(57)【要約】【課題】  作業車両においてオートクルーズ走行が長時間にわたって過酷な作業条件のもとで継続されると、オーバヒート状態が長くなって故障を生じ易くなる。【解決手段】  車速を一定に維持して走行するクルーズコントロール手段を備えるとともに減速指令信号を受けて所定に設定した減速状態に変更制御する作業車両の車速制御装置において、エンジンラジエータ（１）の冷却水温度を検出する手段（２７）を設け、検出された冷却水温度が予め設定した温度を超えるオーバヒート域に達して一定時間を経過することによって、車速を自動的に減速するコントローラ（２２）を設けることによって、自動的に車速を減速して、エンジンの負荷を過負荷にならないように維持すると共に、高出力を維持して、効率的な作業走行を行わせることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（２）駆動回転を変速装置を経て走行車輪（７，７）に伝達するよう構成し、車速を一定に維持して走行するクルーズコントロール手段を備えるとともに減速指令信号を受けて所定に設定した減速状態に変更制御する作業車両の車速制御装置において、エンジンラジエータ（１）の冷却水温度を検出する手段（２７）を設け、検出された冷却水温度が予め設定した温度を超えるオーバヒート域に達して一定時間を経過することによって、車速を自動的に減速するコントローラ（２２）を設けたことを特徴とする作業車両の車速制御装置。
【請求項２】
前記車速の減速は、冷却水温度の上昇の緩、急に応じて行われることを特徴とする請求項１に記載の作業車両の車速制御装置。
【請求項３】
前記車速の増速は、冷却水温度の上昇に応じた変速度によって行われることを特徴する請求項１、又は２に記載の作業車両の車速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタ等作業車両のエンジンラジエータの冷却水温度が、オーバヒートの高水温度域に入ったことによって、自動的にトラクタ作業機の作業走行車速を変速して、オーバヒート状態の長時間にわたる放置を防止する車速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンラジエータの冷却水温度を検出して、この水温が異常温度に達すると、ラジエータフアンを正逆転モードから正転連続モードに切替る技術（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】実公平７ー２３５３４号公報（第１頁、図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トラクタに作業機を取付けた状態で走行しながら対地作業するものでは、車速を一定に設定維持して作業走行するオートクルーズの設定走行が頻繁に行われる。そして、このオートクルーズ走行が長時間にわたって過酷な作業条件のもとで継続すると、オーバヒート状態が長くなって故障を生じ易くなり、機械の寿命も短くなる。このため、作業条件によってオートクルーズの設定操作が難しく、高い操作技術を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、エンジン（２）駆動回転を変速装置を経て走行車輪（７，７）に伝達するよう構成し、車速を一定に維持して走行するクルーズコントロール手段を備えるとともに減速指令信号を受けて所定に設定した減速状態に変更制御する作業車両の車速制御装置において、エンジンラジエータ（１）の冷却水温度を検出する手段（２７）を設け、検出された冷却水温度が予め設定した温度を超えるオーバヒート域に達して一定時間を経過することによって、車速を自動的に減速するコントローラ（２２）を設けたことを特徴とする作業車両の車速制御装置の構成とする。作業を行いながら走行するとき、エンジンラジエータ（１）の冷却水温度がオーバヒート域の状態に達して、この温度状態が一定時間経過すると、このオーバヒート域である高水温度に達することによって、コントローラ（２２）自動的に車速を減速して、エンジン（２）の負荷を過負荷にならないように維持すると共に、高出力を維持して、効率的な作業走行を行わせることができる。
【０００５】
