JP2002161976A - 作業用車両 - Google Patents

作業用車両

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JP2002161976A
JP2002161976A JP2001278100A JP2001278100A JP2002161976A JP 2002161976 A JP2002161976 A JP 2002161976A JP 2001278100 A JP2001278100 A JP 2001278100A JP 2001278100 A JP2001278100 A JP 2001278100A JP 2002161976 A JP2002161976 A JP 2002161976A
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JP2001278100A
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Yasuhiko Miyamoto
康彦 宮本
Hiroyuki Ono
宏行 小野
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
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    • F16H61/66259—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2061/6611—Control to achieve a particular driver perception, e.g. for generating a shift shock sensation
    • F16H2061/6612—Control to achieve a particular driver perception, e.g. for generating a shift shock sensation for engine braking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業用車両における登坂時の登坂力と降坂時
のエンジンブレーキ力を向上させる。 【解決手段】 この作業用車両は、エンジンによって駆
動され作業機を搭載して走行する。作業用車両に搭載さ
れた自動変速機は、作業車両が登坂モードまたは降坂モ
ードつまり登降坂モードＤｆとなったときには、変速比
を登降坂モードに設定する。登降坂モードＤｆには、シ
フトレバー操作により選択されるか、又は登降坂検出手
段によって自動的に切り換えられる。登降坂モードＤｆ
が設定されると、制御ユニットの指令により変速比が最
大となるように制御される。登降坂モードＤｆでは、登
坂時に変速比が変動せず、安定した登坂走行が実現でき
る。また、降坂時も大きなエンジンブレーキ力が得ら
れ、降坂時における安全性の向上や急ブレーキ動作によ
る芝の損傷防止が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゴルフ場における肥
料や薬剤散布などの作業を行う芝管理作業車として好適
な作業用車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴルフ場や公園などにおいては、芝生を
育成するために、芝管理作業車とも言われる作業用車両
が使用されている。この作業用車両によって、芝生へ肥
料、目土あるいは薬剤を散布したり、土の中に空気を注
入するエアレーション作業を行ったり、ブロアによって
木の葉を吹き飛ばすスイーパ作業を行っている。それぞ
れの作業は、作業用車両の荷台にそれぞれの作業に合わ
せたアタッチメントを装着することにより行われてい
る。
【０００３】近年、作業用車両においても、スムーズな
発進や快適な走行性、運転操作の容易性などの観点か
ら、自動変速機を搭載した車両が増加している。このよ
うな自動変速機搭載車では、走行モードとして「パーキ
