多目的作業車
【課題】従来の広範囲な作業を可能な多目的作業車の機能を一層充実させることである。
【解決手段】作業車の車速を検出する車速センサと、走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ７７及び／又は車体の重量を検出する重量センサ８４と、傾斜センサ７７及び／又は重量センサ８４の検出値に応じて静油圧式無段変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置１００を備えた多目的作業車であり、傾斜センサ７７の検出する作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の勾配角度に応じて、変速装置のトラニオン軸作動角度の最大角度を制御して出力を制御することで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。また、重量センサ８４の検出する作業車の車体重量に応じて変速装置のトラニオン軸作動角度の最大角度を制御して出力を制御することで、エンストの防止が図れ、燃費が従来より向上する。
【解決手段】作業車の車速を検出する車速センサと、走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ７７及び／又は車体の重量を検出する重量センサ８４と、傾斜センサ７７及び／又は重量センサ８４の検出値に応じて静油圧式無段変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置１００を備えた多目的作業車であり、傾斜センサ７７の検出する作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の勾配角度に応じて、変速装置のトラニオン軸作動角度の最大角度を制御して出力を制御することで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。また、重量センサ８４の検出する作業車の車体重量に応じて変速装置のトラニオン軸作動角度の最大角度を制御して出力を制御することで、エンストの防止が図れ、燃費が従来より向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車両には、庭の芝刈り作業、圃場の耕耘作業などの各種作業を行う作業機を連結して走行する走行制御、路上走行時の走行制御又は車速を一定に保持して走行する走行制御など各種の走行制御ができる多目的作業車が知られている。
【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】
【０００３】
前記特許文献１に記載の多目的作業車は一般道路での走行と農作業を行うことができる作業車であり、農業用トラクタ等の作業車では、路上走行時などでは車速を一定に制御する走行制御あるいは芝刈り作業時にはエンジン回転数を一定にして馬力を安定させる走行制御などの広範囲な作業を可能にした作業車である。
しかし、上記作業車には走行地の傾斜角度又は搭載する荷物の重量などが変化しても対応できるような構成にするようにとの要請がある。
そこで、本発明の課題は、前記した従来の広範囲な作業を可能な多目的作業車の機能を一層充実させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の上記課題は、以下の解決手段で達成される。
請求項１記載の発明は、エンジン（３）と該エンジン（３）の動力を変速して所定の車速を出力する変速装置とを車体上に備えた多目的作業車において、前記作業車の車速を検出する車速センサ（７４）と、走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ（７７）及び／又は車体の重量を検出する重量センサ（８４）と、前記傾斜センサ（７７）及び／又は重量センサ（８４）の検出値に応じて変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置（１００）を備えた多目的作業車である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１記載の発明によれば、傾斜センサ７７を備えている場合は、車体が走行地を走行中に車体の前後傾斜が傾斜センサ７７によって検出され、検出された車体の前後方向の勾配角度に応じて、変速装置の出力を制御することで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。また、重量センサ８４を備えている場合は、重量センサ８４の検出する車体重量に応じて変速装置の出力を制御することで、エンストの防止が図れ、燃費が従来より向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
車両の一例として多目的作業車（以下作業車）の左側面図を図１（ａ）に示し、図１（ｂ）に運転台部分の要部斜視図を示す。また、図２は本実施例の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図、図３は図２の動力伝動系統図の部分拡大図を示し、図４には副変速レバーの操作部の斜視図を示し、図５はＨＳＴ制御ブロック図であり、図６は静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。
【０００７】
乗用四輪駆動の走行形態を有する作業車両の車体は、ステアリングハンドル１で前輪２を操舵しながら運転するか、前後輪２、６を操舵して運転する。機体の後部にディーゼルエンジン３を搭載し、このディーゼルエンジン３の前側にミッションケース１４等を一体的に連結し、このミッションケース１４の最後部にリヤアクスルハウジング（図示せず）を設けて、左右両側部に後輪６を軸装する。また、前後進ペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。
【０００８】
また、車体の前部には昇降リンク装置１０を介して図示しない芝刈り機又は清掃機等の作業機を牽引する。さらに車体前方の操縦室５が設けられ、該操縦室５内の運転席１１の近傍には、車速センサ７４（図５）、変速操作を行うための主変速レバー（図示せず）、副変速レバー１２（図４）、作業機の高さを変更するポジションレバー等の各種レバーと、図５に示す作業モード設定ボタン（負荷一定モード設定用）８０、動作モード設定ボタン（静油圧式無段変速装置のトラニオン軸の回転の応答性の遅速選択用）８１及びクルーズコントロール入切スイッチ８２（図５）、前後進ペダル９の位置を検出する前後進ペダルポジションセンサ８３等の各種スイッチ類が設けられている。
【０００９】
さらに、図１（ｂ）の運転台部分の要部斜視図に示すようにステアリングハンドル１の下方に設けた前後進ペダル９を踏むことで、エンジン回転数が上昇すると共に、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７のトラニオン軸が回動する。具体的には、前後進ペダル９の踏み込みの最初の１/４のストロークまでの間にエンジン回転数が略定格回転数まで上昇し、残りの３/４のストロークでトラニオン軸が回動する。つまり前記３/４のストロークの前後進ペダル９の踏み込みの範囲でゼロ速から最高速まで変速する。また、後述する車速一定にする制御を解除するブレーキペダル８等のペダル類を設ける構成になっている。
【００１０】
前記副変速レバー１２（図４参照）はレバーガイド６４に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置がリンク機構を介して「高速」、「中立」、「低速」の何れかに手動で切り換わるように構成されている。
また、前後進ペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。
【００１１】
ミッションケース１４は、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７（図２）及び後ケース１８（図３）の４つの中空ケースを連結した構成であり、後ケース１８に軸支した入力軸１９（図３）にエンジン３の動力が入力され、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギヤ２１、２２で第一中継軸２３へ伝動し、更に第一中継軸２３上のギヤ２４から増速ギヤ２５で増速され、該ギヤ２５に静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃをスプライン係合している。
【００１２】
