JP2015110423A - Speed change control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンからの回転動力を変速して出力する変速装置と、前記変速装置の変速比を設定する変速制御ユニットと、前記エンジンのエンジン回転数を設定するエンジン制御ユニットとを備えた車両のための変速制御システムに関する。 The present invention includes a transmission that shifts and outputs rotational power from an engine, a transmission control unit that sets a transmission ratio of the transmission, and an engine control unit that sets an engine speed of the engine. The present invention relates to a shift control system for
上記のように変速制御システムでは、エンジン制御ユニットと変速制御ユニットとを協調制御することにより、低いエンジン回転数においても高いエンジン回転数においても車両速度を一定値に維持することが可能となる。例えば、特許文献１には、無段変速機構を作動させる変速アクチュエータを設け、該アクチュエータ制御により走行速度（車両速度）を無段階に変更する移動農機が記載されている。この移動農機では、エンジン回転の検出及び調節を行う回転センサ並びにアクセルアクチュエータが設けられ、所定の走行速度になるように前記各アクチュエータを作動させることで無段変速機構の変速比並びにエンジン回転が相関的（協調的）に制御されている。そして、軽負荷走行時にはエンジンを燃料消費率が低い回転にして経済的に走行させると共に、高負荷走行時にはエンジンを高出力にして所定速度を保って走行させることを意図している。
As described above, in the shift control system, the vehicle speed can be maintained at a constant value even at a low engine speed and at a high engine speed by cooperatively controlling the engine control unit and the shift control unit. For example,
車両速度を一定のままエンジン回転数を下げることができると、燃料消費率が低くなり、省エネルギーの点から好都合である。しかしながら、エンジントルクに余裕がなくなると、エンジンストールの可能性が高くなり、走行が不安定となる不都合が生じる。エンジントルクの余裕は、車両の走行状態、例えば、道路状況や作業状況によって異なってくる。傾斜の大きな登坂走行、や泥道走行では、当然エンジントルクの余裕は小さくなる。このような状況は運転者が把握することができるが、そのような運転者の状況把握を上述したような省エネルギー運転に結びつけることができるような操作系が従来の変速制御システムでは用意されていない。 If the engine speed can be reduced while the vehicle speed is kept constant, the fuel consumption rate becomes low, which is advantageous in terms of energy saving. However, if there is no margin in engine torque, the possibility of engine stall increases, which causes the inconvenience that running becomes unstable. The engine torque margin varies depending on the traveling state of the vehicle, for example, road conditions and work conditions. Obviously, the engine torque margin is small when traveling on a large slope or traveling on a muddy road. Such a situation can be grasped by the driver, but an operation system that can link such a situation of the driver to energy-saving driving as described above is not prepared in the conventional shift control system. .
上記実情に鑑み、本発明の目的は、エンジンの余力の運転者感覚を省エネルギー運転に生かせるような制御機能を備えた変速制御システムを提供することである。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a speed change control system having a control function that allows a driver's sense of remaining engine power to be utilized in energy saving operation.
エンジンからの回転動力を変速して出力する変速装置と、前記変速装置の変速比を設定する変速制御ユニットと、前記エンジンのエンジン回転数を設定するエンジン制御ユニットとを備えた車両のための変速制御システムにおいて上記目的を達成するために、本発明では、運転者の操作により操作指令を送出する操作器が備えられ、前記操作指令に基づいて前記エンジン制御ユニットで設定されているエンジン回転数を所定量だけ低減させる回転数低下指令を前記エンジン制御ユニットに与えるとともに、車両速度を維持するために当該回転数低下指令によるエンジン回転数の低下を補償するように変速比の変更を前記変速制御ユニットに要求する変速比変更指令を与える変速モジュールが備えられている。 A transmission for a vehicle, comprising: a transmission that shifts and outputs rotational power from an engine; a transmission control unit that sets a transmission gear ratio of the transmission; and an engine control unit that sets an engine speed of the engine. In order to achieve the above object in the control system, in the present invention, an operating device for sending an operation command by a driver's operation is provided, and the engine speed set by the engine control unit is set based on the operation command. A speed reduction command for reducing the engine speed by a predetermined amount is given to the engine control unit, and a change of the gear ratio is performed so as to compensate for a decrease in the engine speed due to the speed reduction command in order to maintain the vehicle speed. There is provided a speed change module for giving a speed ratio change command required for.
この構成によると、運転者がエンジントルクに余裕があると感じ、省エネルギー（以下省エネと略称する）運転等の目的でエンジン回転数を下げたいと思った時に、操作器、例えばボタンやレバーを操作することにより、予め設定されている所定量だけエンジン回転数を下げる回転数低下指令をエンジン制御ユニットに与えることができる。しかもその際、同時に、低下するエンジン回転数に見合うだけの変速比を変更して車両速度を維持するように変速制御ユニットに変速比変更指令を与える。つまり、車両巡航中に、操作器を操作するだけで、車両速度はそのままで、エンジン回転数を下げる運転操作が簡単に実現する。 According to this configuration, when the driver feels that the engine torque is sufficient and wants to reduce the engine speed for the purpose of energy saving (hereinafter abbreviated as energy saving), the operation device such as a button or lever is operated. By doing this, it is possible to give the engine control unit a rotational speed reduction command for reducing the engine rotational speed by a preset predetermined amount. In addition, at the same time, a gear ratio change command is given to the gear shift control unit so as to maintain the vehicle speed by changing the gear ratio corresponding to the decreasing engine speed. In other words, simply by operating the operating device during the vehicle cruise, the driving operation for reducing the engine speed can be easily realized without changing the vehicle speed.
車両速度を維持しながらエンジン回転数を下げ過ぎるとエンジントルクに余裕がなくなり、車両走行が不安定になり、エンジンストールの恐れが生じる。また、車輪接地地面の状態や、何らかの作業を行っている場合にはその作業状態の変動によりエンジン負荷が大きくなることもある。このため、運転者が車両走行の不安定さを感じた場合、一旦下げたエンジン回転数を簡単な操作で元に復帰させることが好適である。この目的のため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記操作器は、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更を取り消すための戻し操作指令の送出が可能となるように構成されている。 If the engine speed is decreased too much while maintaining the vehicle speed, the engine torque becomes insufficient, the vehicle travel becomes unstable, and engine stall may occur. In addition, the engine load may be increased due to the state of the wheel ground contact surface and, when any work is being performed, due to fluctuations in the work state. For this reason, when the driver feels that the vehicle is unstable, it is preferable that the engine speed once lowered is restored to the original state by a simple operation. For this purpose, in one preferred embodiment of the present invention, the controller can send a return operation command for canceling a decrease in engine speed and a change in the compensation gear ratio based on the operation command. It is comprised so that it may become.
エンジン回転数低下及びその復帰（回転数増加）を指令するための操作器の具体的な形態としては、下げ用ボタンと復帰用ボタンを並設したボタン対や、揺動方向によって低下指令又は戻し指令を与えるシーソスイッチや揺動レバーが挙げられる。 As a specific form of the operating device for instructing a decrease in the engine speed and a return (increase in the engine speed), a lowering button and a return button are arranged in parallel, or a decrease command or a return is made depending on the swinging direction. Examples include seesaw switches that give commands and swing levers.
車両の走行安定性を考慮するなら、上述したような車両速度を維持しながらエンジン回転数を下げる操作は、段階的に行うことが好適である。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更は複数段階の実行が可能であり、前記戻し操作指令に基づいて前記エンジン回転数の低下及び補償変速比の変更は段階的に戻されるように構成されている。 In consideration of the running stability of the vehicle, it is preferable to perform the operation for decreasing the engine speed while maintaining the vehicle speed as described above in stages. For this reason, in one of the preferred embodiments of the present invention, the reduction of the engine speed and the change of the compensation gear ratio based on the operation command can be executed in a plurality of stages, and the engine based on the return operation command can be executed. The reduction in the rotational speed and the change in the compensation gear ratio are configured to be returned in stages.
変速装置が有段変速タイプならもちろんであるが、無段変速タイプであっても、その変速装置に対する変速比変更（変速段変更）が段階的に設定されている場合が少なくない。そのような構成の場合、１回の操作におけるエンジン回転数の低下量及びその結果としての変速比の変更は変速段数に一致させると、変速制御の構成が簡単となり、好都合である。従って本発明の好適な実施形態の１つでは、前記変速比は段階的に設定されることで複数の変速段を作り出されるものであり、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更は１段の変速段の変更に相当する。 Of course, if the transmission is a stepped transmission type, even if it is a continuously variable transmission type, there are many cases where the gear ratio change (shift stage change) for the transmission is set in stages. In such a configuration, it is advantageous to make the shift control configuration simpler if the amount of decrease in the engine speed in one operation and the resulting change in the gear ratio coincide with the number of gears. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the speed ratio is set stepwise to create a plurality of speed stages, and a reduction in engine speed based on the operation command and a compensated speed ratio are achieved. The change corresponds to the change of one shift stage.