ング（Ｐ）」、「後進（Ｒ）」、「ニュートラル
（Ｎ）」、「ドライブ（Ｄ）」の各モードが設けられ、
それらを運転者がシフトレバーによって適宜選択するよ
うになっている。そして、Ｄポジションを選択すること
により、発進から最高速度までの広い領域を１ペダル操
作にて実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のＤポ
ジションでは、平坦路においては広い速度領域で制御が
可能であるものの、重量車両の登坂性能や降坂時のエン
ジンブレーキの効きの問題など、坂道での走行性につい
ては必ずしも十分とは言えなかった。すなわち、登坂開
始時は比較的低い変速比となっていることが多く、登坂
中は車速が落ち易く変速比を上げるキックダウンが多く
なり走行安定性が損なわれるという問題がある。また、
降坂時は速度上昇とともに変速比が低くなってエンジン
ブレーキが効きにくくなり、車速が上がりフットブレー
キにて減速せざるを得ないという問題があり、これらの
改善が求められていた。
【０００５】特に、薬剤などの液体を散布する場合に
は、液体満タン時には車両重量が2000kgを超える場合も
あり、降坂時のエンジンブレーキ作用が弱いと車速が抑
制しにくくフットブレーキに頼らざるを得ない。しかし
ながら、ブレーキ力を補うべくフットブレーキを強力に
作動させると、車輪がロックするなどして芝を損傷する
おそれがあり、フットブレーキの使用も制限されるとい
う問題もあった。
【０００６】本発明の目的は、作業用車両における登坂
時の登坂力と降坂時のエンジンブレーキ力を高め、走行
安定性の向上とともに路面の保全を図ることにある。
【０００７】本発明の目的は、更に、登坂時の登坂力と
降坂時のエンジンブレーキ力を自動的に制御し、手動の
変速操作を行うことなくワンペダル操作にて広範な運転
が可能な作業用車両を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の作業用車両は、
エンジンによって駆動され、作業機を搭載して走行する
作業用車両であって、前記エンジンの回転を車輪に伝達
する自動変速機と、作業用車両の登坂モード又は降坂モ
ードを判断したときに、前記自動変速機の変速比を登坂
モード又は降坂モード固有に制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする。
【０００９】本発明によれば、坂道において変速比が登
坂モード固有に制御されるので、登坂時においてもエン
ジンの回転数を維持しつつ登坂できるため、安定した登
坂走行が実現できる。また、降坂時も降坂モード固有に
制御されるため、安定したエンジンブレーキ力を得るこ
とができる。このため、降坂時の車速を抑制でき、降坂
時の安全性が向上するのみならず、急ブレーキ動作によ
る芝のかきむしりも防止される。
【００１０】また、本発明の作業用車両では、前記登坂
モード又は降坂モードが判断されたときに、前記エンジ
ンが過回転しない範囲内で前記プーリ比を前記ベルト式
無段変速機における変速比が最大となる一定値に制御し
ても良い。これにより、坂道において変速比が最大値に
維持されるので、エンジンの回転数を高く維持しつつ登
坂できるとともに、降坂時も高い変速比を維持すること
ができる。
【００１１】更に、本発明の作業車両では、通常走行時
には前記自動変速機の変速比を通常時制御テーブルによ
り制御し、登坂モード又は降坂モードと判断したときには
登坂時制御テーブル又は降坂時制御テーブルにより制御
するようにしても良い。また、好ましくは、制御手段
は、シフトレバーが所定位置に操作されたことを検出した
ときに登坂モード又は降坂モードと判断する。
【００１２】更に好ましくは、制御手段は、アクセル開
度が所定値以上であり、かつ前記作業用車両の加速度が
所定値以下であるときには登坂モードと判断し、アクセル
開度が所定値以下であり、かつ前記作業用車両の加速度
が所定値以上であるときには降坂モードと判断する。
【００１３】本発明にあっては、車両の走行状態を示す
既存のデータが走行モードを判断するために用いられる