上記インプットケース２０は、ディーゼルエンジン３の出力回転を増速して高速走行を可能にするために設けてあり、従来の作業車両のミッションケースを利用して、その内部に取り付けている。このように、インプットケース２０で増速する構成としているので、高速走行時にエンジン回転数を上昇させて対応する必要がなくなり、これにより従来の伝動装置より騒音低減、燃費向上が図れる。
また、前後進ペダル９に連動している可変容量油圧ポンプ７ａの斜板（トラニオン軸）により定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７の回転数が変速される。
【００１３】
一方、ＰＴＯ駆動軸２６は、ＨＳＴ７の可変容量油圧ポンプ７ａの内部で前記油圧入力軸７ｃと直結しているので、一定回転数、すなわちＨＳＴ可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃと同じ回転数で回転する。
ＰＴＯ駆動軸２６はギヤ２９を備えた駆動軸２８と直結しており、該ギヤ２９に噛合するギヤ３１の動力はＰＴＯ後カウンタ軸３２上のカウンタギヤ３３に伝達され、次いでＰＴＯクラッチ３４を介してＰＴＯ前カウンタ軸３５に伝達され、該ＰＴＯ前カウンタ軸３５は前ケース１５を貫通し、ＰＴＯ前カウンタ軸３５と一体化された図示しないＰＴＯカウンタ軸とＰＴＯカウンタギヤに伝動し、該カウンタギヤから図示しないＰＴＯ出力軸上のＰＴＯ入切ギヤに動力が出力される。
【００１４】
また、ＨＳＴ７の走行出力軸２７の駆動力は、ギア噛合式の主変速装置を構成する伝動軸４０のギヤ４０ａからギヤ４０ｂ及びギヤ４０ｃを順次経由して、主変速軸４１上の大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ伝達可能な構成である。さらに主変速軸４１上の中ギヤ４３の隣接位置には副変速高速用小ギヤ４４ａと副変速低速用大ギヤ４４ｂが設けられ、さらに主変速軸４１上の副変速低速用ギヤ４４ｂの隣接位置には前輪駆動ギヤ３７が設けられている。
【００１５】
主変速軸４１に並行して設けられたクラッチ軸４５上には、前記大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ常時噛合している変速クラッチギヤ４６とギヤ４７が設けられ、該ギヤ４６とギヤ４７の間のクラッチ軸４５上に油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２が設けられており、さらにクラッチ軸４５の出力側には差動装置５３が連結しており、該差動装置５３から前輪出力軸（図示せず）に動力が伝達され、前輪２が駆動する。
【００１６】
図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０により、それぞれ高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２を接続させるには図４に示す副変速レバー１２の頂部に設けた主変速スイッチ６２ａと６２ｂをそれぞれ押すことで行われる。
また、主変速スイッチ６２ａ（「＋」符号側）と主変速スイッチ６２ｂ（「−」符号側）がそれぞれ押されると図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０がそれぞれ作動して油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２がそれぞれ接続される。
なお、図４に示すようにレバーガイド６４内の高速側又は低速側に副変速レバー１２が操作されると、それぞれ高速側の副変速レバーセンサ６５Ｈと低速側の副変速レバーセンサ６５Ｌとが副変速レバー１２のシフト位置を検知することができる。
【００１７】
エンジン３が始動するときには、前後進レバー１０または副変速レバー１２のいずれか一方、または両方を中立位置にする。中立位置以外では始動（スタータが回転）しない。なお、前後進レバー１０の前進側と後進側の切り換えは前後進切換スイッチ７３で検出する。
【００１８】
前進走行時（１速と２速）には、まず前後進レバー１０を前進側にする。ついで、１速（作業速低速）と２速（作業速高速）を選択することができる。１速は、特に除雪機を付けての除雪作業に使用する。しかし、その他の作業でも使用することができる。また２速で除雪作業を行うこともある。２速は特に芝刈り機を付けての芝刈り作業に適しているが、その他の作業でも使用でき、また１速で芝刈り作業を行うこともある。また、路上清掃機（回転ブラシ）を装着しての作業も１速又は２速で行うこともある。
副変速レバー１２を低速側にすると、副変速ギヤ４８ｂがギヤ４４ｂに噛み合って動力伝達の準備ができる。
【００１９】
１速の場合は、スイッチ６２ｂを入りにして、主変速の油圧クラッチ５２を接続させ、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備ができる。２速の場合は、スイッチ６２ａを入りにして主変速の油圧クラッチ５１を接続させ、ギヤ４２からギヤ４６への駆動力の伝達準備ができる。このスイッチ６２ｂ，６２ａは副変速レバー１２が中立であっても機能するので、先にスイッチ６２ｂ又は６２ａを入り状態にしておいて、後で副変速レバー１２を低速又は高速に操作することもある。
【００２０】
また、前後進ペダル９を踏むことで走行を開始する。前後進ペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸をモータ６６で回動させる。
トラニオン軸が回動することで、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７から出力され、得られた動力は出力軸２７、伝動軸４０、ギヤ４０ａ、ギヤ４０ｂ、ギヤ４０ｃおよび主変速軸４１へと伝達されていく。
【００２１】
主変速軸４１の動力は、油圧クラッチ５２が接続していると１速が出力され、ギヤ４３、ギヤ４７、油圧クラッチ５２、軸４５に順次動力が伝達されていく。油圧クラッチ５１が接続される２速の場合はギヤ４２、ギヤ４６、油圧クラッチ５１、軸４５に順に動力伝達されていく。
軸４５の動力は、ギヤ４８ｂ、ギヤ４４ｂ、ギヤ３７、ギヤ５６へと順に伝達される。そして、差動装置５３を通過して左右の前輪２が回転する。
【００２２】
また、ＨＳＴ７の可変油圧ポンプ７ａのＰＴＯ駆動軸２６は、前後進ペダル９の踏み込みの有無にかかわらず、エンジン３が回転することで常時回転する（エンジン回転数に対応する）。ＰＴＯ駆動軸２６の動力はギヤ２９、ギヤ３１、ギヤ３３、軸３２と伝達される。軸３２までは常時回転している。
【００２３】
ＰＴＯ油圧クラッチ３４を接続すると、軸３２の動力は軸３５に伝達されて作業機を駆動する。一方、四輪駆動を選択する場合は、四輪駆動レバー（図示せず）を操作して、ギヤ６０をギヤ５８に噛み合わせる。すると、前記ギヤ５６の動力がギヤ５７、ギヤ５８、ギヤ６０、軸６１と伝達され、さらに差動装置５３を通過して後輪６を駆動する。
【００２４】
前記副変速レバー１２による変速はギヤスライド式であるため、走行しながらの変速はできない。ただし、ギヤスライド式であってもシンクロが構成されていると走行しながらの変速も可能である。
前記主変速装置の出力は油圧クラッチ５２，５１による接続で行われるため、走行しながらの変速が可能である。そこで、作業走行中において、スイッチ６２ｂ，６２ａを交互に入り切りすると、１速（作業低速）と２速（作業高速）の切換えができる。
【００２５】
また、後進走行時には、前後進ペダル９を踏むことで後進走行を開始する。このときの後進速度は前後進ペダル９の踏み込み量により調整される。すなわち、前後進ペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸を前進とは逆方向に回動し、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定量油圧モータ７ｂの出力軸２７から前進時とは逆回転で出力される。
【００２６】
ブレーキペダル８のみを踏むと、前輪２と後輪６のディスクブレーキ（図示せず）が作動し、さらにトラニオン軸が中立になる。ブレーキペダル８と前後進ペダル９の両方を踏むと、ブレーキペダル８の機能が作動し、ＣＰＵ１００は前後進ペダル９からの信号を無視する。
【００２７】
前進走行時（３速と４速）が選択されると、次のような走行制御が行われる。
すなわち３速（低速走行）と４速（高速走行）は、いずれも走行時の低速と高速であり、基本的には作業機を用いる作業はしないが、条件によっては３速で作業機を用いる作業を行う場合もある。副変速レバー１２を高速側にすると、副変速装置のギヤ４８ａがギヤ４４ａに噛み合って動力伝達の準備ができる。
【００２８】