請求項２に記載の発明では、前記車速の減速は、冷却水温度の上昇の緩、急に応じて行われることを特徴とするものである。前記ラジエータ（１）のオーバヒート域になるときの、冷却水温度の上昇変化状態が緩やかであるときは、緩やかに、乃至小幅に自動減速し、急速な水温上昇であるときは、速やかに、乃至大幅に自動減速される。
【０００６】
請求項３に記載の発明では、前記車速の変速は、冷却水温度の上昇に応じた変速度によって行われることを特徴するものである。前記ラジエータ（１）のオーバヒート域の水温度になったときの、冷却水温度の高いときは、これに応じて速やかに、乃至大幅に減速し、又、低いときは、緩やかに、乃至小幅に減速される。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、作業車両の走行において、エンジンラジエータ（１）の冷却水温度がオーバヒート域に上昇することによって、このオーバヒート域温度への温度変化によって、自動的に車速が減速されるため、エンジンがオーバヒート状態になっても長時間にわたって放置されることなく、過負荷状態にならないように、しかも適正出力、及び作業効率を維持すると共に、操作性を高めて、安全な作業運転を行わせることができる。とくにオートクルーズ設定時の作業走行においても有効である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記のような車速の自動減速制御幅を、オーバヒートの水温域における水温度上昇の緩、急に応じて小さくしたり、大きくすることができるため、円滑で、速やかな変速制御によって、過負荷状態を予防して、作業効率を高く維持することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記車速の変速制御は、オーバヒート水温域に至った冷却水温度の高、低に応じた増速幅、又は減速幅で行われるために、オーバヒートになることを有効に防止することができ、又、オーバヒート状態を速やかに解消することができ、操作性、作業性を高め、作業効率を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図例に基づいて、作業車両は、トラクタ車体３の前側にモーア４を装着して芝草の刈取を行うフロントモーアの形態とする。このトラクタ車体３は、ステアリングハンドル５で操向される前輪６と、後輪７を配置して、後部に搭載のエンジン２によって駆動して走行する乗用四輪走行形態とする。該ハンドル５や、運転席８部は、キャビン９で覆われ、この後側にコレクタ１８が搭載されて、前側のモーア４で刈り取られた芝草をコレクタ１８へ搬送して収容することができる。前記エンジン２によって、伝動ケース１０内のＨＳＴ（油圧無段変速装置）１１を駆動して、前輪６及び後輪７を連動することにより走行する。又、車体３の前部、後部等には、リフトアーム１２、１３によって昇降されるヒッチリンク１４、１５が設けられ、前記モーア４や、ロータリ耕耘装置等の作業機を装着することができる。又、車体３の前後部にはＰＴＯ軸１６、１７が設けられて、各ヒッチリンク１４、１５に装着される作業機を伝動可能に構成している。
【００１１】
前記伝動ケース１０内には、クラッチや、前後進切替ギヤ、前記主変速装置としてのＨＳＴ１１、副変速装置としての変速ギヤ、及び、ＰＴＯ変速装置、ＰＴＯクラッチ等を配置して、走行伝動、及びＰＴＯ軸１６、１７伝動するように構成している。このＨＳＴ１１は、運転席８前のフロアに設けられるＨＳＴペダル（アクセルペダル）１９を踏み込むことによって、トラニオン軸２０を回動して、走行伝動を中立位置から前進高速位置と、後進高速位置へ無段変速する構成している。このＨＳＴ１１の前、後進の切替は、別途前・後進切替レバー２５によるスイッチ２５ｓの操作によって行われる。又、前記ＨＳＴペダル１９の踏込量は、ポテンショメータ２１によって検出されて、この検出によってコントローラ２２を介してトラニオンモータ２３を駆動する。又、このトラニオン軸２０にはフィードバック用のポテンショメータ２４を設けている。そして、トラニオン軸２０がポテンショメータ２１の検出値に応じた角度に回動される。
【００１２】