ので、走行モードの判定のための部品の追加は必要な
い。
【００１４】更に、好ましくは、制御手段は、傾斜セン
サによって検出された前記作業用車両の傾斜角度の絶対
値が所定値以上のときに登坂モード又は降坂モードと判断
する。
【００１５】本発明にあっては、傾斜センサが直接に車
両の傾斜量を検出し変速比を制御するので、作業者によ
るアクセル操作のばらつきによる影響なく、本作業用車
両は自動的に素早く登坂、降坂モードへの切換を行うこ
とができる。
【００１６】本発明の自動変速機は無段変速機であって
もよく、それによりステップのないスムーズな変速制御
を可能にする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の第一の実
施形態である作業用車両を示す側面図であり、図２は図
１の作業用車両の動力伝達経路を示す拡大側面図であ
り、図３は動力伝達経路を示す平面図である。
【００１９】この第１の実施形態の作業用車両は前部の
運転席１と後部の荷台２とを有し、前輪３ａと後輪３ｂ
とが２つずつ設けられている。荷台２には作業の種類に
応じて複数のアタッチメントが取り外し自在に装着され
るようになっており、図１はゴルフ場の芝生に薬剤（薬
液）を散布するために荷台２に薬剤タンク４が装着され
た状態を示す。
【００２０】荷台２には散布パイプ５がホルダー６によ
り装着され、この散布パイプ５はホルダー６に対して矢
印で示すように回動自在となっており、図示する水平状
態と、折り畳んだ状態とに姿勢が変化する。散布パイプ
５には複数の散布ノズル７が設けられ、液体供給ポンプ
つまり作業ポンプ８の駆動により薬剤タンク４内の薬剤
が散布ノズル７から噴霧される。
【００２１】作業用車両によってゴルフ場の芝生に粒状
の肥料を散布する場合には、肥料が投入されたホッパを
有するスクレーパが荷台２に装着され、土砂や目土を散
布する場合には、土砂や目土がホッパ内に投入される。
ホッパ内の肥料や土砂をスクレーパによって散布する場
合には、作業ポンプ８として油圧ポンプが装着され、油
圧ポンプからの吐出油を油圧モータに供給することによ
り、スクレーパに設けられた散布装置が油圧モータによ
り駆動されることになる。
【００２２】作業用車両を用いて高所の作業を行う場合
には、油圧モータによって駆動されるリフタが荷台２に
装着され、芝生を活性化するために土中に空気を供給す
る場合には、エアポンプから供給される圧縮空気を吐出
するエアレーションノズルが荷台２に装着される。さら
に、地面に散布された土砂を平坦に慣らす場合には、油
圧モータによって揺動されるレーキが荷台に装着され
る。
【００２３】作業用車両を駆動するために、図２および
図３に示すように、エンジンつまりエンジン１０の動力
は動力伝達機構１１を介して駆動輪に伝達される。動力
伝達機構１１はトルクコンバータ１２と自動変速装置１
３とディファレンシャル装置１４とを有している。
【００２４】図３に示すように、この作業用車両は後輪
３ｂを駆動輪としているため、ディファレンシャル装置
１４は後輪側に設けられているが、前輪３ａを駆動輪と
しても良く、前輪と後輪の両方を駆動輪としても良い。
それぞれの車輪３ａ，３ｂは、作業用車両が芝生の上を
走行するオフロード用であり、通常よりも幅の広いもの
が使用されている。
【００２５】エンジン１０にはエンジン回転数を負荷変
動に影響されることなく一定に調整するために公知の機
械式エンジンガバナ装置が回転数調整機構として設けら
れており、図２に示すように、ピストンの往復動によっ
て回転駆動されるクランク軸１５が設けられたクランク
ケース１６にはガバナシャフト１７が設けられている。
ガバナシャフト１７はガバナレバー１８ａとガバナロッ
ド１８ｂを介してスロットルバルブ１９に連結されてい
る。このように、エンジン１０にはガバナ装置が設けら
れているので、エンジン負荷が低負荷となったときには
負荷の低下分だけエンジン回転数が一時的に高くなろう
とするが、ガバナレバー１８ａが低速側に回動してその
分だけスロットルバルブ１９が閉じる方向に駆動され、
エンジン回転数は負荷変動に影響されることなく一定に