３速の場合はスイッチ６２ｂを入りにすると、主変速装置の油圧クラッチ５２が接続して、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備がなされる。４速の場合はスイッチ６２ａを入りにする。すると、主変速装置の油圧クラッチ５１が接続して、ギヤ４２からギヤ４６への動力伝達の準備がなされる。
【００２９】
本実施例は前後進ペダル９の踏み込み量に応じてＨＳＴ７のトラニオン軸の回動量が変化する構成である。これは図５のＨＳＴ制御ブロック図に示すように、前後進ペダル９の踏み込み量に対応して前後進ペダルポジションセンサ８３の検出値が変化し、該変化量に応じてパルス的に正転切換リレーＲ１（踏み込み時）又は逆転切換リレーＲ２（戻し時）が作動し、モータ駆動回路を経由して電動モータ６６によりトラニオン軸の回動角を調整する方式である。また、前後進ペダル９を踏み込むと、逆転切換リレーＲ２が作動し、前後進ペダル９を戻すと、正転切換リレーＲ１が作動する。
【００３０】
このとき、副変速レバー１２の操作を検出する副変速レバーセンサ６５が低速（Ｌ）側位置にあるときには副変速レバー１２が高速（Ｈ）側位置にある時に比べて、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の接続に要する時間を長くする。
【００３１】
また、副変速レバー１２が低速側選択時又は高速側選択時のいずれであっても、車速センサ７４により検出した車速が一定以下であれば、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間を最も短くする構成とする。この場合、前記油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間は、少なくとも副変速レバー１２が高速側にある時と略同じ時間とするか、または副変速レバー１２が高速側にある時よりも早くする。
【００３２】
こうして、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の切り換えがショックなくスムーズに行え、また、登り坂でシフトダウンするときに短期間で切り換えができるので、その切換時に機体の後退を最小限に抑えることができる。
【００３３】
なお、作業車両の前後進の切換は、図１（ｂ）に示す前後進ペダル９の操作によりＨＳＴ７のトラニオン軸（図示せず）の回転方向を切り換えて行う。また図示しないＰＴＯ出力軸には路上清掃機を付けて路上清掃を行ったり、雪掻き機を付けて除雪を行うなどの作業を行うことができる。
【００３４】
また、足元の前後進ペダル９の操作に対応してＨＳＴトラニオン軸をモータ６６で駆動するが、図６に示す可変容量型油圧ポンプ７ａと定容量型油圧モータ７ｂからなるＨＳＴ油圧閉回路７ｄの内の油圧モータ７ｂの両側の油路内の圧力を第１ＨＳＴ圧力センサ７６ａと第２ＨＳＴ圧力センサ７６ｂによりそれぞれ検出し、各検出圧力が一定値以上になるとトラニオン軸を減速側に動かし、エンストを防止する構成とする。
【００３５】
これは、ＨＳＴ油圧閉回路７ｄ内に一定油圧以上の過大な負荷が掛かるとエンジン３がエンストすることがあり、特に傾斜地では油圧クラッチ５１，５２からなる油圧クラッチ構成の場合にエンジンブレーキが効かず傾斜地に沿って車両が降下するおそれがある。そこで本実施例では上記油圧モータ７ｂの両側の油圧回路７ｄ内の油圧が一定値以上になるとトラニオン軸を減速側に動かしエンストを防止して、傾斜地での車両の降下を回避することができる。
【００３６】
本実施例の多目的作業車は進行方向に対してエンジン３が後方、トランスミッションケース１４が前方になるように配置され、且つ後輪６に加えて前輪２も操舵できる構成である。
【００３７】
また、本実施例の多目的作業車の走行制御装置は以下の３種類のオートクルーズ走行のいずれかの走行状態を選択できる構成である。
（１）変速装置の変速位置を保持して走行する第一走行状態（負荷一定モード：通常のオートクルーズ走行である。また、例えば作業のメインではないが、庭の芝生の芝刈り作業をしようと思えば、そのような走行状態で走行することができる。
【００３８】
（２）多目的作業車の車速を一定に保持して走行する第二車速状態（車速一定モード：路上走行時のオートクルーズ走行状態）
（３）エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態（ノーマルモード：ＰＴＯ作業時のオートクルーズ走行モード）
前記３種類の走行状態の選択は３種類の走行状態のいずれかを選択する作業モード設定ボタン８０での作業モードの選択とオートクルーズ入切スイッチ８２の入り操作の両方を操作することで行われる。
【００３９】
また、ＰＴＯの入り・切りと関連して、ＰＴＯレバー位置センサ６７でＰＴＯが入り状態にある時にだけ、前記エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態を選択する制御ソフトが組み込まれている。さらに、ＰＴＯが切り状態にある時には前記第一走行状態（通常のオートクルーズ走行）に自動的に変更される構成である。
【００４０】
また、ＰＴＯが入り状態にある時にだけ、エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態になる設定にしておくと、オペレータが状況を判断する必要がなく、多目的作業車が自動的に状況判断をすることができ、しかもエンジントラブルが生じるおそれがなくなる。
【００４１】
一方、従来はＰＴＯを使用する作業モード中であるか否かにかかわらず、車速一定モードに入ることができるようになっていたが、ＰＴＯを使用する作業モードでの負荷は、ＰＴＯ系の作業負荷によるため、エンジン回転数が落ちた場合、例えば芝刈り用のモーアの負荷等があるとき、走行速度を増速すると、なおさらエンジン回転数が低下して回復しないことがあった。
【００４２】
上記構成からなる作業車の制御装置１００を含む制御ブロック図を図５に示し、前記作業モードを含めた走行制御のフローを図７〜図１０に示す。
図７のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に減速スイッチ（図示せず）を押し、減速中に車速が閾値（２．０ｋｍ／ｈ）以下を検出したらトラニオン出力を即座に停止する構成にする。これはトラニオン軸の作動角度の調整で、例えば坂道などを走行中に減速し過ぎてオートクルーズ走行中に作業車が走行停止してしまったり、さらに減速しすぎてバックするおそれがあるので、このような不具合を防止するためである。
【００４３】
また、図８のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に減速スイッチ（図示せず）を押し、減速中に車速が閾値（２．０ｋｍ／ｈ）以下を検出したらトラニオン出力のオン時間を短く出力してトラニオンをゆっくり駆動させる構成としても良い。この場合は減速し過ぎることで、オートクルーズ走行中に作業車が走行停止してしまったり、さらに減速しすぎてバックするおそれをなくすことができる。
【００４４】
図９のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に増速スイッチ（図示せず）又は減速スイッチを押して増・減速中にトラニオン軸の作動角度が目標位置に近づいたら（例えば、目標値まで１０ビット以内）、デューティー比を短くすることでトラニオン出力時間を短くしてトラニオン軸をゆっくり作動させる構成とすることができる。
【００４５】
例えば、増速中にトラニオン軸の作動角度が目標位置以上になる設定車速以上にまで車速が上昇してしまうおそれがあるので、増速度合いをきめ細かく制御して前記目標位置に近づくと微速調整することでオートクルーズ中の増速が使い易くなる。
【００４６】
図１０のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に増速スイッチを押し、増速中にトラニオンが目標位置に達するか若しくは目標車速に達した場合にはトラニオン出力を停止し、トラニオン軸の作動角度を上記オートクルーズの設定速に戻ったら、その設定速を維持することもできる。
これは、例えば、増速しすぎて微増速させるつもりが大きく増速してしまい使い勝手が良くない。
【００４７】
