(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンが高速回転の場合の急発進を回避して操作性や安全性の要請を満たしうる多目的作業車を提供する。【解決手段】多目的作業車は、エンジンと車輪との間の回転比を無段階調節可能に動力伝達する無段変速伝動機構と、この無段変速伝動機構の回転比をペダル踏込量に応じて制御する車速制御部とを備えて構成され、上記車速制御部は、停止車速からペダル操作があると、エンジンが基準回転を越えている場合には、ペダル踏込量１３ｐと対応する回転比まで、その変化率の上限を規制して所定速度内で制御するための規制出力１６ｍを出力し、エンジンが基準回転以下の場合は、ペダル踏み込み量１３ｐに応じて回転比を調整すべくペダル優先出力１６ｐを出力して、回転比を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと車輪との間の回転比を無段階調節可能に動力伝達する無段変速伝動機構（５ｖ）と、この無段変速伝動機構（５ｖ）の回転比をペダル踏込量に応じて制御する車速制御部（１５）とを備える多目的作業車において、
上記車速制御部（１５）は、停止車速からペダル操作した場合に、エンジンが基準回転を越えていることを条件に、ペダル踏込量と対応する回転比までの変化率について、その上限を規制して回転比を制御することを特徴とする多目的作業車。
【請求項２】
前記車速制御部（１５）は、ペダル踏込量と対応する回転比までの変化率について、機体の進行方向への路面勾配の寄与分を差し引いて回転比を制御することを特徴とする請求項１記載の多目的作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペダル踏込量に応じて無段階に車速調節することができる多目的作業車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、ＨＳＴ等による無段変速伝動機構と車速制御部とを備えてペダル操作に応じて車速調節が可能な多目的作業車が知られている。無段変速伝動機構は、車速制御部によってＨＳＴのトラニオン軸等を電動駆動することにより、ペダル踏込量と対応してエンジンと車輪との間の回転比を無段調節するものである。
【０００３】
しかしながら、上記多目的作業車は、ペダル踏込量と対応して入出力間の回転比が調節されることから、エンジンが高速回転下では機体を発進する際のペダル操作が同じでも急発進となり、幅広い作業適用上の操作性や安全性において問題があった。
【特許文献１】特開２００５−３４３１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、エンジンが高速回転の場合の急発進を回避して操作性や安全性の要請を満たしうる多目的作業車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、エンジンと車輪との間の回転比を無段階調節可能に動力伝達する無段変速伝動機構（５ｖ）と、この無段変速伝動機構（５ｖ）の回転比をペダル踏込量に応じて制御する車速制御部（１５）とを備える多目的作業車において、上記車速制御部（１５）は、停止車速からペダル操作した場合に、エンジンが基準回転を越えていることを条件に、ペダル踏込量と対応する回転比までの変化率について、その上限を規制して回転比を制御することを特徴とする。
【０００６】
上記車速制御部はペダル踏込量に応じて無段変速伝動機構の回転比を制御し、その回転比により無段変速伝動機構が車速を変更し、停止車速においてペダル踏込操作がされた場合にあっては、エンジンが基準回転を越えている時に限り、ペダル踏込み対応の回転比まで車速制御部が変化率の上限値を規制して回転比を制御する。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記車速制御部（１５）は、ペダル踏込量と対応する回転比までの変化率について、機体の進行方向への路面勾配の寄与分を差し引いて回転比を制御することを特徴とする。上記車速制御部により、ペダル操作の際に勾配加速度分が調節される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明により、停止車速からペダル踏込操作がされた場合において、エンジンが基準回転を越えている時に限り、車速制御部によりペダル踏込み量と対応する回転比まで変化率を一定範囲内に抑えて増速されることから、エンジンが高速回転下における発進操作による急加速および加速度変動が抑えられて安定した発進が可能となるとともに、エンジンが通常回転の場合はペダル操作に応じた加速度による発進操作が確保される。