このトラクタ作業機の車速制御のためのコントローラ２２には、入力側に、オートクルーズ制御を行わせるスイッチ２６や、前記ＨＳＴペダル１９のポテンショメータ２１、ラジエータ１の水温を検出する水温センサ２７、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転センサ２８、前後進切替スイッチ２９、ＰＴＯクラッチの入り切りを検出するＰＴＯスイッチ３０、オートクルーズにより設定される車速を微増減速調節する微増減速スイッチ３１、及び、ＨＳＴペダル１９の踏み込みによってオートクルーズを解除するクルーズ解除スイッチ３２等を配置する。コントローラ２２にはタイマー３３が内装されていて、前記水温センサ２７が高水温度のオーバヒート域の水温を検出した状態の経過時間等を計測する構成としている。又、コントローラ２２の出力側には、前記トラニオン軸２０を回動するギヤドモータからなるトラニオンモータ２３や、ＰＴＯクラッチを入り切する油圧回路のソレノイドバルブ３４等を配置している。
【００１３】
ここにおいて、この発明に係る車速制御装置は、エンジンラジエータ１の冷却水温度がオーバヒート域に達して一定時間を経過することによって、車速を自動的に減速するように構成している。トラクタ作業の走行するとき、エンジンラジエータ１の冷却水温度がオーバヒート域の状態に達して、この温度状態が一定時間経過すると、このオーバヒート域である高水温度に達することによって、自動的に車速を減速して、エンジンの負荷を過負荷にならないように維持すると共に、高出力を維持して、効率的な作業走行を行わせることができる。ここにおけるオーバヒートは、冷却水温度が高い限界水温度状態に達する前の高水温度の状態であり、これ以上長時間にわたって継続すればエンジン出力が低下して作業能率が低下する水温状態である。具体的には、特定のトラクタ作業機毎にオーバヒートの水温度域として設定されて、この設定されたオーバヒート水温度のもとに車速制御される。
【００１４】
図３は、オートクルーズ設定時のラジエータ水温度がオーバヒート域に達するときの走行運転制御状態を示すグラフで、前記オートクルーズスイッチ２６のＯＮ，ＯＦＦのタイムチャートと、減速信号δのＯＮ，ＯＦＦのタイムチャート、車速曲線、及び水温曲線を表わす。エンジン２を始動して作業を開始すると徐々に水温が上昇してくる。そしてＰＴＯクラッチを入れて、クルーズコントロールスイッチ２６を入れて作業を行う。このとき、例えばオーバヒート域温度が１０５℃以上に設定されていたとする。そして、水温がこのオーバヒート温度（１０５℃）よりも５℃低い１００℃に達したときに、一定時間ｔ後に水温が１００℃より上昇していたら減速信号δを出して負荷を軽減すると、オーバヒートを予防、乃至軽減することができる。前記グラフにおいて、クルーズコントロールスイッチ２６をＯＮした間は、減速信号が一定時間ｔ毎に発信δされている。このとき、水温センサ２７の検出水温度が、高水温度域であるオーバヒート域（１０５℃以上）であるときは、減速信号δが出て、トラニオンモータ２３が一定値毎減速側に出力されて、車速が減速される。このようにして水温度が１０５℃以下に低下するまで一定減速幅毎に減速制御される。このような制御フローは、図４に表される。エンジン２を駆動して冷却水温度センサ２７が８５℃以上を検出するとラジエータフアンが駆動される（ステップ１）。そしてＨＳＴペダル１９を踏み込んでポテンシュメータ２１がこの踏込量を検出すると、トラニオンモータ２３が電動されて（ステップ２）、ＨＳＴ１１が駆動されて車輪６、７が駆動されて走行される。このとき、オートクルーズスイッチ２６がＯＮになっているときは、この車速制御が前進走行時においてのみ働くことになり、後進時には働かない（ステップ３）。ここでオーバヒートか、否かの判別が行われて（ステップ４）、オーバヒートでないときは、トラニオンモータ２３が正回転されて、ＨＳＴ１１を増速側に変速制御する。又、オーバヒートの状態であるときは、一定時間（Δｔ）を経過することによって（ステップ５）、トラニオンモータ２３を逆回転させてＨＳＴ１１を減速側に変速制御する。
【００１５】