上記作業車の走行速度制御を静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７のトラニオン軸の作動角度によって制御しているが、作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の勾配角度に応じて、以下のようにトラニオン軸作動角度の最大角度を制御する構成とすることで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように走行地を走行中の作業車の前後方向の傾斜角度に対応する傾斜センサ７７の電圧の関係から作業車が走行中の走行地の勾配角度が分かるので、図１１（ｂ）に示すように作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の傾斜角度に応じて、トラニオン軸の作動角度を調整する。
【００４９】
前記傾斜角度が０°の時にはトラニオン軸の作動角度は前後進ペダル９の踏み加減（センサ出力電圧）に応じて１８°〜−１８°となる。
作業車が前後方向の勾配角度が前上がり傾斜（傾斜角度プラス側）の走行地を走行中には、例えば前記勾配角度が１５°だとすると、トラニオン軸の最大作動角度は図１１（ｂ）に示すように１２．６°〜−１８°とする。逆に作業車が前後方向の勾配角度が前下がり傾斜（傾斜角度マイナス側）の走行地を走行中には、例えばトラニオン軸の最大作動角度は、図１１（ｂ）に示すように１８°〜−１２．６°とする。
【００５０】
なお、作業車の前後方向の勾配角度の検出は図１１（ｃ）に示すように運転席１１の下部に配置した標準時に鉛直方向を向いたプレート７８の前傾時と後傾時のポテンショメータ７９からなる傾斜センサ７７により行う。
【００５１】
また、図１２（ａ）に示す車体重量と重量センサ８４の電圧の関係から作業車が走行地を走行中の作業車重量を基に、図１２（ｂ）に示すように作業車の車体重量に応じて、トラニオン軸の最大作動角度を調整する構成にしても良い。車体の走行負荷は機体重量に比例するので、図１２に示す構成により、走行する車体の重量に応じてトラニオンの最大角度を制御することにより、エンストの防止や燃費の向上になる。
【００５２】
前記作業車の車体重量が３０００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１２．６°〜−１８°とし、作業車の車体重量が２５００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１８°〜−１８°とし、作業車の車体重量が２０００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１８°〜−１２．６°とする。
【００５３】
なお、作業車の車体重量は図１３（ａ）の作業車の側面図に示すように、前後輪２，６０の間にある補助輪１３と図１３（ｂ）に示す前記補助輪１３の回転軸１３ａを支持するロッド８５と該ロッド８５の上端部に設けたステー８６内に収納されたスプリング８７と補助輪１３を上下方向に伸縮自在に支持するロッド８５の上下方向の移動量を測定するポテンショメータ９０とからなる重量センサ８４で測定する。
【００５４】
図１４（ａ）に本実施例の作業車の右側面図を示し、図１４（ｂ）にその平面図を示すが、エンジン３を機体後部に搭載し、機体中央部の上部に網９３を設けた空気吸入口９４ａを有するフード９４を設け、エンジン３とラジエータ９５を冷却する空気流路の空気吸入口９４ａの近傍にオイルクーラ９６を縦長に設置して、さらにそのオイルクーラ９６の上部吸気面積より下部吸気面積を狭くし、さらにエンジン搭載部の後部に吸引ファン９８を設けて、吸引ファン９８によって機体前方から後方に風を送る構成を採用する。
【００５５】
空気を機体内に吸入する場合、オイルクーラ９６の上流側にある空気吸入口９４ａの空気流路の開口面積に比べ、下流側にある空気流路の開口面積を小さくし、空気流路の最下流部に配置された吸引ファン９８により空気を吸引すると、オイルクーラ９６に当たる空気の速度が速くなり、冷却効率が向上し、機械寿命も向上する。
【００５６】
特に、作業車に作業機の中でも装着率の高い草刈機を装着すると、機体前部に埃が舞い上がるので、従来の空気吸入口９４のように機体側方の低い部分から空気を吸うと、この埃を吸うことになり、ラジエータ９５の目詰まりを誘引して冷却効率が低下する。そこで、機体中央部の高い場所から空気を吸引する構成にすることで、埃を吸うことが軽減されるので、ラジエータ９５の目詰まりが無くなる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、広範囲な作業を可能にした多目的作業車としてトラクタ、芝刈り機などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例の作業車両の左側面図（図１（ａ））と操縦室の一部斜視図（図１（ｂ））である。
【図２】図１の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図である。
【図３】図２の動力伝動系統図の部分拡大図である。
【図４】図１の作業車両の副変速レバーの操作部の斜視図である。
【図５】図１の作業車両のＨＳＴ制御ブロック図である。
【図６】図１の作業車両の静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。
【図７】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図８】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図９】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図１０】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図１１】図１の多目的作業車の傾斜センサ電圧と前後方向の傾斜角度との関係を示す図（図１１（ａ））と作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の傾斜角度とトラニオン軸作動範囲を示す図（図１１（ｂ））であり、運転席の下部に配置した傾斜センサの構成図（図１１（ｃ））である。
【図１２】図１の多目的作業車の重量と重量センサ電圧の関係を示す図（図１２（ａ））と作業車の重量とトラニオン軸作動範囲を示す図（図１２（ｂ））である。
【図１３】重量センサを備えた図１の多目的作業車の側面図（図１３（ａ））と重量センサの拡大図（図１３（ｂ））である。
【図１４】図１の多目的作業車の変形例を示す右側面図（図１４（ａ））と平面図（図１４（ｂ））である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ステアリングハンドル ２ 前輪
３ ディーゼルエンジン ５ 操縦室
６ 後輪 ７ 静油圧式無段変速装置
７ａ 可変容量型油圧ポンプ
７ｂ 定容量型油圧モータ ７ｃ 油圧入力軸
７ｄ 油圧閉回路 ８ ブレーキペダル
９ 前後進ペダル １０ 昇降リンク
１１ 運転席 １２ 副変速レバー
１３ 補助輪 １３ａ 回転軸
１４ ミッションケース １５ 前ケース
１６ 繋ぎケース １７ 中間ケース
１８ 後ケース １９ 入力軸
２０ インプットケース
２１、２２、２４、２５ ギヤ
２３ 第一中継軸 ２６ ＰＴＯ駆動軸
２７ 出力軸 ２８ 駆動軸
２９、３１ ギヤ ３２ ＰＴＯ後カウンタ軸
３３ カウンタギヤ ３４ ＰＴＯクラッチ
３５ ＰＴＯ前カウンタ軸 ３７ 前輪駆動ギヤ
４０ 伝動軸
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ギヤ
４１ 主変速軸（クラッチ軸）
４２ 大ギヤ ４３ 中ギヤ
４４ａ 副変速高速用小ギヤ
４４ｂ 副変速低速用大ギヤ
４５ クラッチ軸
４６、４７ 変速クラッチギヤ
４８ａ 副変速高速用大ギヤ
４８ｂ 副変速低速用小ギヤ
４９ 高速側油圧クラッチソレノイド
５０ 低速側油圧クラッチソレノイド
５１ 高速側油圧クラッチ
５２ 低速側油圧クラッチ
５３ 差動装置 ５６ 後輪駆動ギヤ
５７ カウンタギヤ ５８ ギヤ
６０ 後輪出力ギヤ ６１ 後輪駆動軸
６２ａ，６２ｂ 主変速（高・低切換）スイッチ
６４ レバーガイド
６５Ｈ、６５Ｌ 副変速レバー位置センサ
６６ 電動モータ
６７ ＰＴＯレバー位置センサ
６８ 低速用ソレノイド ６９ 高速用ソレノイド
７０ａ、７０ｂ トラニオン軸ポジションセンサ
７３ 前後進切換用スイッチ
７４ 車速センサ
７５ ＨＳＴ出力軸回転センサ
７６ａ 第１圧力センサ ７６ｂ 第２圧力センサ
７７ 傾斜センサ ７８ プレート
７９ ポテンショメータ ８０ 作業モード設定ボタン
８１ 動作モード設定ボタン
８２ クルーズコントロール入切スイッチ
８３ 前後進ペダルポジションセンサ
８４ 重量センサ ８５ ロッド
８６ ステー ８７ スプリング
９０ ポテンショメータ ９３ 網
９４ａ 空気吸入口 ９４ フード