【０００９】
請求項２の発明により、ペダル踏込みの際に勾配加速度分が調節されることから、走行路の傾斜による影響なしに、ペダル踏込み操作と対応して安定した車速変化が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の対象となる多目的作業車の平面図（ａ）、側面図（ｂ）および要部斜視図（ｃ）である。
この多目的作業車１は、モノコックフレームに左右の前輪２，２と左右の後輪３，３を操舵可能に支持し、一般的なトラクタの構成と前後を逆に、すなわち、エンジン４を機体後部に配置し、トランスミッション５を機体前部に配置する。その機体前部に運転台６、後部に荷台７を構成し、かつ、作業機動力として機体前部にＰＴＯ軸８を備え、また、機体中間位置に車高検出機構９を下垂状に構成する。トランスミッション５には無段変速伝動機構５ｖである電動制御による前後進静油圧無段変速機構（以下において「ＨＳＴ」と略称する）を内設し、エンジンと車輪との入出力回転比を無段変速する。
【００１１】
運転台６にはハンドルコラム１１を立設してステアリングハンドル１１ｈを設け、ステアリングハンドル１１ｈの基部の左側に前後進切換レバー１２、ハンドルコラム１１の基部の右側位置にアクセルペダル１３、左側位置にブレーキペダル１４等の操作手段をそれぞれ配置する。これら前後進切換レバー１２、アクセルペダル１３、ブレーキペダル１４等の操作に応じて後述の車速制御部１５がＨＳＴトラニオン軸制御を介して車速調節を行う。
【００１２】
前後進切換レバー１２を操作してアクセルペダル１３を踏むと、エンジン４からの動力はトランスミッション５内の無段変速伝動機構５ｖで変速され、さらにトランスミッション５内の変速機構５ａで変速されて、後輪３，３または後輪３，３および前輪２，２に伝達され、機体は前進または後進する。また、ブレーキペダル１４を踏むと前輪２，２と後輪３，３のディスクブレーキ（図示せず）を作動させるとともに、ＨＳＴの可変油圧ポンプのトラニオン軸を中立に戻し、ＨＳＴの定量油圧モータからの出力を停止する。また、アクセルペダル１３とブレーキペダル１４を同時に踏むとブレーキペダル１４を優先する。
【００１３】
ＰＴＯ軸８には各種の作業機を接続して多目的作業を可能とする。例えば、路上清掃機を設けて路上清掃を行ったり、芝刈機を付けて芝刈作業を行ったり、雪掻機を設けて除雪などの作業を行う。
【００１４】
（車速制御）
車速制御について詳細に説明すると、図２の制御システム構成図に示すように、アクセルペダル１３の踏込量をペダルポジションセンサ１３ｐによって検出するとともに、エンジン回転をエンジン回転センサ４ｒによって検出し、エンジン回転数を加味した上でアクセルペダル１３の踏込量に応じた回転比となるように、ＨＳＴトラニオンポジションセンサ５ｓの出力に基づいてＨＳＴのトラニオン軸駆動部１６を制御する。
【００１５】
具体的には、車速制御部１５による制御例を図３のタイミングチャートに示すように、停止車速からのペダル踏込み操作１３ｐがあると、エンジンが基準回転を越えている場合（例えば２０００ｒｐｍ以上）には、ペダル踏込量と対応する回転比までその変化率の上限を規制してＨＳＴトラニオン軸を所定速度内で回動制御するための上限密度の駆動パルスによる規制出力１６ｍをすることにより、逆転出力も出にくくなり、その一方でエンジンが基準回転以下の場合は、ペダル踏込量に応じて回転比を調節すべくペダル優先出力１６ｐで回動制御してトラニオン軸を要求位置まで回動する。
【００１６】