次に、主として図５、図６に基づいて、前記車速の減速は、冷却水温度の上昇の緩、急に応じて行われるように構成して、前記ラジエータ１のオーバヒート域になるときの、冷却水温度の上昇変化状態が緩やかであるときは、緩やかに、乃至小幅に自動減速し、急速な水温上昇であるときは、速やかに、乃至大幅に自動減速される。オートクルーズ設定のもとでトラクタ作業するとき、例えばオーバヒート温度がＴｏ℃に設定されていたとする。そして水温がＴｏ−５℃に達したときに、一定時間ｔ１後に減速信号δを出すのであるが、このとき、図５のグラフのような水温度上昇曲線Ｌ１の勾配α、又は図６のような減速率曲線Ｌ２等に応じて前記減速率を変更して、ＨＳＴ１１を減速制御する。続くｔ２後も同様な制御が行われる（図５）。このようにして、複雑な操作をなくしてオーバヒートを予防することができる。又、オーバヒートしても自動的に負荷が軽減されて、機械の寿命を向上することができる。
【００１６】
次に、主として図７に基づいて、前記車速の変速は、冷却水温度の上昇に応じた変速度によって行われる構成で、前記ラジエータ１のオーバヒート域の水温度になったときの、冷却水温度の高いときは、これに応じて速やかに、乃至大幅に減速し、又、低いときは、緩やかに、乃至小幅に減速される。ラジエータ冷却水温度がオーバヒート水温度Ｔｏ℃域へ向けて上昇するとき、このＴｏ℃の手前のＴｏ−５℃までの間は、ＨＳＴペダル１９の踏込回動角度に対して１００％の割合で増変速し、この水温がＴｏ−５℃〜Ｔｏ℃の間は、図７の増速率線Ｌ３に従って、同ペダル１９の踏込回動角度に対して１００％〜０％で増変速し、Ｔｏ℃を越えてオーバヒート域に上昇すると増速率を０％（増速しない。減速操作は１００％の減速率で可能とする。）として設定しておけば、車速曲線Ｖ（実線）は、Ｖ１（点線）に変化して、オーバヒートをより有効に防止することができる。又、オーバヒートになっても自動的に負荷を軽減することができる。この制御形態では、運転者がＨＳＴを誤って踏み込んだときでもこのときの水温度によってＨＳＴ１１の変速度が規制されるために、より有効にオーバヒートを防止することができる。
【００１７】
又、このような変速度、乃至変速率をオーバヒート水温度に従って変更し、設定して変速制御させる形態は、減速制御するときも同様に構成することができる。Ｔｏ℃以上のオーバヒート域での減速率を大きく設定し、Ｔｏ〜Ｔｏ−５℃域の減速率はこれよりも小さく設定しておき、冷却水温度が各該当域に達することによって、各々該当する減速率のもとに減速制御を行わせることができる。
【００１８】
前記トラクタ作業機の作業走行時に冷却水温度が上昇して、過負荷状態で作業を継続して例えば水温が１０５℃になってオーバヒート状態と判断すると、モニタランプや、ブザーで警報を発すると同時に、その時の車速（Ｖｏ）を記憶して、オーバヒート中はいくらＨＳＴペダル１９を踏み込んでもＶｏ以上の車速が出ないようにすることができる。この場合は、車速を操作しなくてもエンジンに掛る負荷を軽減することができ、オーバヒート域の時間を短くして、機械の寿命を長くすることができる。
【００１９】
次に、主として図８に基づいて、トラクタ作業機の作業走行時に冷却水温度が上昇して、水温センサ２７による検出温度が８５℃になると、ラジエータフアンモータ４０が作動してラジエータに風を送って冷却を開始する（ステップ１）。しかし、過負荷状態で作業を継続して例えば水温が１０５℃になってオーバヒート状態と判断すると（ステップ２、３）モニタランプや、ブザーで警報を発する。このとき、例えば冷却水温度が、１０５℃より２℃低い１０３℃になったらオーバヒートの可能性が高くなるので、前記微増減速スイッチ３１の操作、又は自動的に、一定時間（例えば１分間）にわたって微増、減速制御の減速信号ΔＶｐを出して（ステップ４）、車速を減速すれば、エンジンにかかる負荷を軽減して、オーバヒート時間を短くすることができる。
【００２０】
