自動的に選択し、当該選択された噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する。
【０００９】
これにより、エンジンから取得した情報以外に、車体から取得した情報も判断材料として考慮することにより、作業機の種類と作業の状態に関する情報を正確に取得することができる。そして、作業機の種類と作業の状態に応じて、燃費を抑えることを優先した制御を行うか、又は騒音を抑えることを優先した制御を行うか、の何れかを自動的に選択し、燃料噴射状態が個々の状況に応じて適切となるように制御を行うことができる。
【００１０】
前記のトラクタにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記エンジン制御部は、第１調速制御情報と、第２調速制御情報と、を予め記憶する。前記第１調速制御情報は、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す。前記第２調速制御情報は、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す。前記エンジン制御部は、前記作業機の種類と前記作業の状態に応じて、前記第１調速制御情報又は前記第２調速制御情報の何れかを自動的に選択し、当該選択された調速制御情報に基づいてエンジン回転数が調速されるように前記エンジンを制御する。
【００１１】
これにより、作業機の種類と作業の状態に応じて、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先した制御を行うか、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先した制御を行うか、の何れかを自動的に選択し、エンジン回転数制御の制御ゲインが個々の状況に応じて適切となるように制御を行うことができる。
【００１４】
前記のトラクタにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記エンジンは、排気ガスのうちＥＧＲ率に相当する分を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置を備える。前記第１噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合と、前記第２噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合とを比べると、前記第１噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合の方がＥＧＲ率が高く、前記第２噴射制御情報に基づいて前記エンジンを制御する場合の方がＥＧＲ率が低く、設定される。
【００１５】
これにより、燃費を抑えることを優先したいか、騒音を抑えることを優先したいかによって、ＥＧＲ率を異ならせることができ、個々の状況に応じて一層適切にエンジンの制御を行うことができる。つまり、燃費を抑えることを優先する場合に、相対的に高いＥＧＲ率を設定するので、循環する排気ガスの量が増加して、燃費が改善される。また、騒音を抑えることを優先する場合に、相対的に低いＥＧＲ率を設定するので、循環する排気ガスの量が減少し、又は、循環しなくなるので、騒音が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るトラクタの全体的な構成を示す側面図。
【図２】トラクタに搭載されるエンジンの構成を模式的に示した図。
【図３】トラクタの主要な電気的構成を示すブロック図。
【図４】トラクタのエンジンのトルク線図。
【図５】自動モードにおいて、トラクタの作業／状態に応じて選択される噴射制御マップ及び調速制御マップを示す説明図。
【図６】第１噴射制御マップ及び第２噴射制御マップにそれぞれ含まれる燃料噴射圧力の制御マップを示す図。
【図７】第１噴射制御マップ及び第２噴射マップにそれぞれ含まれる燃料噴射パターンの制御マップを示す図。
【図８】加速時及び定常時において、高応答性モード及び定常安定性モードのそれぞれの場合における、エンジン回転数の挙動を説明する図。
【図９】ＥＣＵが行う制御を示すフローチャート。
【図１０】ＥＣＵに記憶される作業内容特定情報の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに図１を参照して、本実施形態のトラクタ１の基本的な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るトラクタ１の全体的な構成を示す側面図である。