前記回転数低下指令によるエンジン回転数低下処理と、前記変速比変更指令による変速比変更処理とが、シーケンシャルに実行された場合、例えば、エンジン回転数が下がった後、変速比の変更処理を行うと、車両速度が一旦落ちてから再び上昇することになり、車両走行性が悪化する。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記回転数低下指令によるエンジン回転数低下処理と、前記変速比変更指令による変速比変更処理とは、車両速度の変化が小なくなるように相互の処理の制御タイミングが調整されるように構成されている。この構成により、エンジン回転数低下処理によって車両速度が低下する単位時間当たり変化量と変速比変更処理によって車両速度が増加する単位時間当たり変化量ができる限り一致するような制御が実現する。例えば、エンジン回転数低下処理を構成する制御単位と変速比変更処理を構成する制御単位とが実行されるタイミングを調整することで、その制御の間での車両速度の変化を小さくすることができる。簡単な方法の一つは、この処理における変化率が大きい方（処理速度が速い方）の処理を、その変化率が小さい方（処理速度が遅い方）の処理にあわせるべく、その処理中に遅れを入れることである。いずれにせよ、このエンジン回転数低下処理と変速比変更処理とをできるだけ協調的に実行させることで、この処理中における車両速度の変化を小さくすることができる。 When the engine speed reduction process based on the rotation speed reduction command and the speed ratio change process based on the speed ratio change command are executed sequentially, for example, after the engine speed has decreased, a speed ratio change process is performed. Then, the vehicle speed once decreases and then increases again, and the vehicle running performance deteriorates. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the engine speed reduction process based on the speed reduction command and the speed ratio change process based on the speed ratio change command are mutually performed so that the change in vehicle speed becomes small. The control timing of this process is adjusted. With this configuration, control is realized in which the amount of change per unit time in which the vehicle speed decreases due to the engine speed reduction process and the amount of change per unit time in which the vehicle speed increases due to the gear ratio change process match as much as possible. For example, by adjusting the timing at which the control unit that constitutes the engine speed reduction process and the control unit that constitutes the gear ratio change process are adjusted, the change in vehicle speed during the control can be reduced. . One simple method is to match the process with the larger rate of change in this process (the process speed is faster) to the process with the smaller rate of change (the process speed is slower) during the process. It is to put a delay. In any case, the change in the vehicle speed during this process can be reduced by executing the engine speed reduction process and the gear ratio changing process as cooperatively as possible.
最近のエンジン（例えばコモンレール方式のディーゼルエンジンなど）では、正確にエンジン負荷を推定演算しながら、エンジン運転を制御しているので、そのようなケースでは、エンジン負荷がエンジンストールの恐れが生じるレベルに達した場合には、回転数低下指令によるエンジン回転数低下処理を取り消すことが好ましい。このことを実現するため、本発明の好適な実施形態の１つでは、エンジン負荷が所定レベルを超えたかどうかを判定するエンジン負荷判定部が備えられ、前記所定レベルを越えるエンジン負荷が判定された場合、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更を取り消すための戻し操作指令が出力される。 In recent engines (for example, common rail diesel engines), the engine operation is controlled while accurately estimating and calculating the engine load. In such a case, the engine load is at a level that may cause engine stall. When it has been reached, it is preferable to cancel the engine speed reduction process by the engine speed reduction command. In order to achieve this, in one of the preferred embodiments of the present invention, an engine load determination unit that determines whether the engine load exceeds a predetermined level is provided, and the engine load exceeding the predetermined level is determined. In this case, a return operation command for canceling the decrease in the engine speed and the change in the compensation gear ratio based on the operation command is output.
上述したような所定レベル以上のエンジン負荷だけでなく、強制的にこのエンジン回転数低下処理を取り消すことが望ましいケースがある。例えば、エンジンキーをオフにして車両運転を終了した場合、一定速度走行が不可能な一般道路走行に移行した場合などである。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、所定取消条件の成立に伴って、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更を取り消すための戻し操作指令を強制的に出力する強制戻し制御部が備えられている。 In some cases, it is desirable to forcibly cancel the engine speed reduction process in addition to the engine load exceeding the predetermined level as described above. For example, when the engine key is turned off and the vehicle operation ends, or when the vehicle shifts to general road driving where constant speed driving is impossible. Accordingly, in a preferred embodiment of the present invention, a return operation command for canceling a decrease in the engine speed and a change in the compensation gear ratio based on the operation command is forcibly performed when a predetermined cancellation condition is satisfied. A forced return control unit for outputting is provided.
車両走行中には、走行条件や運転条件の変動等に適応するため、変速装置の変速位置を変更するための変速操作器（変速レバーなど）やエンジン回転数を調整するためのアクセル操作器（アクセルレバーなど）を操作することがある。このように、変速操作器やアクセル操作器の操作によって基準となるエンジン回転数や変速比（車両速度）が運転者の意思によって切り替えられた場合でも、新たに基準となるエンジン回転数や車両速度で省エネ運転等の目的でエンジン回転数低下処理を続行することも意義がある。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記変速装置を操作するための変速操作器によって設定された第１の変速位置から第２の変速位置への変速位置切替時において、前記第１の変速位置に与えられていた前記回転数低下指令は前記第２の変速位置に引き継がれる。また、他の実施形態では、エンジン回転数を調整するためのアクセル操作器によって設定された第１のアクセル位置から第２のアクセル位置へのアクセル位置切替時において、前記第１のアクセル位置に与えられていた前記回転数低下指令は前記第２のアクセル位置に引き継がれる。 While the vehicle is running, a shift operation device (such as a shift lever) for changing the shift position of the transmission and an accelerator operation device (for adjusting the engine speed) Accelerator lever etc. may be operated. As described above, even when the engine speed and the gear ratio (vehicle speed) serving as the reference are switched by the driver's intention by the operation of the speed changer and the accelerator operator, the engine speed and the vehicle speed as the new reference are newly set. It is also meaningful to continue the engine speed reduction process for the purpose of energy saving operation. For this reason, in one of the preferred embodiments of the present invention, at the time of shifting the shift position from the first shift position set by the shift operator for operating the transmission to the second shift position, The rotation speed reduction command given to the first shift position is taken over to the second shift position. In another embodiment, when the accelerator position is switched from the first accelerator position to the second accelerator position set by the accelerator operating device for adjusting the engine speed, the first accelerator position is given to the first accelerator position. The rotation speed reduction command that has been made is carried over to the second accelerator position.
本発明の好適な実施形態の１つでは、前記エンジン制御ユニットに与える回転数低下指令に含まれる低減エンジン回転数は、当該低減エンジン回転数によるエンジン回転数の低下が前記変速制御ユニットによる変速比の変更によって補償することできるように算定される。この構成を採用すれば、エンジン回転数低下が要求されると、まず現時点の変速比である現変速比に基づいて変速比（増速）に余裕があるかどうか判断し、その余裕に応じて実行すべきエンジン回転数低下量が算定される。これにより、変速装置に増速側の余裕がある限り、本発明のエンジン回転数低下処理を実行することができる。
なお、変速比（増速）に余裕がない場合には、このエンジン回転数低下処理を実行することができないが、変速装置に対して低速側の変速操作がなされると増速側の変速に余裕が生じて、エンジン回転数低下処理の実行が可能となる。このため、前記変速制御ユニットにおいて前記エンジン回転数の低下を補償する変速比の変更が不可能な場合は、当該変更が可能になるまで前記回転数低下指令の前記エンジン制御ユニットへの付与が猶予されるような構成を採用すると、好都合である。
In one preferred embodiment of the present invention, the reduced engine rotational speed included in the rotational speed reduction command given to the engine control unit is such that a decrease in engine rotational speed due to the reduced engine rotational speed is a gear ratio by the transmission control unit. It is calculated so that it can be compensated by the change of If this configuration is adopted, when a reduction in engine speed is required, it is first determined whether there is a margin in the gear ratio (acceleration) based on the current gear ratio, which is the current gear ratio, and according to the margin. The engine speed reduction amount to be executed is calculated. As a result, the engine speed reduction process of the present invention can be executed as long as the transmission has a margin on the speed increasing side.
It should be noted that when there is no margin in the gear ratio (speed increase), the engine speed reduction process cannot be executed. A margin arises and the engine speed reduction process can be executed. For this reason, when it is impossible to change the gear ratio for compensating for the decrease in the engine speed in the speed change control unit, the application of the speed reduction command to the engine control unit is delayed until the change becomes possible. Adopting such a configuration is advantageous.