次に、主として図９、図１０に基づいて、前記ラジエータ１はエンジン２の後部に配置されて、フアンモータＭｒによって駆動されるラジエータファン４０を有する。ウォータポンプ４１の出口部には水温センサ２７を設け、外装部には該気温を検出する外気温センサ４３を設ける。前記ラジエータ冷却制御において、エンジン２のキースイッチ３５とは別に、エンジン２を運転状態に保つアイドルスイッチ３６を設けて、ファンモータＭｒやエンジン２の停止を制御する構成とする。前記ラジエータ１の冷却水温度が高いとき、エンジン２を停止する前に、アイドリング回転で運転させるものである。サーモスイッチ３７をエンジン２のウォータポンプ４１の出口に設けて、エンジン２作動時はこのウォータポンプ４１でエンジン２とラジエータ１の水が循環されて、エンジン２の高温水がラジエータ１で冷却される。しかし、作業終了時に水温が高いと消費電力（約２０Ａ）の大きいラジエータファンモータＭｒを回し続けなければならないが、エンジン２が停止してしまうと、ウォータポンプ４１も停止するので水が循環しなくなり、水温の低下に長時間を要して、バッテリー３８上がりの原因となる。そこで、エンジン２停止時にスロットルをアイドリングにして、アイドルスイッチ３６を押してキースイッチ３５をＯＦＦにすれば、リレー３９が自己保持回路によって作動しているので、エンジン２とラジエータファンモータＭｒは、水温が下がってサーモスイッチ３７がＯＦＦとなるまで作動し続ける。水が循環しているため短時間で水温が低下して、エンジン２や、ファンモータＭｒが停止し、バッテリー３８の上がりの心配がなくなる。
【００２１】
次に、主として図９、図１１に基づいて、前記エンジン２が停止すると、発熱はなくなるため、このときの水温度Ｔｒと外気温度Ｔａの温度差に応じた一定時間後に、コントローラ部４４を介してファンモータＭｒを停止することによりバッテリー３８の上がりを防止するものである。
【００２２】
又、前記水温センサ２７によって１０５℃でオーバヒート域と判定されるものとしたとき、１０３℃でランプ４５を点灯させて注意を促す。このときの作業走行速度を緩めたり、作業負荷を軽減する方策を講じて、エンジン２の発熱を抑制できればそのまま作業を継続可能である。しかし、このランプ４５の点灯を無視して作業を継続して水温が１０５℃になればブザー４６音によって警報を出すように構成することもできる。
【００２３】
又、メータパネル等のコントローラ４４の出力側には、チャージ５１、水温サンサ２７、オイルプレッシャー５２、オイルフィルター詰まり５２、エアクリーナ５４等が設置されていて、これらの異常を感知するランプ４５を点灯させ、ブザー４６を鳴らして警報を発する。しかし、センサが異常を検出している間中ブザーを鳴らし続けるのではなく、ＰＴＯクラッチを入れて作業を行っているときにのみブザー４６を鳴らし、ＰＴＯクラッチを切って作業を中断すればブザー４６音も鳴り止む。このためブザー４６の騒音がなくなる。又、余計なスイッチ操作も要しない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車速制御装置のブロック図。
【図２】作業車両一例を示す側面図。
【図３】車速制御のための制御基準となる特性曲線を示すグラフ。
【図４】車速制御のフローチャート。
【図５】別例を示す車速制御のための制御基準となる特性曲線、及び水温度上昇曲線を示すグラフ。
【図６】別例を示す車速制御のための制御基準となる減速率曲線を示すグラフ。
【図７】別例を示す車速制御のための制御基準となる水温度上昇曲線、車速曲線、及び増速率線を示すグラフ。
【図８】別例を示す微増、減速操作制御する場合のフローチャート。
【図９】ラジエータの冷却制御のスイッチ回路図。
【図１０】作業車両本体部の平面図と、側面図。
【図１１】キースイッチ、エンジン回転センサ、温度センサ、ラジエータファンモータ等のタイムチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１    ラジエータ
２    エンジン
１１  ＨＳＴ
２０  トラニオン軸
２３  トラニオンモータ
２６  オートクルーズスイッチ
２７  水温センサ
３３  タイマー
【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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【図１１】
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