調整される。
【００２６】図４はトルクコンバータ１２および自動変
速装置１３を拡大して示す断面図であり、トルクコンバ
ータ１２はエンジン１０のクランク軸１５に連結されて
いる。トルクコンバータ１２はポンプインペラ２１が設
けられたポンプ側ケース２２とこれに固定されたフロン
トカバー２３とを有し、フロントカバー２３はドライブ
プレート２４を介してクランク軸１５に固定されてい
る。ポンプインペラ２１に対向して配置されたタービン
ランナ２５はタービン軸２６に取り付けられ、タービン
軸２６はトランスミッションケース２７に固定された中
空の支持軸２８の中に回転自在に組み込まれている。支
持軸２８にはワンウエイクラッチ３１を介してステータ
３２が装着されている。
【００２７】タービン軸２６にはフロントカバー２３に
係合するロックアップクラッチ３３が取り付けられてお
り、ロックアップクラッチ３３の一方側はアプライ室３
３ａとなり、他方側はリリース室３３ｂとなっている。
したがって、リリース室３３ｂに供給した作動油をアプ
ライ室３３ａを介して循環させることにより、トルクコ
ンバータ１２は作動状態となり、アプライ室３３ａに作
動油を供給してリリース室３３ｂ内の油圧を下げること
によりロックアップクラッチ３３がフロントカバー２３
に係合してロックアップ状態となる。このように、クラ
ンク軸１５の動力はトルクコンバータ１２またはロック
アップクラッチ３３を介してタービン軸２６に伝達され
る。
【００２８】自動変速装置１３はベルト式無段変速装置
であり、タービン軸２６の回転は前後進切換装置３４を
介してベルト式無段変速装置３５のプライマリ軸３６に
伝達される。プライマリ軸３６にはプライマリプーリ３
７が設けられており、プライマリプーリ３７はプライマ
リ軸３６に一体に形成された固定プーリ３７ａと、これ
に対向してプライマリ軸３６に対してボールスプライン
などにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ３
７ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。プライ
マリ軸３６に平行に配置されたセカンダリ軸３８にはセ
カンダリプーリ３９が設けられており、セカンダリプー
リ３９はセカンダリ軸３８に一体に形成された固定プー
リ３９ａと、これに対向してセカンダリ軸３８に対して
可動プーリ３７ｂと同様に軸方向に摺動自在に装着され
る可動プーリ３９ｂとを有し、プーリの溝幅が可変とな
っている。
【００２９】プライマリプーリ３７とセカンダリプーリ
３９との間には、多数のスチール製のコマをスチールバ
ンドにより挟持して形成される金属製のベルト４１が掛
け渡されており、両方のプーリ３７，３９の溝幅を変化
させることにより、それぞれのプーリ３７，３９に対す
る巻付け径を変化させてセカンダリ軸３８の回転数を無
段階に変速させることができる。なお、図４において
は、それぞれのプーリ３７，３９のプーリ溝幅が狭くな
った状態と広くなった状態との両方が示されている。
【００３０】可動プーリ３７ｂに固定されたシリンダ４
２とプライマリ軸３６に固定されたプランジャ４３とに
よりプライマリ油室４４が形成され、可動プーリ３９ｂ
に固定されたシリンダ４５とセカンダリ軸３８に固定さ
れたプランジャ４６とによりセカンダリ油室４７が形成
されている。それぞれの油室４４，４７に対して供給す
る油圧を調整することにより、それぞれのプーリ溝幅が
変化する。
【００３１】セカンダリ軸３８は、図３に示すように、
第１および第２の中間軸４８，４９に歯車を介して連結
されている。また、中間軸４９は連結軸５１を介してデ
ィファレンシャル装置１４に連結されている。
【００３２】前後進切換装置３４は、図４に示すよう
に、タービン軸２６に固定されたクラッチドラム５２
と、プライマリ軸３６に固定されたクラッチハブ５３と
を有し、これらの間には多板式の前進用クラッチ５４が
設けられている。したがって、前進用クラッチ５４を接
続状態とすると、タービン軸２６の回転はクラッチハブ
５３を介してプライマリ軸３６に伝達されてプライマリ