一般に、作業車両における高低副変速装置の高速段は、アクセル操作が頻繁に発生する路上走行時に適用され、その結果エンジン回転数が頻繁に変動することになる。このような運転状況化ではエンジン回転数低下処理を続行することは好ましくはない。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記変速装置が、エンジン回転数の低下を補償するように変速比の変更を行う主変速装置と、複数段の副変速装置とからなり、前記副変速装置を低速段から高速段に切り替える変速切り替え指令に基づいて前記エンジン回転数の低下及び補償変速比の変更が解消される。 In general, the high speed stage of the high / low auxiliary transmission in the work vehicle is applied when the vehicle is traveling on the road where the accelerator operation frequently occurs, and as a result, the engine speed frequently fluctuates. In such a driving situation, it is not preferable to continue the engine speed reduction process. Accordingly, in one preferred embodiment of the present invention, the transmission comprises a main transmission that changes the transmission ratio so as to compensate for a decrease in engine speed, and a multi-stage auxiliary transmission. The decrease in the engine speed and the change in the compensation gear ratio are resolved based on a shift switching command for switching the auxiliary transmission device from the low speed stage to the high speed stage.
エンジン回転数の低下が、外部作業機の動作にとって不都合な回転数の低下を導く場合、このことを運転者が把握しておく必要がある。もしＰＴＯ変速装置が備えられているなら、その変速位置を調整することでＰＴＯ回転数の変動を抑えることができる。従って、前記エンジンからの回転動力を外部作業機に伝達するＰＴＯ伝動系にＰＴＯ変速装置が備えられている実施形態では、前記回転数低下指令によるエンジン回転数の低下時に、前記ＰＴＯ変速装置によるＰＴＯ回転数の低下を低減させる変速位置の選択を促す報知が行われると好都合である。ＰＴＯ変速装置は有段変速装置でも無段変速装置でもよい。 If the decrease in the engine speed leads to a decrease in the engine speed that is inconvenient for the operation of the external work machine, the driver needs to know this. If a PTO transmission is provided, the fluctuation of the PTO rotation speed can be suppressed by adjusting the shift position. Therefore, in an embodiment in which a PTO transmission system is provided in a PTO transmission system that transmits rotational power from the engine to an external work machine, when the engine speed decreases due to the rotation speed reduction command, the PTO transmission by the PTO transmission It is advantageous if a notification is made to prompt selection of a shift position that reduces the decrease in the rotational speed. The PTO transmission may be a stepped transmission or a continuously variable transmission.
本発明の実施の形態を、具体的に説明する前に、図１と図２の模式図を用いて本発明による変速制御システムにおけるエンジン回転数低下処理の基本的な流れを説明する。
図１は、運転者の自発的な操作入力（ここでは省エネボタンとしてのエンジン回転数低下ボタン９０の操作）をトリガーとして、エンジン回転数を下げるとともに変速比を変更して車両速度（以下単に車速と略称する）を維持する制御の流れを図解している。運転者が作業用車両を運転し一定車速で耕耘作業を行っている際に、例えば、省エネ運転のためにエンジン回転数を低下させたいときには、エンジン回転数低下ボタン９０（以下単に下げボタンと称する）を押す。なお、図では回転数を200rpm低減させることを意味する「−２００」がボタン操作面に描かれているが、この数値は一例に過ぎない。下げボタン９０が操作されたことにより、下げ操作指令としての下げ操作信号が省エネ変速モジュール７に出力される。この省エネ変速モジュール７は下げ操作指令をトリガーとして、回転数低下指令と変速比変更指令とを生成する。回転数低下指令は、現時点のエンジン回転数を基準としてそれから予め設定されている所定のエンジン回転数分だけ低下させた省エネエンジン回転数となるようにエンジン制御することをエンジン制御ユニット（以下エンジンＥＣＵと略称する）５に要求するものである。変速比変更指令は、現時点の変速装置２における変速比を基準として、上記省エネエンジン回転数へのエンジン回転数低下によってもたらされる車速の低下を補償して現車速を維持するための変速比、つまり補償変速比を作り出すように変速装置２ないしは変速制御ユニット（以下変速ＥＣＵと略称する）６に要求するものである。
Before specifically describing the embodiment of the present invention, the basic flow of the engine speed reduction process in the shift control system according to the present invention will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows a vehicle speed (hereinafter simply referred to as a vehicle speed) by lowering the engine speed and changing the gear ratio using a driver's spontaneous operation input (in this case, operation of an engine
この回転数低下指令と変速比変更指令との出力である省エネ処理は、複数回行うことができる。つまり、運転者がエンジン回転数下げボタン９０を押す毎に、回転数低下指令と変速比変更指令とが出力され、段階的に低下するエンジン回転を作り出すとともに、その都度、変速装置２における変速比を変更して車速が実質的に変わらないようにする。もちろん、エンジントルクに余裕がなくなるとエンジンストールが発生するので、この省エネ処理の実施回数は制限される。
The energy saving process that is the output of the rotation speed reduction command and the gear ratio change command can be performed a plurality of times. In other words, every time the driver presses the engine
走行負荷や作業負荷が増大して、車両走行が不安定であることを運転者が感じた場合には、段階処理されている省エネ処理を一段階ずつ戻すことが必要となる。図２は、そのために行われる戻し処理の制御の流れを図解している。ここでは、運転者の自発的な操作入力（ここでは省エネボタンとしてのエンジン回転数低下戻しボタン９１の操作）をトリガーとして、省エネ運転のために下げられたエンジン回転数を段階的に元に戻すとともに変速比を変更して車両速度（以下単に車速と略称する）が維持される。省エネ運転のためのエンジン低下処理を何段階にわたってさせていた場合、まず、エンジン回転数低下戻しボタン（以下単に戻しボタンと称す）９１を押す。なお、図では回転数を200rpm戻すことを意味する「＋２００」がボタン操作面に描かれているが、この数値は一例に過ぎない。戻しボタン９１が操作されたことにより、戻し操作指令としての戻し操作信号が省エネ変速モジュール７に出力される。この省エネ変速モジュール７は戻し操作指令をトリガーとして、新たな回転数低下指令と変速比変更指令とを生成する。ここでいう回転数低下指令は、最初の省エネ処理における基準エンジン回転数となったエンジン回転数からの低下を意味しており、実質的には、現状のエンジン回転数を増加させる指令である。この回転数低下指令がエンジンＥＣＵ５に与えられることにより、エンジン回転数は省エネ処理での対応する段階で行われたエンジン低下分が解消され、実質的にエンジン回転数は増加する。同時に、その解消されたエンジン低下分によるエンジン回転数の変化、結果的には増加によってもたらされる車速の上昇を補償して現車速を維持するための変速比、つまり補償変速比を作り出す必要がある。変速比変更指令は、この目的で、その補償変速比を変速装置２ないしは変速制御ユニット６に要求するものである。この戻し処理は、基準エンジン回転数に基づいて行われた省エネ処理の処理段階数だけ実行可能である。
When the driving load or work load increases and the driver feels that the vehicle traveling is unstable, it is necessary to return the energy-saving process that has been processed in stages one by one. FIG. 2 illustrates the flow of control of the return process performed for that purpose. Here, the driver's voluntary operation input (in this case, the operation of the engine speed lowering
上述した基本的なエンジン回転数低下処理を提供する変速制御システムの具体的な実施形態を以下に説明する。図３は、本発明による変速制御システムを搭載したトラクタの斜視図であり、図４はトラクタの運転部に備えられた各種操作器を含む運転席の俯瞰図である。図５はこの実施形態における変速制御システムを図解した説明図である。
このトラクタは、車輪３によって支持された機体の後部に、ここでは耕耘装置である外部作業機４を装備している。機体の前部に配置されているエンジン１はコモンレール１ａ方式で回転制御される形式のディーゼルエンジン１である。エンジン１の出力軸１０からの動力は、変速装置２を構築する、油圧機械式の無段変速装置（以下、ＨＭＴと略称する）２０と前後進切換装置２３と複数段（ここでは高低２段）の変速を行う副変速装置２４とを通じて変速出力軸１１に伝達され、最終的に駆動輪（前輪または後輪あるいはその両方）３を回転させる。さらに、このエンジン１の出力軸１０からの分岐動力はＰＴＯ伝動系１２を経てトラクタに装備されている耕耘作業機などの外部作業機４にも伝達される。
A specific embodiment of the shift control system that provides the above-described basic engine speed reduction process will be described below. FIG. 3 is a perspective view of a tractor equipped with a speed change control system according to the present invention, and FIG. 4 is an overhead view of a driver's seat including various operating devices provided in a driving part of the tractor. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the shift control system in this embodiment.