９５ ラジエータ ９６ オイルクーラ
９８ 吸引ファン １００ 制御装置
Ｒ１ 正転切換リレー Ｒ２ 逆転切換リレー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車両には、庭の芝刈り作業、圃場の耕耘作業などの各種作業を行う作業機を連結して走行する走行制御、路上走行時の走行制御又は車速を一定に保持して走行する走行制御など各種の走行制御ができる多目的作業車が知られている。
【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】
【０００３】
前記特許文献１に記載の多目的作業車は一般道路での走行と農作業を行うことができる作業車であり、農業用トラクタ等の作業車では、路上走行時などでは車速を一定に制御する走行制御あるいは芝刈り作業時にはエンジン回転数を一定にして馬力を安定させる走行制御などの広範囲な作業を可能にした作業車である。
しかし、上記作業車には走行地の傾斜角度又は搭載する荷物の重量などが変化しても対応できるような構成にするようにとの要請がある。
そこで、本発明の課題は、前記した従来の広範囲な作業を可能な多目的作業車の機能を一層充実させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の上記課題は、以下の解決手段で達成される。
請求項１記載の発明は、エンジン（３）と該エンジン（３）の動力を変速して所定の車速を出力する変速装置とを車体上に備えた多目的作業車において、前記作業車の車速を検出する車速センサ（７４）と、走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ（７７）及び／又は車体の重量を検出する重量センサ（８４）と、前記傾斜センサ（７７）及び／又は重量センサ（８４）の検出値に応じて変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置（１００）を備えた多目的作業車である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１記載の発明によれば、傾斜センサ７７を備えている場合は、車体が走行地を走行中に車体の前後傾斜が傾斜センサ７７によって検出され、検出された車体の前後方向の勾配角度に応じて、変速装置の出力を制御することで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。また、重量センサ８４を備えている場合は、重量センサ８４の検出する車体重量に応じて変速装置の出力を制御することで、エンストの防止が図れ、燃費が従来より向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
車両の一例として多目的作業車（以下作業車）の左側面図を図１（ａ）に示し、図１（ｂ）に運転台部分の要部斜視図を示す。また、図２は本実施例の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図、図３は図２の動力伝動系統図の部分拡大図を示し、図４には副変速レバーの操作部の斜視図を示し、図５はＨＳＴ制御ブロック図であり、図６は静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。
【０００７】
乗用四輪駆動の走行形態を有する作業車両の車体は、ステアリングハンドル１で前輪２を操舵しながら運転するか、前後輪２、６を操舵して運転する。機体の後部にディーゼルエンジン３を搭載し、このディーゼルエンジン３の前側にミッションケース１４等を一体的に連結し、このミッションケース１４の最後部にリヤアクスルハウジング（図示せず）を設けて、左右両側部に後輪６を軸装する。また、前後進ペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。
【０００８】
また、車体の前部には昇降リンク装置１０を介して図示しない芝刈り機又は清掃機等の作業機を牽引する。さらに車体前方の操縦室５が設けられ、該操縦室５内の運転席１１の近傍には、車速センサ７４（図５）、変速操作を行うための主変速レバー（図示せず）、副変速レバー１２（図４）、作業機の高さを変更するポジションレバー等の各種レバーと、図５に示す作業モード設定ボタン（負荷一定モード設定用）８０、動作モード設定ボタン（静油圧式無段変速装置のトラニオン軸の回転の応答性の遅速選択用）８１及びクルーズコントロール入切スイッチ８２（図５）、前後進ペダル９の位置を検出する前後進ペダルポジションセンサ８３等の各種スイッチ類が設けられている。
【０００９】
さらに、図１（ｂ）の運転台部分の要部斜視図に示すようにステアリングハンドル１の下方に設けた前後進ペダル９を踏むことで、エンジン回転数が上昇すると共に、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７のトラニオン軸が回動する。具体的には、前後進ペダル９の踏み込みの最初の１/４のストロークまでの間にエンジン回転数が略定格回転数まで上昇し、残りの３/４のストロークでトラニオン軸が回動する。つまり前記３/４のストロークの前後進ペダル９の踏み込みの範囲でゼロ速から最高速まで変速する。また、後述する車速一定にする制御を解除するブレーキペダル８等のペダル類を設ける構成になっている。
【００１０】
前記副変速レバー１２（図４参照）はレバーガイド６４に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置がリンク機構を介して「高速」、「中立」、「低速」の何れかに手動で切り換わるように構成されている。
また、前後進ペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。
【００１１】
ミッションケース１４は、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７（図２）及び後ケース１８（図３）の４つの中空ケースを連結した構成であり、後ケース１８に軸支した入力軸１９（図３）にエンジン３の動力が入力され、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギヤ２１、２２で第一中継軸２３へ伝動し、更に第一中継軸２３上のギヤ２４から増速ギヤ２５で増速され、該ギヤ２５に静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃをスプライン係合している。
【００１２】
上記インプットケース２０は、ディーゼルエンジン３の出力回転を増速して高速走行を可能にするために設けてあり、従来の作業車両のミッションケースを利用して、その内部に取り付けている。このように、インプットケース２０で増速する構成としているので、高速走行時にエンジン回転数を上昇させて対応する必要がなくなり、これにより従来の伝動装置より騒音低減、燃費向上が図れる。
また、前後進ペダル９に連動している可変容量油圧ポンプ７ａの斜板（トラニオン軸）により定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７の回転数が変速される。
【００１３】
一方、ＰＴＯ駆動軸２６は、ＨＳＴ７の可変容量油圧ポンプ７ａの内部で前記油圧入力軸７ｃと直結しているので、一定回転数、すなわちＨＳＴ可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃと同じ回転数で回転する。
ＰＴＯ駆動軸２６はギヤ２９を備えた駆動軸２８と直結しており、該ギヤ２９に噛合するギヤ３１の動力はＰＴＯ後カウンタ軸３２上のカウンタギヤ３３に伝達され、次いでＰＴＯクラッチ３４を介してＰＴＯ前カウンタ軸３５に伝達され、該ＰＴＯ前カウンタ軸３５は前ケース１５を貫通し、ＰＴＯ前カウンタ軸３５と一体化された図示しないＰＴＯカウンタ軸とＰＴＯカウンタギヤに伝動し、該カウンタギヤから図示しないＰＴＯ出力軸上のＰＴＯ入切ギヤに動力が出力される。
【００１４】
また、ＨＳＴ７の走行出力軸２７の駆動力は、ギア噛合式の主変速装置を構成する伝動軸４０のギヤ４０ａからギヤ４０ｂ及びギヤ４０ｃを順次経由して、主変速軸４１上の大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ伝達可能な構成である。さらに主変速軸４１上の中ギヤ４３の隣接位置には副変速高速用小ギヤ４４ａと副変速低速用大ギヤ４４ｂが設けられ、さらに主変速軸４１上の副変速低速用ギヤ４４ｂの隣接位置には前輪駆動ギヤ３７が設けられている。
【００１５】