【００１８】
トラクタ１は、農作業用の作業車両であり、ロータリ、ハロー等の各種の作業機（アタッチメント）を必要に応じて装着し、作業機を用いた各種の作業を行うことができる。
【００１９】
トラクタ１は、車体２と、左右１対の前輪３と、左右１対の後輪４と、を備える。車体２の前部にはボンネット５が配置されており、当該ボンネット５の内部にはトラクタ１の駆動源であるエンジン６が配置されている。
【００２０】
左右の後輪４の間には、ミッションケース７が配置されている。エンジン６の出力は、このミッションケース７内の変速機構によって変速されて、後輪４及び作業機へ伝達される。詳述すると、エンジン６の出力の一部は、ミッションケース７内に配置された図略の主変速機構及び副変速機構によって適宜変速されて後輪４に伝達される。また、エンジン６の出力の残りの一部は、ミッションケース７内に配置された図略のＰＴＯ変速機構によって適宜変速されてＰＴＯ軸９に伝達される。
【００２１】
ミッションケース７の後部には、ロワーリンク１３、トップリンク１４、及びＰＴＯ軸９が配置されている。作業機は、ロワーリンク１３及びトップリンク１４に連結され、ＰＴＯ軸９によって駆動される。
【００２２】
ミッションケース７の上方であってボンネット５の後方には、オペレータが搭乗するためのキャビン１５が配置されている。キャビン１５の内部には運転座席が設けられており、運転座席の近傍にはオペレータが操作するための図略の複数の操作具が設けられている。
【００２３】
次に、トラクタ１の駆動源であるエンジン６の基本的な構成について図２を参照して説明する。図２は、トラクタ１に搭載されるエンジン６の構成を模式的に示した図である。
【００２４】
エンジン６は、図２に示すように、エンジン本体１８と、燃料噴射装置１９と、ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）２０と、排気タービン式の過給機２１と、排気浄化装置２２と、エンジン制御部としてのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１７と、を備える。
【００２５】
本実施形態において、エンジン６は直列４気筒型のディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン本体１８は、シリンダブロックと、シリンダヘッドと、を備える。シリンダブロックには、４つのシリンダ３３が形成される。それぞれのシリンダ３３の内部には、燃焼室が形成されるとともに、図示しないピストンがスライド可能に配置されている。このピストンは、エンジン６の出力軸である図略のクランク軸に連結される。
【００２６】
また、エンジン本体１８は、吸気マニホールド２３と、排気マニホールド２４と、を備えている。吸気マニホールド２３には、当該吸気マニホールド２３に吸気を導入する吸気管２５が接続されている。排気マニホールド２４には、当該排気マニホールド２４からの排気が排出される排気管２６が接続されている。
【００２７】
燃料噴射装置１９は、各シリンダ３３に対応するインジェクタ２７を備える。インジェクタ２７には、図略の燃料ポンプによって圧送された燃料が、図示しないコモンレールを介して分配される。インジェクタ２７が備える電子制御弁はＥＣＵ１７に電気的に接続されており、ＥＣＵ１７からの信号が当該電子制御弁に入力されることにより、当該インジェクタ２７から燃焼室内に燃料が噴射される。ＥＣＵ１７は、インジェクタ２７からの燃料の噴射時期、噴射圧力（前記コモンレールの圧力）、及び噴射パターンを制御する。
【００２８】
ＥＧＲ装置２０は、ＥＧＲ管２８と、ＥＧＲ弁２９と、ＥＧＲクーラ３０と、を備えている。ＥＧＲ管２８は、吸気管２５と排気管２６とを接続しており、当該ＥＧＲ管２８を介して排気ガスが吸気に再循環される。ＥＧＲ弁２９は、ＥＧＲ管２８の内部に設けられており、当該ＥＧＲ弁２９はＥＣＵ１７に電気的に接続されている。ＥＧＲ弁２９の開度をＥＣＵ１７が制御することにより、排気ガスのうち吸気側に再循環される排気ガスの率（以下、「ＥＧＲ率」）が調整される。ＥＧＲクーラ３０は、ＥＧＲ管２８を流れる排気を冷却する。
【００２９】
過給機２１は、排気管２６を流れる排気によって回転するタービン３１と、当該タービン３１と一体的に回転するコンプレッサ３２と、を備える。コンプレッサ３２は吸気管２５内に配置されており、当該コンプレッサ３２の回転によって吸気が圧縮され、エンジン本体１８のシリンダ３３内に送り込まれる。