This tractor is equipped with an external work machine 4, which is a tilling device here, at the rear part of the machine body supported by the
ＨＭＴ２０は、エンジン１の出力軸１０からの動力を受ける斜板式可変吐出型油圧ポンプと当該油圧ポンプからの油圧によって回転して動力を出力する油圧モータとからなる静油圧式変速機構２１と、遊星歯車機構２２とか構成されている。遊星歯車機構２２は、エンジン１の出力軸１０からの動力と油圧モータからの動力とを入力として、その変速出力を前後進切換装置２３に供給するように構成されている。
The
この静油圧式変速機構２１では、エンジン１からの動力がポンプ軸に入力されることにより、油圧ポンプから油圧モータに圧油が供給され、油圧モータが油圧ポンプからの油圧によって回転駆動されてモータ軸を回転させる。油圧モータの回転はモータ軸を通じて遊星歯車機構２２に伝達される。静油圧式変速機構２１は、油圧ポンプの斜板に連動されているシリンダを変位させることにより、この斜板の角度変更が行なわれ、正回転状態、逆回転状態、及び正回転状態と逆回転状態の間に位置する中立状態に変速され、かつ正回転状態に変速された場合においても逆回転状態に変速された場合においても、油圧ポンプの回転速度を無段階に変更して油圧モータの回転速度（時間当たり回転数）を無段階に変更する。その結果、油圧モータから遊星歯車機構２２に出力する動力の回転速度を無段階に変更する。静油圧式変速機構２１は、斜板が中立状態に位置されることで、油圧ポンプによる油圧モータの回転を停止、結果的には油圧モータから遊星歯車機構２２に対する出力を停止する。
In this
遊星歯車機構２２は、サンギヤと、当該サンギヤの周囲に等間隔で分散して配置された３個の遊星ギヤと、各遊星ギヤを回転自在に支持するキャリヤと、３個の遊星ギヤに噛合うリングギヤと、前後進切換装置２３に連結している出力軸１１とを備えている。なお、この実施形態では、キャリヤは外周にエンジン出力軸１０に取り付けられた出力ギヤと噛み合うギヤ部を形成しているとともに、サンギヤのボス部に相対回転自在に支持されている。
The
上述した構成により、このＨＭＴ２０は、静油圧式変速機構２１の斜板角度を変更することにより、駆動輪３への動力伝達を、無段階で変速することができる。この斜板制御は、変速ＥＣＵ６からの制御指令に基づいて動作する油圧制御ユニット６ａの油圧制御によって実現する。
With the above-described configuration, the
斜板制御は、人為的な操作による操作信号入力と機械的に生成された操作信号入力の両方で可能であるが、人為的入力のための変速操作具として機能する変速ペダル３０は、運転操作領域の右側のフロアに配置されている。変速ペダル３０には、この変速ペダル３０を任意の位置で保持する位置保持機構３１が設けられている。さらに、運転者がこの変速ペダル３０を踏み込むことによって生じる操作量（ここでは揺動角度）を検出信号として生成するペダルセンサ９２も設けられている。ペダルセンサ９２は、例えばポテンショメータなどにより構成される。また、運転操作領域には、本発明に特に関係するものとして、エンジン回転数を調整するために運転者の操作による操作指令を送出する操作器としてのエンジン回転数下げボタン９０とエンジン回転数戻しボタン９１、及びアクセルレバー３２と当該アクセルレバー３２の操作位置を検出して操作信号を生成するレバーセンサ９３が備えられている。エンジン回転数下げボタン９０とエンジン回転数戻しボタン９１は、この実施形態では図４に示されているように、後輪フェンダの上部を覆うサイドパネル上に設けられているが、左側のサイドパネルやステアリングハンドルやハンドル前方のフロントパネルなどに設けてもよい。
The swash plate control is possible by both an operation signal input by human operation and a mechanically generated operation signal input. However, the
この変速制御システムの制御系は、エンジン制御ユニット（以下エンジンＥＣＵと略称する）５、変速制御ユニット（以下変速ＥＣＵと略称する）６、省エネ変速モジュール７、表示ＥＣＵ８、車両状態検出ＥＣＵ９、外部作業機ＥＣＵ４０などから構成され、それぞれは車載ＬＡＮによってデータ伝送可能に接続されている。
The control system of this shift control system includes an engine control unit (hereinafter abbreviated as engine ECU) 5, a shift control unit (hereinafter abbreviated as shift ECU) 6, an energy saving
車両状態検出ＥＣＵ９は、トラクタに配備されている種々のセンサからの信号や、運転者によって操作される操作器の状態を示す操作入力信号を入力し、必要に応じて信号変換や評価演算を行い、得られた信号やデータを車載ＬＡＮに送り出す。この車両状態検出ＥＣＵ９に入力される信号のうち、特に本発明に関係するものとしては、変速ペダル３０の操作量を検出するペダルセンサ９２からの信号、アクセルレバー３２の操作量を検出するレバーセンサ９３からの信号、トラクタ車速の演算にも用いることができる変速出力軸１１の回転速度（回転数）を検出する回転センサ（又は車速センサ）９４からの信号、後で詳しく説明するエンジン回転数下げボタン９０及びエンジン回転数戻しボタン９１からの信号などが挙げられる。
The vehicle
エンジンＥＣＵ５は、よく知られているように、エンジン１を電子制御するための中核機能部であり、外部操作入力信号及び内部センサ信号等によって推定されるエンジン１の運転状態に応じて、予め設定されているプログラムに基づく制御、例えば定回転数制御や定トルク制御など種々のタイプのエンジン制御を行う。
As is well known, the
変速ＥＣＵ６は、外部操作入力信号や内部センサ信号等に基づいて前述した変速装置２の油圧制御要素を油圧制御ユニット６ａを介して制御して、変速装置２の変速比を設定し、トラクタを所望の速度で走行させる。外部作業機ＥＣＵ４０は、外部作業機４を制御するための制御信号を生成する。表示ＥＣＵ８は、運転操作領域に設けられている液晶ディスプレイなどからなるモニタ８０に各種報知情報を表示するための制御信号を生成する。この実施形態では、モニタ８０は、図２に示すように、運転席の手元（右側）領域のサイドパネル上に、エンジン回転数下げボタン９０とエンジン回転数戻しボタン９１とからなるスイッチパネルに隣接して配置されている液晶パネルであるが、これに代えて又はこれに加えて、車速計やタコメータなどを配置しているフロントパネルに組み込むことができる。いずれにしても、このモニタ８０には、車両操作などの種々の情報が表示されるが、本発明に関係するものとしては、次の表示事象が挙げられる。
（１）図１を用いて説明したエンジン回転数低下処理又は図２を用いて説明したエンジン回転数低下処理の実行中に、エンジン回転低下量の表示を行う。
（２）上記エンジン回転数低下処理又は図２を用いて説明したエンジン回転数低下処理が行われていることを示す点灯表示を行う。この点灯表示は、液晶パネルとは別にＬＥＤを設けて実施してもよい。また、この処理は省エネを意図しているので、エコを示す青色点灯が好ましい。
（３）この制御は省エネを意図しているが、ＰＴＯ作業を行っている場合には、車速一定のままでエンジン回転数（つまりＰＴＯ回転数）の低下をもたらすので、作業ピッチの変化などの作業上の変動をもたらす。従って、その変動が所定値を越える場合には、その旨を運転者に報知するメッセージを表示する。なおその際、このメッセージ表示に代えてあるいはこれに加えて音声報知も行うと好適である。
The
(1) During the execution of the engine speed reduction process described with reference to FIG. 1 or the engine speed reduction process described with reference to FIG. 2, the engine speed reduction amount is displayed.
(2) A lighting display is performed to indicate that the engine speed reduction process or the engine speed reduction process described with reference to FIG. 2 is being performed. This lighting display may be performed by providing an LED separately from the liquid crystal panel. Moreover, since this process is intended to save energy, blue lighting indicating eco is preferable.
(3) This control is intended to save energy, but when performing PTO work, the engine speed (that is, PTO speed) decreases while the vehicle speed remains constant. It brings about operational fluctuations. Therefore, when the fluctuation exceeds a predetermined value, a message notifying the driver of that fact is displayed. In this case, it is preferable to perform voice notification instead of or in addition to this message display.