上記車速制御により、停止車速からペダル踏込操作がされた場合において、エンジンが基準回転を越えている時に限り、車速制御部によりペダル踏込み量と対応する回転比まで変化率を一定範囲内に抑えて増速されることから、エンジンが高速回転下における発進操作による急加速および加速度変動が抑えられて安定した発進が可能となるとともに、エンジンが通常回転の場合はペダル操作に応じた加速度による発進操作が確保される。
【００１７】
（勾配制御）
次に、走行路が傾斜している場合の勾配制御について説明する。
機体の傾斜角度を検出する傾斜センサによって傾斜角度信号を車速制御部に受け、路面勾配による回転比の変化率の変動分を排除してペダル踏込量と対応する車速までの加速度または減速度を制御する。
【００１８】
詳細には、傾斜路におけるペダル踏込みによって機体を加速操作する場合は、図４のフローチャートに示すように、前後進ペダルポジションセンサ電圧Ｖｐ＝ＨＳＴセンサ電圧Ｖｈになるまでの間（Ｓ４）について、前後進の機体の走行方向別に（Ｓ１）、ＶｐとＶｈの比較処理（Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ）によるトラニオンの行き過ぎを加味した上で、勾配分を考慮した「１０＋傾斜センサ電圧Ｖｓ」パルス毎秒（Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ）でモータ回動速度を制御しつつ正転または逆転（Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ）する制御処理を繰り返し、Ｖｐ＝Ｖｈになった時点でモータを止める（Ｓ４，Ｓ５）ように制御処理する。
【００１９】
例えば、図５（ａ）に示すように、前後方向に自由に回動するウエイト２１の反対側にその回転角度に応じて回転して勾配角度を検出するポテンショメータ２１ｓを設け、このポテンショメータ出力が、図５（ｂ）のように、機体の前後傾斜と対応して―３０度で０ｖ、０度で２．５ｖ、３０度で５ｖとすると、―１５度で機体が前側に傾斜していて前進する時は、１．２５ｖの信号による傾斜分を考慮してモータの正転に毎秒１１．２５パルスを出力する。逆に、１５度で機体が後側に傾斜していて前進する時は、モータの正転に毎秒１３．７５パルスを出力する。したがって、前傾時はモータがゆっくり作動し、後傾時はモータが速く作動する。後進時は同様に、前傾時に速く、後傾時にゆっくりモータが作動する。
【００２０】
このように、ペダル踏込みの際に、勾配加速度分を調節することにより、走行路の傾斜による影響なしに、ペダル踏込み操作と対応する車速まで安定した車速変化が確保されるので、操作性や安全性を向上することができる。
【００２１】
また、傾斜路において減速操作する場合は、図６のフローチャートに示すように、モータ回動速度を「１５−傾斜センサ電圧Ｖｓ」パルス毎秒（Ｓ３ｃ，Ｓ３ｄ）として制御処理する。例えば、―１５度で機体が前側に傾斜していて減速する時は、モータの逆転に毎秒１３．７５パルスを出力する。逆に、１５度で機体が後側に傾斜していて減速する時は、モータの逆転に毎秒１１．２５パルスを出力する。したがって、前傾時はモータが速く作動し、後傾時はモータがゆっくり作動する。後進時は同様に、前傾時に速く、後傾時にゆっくりモータが作動する。その結果、操作性や安全性を向上することができる。
【００２２】
（オートクルーズ制御）
次に、オートクルーズ制御と称する一定車速制御について説明する。
図７の制御構成図に示すように、ペダルポジションセンサ１３ｐ、オートクルーズスイッチ３１、前輪操舵角センサ２ｓ、後輪舵角センサ３ｓによる舵角信号を車速制御部１５に受け、トラニオン軸駆動部１６を制御する。オートクルーズスイッチ２１が「入」の場合にトラニオン軸を設定位置を維持するようにトラニオン軸駆動部１６を制御してペダル操作に影響されることなく車速が一定に維持され、この場合に、ステアリング操作とペダル操作を一定条件で反映させるべく制御構成する。
【００２３】