【００３０】
排気浄化装置２２は、排気管２６の出口に設けられる。排気浄化装置２２は、ＤＯＣ（ディーゼル用酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備えて構成される。排気ガスは、排気浄化装置２２を通過することにより浄化された後、外部に排出される。
【００３１】
次に、図３等を参照して、エンジン６の制御に関する構成を説明する。図３は、トラクタ１の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００３２】
エンジン制御部としてのＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ１７は、図３に示す種々のセンサや操作具から情報を取得し、これらの情報に基づいてエンジン６に関する制御を行う。
【００３３】
以下、具体的に説明する。トラクタ１の車体２が備える前記副変速機構には、当該副変速機構の変速段を検出する副変速センサ１０が備えられている。また、前記ＰＴＯ変速機構には、当該ＰＴＯ変速機構の変速段を検出するＰＴＯ速度センサ１１が備えられている。更に、エンジン６から後輪４に至るまでの駆動伝達経路の適宜の位置には、トラクタ１の車速を検出する車速センサ１２が備えられている。副変速センサ１０、ＰＴＯ速度センサ１１及び車速センサ１２は、ＥＣＵ１７に電気的に接続されている。
【００３４】
車体２が備える（具体的には、キャビン１５の内部に配置されている）上述の操作具には、モード切替操作具１６が含まれている。このモード切替操作具１６は、オペレータが、エンジン６の制御モードを、後述する「手動モード」及び「自動モード」のうち何れかに切り替えるために操作するものである。モード切替操作具１６は、ＥＣＵ１７に電気的に接続されている。
【００３５】
エンジン本体１８には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３４と、エンジンの出力トルクを検出するトルク検出センサ３５と、が設けられている。エンジン回転数センサ３４及びトルク検出センサ３５は、ＥＣＵ１７に電気的に接続されている。
【００３６】
前述のように、本実施形態のトラクタ１には、ロータリ、ハロー等の様々な作業機を接続して作業を行うことができるが、低騒音より低燃費を優先した制御を行うべきか、それとも低燃費より低騒音を優先した制御を行うべきかは、トラクタ１の作業又は状態（即ち、トラクタ１にどのような作業機が接続され、どのような作業が行われているか、また、トラクタ１がどのような状態か）に応じて異なる。
【００３７】
ところで、エンジン６において主に使用されるトルク−回転数の領域は、トラクタ１の作業／状態に応じて異なる。図４には、トラクタ１が様々な作業（例えば、耕耘作業、代掻き作業等）を行う場合、ハイアイドル状態の場合、ローアイドル状態の場合等におけるトルク−回転数の領域が、トラクタ１のエンジン６のトルク線図に重ねて示されている。なお、以降の説明では、表記の簡略化のため、トラクタ１の様々な作業／状態について、「作業Ａ」、「状態Ｈ／Ｉ」等と、アルファベットを用いた略記号で表現する場合がある。
【００３８】
このように、トラクタ１の作業／状態に応じてトルク−回転数の領域が異なっているので、エンジン回転数センサ３４により検出したエンジン回転数、及び、トルク検出センサ３５により検出した出力トルクに基づいて、トラクタ１の作業／状態をある程度特定し、これに基づいて、低騒音と低燃費の何れを優先すべきかを選択して制御することは可能と考えられる。
【００３９】
しかしながら、トラクタ１の作業／状態が異なっていても、使用するトルク−回転数の領域が互いに類似する場合もある。具体的には図４に示すように、例えば作業Ａと作業Ｃとで領域が一部重なっているし、作業Ｅと作業Ｆとでも領域が一部重なっている。そのため、上述のようにエンジンから取得する情報だけでは、トラクタ１の作業／状態を正確に特定することができず、ニーズに適合した制御を行うことができない場合があった。
【００４０】
そこで、本実施形態のトラクタ１では、エンジン６から取得した情報以外に、車体２から取得した情報も判断材料として考慮することにより、トラクタ１の作業／状態を特定するように構成されている。これにより、トラクタ１の作業／状態に関する情報を正確に取得できるので、状況に応じた適切な制御を行うことができる。
【００４１】