主変速軸４１に並行して設けられたクラッチ軸４５上には、前記大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ常時噛合している変速クラッチギヤ４６とギヤ４７が設けられ、該ギヤ４６とギヤ４７の間のクラッチ軸４５上に油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２が設けられており、さらにクラッチ軸４５の出力側には差動装置５３が連結しており、該差動装置５３から前輪出力軸（図示せず）に動力が伝達され、前輪２が駆動する。
【００１６】
図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０により、それぞれ高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２を接続させるには図４に示す副変速レバー１２の頂部に設けた主変速スイッチ６２ａと６２ｂをそれぞれ押すことで行われる。
また、主変速スイッチ６２ａ（「＋」符号側）と主変速スイッチ６２ｂ（「−」符号側）がそれぞれ押されると図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０がそれぞれ作動して油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２がそれぞれ接続される。
なお、図４に示すようにレバーガイド６４内の高速側又は低速側に副変速レバー１２が操作されると、それぞれ高速側の副変速レバーセンサ６５Ｈと低速側の副変速レバーセンサ６５Ｌとが副変速レバー１２のシフト位置を検知することができる。
【００１７】
エンジン３が始動するときには、前後進レバー１０または副変速レバー１２のいずれか一方、または両方を中立位置にする。中立位置以外では始動（スタータが回転）しない。なお、前後進レバー１０の前進側と後進側の切り換えは前後進切換スイッチ７３で検出する。
【００１８】
前進走行時（１速と２速）には、まず前後進レバー１０を前進側にする。ついで、１速（作業速低速）と２速（作業速高速）を選択することができる。１速は、特に除雪機を付けての除雪作業に使用する。しかし、その他の作業でも使用することができる。また２速で除雪作業を行うこともある。２速は特に芝刈り機を付けての芝刈り作業に適しているが、その他の作業でも使用でき、また１速で芝刈り作業を行うこともある。また、路上清掃機（回転ブラシ）を装着しての作業も１速又は２速で行うこともある。
副変速レバー１２を低速側にすると、副変速ギヤ４８ｂがギヤ４４ｂに噛み合って動力伝達の準備ができる。
【００１９】
１速の場合は、スイッチ６２ｂを入りにして、主変速の油圧クラッチ５２を接続させ、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備ができる。２速の場合は、スイッチ６２ａを入りにして主変速の油圧クラッチ５１を接続させ、ギヤ４２からギヤ４６への駆動力の伝達準備ができる。このスイッチ６２ｂ，６２ａは副変速レバー１２が中立であっても機能するので、先にスイッチ６２ｂ又は６２ａを入り状態にしておいて、後で副変速レバー１２を低速又は高速に操作することもある。
【００２０】
また、前後進ペダル９を踏むことで走行を開始する。前後進ペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸をモータ６６で回動させる。
トラニオン軸が回動することで、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７から出力され、得られた動力は出力軸２７、伝動軸４０、ギヤ４０ａ、ギヤ４０ｂ、ギヤ４０ｃおよび主変速軸４１へと伝達されていく。
【００２１】
主変速軸４１の動力は、油圧クラッチ５２が接続していると１速が出力され、ギヤ４３、ギヤ４７、油圧クラッチ５２、軸４５に順次動力が伝達されていく。油圧クラッチ５１が接続される２速の場合はギヤ４２、ギヤ４６、油圧クラッチ５１、軸４５に順に動力伝達されていく。
軸４５の動力は、ギヤ４８ｂ、ギヤ４４ｂ、ギヤ３７、ギヤ５６へと順に伝達される。そして、差動装置５３を通過して左右の前輪２が回転する。
【００２２】
また、ＨＳＴ７の可変油圧ポンプ７ａのＰＴＯ駆動軸２６は、前後進ペダル９の踏み込みの有無にかかわらず、エンジン３が回転することで常時回転する（エンジン回転数に対応する）。ＰＴＯ駆動軸２６の動力はギヤ２９、ギヤ３１、ギヤ３３、軸３２と伝達される。軸３２までは常時回転している。
【００２３】
ＰＴＯ油圧クラッチ３４を接続すると、軸３２の動力は軸３５に伝達されて作業機を駆動する。一方、四輪駆動を選択する場合は、四輪駆動レバー（図示せず）を操作して、ギヤ６０をギヤ５８に噛み合わせる。すると、前記ギヤ５６の動力がギヤ５７、ギヤ５８、ギヤ６０、軸６１と伝達され、さらに差動装置５３を通過して後輪６を駆動する。
【００２４】
前記副変速レバー１２による変速はギヤスライド式であるため、走行しながらの変速はできない。ただし、ギヤスライド式であってもシンクロが構成されていると走行しながらの変速も可能である。
前記主変速装置の出力は油圧クラッチ５２，５１による接続で行われるため、走行しながらの変速が可能である。そこで、作業走行中において、スイッチ６２ｂ，６２ａを交互に入り切りすると、１速（作業低速）と２速（作業高速）の切換えができる。
【００２５】
また、後進走行時には、前後進ペダル９を踏むことで後進走行を開始する。このときの後進速度は前後進ペダル９の踏み込み量により調整される。すなわち、前後進ペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸を前進とは逆方向に回動し、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定量油圧モータ７ｂの出力軸２７から前進時とは逆回転で出力される。
【００２６】
ブレーキペダル８のみを踏むと、前輪２と後輪６のディスクブレーキ（図示せず）が作動し、さらにトラニオン軸が中立になる。ブレーキペダル８と前後進ペダル９の両方を踏むと、ブレーキペダル８の機能が作動し、ＣＰＵ１００は前後進ペダル９からの信号を無視する。
【００２７】
前進走行時（３速と４速）が選択されると、次のような走行制御が行われる。
すなわち３速（低速走行）と４速（高速走行）は、いずれも走行時の低速と高速であり、基本的には作業機を用いる作業はしないが、条件によっては３速で作業機を用いる作業を行う場合もある。副変速レバー１２を高速側にすると、副変速装置のギヤ４８ａがギヤ４４ａに噛み合って動力伝達の準備ができる。
【００２８】
３速の場合はスイッチ６２ｂを入りにすると、主変速装置の油圧クラッチ５２が接続して、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備がなされる。４速の場合はスイッチ６２ａを入りにする。すると、主変速装置の油圧クラッチ５１が接続して、ギヤ４２からギヤ４６への動力伝達の準備がなされる。
【００２９】
本実施例は前後進ペダル９の踏み込み量に応じてＨＳＴ７のトラニオン軸の回動量が変化する構成である。これは図５のＨＳＴ制御ブロック図に示すように、前後進ペダル９の踏み込み量に対応して前後進ペダルポジションセンサ８３の検出値が変化し、該変化量に応じてパルス的に正転切換リレーＲ１（踏み込み時）又は逆転切換リレーＲ２（戻し時）が作動し、モータ駆動回路を経由して電動モータ６６によりトラニオン軸の回動角を調整する方式である。また、前後進ペダル９を踏み込むと、逆転切換リレーＲ２が作動し、前後進ペダル９を戻すと、正転切換リレーＲ１が作動する。
【００３０】
このとき、副変速レバー１２の操作を検出する副変速レバーセンサ６５が低速（Ｌ）側位置にあるときには副変速レバー１２が高速（Ｈ）側位置にある時に比べて、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の接続に要する時間を長くする。
【００３１】
また、副変速レバー１２が低速側選択時又は高速側選択時のいずれであっても、車速センサ７４により検出した車速が一定以下であれば、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間を最も短くする構成とする。この場合、前記油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間は、少なくとも副変速レバー１２が高速側にある時と略同じ時間とするか、または副変速レバー１２が高速側にある時よりも早くする。
【００３２】