詳細には、ＦＷＳ（前輪操舵）の場合のオートクルーズ制御の動作例を図８のタイミングチャートに示すように、ハンドル切れ角２ｓが所定値θａ以上の範囲（Ｔ１〜Ｔ４）においてペダル操作１３ｐ（Ｔ２〜Ｔ３）を条件に、その踏み込み量に応じた車速に制御するペダル優先出力１６ｐを行う。ペダルが解放された時Ｔ３以降は、ハンドル操作範囲であってもオートクルーズの設定速度Ｖａに戻すための定速制御出力１６ａを行う。
【００２４】
上記制御により、広い公園等での草刈り作業において、通常はオートクルーズで直進走行しながら刈取作業をし、部分的に立木の有るところでは木の周りに沿って刈るために、オペレータが状況に応じた車速に切換えを要することから、このような一連の操作が、オートクルーズを切ることなく継続してできるので、操作性、作業能率を向上することができる。
【００２５】
また、上記オートクルーズ制御の別構成例として、図９のタイミングチャートに示すように、ハンドル切れ角２ｓが所定値θａ以上の範囲（Ｔ１〜Ｔ４）において、その間はペダル操作に対応したトラニオン位置に位置付けるペダル優先出力１６ｐをし、ハンドル切れ角２ｓが所定値θａ内となった時Ｔ４以降について、オートクルーズの設定速度Ｖａにもどすための定速制御出力１６ａを行うように制御構成することによっても、同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、さらに別の構成例として、図１０のタイミングチャートに示すように、ハンドル切れ角２ｓが所定値θａ以上で、ペダルポジションセンサ１３ｐが所定値以上変化した時Ｔ５にペダル対応に移行する制御を行うことにより、所定のペダル操作時までオートクルーズ制御を継続できるので、このような場合に有効である。
【００２７】
上記ハンドル切れ角２ｓの適用基準値θａについては、図１１のタイミングチャートに示すように、操舵モードに応じて変更し、４ＷＳ（４輪操舵）モードの切れ角θｂは、ＦＷＳ（前輪操舵）、ＲＷＳ（後輪操舵）のモードの切れ角θａに較べて基準の切れ角を小さくすることにより、４ＷＳ（４輪操舵）モード時も、ペダル優先になるタイミング遅れを回避できるので、操作性を向上することができる。
【００２８】
（積載量対応制御）
次に、積載量対応制御について説明する。
積載量対応制御は、図１２のフローチャートに示すように、前述の勾配制御（図４）における傾斜分に代えて機体重量を考慮し、重量センサ電圧Ｖｓに応じて加減速時のモータ回動速度を「１０＋重量センサ電圧Ｖｓ」パルス毎秒（Ｓ３ｅ，Ｓ３ｆ）に制御することによってペダル踏込み量と対応する回転比までの変化率を調節して車速制御する。
【００２９】
重量センサとして車高検出機構９を適用する場合は、図１３（ａ）に構成例を示すように、車輪４１を介して上下方向に自由に移動が可能なロッド４２に上下方向に回転するポテンショメータ９ｓを設け、車高と対応する機体重量を検出する。ポテンショメータ出力Ｖｓが、図１３（ｂ）に示すように、機体の軽重と対応して―３０度で０ｖ、０度で２．５ｖ、３０度で５ｖとすれば、機体が軽い場合（例えば２０００ｋｇ）において減速する時は、モータの逆転に１０パルス毎秒、逆に、機体が作業機等を装着して重い場合（例えば４０００ｋｇ）は、モータの逆転に１５パルス毎秒となる。したがって、機体が軽い時はモータがゆっくり作動し、機体が重い時はモータが速く作動する。後進時は同様にモータが作動することにより、操作性や安全性を向上することができる。加速時の処理についても同様である。
【００３０】
（オイルクーラー制御）
次に、オイルクーラーのファン制御について説明する。
図１４に示すように、エンジン４には作動中にオフとなるオイルプレッシャースイッチを備え、その後方にラジエタ４ｈとオイルクーラー４ｃを順に配置し、このオイルクーラー４ｃの冷却用電動ファンをオイルプレッシャースイッチの導通によって制御する。
ラジエタ４ｈの冷却ファン４ｆは機体前方から後方へ風Ｆを流してエンジン４をラジエタ４ｈにより冷却する。
【００３１】
エンジン始動時の冷却系制御として、キースイッチを「ＡＣＣ」の位置にした時に、エンジン４がまだ作動していないことによるオイルプレッシャースイッチの導通によってオイルクーラー４ｃのファンモータを逆転するようにコントローラを接地制御する。この逆流送風によってオイルクーラー４ｃの前面に付着した埃やごみを前方に吹き飛ばして落下させることができる。