エンジンの制御に求められるニーズは状況に応じて様々であるが、一般的な傾向としては、圃場で行われる作業の殆ど（作業Ａ、作業Ｂ、作業Ｃ、作業Ｄ、及び作業Ｆ）では、広大な圃場での作業を考慮して、燃費を低く抑えることが重視される。一方、エンジン６の近傍に作業者がいることが想定される場合（作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、及び状態Ｌ／Ｉ）では、作業環境を向上させる観点から、騒音を小さくすることが重視される。
【００４２】
そこで、本実施形態のトラクタ１では、オペレータがモード切替操作具１６の操作により「自動モード」を選択可能に構成されている。この自動モードは、トラクタ１の作業／状態に関する情報に基づいて、低騒音よりも低燃費を優先する低燃費モード、及び、低燃費よりも低騒音を優先する低騒音モードのうち何れかを自動的に選択して制御を行うものである。
【００４３】
以下、具体的に説明する。本実施形態では、考え得るトラクタ１の作業／状態のそれぞれについて、低燃費モード及び低騒音モードのうち一般的に好ましいとされる何れかが、燃料噴射制御に関する標準設定として定められている。具体的には、上記の事情を考慮し、作業Ａ、作業Ｂ、作業Ｃ、作業Ｄ、及び作業Ｆに対しては低燃費モードが標準設定として割り当てられ、作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、及び状態Ｌ／Ｉに対しては低騒音モードが標準設定として割り当てられている。図５には、それぞれの作業／状態について、燃料噴射制御に関して標準設定で割り当てられるモードが実線の枠で示されている。そして、上記の「自動モード」が選択された場合には、標準設定として定められているモードに従って、低燃費モード又は低騒音モードによる燃料噴射制御が行われる。
【００４４】
ただし、通常は燃費を低く抑えることが優先される作業であっても、例えば作業場が住宅近隣であり騒音を抑えることを優先したい場合もある。あるいは、通常は騒音を抑えることが優先される作業であっても、作業時間が長時間にわたるときには燃費を重視したいような場合もあり得る。
【００４５】
そこで、本実施形態のトラクタ１では、オペレータがモード切替操作具１６を操作することにより、モードを手動で指定する「手動モード」を選択することもできるようになっている。「手動モード」が選択された場合は、別の操作具（図略）を更に操作することにより、作業Ａ、作業Ｂ、作業Ｄ、又は作業Ｆのときは、標準的な設定である低燃費モードではなく、低騒音モードで制御を行うように指定することもできる。また、「手動モード」が選択されている場合は、作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、又は状態Ｌ／Ｉのときは、標準的な設定である低騒音モードではなく、低燃費モードで制御を行うように指定することもできる。図５には、それぞれの作業／状態について、燃料噴射制御に関して手動モードで設定することのできるモードが破線の枠で示されている。
【００４６】
そして、本実施形態においては、上記のように個々の状況に応じた燃料噴射状態を実現するために、トラクタ１のＥＣＵ１７には以下の２種類の噴射制御情報としての噴射制御マップ（第１噴射制御マップＭ１及び第２噴射制御マップＭ２）が予め記憶されている。ＥＣＵ１７は、この２種類の噴射制御マップを、燃費を抑えることを優先するか、騒音を抑えることを優先するかによって使い分けて制御を行う。
【００４７】
第１噴射制御マップＭ１は、燃費を抑えることを優先したときに目標とされるべき燃料噴射時期、燃料噴射圧力、及び燃料噴射パターンを、エンジン回転数と出力トルクとの関係で示したものである。具体的には、第１噴射制御マップＭ１の燃料噴射時期は、ピストンの圧縮上死点におけるクランク角度位置よりも僅かに遅角させた時期に設定されている。また、第１噴射制御マップＭ１には燃料噴射圧力の制御マップ（図６（ａ））が含まれており、この燃料噴射圧力は、後述する第２噴射制御マップＭ２の燃料噴射圧力の制御マップよりも相対的に高い値に設定されている。燃料噴射時期及び燃料噴射圧力を上記のような目標の燃料噴射時期及び燃料噴射圧力に近づけることにより、少量の燃料で爆発を生じさせることができ、燃費を抑えることができる。また、第１噴射制御マップＭ１には燃料噴射パターンの制御マップ（図７（ａ））が含まれており、この燃料噴射パターンは、負荷が大きい場合にはシングル噴射とする一方、負荷が小さい場合にはマルチ噴射とするように設定されている。このように高負荷時には燃料噴射回数を減らすことで、燃費を抑えることができる。
【００４８】