省エネ変速モジュール７は、一時的なエンジン回転数低下処理を実現する制御モジュールである。省エネ変速モジュール７の重要な機能は次の２つである。
（１）この実施形態ではエンジン回転数下げボタン（以下、下げボタンと略称する）９０とエンジン回転数戻しボタン（以下戻しボタンと略称する）９１として構成されている、運転者によって操作される操作器から送出される操作指令に基づいて、エンジンＥＣＵ５で設定されている、定回転数制御のためのエンジン回転数を所定量だけ低減させる回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に与える。
（２）定速度走行制御中での車両速度を維持するために下げボタン９０の操作に基づく当該回転数低下指令によるエンジン回転数の低下を補償するように変速比の変更を変速ＥＣＵ６に要求する変速比変更指令を与える操作器が用意されている。この実施形態では、戻しボタン９１を操作することで、上記戻し操作指令の送出が行われる。
なお、この実施形態の具体例では、下げボタン９０を１回操作するごとに、エンジン回転数は、定速度走行制御のために設定された設定回転数：Ｎ0より２００ｒｐｍずつ低下
し、戻しボタン９１を１回操作すると、直前の下げボタン操作によるエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更が取り消され、直前の下げボタン操作の前の状態に復帰するように構成されている。
また、下げボタン９０によるエンジン回転数の低下回数は、所定回数に制限されることが好ましい。例えば、この実施形態では、この制限回数を４回とすることで、８００ｒｐｍまでのエンジン回転数低下に制限することができる。もちろん、この制限回数は任意の回数に設定可能にすることが好ましい。
The energy saving
(1) In this embodiment, an operation that is configured by an engine speed reduction button (hereinafter abbreviated as a lower button) 90 and an engine speed return button (hereinafter abbreviated as a return button) 91 and that is operated by a driver. Based on the operation command sent from the device, the
(2) Requesting the
In the specific example of this embodiment, every time the lowering
Further, it is preferable that the number of reductions in the engine speed by the lowering
省エネ変速モジュール７は、他のＥＣＵとの間でデータ交換が可能なコンピュータによって構築され、主にコンピュータプログラムによってその機能が作り出される。従って、エンジンＥＣＵ５や変速ＥＣＵ６などの他のＥＣＵの内部に構築することも可能である。ここでは、分かりやすい説明のために、独立したユニットとして記載している。図６に示すように、省エネ変速モジュール７には、上記機能を実現するため、回転数低下指令生成部７１、変速比変更指令生成部７２、下げ処理履歴メモリ７３、エンジン負荷判定部７４、強制戻し制御部７５が含まれている。
The energy saving
回転数低下指令生成部７１は、運転者の下げボタン９０の押下による操作指令に基づいて現状のエンジン回転数を２００ｒｐｍだけ低下させる回転数低下指令を生成して、エンジンＥＣＵ５に送り出す。その際、変速比変更指令生成部７２は、この回転数低下指令によるエンジン回転数の低下が車速の低下を伴わないように、その低下分を補償する変速比の変更値を求め、その変更値に基づいた変速比変更指令を生成し、この変速比変更指令を変速ＥＣＵ６に送り出す。アクセルレバー３２の操作位置によって設定された基本エンジン回転数を制御目標としてエンジンＥＣＵ８がエンジン１の回転数を制御しているが、この回転数低下指令は、その基本エンジン回転数を低下させるものであり、この実施形態では複数回数、例えば４回にわたる回転数低下を指令することができる。つまり、１回目の回転数低下指令で基本エンジン回転数から２００ｒｐｍの低下、２回目の回転数低下指令でさらに２００ｒｐｍつまり低下基本エンジン回転数から４００ｒｐｍの低下が指令されることになる。もちろん、そのエンジン回転数低下に伴う車速の低下は、その都度の変速比変更指令生成部７２からの変速比変更指令によって補償される。
The rotation speed reduction
さらに運転者が戻しボタン９１を押し下げた場合には、戻し操作指令が、省エネ変速モジュール７に与えられ、回転数低下指令生成部７１は、現時点で設定されている回転数低下指令の積算回数を１段階取り消す戻し指令をエンジンＥＣＵ８に送る。これにより、回転数低下指令が１回設定されているだけの状態なら、その１回分のエンジン回転数低下が取り消され、エンジンＥＣＵ８でのエンジン１の目標回転数は、元の基本エンジン回転数となる。回転数低下指令が２回設定されている状態なら、１回分のエンジン回転数低下が取り消され、エンジンＥＣＵ８でのエンジン１の目標回転数は、基本エンジン回転数より２００ｒｐｍだけ低下させた回転数となる。回転数低下指令によるエンジン回転数の低下が設定されていない状態で戻しボタン９１が押し下げられても、回転数低下指令は生成されない。戻しボタン９１は、回転数低下指令の取消処理を行うだけである。当然ながら、戻しボタン９１の操作による戻し操作指令によりエンジン回転数低下が修正された場合には、同時に、その修正に伴う車速の増加は、変速比変更指令生成部７２からの変速比変更指令によって補償され、車速は一定に維持される。
Further, when the driver depresses the
このため、回転数低下指令生成部７１によってエンジンＥＣＵ５に設定される回転数低下指令の回数を記録しておく必要があり、このため下げ処理履歴メモリ７３が備えられている。下げ処理履歴メモリ７３はスタックメモリのようなメモリ構造が適しており、回転数低下指令が生成されると回転数低下に関する情報が下げ処理履歴メモリ７３に書き込まれ（プッシュ）、戻し指令が生成されると最後に書き込まれた回転数低下に関する情報が読み出され消去される（ポップ）。もちろん、回転数低下指令や戻し操作指令を時系列的に記録する履歴メモリのようなメモリ構造を採用してもよい。いずれにしても、回転数低下指令生成部７１によって、エンジンＥＣＵ５に回転数低下指令が送られると、１回の下げボタン９０の操作による２００ｒｐｍのエンジン回転数低下の情報が必要に応じて変速比変更の情報も含めて下げ処理履歴メモリ７３に書き込まれる。そして、下げ処理履歴メモリ７３にアクセスすれば、現状の下げボタン９０の操作履歴と現状エンジンＥＣＵ５に指令しているエンジン回転数の低下量、現状の変速比を知ることができる。
For this reason, it is necessary to record the number of rotation speed reduction commands set in the
エンジン負荷判定部７４は、エンジン負荷が所定レベルを超えたかどうかを判定する機能を有し、所定レベルを越えるエンジン負荷が判定された場合、回転数低下指令によって設定されている目標エンジン回転数の低下及び補償変速比の変更を取り消すための戻し指令が生成される。エンジンＥＣＵ５ではエンジン負荷制御を行う機能を有しているので、エンジン負荷判定のために必要なエンジン負荷レベルは、エンジンＥＣＵ５から取得することができる。
The engine
強制戻し制御部７５は、エンジン負荷以外でも予め設定しておいた所定取消条件が成立した場合に、戻し操作指令を強制的に出力して、エンジンＥＣＵ５に設定されたエンジン回転数の低下及び変速ＥＣＵ６に施された補償変速比の変更を取り消す。この取消条件は、定速走行が必要な作業走行のモードから車速を任意に調整しながら走行する必要がある一般路上走行のモードになった場合など、定速走行が不要な状況が検知されるというのが典型的な条件である。また、エンジンキーをオフにして車両運転を終了した場合も、強制的にエンジン回転数の低下を取り消すことが好ましい。
The forcible
なお、アクセル操作器を操作することによって基本エンジン回転数が調整されると、エンジン回転数は人為的に変更されるが、その際でも回転数低下指令を引き継ぐように構成されている。これにより、アクセル操作器であるアクセルレバー３２の操作を頻繁に行ったとしても、省エネ運転が維持できる。同様に、変速操作器である変速ペダル３０によって変速装置２の変速比も人為的に変更されるが、その際でも変速比の変更に伴うエンジン回転数の変更とその後の回転数低下及びその回転数の低下に伴う補償変速比の設定が行われるように構成されている。
Note that, when the basic engine speed is adjusted by operating the accelerator operating device, the engine speed is artificially changed, but at that time, it is configured to take over the rotation speed reduction command. Thereby, even if the operation of the
回転数低下指令によるエンジン回転数低下処理と前記変速比変更指令による変速比変更処理とをシーケンシャルに行うと、エンジン回転数低下処理が終了した段階で車速が低下しており、その後の変速比変更処理に伴って元の車速に戻っていく。このような省エネ変速処理への切換時に車速の低下と増加をできるだけ小さくするために、車両速度の変化が小なくなるように相互の処理の制御タイミングが調整される技術が導入されている。つまり、エンジン回転数低下処理を構成する制御単位と変速比変更処理を構成する制御単位とが実行されるタイミングを調整することで、その制御の間での車両速度の変化を小さくしている。 If the engine speed reduction process based on the speed reduction command and the speed ratio change process based on the speed ratio change command are performed sequentially, the vehicle speed decreases after the engine speed reduction process is completed, and the speed ratio change thereafter It returns to the original vehicle speed with processing. In order to minimize the decrease and increase in vehicle speed when switching to such energy-saving shift processing, a technique has been introduced in which the control timing of mutual processing is adjusted so that the change in vehicle speed is small. That is, by adjusting the timing at which the control unit constituting the engine speed reduction process and the control unit constituting the speed ratio changing process are executed, the change in the vehicle speed during the control is reduced.
上述したように構成された変速制御システムにおける省エネ変速処理の一例を図７から図１１のフローチャートを用いて以下に説明する。
まず、この省エネ変速処理に基づく２００ｒｐｍ単位のエンジン回転数低下を強制的に取り消したい時に“１”にセットされる取消フラグの内容が“０”であるかどうかをチェックする（＃０１）。作業走行から一般路上走行への移行など、予め決められている条件が成立した場合に、強制戻し制御部７５が戻し操作指令として取消フラグの内容を“１”にセットする。取消フラグの内容が“１”であれば（＃０１No分岐）、後で説明する強制取消処理を行い（＃６０）、省エネ変速処理の終了が要求されていなければ、ステップ＃０１に戻る。取消フラグの内容が“０”であれば（＃０１Yes分岐）、このエンジン回転数低下処理の積算回数を示す下げ処理回数：Ｎを読み出す（＃０２）。この処理回数：Ｎに１回の回転数低下指令によって低下させられる単位回転数低下量である２００ｒｐｍを乗算した値が現時点の基本エンジン回転数からのエンジン回転数低下量である。ついで、省エネ変速処理の実行中に変速ペダル３０やアクセルレバー３２が操作されたときにセットされる操作フラグの内容がチェックされる（＃０３）。この操作フラグの内容をリセットする必要があるので、ここでリセットしておくために操作フラグに“０”をセットする（＃０４）。
An example of the energy saving shift process in the shift control system configured as described above will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.