こうして、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の切り換えがショックなくスムーズに行え、また、登り坂でシフトダウンするときに短期間で切り換えができるので、その切換時に機体の後退を最小限に抑えることができる。
【００３３】
なお、作業車両の前後進の切換は、図１（ｂ）に示す前後進ペダル９の操作によりＨＳＴ７のトラニオン軸（図示せず）の回転方向を切り換えて行う。また図示しないＰＴＯ出力軸には路上清掃機を付けて路上清掃を行ったり、雪掻き機を付けて除雪を行うなどの作業を行うことができる。
【００３４】
また、足元の前後進ペダル９の操作に対応してＨＳＴトラニオン軸をモータ６６で駆動するが、図６に示す可変容量型油圧ポンプ７ａと定容量型油圧モータ７ｂからなるＨＳＴ油圧閉回路７ｄの内の油圧モータ７ｂの両側の油路内の圧力を第１ＨＳＴ圧力センサ７６ａと第２ＨＳＴ圧力センサ７６ｂによりそれぞれ検出し、各検出圧力が一定値以上になるとトラニオン軸を減速側に動かし、エンストを防止する構成とする。
【００３５】
これは、ＨＳＴ油圧閉回路７ｄ内に一定油圧以上の過大な負荷が掛かるとエンジン３がエンストすることがあり、特に傾斜地では油圧クラッチ５１，５２からなる油圧クラッチ構成の場合にエンジンブレーキが効かず傾斜地に沿って車両が降下するおそれがある。そこで本実施例では上記油圧モータ７ｂの両側の油圧回路７ｄ内の油圧が一定値以上になるとトラニオン軸を減速側に動かしエンストを防止して、傾斜地での車両の降下を回避することができる。
【００３６】
本実施例の多目的作業車は進行方向に対してエンジン３が後方、トランスミッションケース１４が前方になるように配置され、且つ後輪６に加えて前輪２も操舵できる構成である。
【００３７】
また、本実施例の多目的作業車の走行制御装置は以下の３種類のオートクルーズ走行のいずれかの走行状態を選択できる構成である。
（１）変速装置の変速位置を保持して走行する第一走行状態（負荷一定モード：通常のオートクルーズ走行である。また、例えば作業のメインではないが、庭の芝生の芝刈り作業をしようと思えば、そのような走行状態で走行することができる。
【００３８】
（２）多目的作業車の車速を一定に保持して走行する第二車速状態（車速一定モード：路上走行時のオートクルーズ走行状態）
（３）エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態（ノーマルモード：ＰＴＯ作業時のオートクルーズ走行モード）
前記３種類の走行状態の選択は３種類の走行状態のいずれかを選択する作業モード設定ボタン８０での作業モードの選択とオートクルーズ入切スイッチ８２の入り操作の両方を操作することで行われる。
【００３９】
また、ＰＴＯの入り・切りと関連して、ＰＴＯレバー位置センサ６７でＰＴＯが入り状態にある時にだけ、前記エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態を選択する制御ソフトが組み込まれている。さらに、ＰＴＯが切り状態にある時には前記第一走行状態（通常のオートクルーズ走行）に自動的に変更される構成である。
【００４０】
また、ＰＴＯが入り状態にある時にだけ、エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態になる設定にしておくと、オペレータが状況を判断する必要がなく、多目的作業車が自動的に状況判断をすることができ、しかもエンジントラブルが生じるおそれがなくなる。
【００４１】
一方、従来はＰＴＯを使用する作業モード中であるか否かにかかわらず、車速一定モードに入ることができるようになっていたが、ＰＴＯを使用する作業モードでの負荷は、ＰＴＯ系の作業負荷によるため、エンジン回転数が落ちた場合、例えば芝刈り用のモーアの負荷等があるとき、走行速度を増速すると、なおさらエンジン回転数が低下して回復しないことがあった。
【００４２】
上記構成からなる作業車の制御装置１００を含む制御ブロック図を図５に示し、前記作業モードを含めた走行制御のフローを図７〜図１０に示す。
図７のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に減速スイッチ（図示せず）を押し、減速中に車速が閾値（２．０ｋｍ／ｈ）以下を検出したらトラニオン出力を即座に停止する構成にする。これはトラニオン軸の作動角度の調整で、例えば坂道などを走行中に減速し過ぎてオートクルーズ走行中に作業車が走行停止してしまったり、さらに減速しすぎてバックするおそれがあるので、このような不具合を防止するためである。
【００４３】
また、図８のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に減速スイッチ（図示せず）を押し、減速中に車速が閾値（２．０ｋｍ／ｈ）以下を検出したらトラニオン出力のオン時間を短く出力してトラニオンをゆっくり駆動させる構成としても良い。この場合は減速し過ぎることで、オートクルーズ走行中に作業車が走行停止してしまったり、さらに減速しすぎてバックするおそれをなくすことができる。
【００４４】
図９のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に増速スイッチ（図示せず）又は減速スイッチを押して増・減速中にトラニオン軸の作動角度が目標位置に近づいたら（例えば、目標値まで１０ビット以内）、デューティー比を短くすることでトラニオン出力時間を短くしてトラニオン軸をゆっくり作動させる構成とすることができる。
【００４５】
例えば、増速中にトラニオン軸の作動角度が目標位置以上になる設定車速以上にまで車速が上昇してしまうおそれがあるので、増速度合いをきめ細かく制御して前記目標位置に近づくと微速調整することでオートクルーズ中の増速が使い易くなる。
【００４６】
図１０のフローチャートに示すように、上記オートクルーズ（第二走行状態）で走行中に増速スイッチを押し、増速中にトラニオンが目標位置に達するか若しくは目標車速に達した場合にはトラニオン出力を停止し、トラニオン軸の作動角度を上記オートクルーズの設定速に戻ったら、その設定速を維持することもできる。
これは、例えば、増速しすぎて微増速させるつもりが大きく増速してしまい使い勝手が良くない。
【００４７】
上記作業車の走行速度制御を静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７のトラニオン軸の作動角度によって制御しているが、作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の勾配角度に応じて、以下のようにトラニオン軸作動角度の最大角度を制御する構成とすることで、燃費の節約と走行安全性を確保することができる。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように走行地を走行中の作業車の前後方向の傾斜角度に対応する傾斜センサ７７の電圧の関係から作業車が走行中の走行地の勾配角度が分かるので、図１１（ｂ）に示すように作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の傾斜角度に応じて、トラニオン軸の作動角度を調整する。
【００４９】
前記傾斜角度が０°の時にはトラニオン軸の作動角度は前後進ペダル９の踏み加減（センサ出力電圧）に応じて１８°〜−１８°となる。
作業車が前後方向の勾配角度が前上がり傾斜（傾斜角度プラス側）の走行地を走行中には、例えば前記勾配角度が１５°だとすると、トラニオン軸の最大作動角度は図１１（ｂ）に示すように１２．６°〜−１８°とする。逆に作業車が前後方向の勾配角度が前下がり傾斜（傾斜角度マイナス側）の走行地を走行中には、例えばトラニオン軸の最大作動角度は、図１１（ｂ）に示すように１８°〜−１２．６°とする。
【００５０】
なお、作業車の前後方向の勾配角度の検出は図１１（ｃ）に示すように運転席１１の下部に配置した標準時に鉛直方向を向いたプレート７８の前傾時と後傾時のポテンショメータ７９からなる傾斜センサ７７により行う。
【００５１】
また、図１２（ａ）に示す車体重量と重量センサ８４の電圧の関係から作業車が走行地を走行中の作業車重量を基に、図１２（ｂ）に示すように作業車の車体重量に応じて、トラニオン軸の最大作動角度を調整する構成にしても良い。車体の走行負荷は機体重量に比例するので、図１２に示す構成により、走行する車体の重量に応じてトラニオンの最大角度を制御することにより、エンストの防止や燃費の向上になる。
【００５２】