一方、第２噴射制御マップＭ２は、騒音を抑えることを優先したときに目標とされるべき燃料噴射時期、燃料噴射圧力、及び燃料噴射パターンを、エンジン回転数と出力トルクとの関係で示したものである。具体的には、第２噴射制御マップＭ２の燃料噴射時期は、ピストンの圧縮上死点におけるクランク角度位置からある程度遅角させた時期に設定されている。即ち、第２噴射制御マップＭ２の燃料噴射時期は、第１噴射制御マップＭ１の燃料噴射時期よりも遅角させた時期に設定されている。また、第２噴射制御マップＭ２には燃料噴射圧力の制御マップ（図６（ｂ））が含まれており、この燃料噴射圧力は、第１噴射制御マップＭ１の燃料噴射圧力の制御マップよりも相対的に低い値に設定されている。燃料噴射時期を上記のような目標の燃料噴射時期及び燃料噴射圧力に近づけることにより、シリンダ３３内の圧力が下がり燃焼を抑えることができ、騒音を抑えることができる。また、第２噴射制御マップＭ２には燃料噴射パターンの制御マップ（図７（ｂ））が含まれており、この燃料噴射パターンは、負荷が大きい場合にも小さい場合にもマルチ噴射とするように設定されている。このように負荷に関わらずマルチ噴射にすることで、爆発音を抑えて低騒音とすることができる。
【００４９】
また、エンジン回転数の調速制御に関し、エンジン回転数の変動に対する応答性を優先すべきか、定常時のエンジン回転数の安定数を優先すべきかについても、トラクタ１に接続されている作業機の種類又は状態に応じて異なる。一般的には、負荷の変動が大きい作業ではエンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることが重視される一方、軽負荷作業等では定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することが重視される。そこで、本実施形態のトラクタ１では、作業Ａ、作業Ｃ、作業Ｄ、及び作業Ｆに対しては、調速制御に関する標準設定として、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先する制御（高応答性モード）が割り当てられている。一方、作業Ｂ、作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、及び状態Ｌ／Ｉに対しては、調速制御に関する標準設定として、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先する制御（定常安定性モード）が割り当てられている。
【００５０】
なお、図５では調速制御に関するモードの手動選択に関しては図示されていないが、モード切替操作具１６を「手動モード」にした場合は、上記の標準設定にかかわらず、高応答性モード及び定常安定性モードを別の操作具等により選択して指定することができる。
【００５１】
エンジン回転数の高応答性又は定常安定性を個々の状況に応じて実現するために、トラクタ１のＥＣＵ１７には以下の２種類の調速制御情報としての調速制御マップ（第１調速制御マップ及び第２調速制御マップ）が記憶されている。ＥＣＵ１７は、この２種類の調速制御マップを、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先するか、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先するかによって使い分けて制御を行う。
【００５２】
以下、２つの調速制御マップについて、図８のグラフを参照して説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）のグラフには、エンジンの回転加速時及び定常時におけるエンジン回転数の時間変化が、それぞれの調速制御マップのそれぞれについて示されている。
【００５３】
第１調速制御マップは、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先したときに目標とされるエンジン回転数制御の制御ゲインを、出力トルクとの関係で示したものである。この第１調速制御マップの制御ゲインは、図８のグラフにおいて実線で示すようなエンジン回転数の挙動を実現するように、相対的に高い値に設定されている。これにより、エンジンの始動時や負荷の変動時等において、エンジン回転数を短時間で目標回転数に到達させることができる。
【００５４】