軸３６はタービン軸２６と同一の正転方向に回転する。
【００３３】プライマリ軸３６にはサンギヤ５５が固定
され、この外側にはリングギヤ５６が回転自在に配置さ
れている。クラッチドラム５２に取り付けられたキャリ
ア５７には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニ
オンギヤが回転自在に装着され、一方のプラネタリピニ
オンギヤはサンギヤ５５に噛み合い、他方のプラネタリ
ピニオンギヤはリングギヤ５６の内歯と噛み合ってい
る。リングギヤ５６とトランスミッションケース２７と
の間には多板式の後退用ブレーキ５８が設けられてお
り、前進用クラッチ５４が開放された状態のもとで、後
退用ブレーキ５８を制動状態とすると、サンギヤ５５お
よびプライマリ軸３６は、タービン軸２６とは逆の方向
に回転する。
【００３４】トランスミッションケース２７に装着され
たオイルポンプ５９は、クランク軸１５によりポンプ側
ケースを介してエンジンにより駆動される。このオイル
ポンプ５９から吐出する作動油は、ベルト式無段変速装
置３５に設けられた油圧作動機器や潤滑部などに供給さ
れるようになっている。
【００３５】荷台２に搭載された薬剤タンク４内の薬剤
は、作業ポンプ８によって散布ノズル７に供給されるよ
うになっている。この作業ポンプ８は図２に示すように
荷台２に装着される駆動ユニット６１により駆動され
る。
【００３６】図２に示すように、クランク軸１５には動
力取り出し部としての歯車６２が取り付けられており、
駆動ユニット６１のユニットケース６３内に回転自在に
装着された作業軸６４に固定された歯車６５は、中間歯
車６６を介して歯車６２に噛み合っている。したがっ
て、作業軸６４は作業用車両を駆動するためのエンジン
１０によって駆動されるようになっている。なお、クラ
ンク軸１５の回転を作業軸６４に伝達するために、歯車
６２，６５および６６が設けられているが、チェーンや
ベルトにより動力を伝達するようにしても良い。
【００３７】作業軸６４をクランク軸１５に連結される
状態と連結を遮断する状態とに切り換えるために、作業
軸６４には切換クラッチ６７が設けられている。この切
換クラッチ６７は作業軸６４に固定されたクラッチハブ
６８と、このクラッチハブ６８に軸方向に移動自在に常
時噛み合うクラッチスリーブ６９とを有し、歯車６５に
はクラッチスリーブ６９に対向して噛み合いリング７１
が固定されている。
【００３８】駆動ユニット６１には油圧式あるいは電動
式の作業用アクチュエータ７２が設けられ、この作業用
アクチュエータ７２によって、クラッチスリーブ６９
は、クラッチハブ６８と噛み合いリング７１とに噛み合
ってクランク軸１５の回転を作業軸６４に伝達する状態
と、クラッチハブ６８のみに噛み合って動力の伝達を遮
断する状態とに自動的に操作移動される。なお、図２に
示す駆動ユニット６１は作業軸６４のクランク軸１５に
対する連結と連結遮断との切換を作業用アクチュエータ
７２によって運転席のスイッチ操作により自動的に行う
ようにしているが、アクチュエータに代えて手動操作レ
バーを駆動ユニット６１に組み込むようにし、手動操作
によって切換を行うようにしても良い。
【００３９】駆動ユニット６１に対しては作業ポンプ８
が取り外し自在に装着されており、図１に示すように、
薬剤を散布する場合には作業ポンプとしては液体吐出ポ
ンプ８が駆動ユニット６１に装着され、肥料や目土を散
布する場合には、スクレーパに組み込まれた油圧モータ
を駆動するための油圧ポンプが装着される。また、作業
の種類に応じて作業ポンプ８を交換することなく、作業
の種類に応じた作業ポンプが組み付けられた駆動ユニッ
トを作業毎に荷台２に装着するようにしても良い。
【００４０】図５は作業用車両に搭載されたエンジン１
０による車両の駆動力と車速との関係を示す動力特性線
図である。図５において、細線はロックアップクラッチ
３３が係合した場合における駆動力特性を示し、太線は
ロックアップクラッチ３３の係合が遮断されてトルクコ
ンバータ１２が作動した場合における駆動力特性を示