First, it is checked whether or not the content of the cancel flag set to “1” is “0” when it is desired to forcibly cancel the engine speed reduction in 200 rpm units based on this energy saving shift process (# 01). When a predetermined condition such as a shift from work travel to general road travel is satisfied, the forced
変速ペダル３０の操作に基づく変速操作処理は図１０に示されている。まず、この変速操作処理の終了命令が出ているかどうかチェックし（＃８１）、終了命令が出ていなければ（＃８１No分岐）、変速ペダル３０を用いた変速操作が行われたかどうかチェックする（＃８２）。変速操作が行われていなければ（＃８２No分岐）、ステップ＃８１に戻り、変速操作が行われたなら（＃８２Yes分岐）、その操作量を演算する（＃８３）。さらに演算された操作量に基づいて変速操作処理が実行され（＃８４）、それによって実現した変速比を基準変速比として記録する（＃８５）。最後に操作フラグに“１”を設定する（＃８６）。この変速操作処理は変速ＥＣＵ６で実行されるが、記録された基準変速比の読み出しや操作フラグの内容チェックは省エネ変速モジュール７で行えるものとする。
A shift operation process based on the operation of the
アクセルレバー３２の操作に基づくアクセル操作（エンジン回転数設定）処理は図１1
に示されている。ここでも、このアクセル操作処理の終了命令が出ているかどうかチェックし（＃９１）、終了命令が出ていなければ（＃９１No分岐）、アクセルレバー３２を用いたアクセル操作が行われたかどうかチェックする（＃９２）。アクセル操作が行われていなければ（＃９２No分岐）、ステップ＃９１に戻り、変速操作が行われたなら（＃９２Yes分岐）、その操作量を演算する（＃９３）。さらに演算された操作量に基づいてアクセル操作処理が実行され（＃９４）、それによって実現したエンジン回転数を基準エンジン回転数として記録する（＃９５）。最後に操作フラグに“１”を設定する（＃９６）。このアクセル操作処理はエンジンＥＣＵ５で実行されるが、記録された基準エンジン回転数の読み出しや操作フラグの内容チェックは省エネ変速モジュール７で行えるものとする。
The accelerator operation (engine speed setting) process based on the operation of the
Is shown in Here again, it is checked whether or not an instruction to end the accelerator operation process has been issued (# 91), and if no end instruction has been issued (No branch at # 91), it is checked whether or not an accelerator operation using the
図７のフローチャートに戻って、ステップ＃０３のチェックで操作フラグの内容が“１”であれば（＃０３Yes分岐）、操作フラグの内容を“０”に書き換え（＃０４）、さら
に処理回数：Ｎが“０”であるかどうかチェックする（＃０５）。処理回数：Ｎが“０”でなければ（＃０５No分岐）、エンジン回転数を２００ｒｐｍ単位で低下させる省エネ変速が実行されていることであるので、人為的な変速操作やアクセル操作が行われることで基本エンジン回転数や基本変速比が変更されても、先に設定されているエンジン回転数低下設定を引き継いで行うための変速追随処理を実行する（＃４０）。ステップ＃０３のチェックで操作フラグの内容が“０”であるか（＃０３No分岐）、あるいはステップ＃０５のチェックで処理回数：Ｎが“０”であれば（＃０５Yes分岐）、省エネボタンである下げボタン９０又は戻しボタン９１が操作されたかどうかチェックされる（＃０６）。省エネボタンが操作されていなければ（＃０６No分岐）、ステップ＃０１に戻る。
Returning to the flowchart of FIG. 7, if the content of the operation flag is “1” in the check of step # 03 (# 03 Yes branch), the content of the operation flag is rewritten to “0” (# 04), and the number of processing times: It is checked whether N is “0” (# 05). Number of times of processing: If N is not “0” (# 05 No branch), it means that an energy-saving shift that reduces the engine speed in units of 200 rpm is being executed, so that an artificial shift operation or accelerator operation is performed. Thus, even if the basic engine speed and the basic gear ratio are changed, a shift follow-up process is performed to take over the previously set engine speed reduction setting (# 40). If the check flag in
省エネボタンが操作されていれば（＃０６Yes分岐）、以下に述べるようなボタン操作
によるエンジン回転数低下処理が実行される。まず、現状の基準エンジン回転数と基準変速比が読み出され（＃０７）、省エネボタン操作が、下げボタン９０による操作か、戻しボタン９１による操作かがチェックされる（＃０８）。
If the energy saving button has been operated (# 06 Yes branch), the engine speed reduction process by the button operation as described below is executed. First, the current reference engine speed and reference gear ratio are read (# 07), and it is checked whether the energy saving button operation is an operation with the
〔下げボタン９０による操作の場合〕
この操作指令は、エンジン回転数を２００ｒｐｍ単位で低下させることを意味するので、以下の式に基づき、省エネのために目標とされる低下回転数を算定する（＃０９）。
低下回転数＝基準回転数−200*(N+1)
N：処理回数。
算定された低下回転数を含む回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送るために生成する（＃１０）。さらに、この低下回転数において現車速が維持できる変速比を算定して、変速ＥＣＵ６に送るために、その変速比を含む変速比変更指令を生成する（＃１１）。新たに設定されるエンジン回転数と変速比に基づいてエンジン負荷率を算定する（＃１２）。算定されたエンジン負荷率から今回のエンジン回転数低下が許可されるかどうかしきい値等を用いて判定する（＃１３）。エンジン回転数低下が許可される場合（＃１３Yes分岐
）、回転数低下指令と変速比変更指令との実施に基づく車速変化がより少ない適切な指令実行タイミングを算定して、その指令実行タイミングを各指令に記述する（＃１４）。回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送信し、変速比変更指令を変速ＥＣＵ６に送信する（＃１５）。処理回数：Ｎをインクリメントしてステップ＃０１に戻る（＃１６）。エンジン回転数低下が許可されない場合（＃１３No分岐）、エンジン回転数の低下処理が不可能であることを報知して、今回の下げボタン９０によるエンジン回転数低下を中止して、ステップ＃０１に戻る（＃１７）。
なお、ステップ＃１３の下げ処理可能かどうかの判定において、エンジン回転数低下の処理回数：Ｎを４回までに制限する条件も加えることができる。つまり、この判定時において、（Ｎ＋１）が５になる場合、エンジン回転数低下が許可されないと判定して、ステップ＃１７へ分岐する。この処理回数：Ｎによる下げ処理の可能判定は、優先判定条件としてステップ＃０９の前に行うようにしてもよい。
[In the case of operation with the down button 90]
Since this operation command means that the engine speed is decreased in units of 200 rpm, based on the following formula, the reduced speed targeted for energy saving is calculated (# 09).
Reduced rotation speed = Reference rotation speed-200 * (N + 1)
N: Number of processes.
A rotational speed reduction command including the calculated reduced rotational speed is generated to be sent to the engine ECU 5 (# 10). Further, in order to calculate a transmission ratio capable of maintaining the current vehicle speed at this reduced rotational speed and send it to the
In addition, in the determination of whether or not the lowering process is possible in
〔戻しボタン９１による操作の場合〕
この操作指令は、下げボタン９０の操作によって低下させたエンジン回転数を２００ｒｐｍ単位で戻すことを意味するので、先にエンジン回転数低下処理がなされているかどうかをチェックする（＃１８）。処理回数：Ｎが“０”でエンジン回転数低下処理がなされていない場合（＃１８No分岐）、この下げボタン９０の操作は無効なので、何も処理はせずにステップ＃０１に戻る。処理回数：Ｎが“０”でなければ（＃１８Yes分岐）、１回以上のエンジン回転数低下処理がなされていることを意味するので、以下の式の基づき、戻し処理後の目標となる低下回転数を算定する（＃１９）。
低下回転数＝基準回転数−200*(N-1)
N：処理回数。
次に、算定された低下回転数を含む回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送るために生成する（＃２０）。さらに、この低下回転数において現車速が維持できる変速比を算定して、変速ＥＣＵ６に送るために、その変速比を含む変速比変更指令を生成する（＃２１）。回転数低下指令と変速比変更指令との実施に基づく車速変化がより少ない適切な指令実行タイミングを算定して、その指令実行タイミングを各指令に記述する（＃２２）。回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送信し、変速比変更指令を変速ＥＣＵ６に送信する（＃２３）。処理回数：Ｎをディクリメントする（＃２４）。ディクリメントしたＮの値が“０”ならば（＃２５Yes分岐）、エンジン回転数低下処理が全て解除されていることにな
るので、その旨の報知を行い（＃２６）、ステップ＃０１に戻る。ディクリメントしたＮの値が“０”以外ならば（＃２５No分岐）、まだ、エンジン回転数低下処理が維持されているので、そのままステップ＃０１に戻る。
[In the case of operation by the return button 91]
Since this operation command means that the engine speed reduced by the operation of the lowering
Reduced rotation speed = Reference rotation speed-200 * (N-1)
N: Number of processes.