第２調速制御マップは、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先したときに目標とされるエンジン回転数制御の制御ゲインを、出力トルクとの関係で示したものである。この第２調速制御マップの制御ゲインは、図８のグラフにおいて破線で示すようなエンジン回転数の挙動を実現するように、相対的に低い値に設定されている。これにより、定常時におけるエンジンの目標回転数と実回転数との差が小さくなり、エンジンの定常時の安定性を高く維持することができる。
【００５５】
続いて、本実施形態のトラクタ１で行われる具体的な処理について説明する。図９は、ＥＣＵ１７が行う制御を示すフローチャートである。なお、図９に示すフローは、適宜の時間間隔をおいて繰り返し実行される。
【００５６】
初めに、ＥＣＵ１７は、モード切替操作具１６からの出力信号を検出することにより、「自動モード」が選択されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。その結果、「自動モード」ではなく「手動モード」が選択されている場合には、ＥＣＵ１７は、上述した別の操作具によって選択されたモードに従い、低燃費モード又は低騒音モードによる制御を行うとともに、高応答性モード又は定常安定性モードによる制御を行う（ステップＳ２０１）。
【００５７】
「自動モード」が選択されている場合、ＥＣＵ１７は、エンジン６からの情報を取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、本実施形態のＥＣＵ１７は、エンジン回転数センサからの出力信号を検出することにより、エンジン回転数を取得する。
【００５８】
また、ＥＣＵ１７は、トラクタ１の車体２からの情報を取得する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ１７は、副変速センサ１０からの出力信号を検出することにより、前記副変速機構の変速段を検出する。また、ＰＴＯ速度センサ１１からの出力信号を検出することにより前記ＰＴＯ変速機構の変速段を検出する。更に、車速センサ１２からの出力信号を検出することにより、トラクタ１の車速を検出する。
【００５９】
続いてＥＣＵ１７は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３で取得した情報を、図１０に示す作業／状態特定情報と照合することにより、トラクタ１の作業／状態を特定する（ステップＳ１０４）。この作業／状態特定情報は、それぞれの作業又は状態（作業Ａ〜作業Ｆ、状態Ｈ／Ｉ、状態Ｌ／Ｉ）と、エンジン回転数、副変速段、ＰＴＯ変速機構の速度段（ＰＴＯ速度段）、及び車体２の車速を対応付けたものであり、ＥＣＵ１７に予め記憶されている。このように、本実施形態のトラクタ１において、ＥＣＵ１７は、エンジン６から取得した情報に加えて、トラクタ１の車体２から取得した情報も用いて、トラクタ１の作業／状態（言い換えれば、トラクタ１に接続されている作業機の種類及び状態）を特定している。これにより、トルク−回転数の領域が互いに重複する複数の作業／状態が存在する場合でも、トラクタ１の作業／状態を正確に得ることができる。
【００６０】
作業機の種類及び状態を特定した後、ＥＣＵ１７は、特定されたトラクタ１の作業／状態に対して、低燃費モードが標準設定として定められているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１７は、ステップＳ１０４において特定したトラクタ１の作業／状態が、作業Ａ、作業Ｂ、作業Ｃ、作業Ｄ、又は作業Ｆであるか否かを判定する。特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準設定が低燃費モードであると判定された場合は、ＥＣＵ１７は、低燃費を実現するための噴射制御マップである第１噴射制御マップＭ１に基づいて燃料噴射状態を制御する（ステップＳ１０６）。即ち、ＥＣＵ１７は、インジェクタ２７からの燃料噴射状態が第１噴射制御マップＭ１により得られる目標の燃料噴射時期、燃料噴射圧力、及び燃料噴射パターンに近づくように、インジェクタ２７に信号を送信する。これにより、燃費が改善される。更に、ＥＣＵ１７は、燃費を更に抑えるために、ＥＧＲ率を相対的に高い値に設定し、ＥＧＲ弁２９の開度が当該ＥＧＲ率を実現するような開度となるように、ＥＧＲ弁２９に信号を送信する（ステップＳ１０７）。これにより、吸気側に循環される排気ガスの量が増加して、燃費が更に改善される。
【００６１】