【００３２】
また、キースイッチを「ＧＬＯ」から「ＳＴ」に回してエンジンが作動し、「ＡＣＣ」の位置に戻すと、この時にエンジンオイルが正常に潤滑していればオイルプレッシャースイッチの導通が切れることから、オイルクーラー４ｃのファンモータを正転するべく、コントローラを接地制御する。このような制御処理構成により、オイルプレッシャースイッチの導通によってオイルクーラー４ｃのファンモータの正逆転切換え制御をすることができる。
【００３３】
（エンジンストップ回路）
次に、エンジンストップ回路について説明する。
エンジン始動のキースイッチ位置を「ＯＦＦ」「ＯＮ」「ＧＬＯＷ」「ＳＴＡＲＴ」の順に構成し、エンジンストップソレノイドの吸引側を「ＧＬＯＷ」に接続して構成する。キーストップソレノイドの（Ｗ）を吸引コイルとして通電後０．５〜１秒間作動し、（Ｒ）の保持コイルによって作動状態が保持される。
【００３４】
通常は、キーストップソレノイドの（Ｗ）（Ｒ）をともにキースイッチの「ＡＣＣ」に接続することにより、（Ｒ）の吸引コイル回路にも電圧がかかったままの状態となり、誤作動、焼損の危険性が有る。そこで、（Ｗ）のみを（ＧＬＯ）に接続すれば（Ｗ）はエンジン始動時の短時間のみ電圧がかかるので、誤作動、焼損の危険性が少なくなり、信頼性が向上し、機械寿命も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】多目的作業車の平面図（ａ）、側面図（ｂ）および要部斜視図（ｃ）である。
【図２】制御システム構成図である。
【図３】車速制御部による制御例のタイミングチャートである。
【図４】傾斜路に関する加速制御処理のフローチャートである。
【図５】傾斜センサ（ａ）およびその出力例（ｂ）である。
【図６】傾斜路に関する減速制御処理のフローチャートである。
【図７】オートクルーズ制御の制御構成図である。
【図８】オートクルーズ制御の動作例のタイミングチャートである。
【図９】別構成のオートクルーズ制御による動作例のタイミングチャートである。
【図１０】積載量対応制御のフローチャートである。
【図１１】適用基準値との関係を示すタイミングチャートである。
【図１２】積載量対応制御のフローチャートである。
【図１３】車高検出機構の構成例（ａ）におよびその出力例（ｂ）である。
【図１４】冷却系構成の平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      多目的作業車
２      前輪
３      後輪
４      エンジン
４ｒ    エンジン回転センサ
５      トランスミッション
５ｓ    トラニオンポジションセンサ
５ｖ    無段変速伝動機構
６      運転台
１１ｈ  ステアリングハンドル
１２    前後進切換レバー
１３    アクセルペダル
１３ｐ  ペダルポジションセンサ
１４    ブレーキペダル
１５    車速制御部
１６    トラニオン軸駆動部
１６ｍ  規制出力
１６ｐ  ペダル優先出力
Ｖｈ    ＨＳＴセンサ電圧
Ｖｐ    前後進ペダルポジションセンサ電圧
Ｖｓ    傾斜センサ電圧、重量センサ電圧
【図１】
2008185121.tif 000003
【図２】
2008185121.tif 000004
【図３】
2008185121.tif 000005
【図４】
2008185121.tif 000006
【図５】
2008185121.tif 000007
【図６】
2008185121.tif 000008
【図７】
2008185121.tif 000009
【図８】
2008185121.tif 000010
【図９】
2008185121.tif 000011
【図１０】
2008185121.tif 000012
【図１１】
2008185121.tif 000013
【図１２】
2008185121.tif 000014
【図１３】
2008185121.tif 000015
【図１４】
2008185121.tif 000016