Next, a rotational speed reduction command including the calculated reduced rotational speed is generated for sending to the engine ECU 5 (# 20). Further, in order to calculate a transmission ratio capable of maintaining the current vehicle speed at this reduced rotational speed and send it to the
次に前述した、人為的な変速操作やアクセル操作が行われることで基本エンジン回転数や基本変速比が変更されても、先に設定されているエンジン回転数低下設定を引き継いで行う変速追随処理（＃４０）を図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、新たな操作を通じて更新された基準回転数及び基準変速比を読み出す（＃４１）。エンジン回転数低下設定を引き継ぐために、更新された基準回転を用いて、低下回転数を算定し直す（低下回転数＝基準回転数−200*N、N:処理回数）（＃４２）。
算定された低下回転数を含む回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送るために生成する（＃４３）。さらに、この低下回転数を考慮して修正変速比を算定して、この修正変速比を含む変速比変更指令を生成する（＃４４）。新たに設定されるエンジン回転数と変速比に基づいてエンジン負荷率を算定する（＃４５）。算定されたエンジン負荷率から今回のエンジン回転数低下が許可されるかどうかしきい値等を用いて判定する（＃４６）。エンジン回転数低下が許可される場合（＃４６Yes分岐）、回転数低下指令と変速比変更指令
との実施に基づく車速変化がより少ない適切な指令実行タイミングを算定して、その指令実行タイミングを各指令に記述する（＃４７）。回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送信し、変速比変更指令を変速ＥＣＵ６に送信して（＃４８）、このサブルーチンを終了する。エンジン回転数低下が許可されない場合（＃４６No分岐）、エンジン回転数の低下処理が不可能であることを報知して（＃４９）、エンジン回転数低下の処理は行わずにこのサブルーチンを終了する。
Next, even if the basic engine speed or the basic gear ratio is changed by performing an artificial gear shifting operation or an accelerator operation as described above, the gear following process is performed by taking over the previously set engine speed reduction setting. (# 40) will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the reference rotation speed and the reference gear ratio updated through a new operation are read (# 41). In order to take over the engine rotation speed reduction setting, the reduced rotation speed is recalculated using the updated reference rotation (reduction rotation speed = reference rotation speed−200 * N, N: number of processes) (# 42).
A rotational speed reduction command including the calculated reduced rotational speed is generated for sending to the engine ECU 5 (# 43). Further, a corrected gear ratio is calculated in consideration of this reduced rotational speed, and a gear ratio change command including this corrected gear ratio is generated (# 44). Based on the newly set engine speed and gear ratio, the engine load factor is calculated (# 45). It is determined from the calculated engine load factor using a threshold value or the like whether or not the current engine speed reduction is permitted (# 46). When the engine speed reduction is permitted (# 46 Yes branch), an appropriate command execution timing with less vehicle speed change based on the execution of the rotation speed reduction command and the gear ratio change command is calculated, and the command execution timing is calculated for each command execution timing. It is described in the command (# 47). A rotation speed reduction command is transmitted to
強制戻し制御部７５によって取消フラグが“１”に設定された場合に実行される強制取消処理（＃６０）を図９のフローチャートを用いて説明する。
まず、取消フラグの内容を“０”に書き換え（＃６１）、エンジン回転数低下処理の積算回数を示す下げ処理回数：Ｎを読み出す（＃６２）。読み出した処理回数：Ｎが“０”でないかどうか、つまり現時点で、エンジン回転数低下処理が行われているかどうかをチェックする（＃６３）。エンジン回転数低下処理が行われていない場合（＃６３No分岐）、この回転数低下処理を取り消す必要ないのでこのサブルーチンを終了する。エンジン回転数低下処理が行われている場合（＃６３Yes分岐）、現状の基準エンジン回転数と基準変速比が読み出される（＃６４）。現在実施されているエンジン回転数低下量を取り消すための回転数低下取消指令を生成するとともに（＃６５）、現在実施されている補償変速比を元の基準変速比に戻すための変速比変更指令を生成する（＃６６）。さらに、この回転数低下取消指令と変速比変更指令との実施に基づく車速変化がより少ない適切な指令実行タイミングを算定して、その指令実行タイミングを各指令に記述する（＃６７）。そして、回転数低下指令をエンジンＥＣＵ５に送信し、変速比変更指令を変速ＥＣＵ６に送信して（＃６８）、さらに処理回数：Ｎの値を“０”にして（＃６９）、このサブルーチンを終了する。
A forced cancellation process (# 60) executed when the cancellation flag is set to “1” by the forced
First, the contents of the cancel flag are rewritten to “0” (# 61), and the number of times of lowering processing: N indicating the number of times of engine speed reduction processing is read (# 62). It is checked whether or not the number of processing times read: N is not “0”, that is, whether the engine speed reduction processing is currently performed (# 63). If the engine speed reduction process is not being performed (# 63 No branch), this subroutine is terminated because it is not necessary to cancel this speed reduction process. When the engine speed reduction process is being performed (# 63 Yes branch), the current reference engine speed and reference speed ratio are read (# 64). A speed reduction cancel command for canceling the currently implemented engine speed reduction amount is generated (# 65), and a speed ratio change command for returning the currently implemented compensation speed ratio to the original reference speed ratio Is generated (# 66). Further, an appropriate command execution timing with less vehicle speed change based on the execution of the rotation speed reduction cancel command and the gear ratio change command is calculated, and the command execution timing is described in each command (# 67). Then, a rotational speed reduction command is transmitted to the
上述したように、本発明によるエンジン回転数低下処理は、運転者がエンジン１に余力を感じた際に所定量のエンジン回転数を段階的に下げるために適しており、これにより燃料消費の節約が期待できる。例えば、このようなエンジン回転数低下処理による燃費改善を実験的評価して得られたグラフが図１２に示されている。このグラフから、基準回転数が２７００ｒｐｍの時に、下げボタン９０を１回押す毎に、約１０％ずつ燃費が改善されることが理解できる。なお、上記の例では、説明を簡単にするため、基準回転数に関係なく２００ｒｐｍ単位で回転数を低下させる制御としていたが、基準回転数に応じてそこから低下させる単位低下回転数を変えることも可能である。
As described above, the engine speed reduction process according to the present invention is suitable for gradually reducing the engine speed of a predetermined amount when the driver feels that the
上述したように、本発明によるエンジン回転数低下処理では、燃費の改善が車速の実質的変化なしで行われるので利点が大きいが、エンジン回転数の低下がＰＴＯ回転数の低下に連動するため、ＰＴＯ作業を行っている場合には、不都合を生じる場合がある。但し、図１３に示すように、エンジン１からの回転動力を外部作業機４に伝達するＰＴＯ伝動系１２に複数段のＰＴＯ変速装置１２Ａが備えられている構成では、そのＰＴＯ回転数の低下が大きくなれば、ＰＴＯ変速装置１２Ａの変速段をアップすることで、できるだけＰＴＯ回転数の低下を低減させる変速段の選択を促す報知を行う。ＰＴＯ変速装置１２Ａの変速段はそれほど多く用意されていないので、エンジン回転数の低下を正確に補償するような変速段を設定することは困難であるが、ＰＴＯ回転数の変動が最も少ない変速段を選ぶとよい。ＰＴＯ変速装置１２Ａが、油圧制御ユニット６ａを介して変速ＥＣＵ６から変速段の選択が行える構成の場合、エンジン回転数低下をこのＰＴＯ変速装置１２Ａの変速段に選択に連動させることが可能となる。また、ＰＴＯ変速装置１２Ａに無段変速装置を採用した場合には、本発明によるエンジン回転数低下処理において、実質的には、ＰＴＯ回転数を一定に維持することができる。なお、ＰＴＯ変速装置１２Ａの変速段は、直接変速段を検出するセンサを設けてもよいが、より簡単には、エンジン回転数とＰＴＯ回転数とから変速段を算定するとよい。
As described above, the engine speed reduction process according to the present invention has a great advantage because the fuel efficiency is improved without a substantial change in the vehicle speed, but the decrease in the engine speed is linked to the decrease in the PTO speed. When PTO work is performed, inconvenience may occur. However, as shown in FIG. 13, in the configuration in which the