ステップＳ１０５の判断で、特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準設定が低燃費モードではないと判定された場合（言い換えれば、ステップＳ１０４において特定した作業機の種類及び状態が、作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、又は状態Ｌ／Ｉに対応すると判定された場合）は、特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準設定が低騒音モードであることを意味する。この場合、ＥＣＵ１７は、低騒音を実現するための噴射制御マップである第２噴射制御マップＭ２に基づいて燃料噴射状態を制御する（ステップＳ１０８）。即ち、ＥＣＵ１７は、インジェクタ２７からの燃料噴射状態が第２噴射制御マップＭ２により得られる目標の燃料噴射時期、燃料噴射圧力、及び燃料噴射パターンに近づくように、インジェクタ２７に信号を送信する。これにより、騒音が低減される。更に、ＥＣＵ１７は、騒音を更に抑えるために、ＥＧＲ率をステップＳ１０７で設定した値よりも相対的に低い値に設定し、ＥＧＲ弁２９の開度が当該ＥＧＲ率を実現するような開度となるように、ＥＧＲ弁２９に信号を送信する（ステップＳ１０９）。これにより、吸気側に循環される排気ガスの量が減少し、又は循環しなくなるので、騒音が更に改善される。
【００６２】
ステップＳ１０７又はステップＳ１０９においてＥＧＲ率をそれぞれ制御した後、ＥＣＵ１７は、特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準設定が高応答性モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、ＥＣＵ１７は、ステップＳ１０４において特定したトラクタ１の作業／状態が作業Ａ、作業Ｃ、作業Ｄ、又は作業Ｆであるか否かを判定する。
【００６３】
特定されたトラクタ１の作業／状態に対して高応答性モードが標準設定として定められていた場合は、ＥＣＵ１７は、高い応答性を実現するための調速制御マップである第１調速制御マップに基づいてエンジン回転数を調速する。これにより、相対的に高い制御ゲインによるエンジン回転数の制御が行われるので、図８の「高応答性モード」で示すように、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることができる。
【００６４】
ステップＳ１１０の判断で、特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準設定が高応答性モードではないと判定された場合（言い換えれば、ステップＳ１０４において特定されたトラクタ１の作業／状態が、作業Ｂ、作業Ｅ、状態Ｈ／Ｉ、又は状態Ｌ／Ｉであると判定された場合）は、特定されたトラクタ１の作業／状態に対する標準状態が定常安定性モードであることを意味する。この場合、ＥＣＵ１７は、高い定常安定性を実現するための調速制御マップである第２調速制御マップに基づいてエンジン回転数を調速する（ステップＳ１１２）。これにより、相対的に低い制御ゲインによるエンジン回転数の制御が行われるので、図８の「定常安定性モード」で示すように、エンジンの定常時の安定性を高く維持することができる。
【００６５】
以上で説明したように、本実施形態のトラクタ１は、駆動源であるエンジン６と、エンジン６を制御するＥＣＵ１７と、を備え、複数の作業機の何れかを接続可能である。ＥＣＵ１７は、燃費を抑えることを優先した燃料噴射状態をエンジン回転数と出力トルクとの関係で示す第１噴射制御マップＭ１と、騒音を抑えることを優先した燃料噴射状態を前記エンジン回転数と前記出力トルクとの関係で示す第２噴射制御マップＭ２と、を予め記憶している。そして、ＥＣＵ１７は、エンジン６から取得した情報及びトラクタ１の車体２から取得した情報に基づいて、トラクタ１の作業／状態（言い換えれば、トラクタ１に接続されている作業機の種類及び状態）を特定する。更に、ＥＣＵ１７は、トラクタ１の作業／状態に応じて、第１噴射制御マップＭ１又は第２噴射制御マップＭ２の何れかを自動的に選択し、当該選択された噴射制御マップに基づいてエンジン６を制御する。
【００６６】
これにより、トラクタ１の作業／状態に応じて、燃費を抑えることを優先した制御を行うか、又は騒音を抑えることを優先した制御を行うか、の何れかを自動的に選択し、インジェクタ２７からの燃料噴射状態が個々の状況に応じて適切となるように制御を行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態のトラクタ１は、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す第１調速制御マップと、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先したエンジン回転数制御の制御ゲインを前記出力トルクとの関係で示す第２調速制御マップと、を予め記憶している。そして、ＥＣＵ１７は、トラクタ１の作業／状態に応じて、第１調速制御マップ又は第２調速制御マップの何れかを自動的に選択し、選択された調速制御マップに基づいてエンジン回転数が調速されるように前記エンジン６を制御する。