前記作業車の車体重量が３０００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１２．６°〜−１８°とし、作業車の車体重量が２５００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１８°〜−１８°とし、作業車の車体重量が２０００ｋｇの時にはトラニオン軸の作動角度は１８°〜−１２．６°とする。
【００５３】
なお、作業車の車体重量は図１３（ａ）の作業車の側面図に示すように、前後輪２，６０の間にある補助輪１３と図１３（ｂ）に示す前記補助輪１３の回転軸１３ａを支持するロッド８５と該ロッド８５の上端部に設けたステー８６内に収納されたスプリング８７と補助輪１３を上下方向に伸縮自在に支持するロッド８５の上下方向の移動量を測定するポテンショメータ９０とからなる重量センサ８４で測定する。
【００５４】
図１４（ａ）に本実施例の作業車の右側面図を示し、図１４（ｂ）にその平面図を示すが、エンジン３を機体後部に搭載し、機体中央部の上部に網９３を設けた空気吸入口９４ａを有するフード９４を設け、エンジン３とラジエータ９５を冷却する空気流路の空気吸入口９４ａの近傍にオイルクーラ９６を縦長に設置して、さらにそのオイルクーラ９６の上部吸気面積より下部吸気面積を狭くし、さらにエンジン搭載部の後部に吸引ファン９８を設けて、吸引ファン９８によって機体前方から後方に風を送る構成を採用する。
【００５５】
空気を機体内に吸入する場合、オイルクーラ９６の上流側にある空気吸入口９４ａの空気流路の開口面積に比べ、下流側にある空気流路の開口面積を小さくし、空気流路の最下流部に配置された吸引ファン９８により空気を吸引すると、オイルクーラ９６に当たる空気の速度が速くなり、冷却効率が向上し、機械寿命も向上する。
【００５６】
特に、作業車に作業機の中でも装着率の高い草刈機を装着すると、機体前部に埃が舞い上がるので、従来の空気吸入口９４のように機体側方の低い部分から空気を吸うと、この埃を吸うことになり、ラジエータ９５の目詰まりを誘引して冷却効率が低下する。そこで、機体中央部の高い場所から空気を吸引する構成にすることで、埃を吸うことが軽減されるので、ラジエータ９５の目詰まりが無くなる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、広範囲な作業を可能にした多目的作業車としてトラクタ、芝刈り機などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例の作業車両の左側面図（図１（ａ））と操縦室の一部斜視図（図１（ｂ））である。
【図２】図１の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図である。
【図３】図２の動力伝動系統図の部分拡大図である。
【図４】図１の作業車両の副変速レバーの操作部の斜視図である。
【図５】図１の作業車両のＨＳＴ制御ブロック図である。
【図６】図１の作業車両の静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。
【図７】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図８】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図９】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図１０】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図１１】図１の多目的作業車の傾斜センサ電圧と前後方向の傾斜角度との関係を示す図（図１１（ａ））と作業車が走行地を走行中に作業車の前後方向の傾斜角度とトラニオン軸作動範囲を示す図（図１１（ｂ））であり、運転席の下部に配置した傾斜センサの構成図（図１１（ｃ））である。
【図１２】図１の多目的作業車の重量と重量センサ電圧の関係を示す図（図１２（ａ））と作業車の重量とトラニオン軸作動範囲を示す図（図１２（ｂ））である。
【図１３】重量センサを備えた図１の多目的作業車の側面図（図１３（ａ））と重量センサの拡大図（図１３（ｂ））である。
【図１４】図１の多目的作業車の変形例を示す右側面図（図１４（ａ））と平面図（図１４（ｂ））である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ステアリングハンドル ２ 前輪
３ ディーゼルエンジン ５ 操縦室
６ 後輪 ７ 静油圧式無段変速装置
７ａ 可変容量型油圧ポンプ
７ｂ 定容量型油圧モータ ７ｃ 油圧入力軸
７ｄ 油圧閉回路 ８ ブレーキペダル
９ 前後進ペダル １０ 昇降リンク
１１ 運転席 １２ 副変速レバー
１３ 補助輪 １３ａ 回転軸
１４ ミッションケース １５ 前ケース
１６ 繋ぎケース １７ 中間ケース
１８ 後ケース １９ 入力軸
２０ インプットケース
２１、２２、２４、２５ ギヤ
２３ 第一中継軸 ２６ ＰＴＯ駆動軸
２７ 出力軸 ２８ 駆動軸
２９、３１ ギヤ ３２ ＰＴＯ後カウンタ軸
３３ カウンタギヤ ３４ ＰＴＯクラッチ
３５ ＰＴＯ前カウンタ軸 ３７ 前輪駆動ギヤ
４０ 伝動軸
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ギヤ
４１ 主変速軸（クラッチ軸）
４２ 大ギヤ ４３ 中ギヤ
４４ａ 副変速高速用小ギヤ
４４ｂ 副変速低速用大ギヤ
４５ クラッチ軸
４６、４７ 変速クラッチギヤ
４８ａ 副変速高速用大ギヤ
４８ｂ 副変速低速用小ギヤ
４９ 高速側油圧クラッチソレノイド
５０ 低速側油圧クラッチソレノイド
５１ 高速側油圧クラッチ
５２ 低速側油圧クラッチ
５３ 差動装置 ５６ 後輪駆動ギヤ
５７ カウンタギヤ ５８ ギヤ
６０ 後輪出力ギヤ ６１ 後輪駆動軸
６２ａ，６２ｂ 主変速（高・低切換）スイッチ
６４ レバーガイド
６５Ｈ、６５Ｌ 副変速レバー位置センサ
６６ 電動モータ
６７ ＰＴＯレバー位置センサ
６８ 低速用ソレノイド ６９ 高速用ソレノイド
７０ａ、７０ｂ トラニオン軸ポジションセンサ
７３ 前後進切換用スイッチ
７４ 車速センサ
７５ ＨＳＴ出力軸回転センサ
７６ａ 第１圧力センサ ７６ｂ 第２圧力センサ
７７ 傾斜センサ ７８ プレート
７９ ポテンショメータ ８０ 作業モード設定ボタン
８１ 動作モード設定ボタン
８２ クルーズコントロール入切スイッチ
８３ 前後進ペダルポジションセンサ
８４ 重量センサ ８５ ロッド
８６ ステー ８７ スプリング
９０ ポテンショメータ ９３ 網
９４ａ 空気吸入口 ９４ フード
９５ ラジエータ ９６ オイルクーラ
９８ 吸引ファン １００ 制御装置
Ｒ１ 正転切換リレー Ｒ２ 逆転切換リレー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（３）と該エンジン（３）の動力を変速して所定の車速を出力する変速装置とを車体上に備えた多目的作業車において、
前記作業車の車速を検出する車速センサ（７４）と、
走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ（７７）及び／又は車体の重量を検出する重量センサ（８４）と、
前記傾斜センサ（７７）及び／又は重量センサ（８４）の検出値に応じて変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置（１００）を備えたことを特徴とする多目的作業車。
【請求項１】
エンジン（３）と該エンジン（３）の動力を変速して所定の車速を出力する変速装置とを車体上に備えた多目的作業車において、
前記作業車の車速を検出する車速センサ（７４）と、
走行地の車体の前後方向の勾配を検出する傾斜センサ（７７）及び／又は車体の重量を検出する重量センサ（８４）と、
前記傾斜センサ（７７）及び／又は重量センサ（８４）の検出値に応じて変速装置の出力を所定の範囲内に制限する制御装置（１００）を備えたことを特徴とする多目的作業車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−３８１９１（Ｐ２０１０−３８１９１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９８７８９（Ｐ２００８−１９８７８９）
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【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２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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