上記のフローチャートを用いたエンジン回転数低下処理の説明では、説明を簡単にするため、基準回転数から低下回転数を算定するための所定量を２００ｒｐｍとしていたが、これは自由に設定可能である。また、この所定量は、一連のエンジン回転数低下処理において同じ値を使う必要もなく、下げボタン９０の操作回数毎に変えてもよい。また、下げボタン９０が操作された時点で、ＨＭＴ２０の変速範囲に余裕がなく、２００ｒｐｍのエンジン回転数低下を補償するだけの変速比（増速）を設定することができない場合、ＨＭＴ２０で設定可能な変速比に適合するように低下回転数を算定するための所定量（＜２００ｒｐｍ）を決定する。このような構成を採用する場合、下げ処理履歴メモリ７３には、戻し指令によって元の状態に復帰するに必要なデータ、例えば、下げボタン９０の各操作時のエンジン回転数の低下量と設定変速比などが格納される。つまり、より一般的に言えば、このエンジン制御ユニット５に与える回転数低下指令に含まれる低減エンジン回転数は、当該低減エンジン回転数によるエンジン回転数の低下がＨＭＴ２０における変速比の変更によって補償することできるように算定される。このことを図１で説明すると、下げ操作信号が入力されると、現変速比に基づいて変速比（増速）の余裕度を判断し、その余裕度と限界エンジン回転数低下量（例えば２００ｒｐｍ）とから実行すべきエンジン回転数低下量を算定し、その算定された低下量を示す回転数低下指令がエンジンＥＣＵ５に与えられる。
In the description of the engine speed reduction process using the above flowchart, for the sake of simplicity, the predetermined amount for calculating the reduced speed from the reference speed is set to 200 rpm, but this can be freely set. . Further, the predetermined amount does not need to use the same value in a series of engine rotation speed reduction processes, and may be changed for each number of operations of the lowering
ＨＭＴ２０における変速比に余裕がない場合、つまり斜板角が限度でエンジン回転数の低下を補償する変速比の変更が不可能な場合は、図７のフローチャートでは下げ処理不可とみなし、下げ処理不可の対処処理としてステップ＃１７で下げ処理不可が報知される。この下げ処理不可の対処処理として、この下げ操作信号の入力は一旦受け入れ、ＨＭＴ２０の変速比が下げられた時に（減速）、当該下げ操作信号に基づくエンジン回転数低下処理を実行することも可能である。この下げ操作信号の仮受付を複数回可能とすれば、下げボタン９０の操作回数分だけ、その後のＨＭＴ２０の変速状態の変化（減速）に適用する分のエンジン回転数低下処理を実行することになる。つまり、エンジン回転数の低下を補償する変速比の変更が不可能な場合は、当該変更が可能になるまで回転数低下指令のエンジンＥＣＵ５への付与が猶予されるのである。
If the gear ratio in the
上記のフローチャートを用いたエンジン回転数低下処理の説明では、下げボタン９０の操作による下げ操作指令よって実行された1つ以上のエンジン回転数低下イベントは戻しボタン９１の操作による戻し操作指令により順次解消される。この戻し操作指令は、他の操作によっても省エネ変速モジュール７に与えることができる。例えば、高低副変速装置２４を低速段から高速段に切り替えるための変速切り替え指令を戻し操作指令とみなして、その時点で実行されているエンジン回転数低下状態を解消する。一般に、作業車両における高低副変速装置２４の高速段は、アクセル操作が頻繁に発生する路上走行時に適用される。このようなエンジン回転数が頻繁に変動する運転状況では、エンジン回転数低下処理を解消したほうがよい。従って、低速段または中速段から高速段への切り替えと同時にエンジン回転数低下処理を解消することは利点がある。その際、下げ操作が複数回行われているような場合には、一回分だけ戻してもよいが、好ましくは全ての回数分のエンジン回転数低下を戻すとよい。但し、急速な車速の変化を回避するため、そのエンジン回転数低下の戻し、つまりエンジン回転数増加はゆっくりと行うことが好ましい。
In the description of the engine speed reduction process using the above flowchart, one or more engine speed reduction events executed by the lowering operation command by operating the lowering
〔別実施形態〕
（１）上述した実施の形態では、無段式の変速機構が用いられており、運転者は任意の無段階変速位置を設定可能としていたが、本発明の変速制御システムは有段式変速装置にも適用可能であり、その際補償変速比の選択は最も近い補償変速比を与える変速段を選択することになる。また、無段式の変速装置が用いられていても、運転者は段階式に設定される変速レバーによって有段的にしか変速位置を選択できないものもある。このような変速装置２に対しても同様に本発明の適用が可能である。操作器を通じての操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更が複数段階で実行されるものであるケースでは、戻し操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更も段階的に行われるように構成される。
（２）変速比を段階的に設定することで複数の変速段を作り出される有段式変速装置に本発明を適用する場合には、前記操作指令に基づくエンジン回転数の低下及び補償変速比の変更は１段の変速段の変更に相当する単位で行うとよい。
（３）上述した実施の形態では、無段式変速機構として、ＨＭＴが採用されていたがこれに代えて、ＨＳＴやＣＶＴなどが用いられても、本発明を同様に適用することができる。（４）上述した実施の形態では、車両としてトラクタに変速制御システムを採用した例を示したが、田植機やコンバインや芝刈機やバックホウなどの他の作業車、乗用車、トラックなどにおいても、本発明を同様に適用することができる。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, a continuously variable transmission mechanism is used, and a driver can set an arbitrary continuously variable transmission position. However, the transmission control system of the present invention is a stepped transmission. In this case, the compensation gear ratio is selected by selecting the gear stage that gives the closest compensation gear ratio. In addition, even if a continuously variable transmission is used, there is a driver that can select a shift position only stepwise by a shift lever set in a stepwise manner. The present invention can be similarly applied to such a
(2) When the present invention is applied to a stepped transmission in which a plurality of shift speeds are created by setting the gear ratio stepwise, a decrease in engine speed based on the operation command and a compensation gear ratio The change may be performed in units corresponding to the change of one gear.
(3) In the above-described embodiment, the HMT is adopted as the continuously variable transmission mechanism, but the present invention can be similarly applied even when HST, CVT, or the like is used instead. (4) In the above-described embodiment, an example in which a shift control system is adopted as a tractor as a vehicle has been shown. The invention can be applied as well.
１：エンジン
２：変速装置
４：外部作業機
１２：ＰＴＯ伝動系
１２Ａ：ＰＴＯ変速装置
２０：ＨＭＴ（＝油圧機械式変速機構）（主変速装置）
２１：ＨＳＴ（＝静油圧式変速機構）
２２：遊星歯車機構
２３：前後進切換機構
２４：副変速装置
３：車輪
３０：アクセルペダル（アクセル操作器）
３２：変速レバー（変速操作器）
４：外部作業機
５：エンジンＥＣＵ（エンジン制御ユニット）
６：変速ＥＣＵ（変速制御ユニット）
７：省エネ変速モジュール
７４：エンジン負荷判定部
７５：強制戻し制御部
９：車両状態検出ＥＣＵ
９０：下げボタン（操作器）
９１：戻しボタン（操作器）
９２：アクセルペダルセンサ
９３：変速レバーセンサ
1: Engine 2: Transmission 4: External working machine 12:
21: HST (= hydrostatic transmission mechanism)
22: Planetary gear mechanism 23: Forward / reverse switching mechanism 24: Sub-transmission device 3: Wheel 30: Accelerator pedal (accelerator operating device)
32: Shift lever (shift operating device)
4: External work machine 5: Engine ECU (engine control unit)
6: Shift ECU (shift control unit)
7: Energy saving transmission module 74: Engine load determination unit 75: Forced return control unit 9: Vehicle state detection ECU
90: Lower button (operator)
91: Return button (operator)
92: Accelerator pedal sensor 93: Shift lever sensor
Claims (1)
運転者の操作により操作指令を送出する操作器が備えられ、
前記操作指令に基づいて前記エンジン制御ユニットで設定されているエンジン回転数を所定量だけ低減させる回転数低下指令を前記エンジン制御ユニットに与えるとともに、車両速度を維持するために当該回転数低下指令によるエンジン回転数の低下を補償するように変速比の変更を前記変速制御ユニットに要求する変速比変更指令を与える変速モジュールが備えられた変速制御システム。 A transmission for a vehicle, comprising: a transmission that shifts and outputs rotational power from an engine; a transmission control unit that sets a transmission gear ratio of the transmission; and an engine control unit that sets an engine speed of the engine. In the control system,
An operation device that sends out operation commands by the driver's operation is provided.
Based on the operation command, a rotation speed reduction command for reducing the engine rotation speed set in the engine control unit by a predetermined amount is given to the engine control unit, and the rotation speed reduction command is used to maintain the vehicle speed. A transmission control system including a transmission module that provides a transmission ratio change command for requesting the transmission control unit to change a transmission ratio so as to compensate for a decrease in engine speed.
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