【００６８】
これにより、作業機の種類又は状態に応じて、定常時のエンジン回転数の安定性を高く維持することを優先した制御を行うか、エンジン回転数の変動に対する応答性を高くすることを優先した制御を行うか、の何れかを自動的に選択し、エンジン回転数制御の制御ゲインが個々の状況に応じて適切となるように制御を行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態のトラクタ１は、第１噴射制御マップＭ１又は第２噴射制御マップＭ２の何れかをオペレータに選択させるモード切替操作具１６を備える。
【００７０】
言い換えれば、本実施形態のトラクタ１は、オペレータが指定した第１噴射制御マップＭ１又は第２噴射制御マップＭ２の何れかに従ってエンジン６を制御する手動モードと、ＥＣＵ１７により自動的に選択された第１噴射制御マップＭ１又は第２噴射制御マップＭ２の何れかに従ってエンジン６を制御する自動モードと、を備える。
【００７１】
これにより、燃費を抑えることを優先した制御を行うか、騒音を抑えることを優先した制御を行うか、をオペレータが手動で切り替えることもでき、トラクタ１の作業環境の変化に対して臨機応変に対応することができる。
【００７２】
更に、本実施形態のトラクタ１は、排気ガスのうちＥＧＲ率に相当する分を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置２０を備える。そして、第１噴射制御マップＭ１に基づいてエンジン６を制御する場合と、第２噴射制御マップＭ２に基づいてエンジン６を制御する場合とでは、互いに異なるＥＧＲ率に設定される。
【００７３】
これにより、燃費を抑えることを優先したいか、騒音を抑えることを優先したいかによって、ＥＧＲ率を異ならせることができ、個々の状況に応じて一層適切にエンジン６の制御を行うことができる。
【００７４】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００７５】
上記の実施形態では、ＥＣＵ１７は、トラクタ１の作業（接続された作業機の種類）及びトラクタ１の状態を特定している。しかしながら、トラクタ１の作業だけを特定したり、トラクタ１の状態だけを特定したりするように変更することもできる。
【００７６】
上記の実施形態では、トラクタ１に接続できる作業機としてロータリ、ハロー等を示したが、その他の作業機もトラクタ１に接続可能である。その場合にも、当該作業機（作業）において低燃費性及び低騒音性のうち何れが優先されるかを検討した上で、低燃費モード及び低騒音モードのうち何れのモードを標準設定として割り当てるかを予め定め、それに従って自動的に制御を行うように構成することができる。
【００７７】
上記の実施形態のトラクタ１では、ＥＣＵ１７は、エンジンからの情報として、エンジン回転数センサ３４により検出したエンジン回転数を取得している。しかしながら、これに代えて、又はこれに加えて、トルク検出センサ３５により検出したエンジン６の出力トルクをＥＣＵ１７が取得して、トラクタ１の作業／状態を特定するために出力トルクの情報を用いてもよい。
【００７８】
上記の実施形態では、燃料噴射制御及び調速制御が制御マップにより行われている。しかしながら、噴射制御情報及び調速制御情報のうち少なくとも何れかについて、制御マップの代わりに例えば関数が用いられても良い。
【００７９】
本発明は、上記の実施形態のような農業機械としてのトラクタ１に限らず、例えば建設機械としてのトラクタに適用することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１  トラクタ
２  車体
６  エンジン
１７  ＥＣＵ
２０  ＥＧＲ装置
Ｍ１  第１噴射制御マップ（第１噴射制御情報）
Ｍ２  第２噴射制御マップ（第２噴射制御情報）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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