す。
【００４１】このエンジン１０の駆動力は、ロックアッ
プクラッチ３３を係合させた状態では、細線で示すよう
に所定の低速走行速度Ｃ１である車速４.５km/hのとき
に最大値となり、それよりも低速となっても高速となっ
ても駆動力は低下する。一方、ロックアップクラッチ３
３の係合を解いてトルクコンバータ１２を作動させる
と、車速が４.５km/h以下であっても駆動力を高めるこ
とができる。したがって、発進から所定の低速走行速度
つまりロックアップ切換速度Ｃ１に達するまでは、トル
クコンバータ１２を作動させることにより、エンジンス
トールや駆動輪の空転などを発生させることなく、容易
に車両を発進させることができる。
【００４２】薬剤を芝生に散布する場合には、車両を走
行させながら駆動ユニット６１により作業ポンプ８を駆
動することになるが、トルクコンバータ１２を作動させ
た状態で作業ポンプ８を駆動すると、作業軸６４の回転
数は車速と一定の関係とならない。したがって、薬剤の
散布作業は、車両が発進してからロックアップ切換速度
Ｃ１を経過してトルクコンバータ１２がロックアップし
た状態のもとで、作業軸６４と車速とを同期させて行
う。これにより、エンジン１０の回転が高いレスポンス
で車両に伝達され、しかも燃費を向上させることができ
る。
【００４３】一方、ロックアップ状態となるまで車速が
上昇した後には、車速をロックアップ切換速度Ｃ１より
も低下させても、エンジンストールは発生しない。そこ
で、ロックアップ切換速度Ｃ１よりも低い速度をロック
アップ解除速度つまり作業停止速度Ｃ２としている。こ
の速度は２〜３km/hであり、ロックアップ解除速度Ｃ２
をロックアップ切換速度Ｃ１よりも低い速度に設定する
ことにより、薬剤散布を行っているときには、ロックア
ップ切換速度Ｃ１よりも低い徐行程度の速度で車両を走
行させても、散布作業を行うことができることになる。
【００４４】図６はベルト式無段変速装置３５を有する
作業用車両のエンジン１０の回転数と車速との関係を示
す変速特性図である。無段変速装置３５は、自動変速モ
ードＡにあってはプライマリプーリ３７の巻き付け径が
最小となった低速段と、巻き付け径が最大となった高速
段との間のハッチングで示される範囲内で自由に変速比
が変化する。したがって、自動変速モードＡにあって
は、車両の走行状況に応じて任意のプーリ比が自動的に
設定され、散布作業を行わない状態における車両の走行
を最適な変速比により行うことができる。
【００４５】一方、自動変速モードＡの場合、無段変速
装置３５は、スロットル開度、エンジン回転数、車速に
より任意に変速され、エンジン回転数、すなわち作業機
の回転と車速とは比例関係にならず、自動変速モードＡ
では車速変化に対して薬剤散布等の作業を均一に行うこ
とができない。
【００４６】そこで、作業軸６４を駆動して行う薬剤散
布等の各種作業の車速に対する能率を一定にする場合に
は、図６に符号Ｊで示すように、作業領域における作業
軸６４の回転数を車速の変化に対して比例的に変化させ
るような作業モードに設定する必要がある。この作業モ
ードＪにおける変速ラインは、低速域の所定車速までは
変速比ローで走行するよう設定され、所定車速以上の作
業が行われる領域においては車速の変化に対して各種作
業の能率が最適値又は要求値に一定に維持されるよう
に、作業軸６４の回転数（エンジン回転数）と車速が所
定の傾きを持つ一次関数として設定されている。これに
より、作業軸６４の回転数と車速が同期して変化するた
め、例えば薬剤散布の場合には、車速が変化しても単位
面積当たり均一な散布密度で薬剤を散布することができ
る。
【００４７】ところで、変速比ｉはベルト式無段変速装
置３５のプライマリー回転数Ｎｐとセカンダリー回転数
Ｎｓの比で表わされる（ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ）。また、トル
クコンバータ１２はロックアップされるため、プライマ
リー回転数Ｎｐとエンジン回転数Ｎｅは同一と見なすこ
とができ、セカンダリー回転数Ｎｓは車速Ｖの関数とし
て表わされる（Ｎｓ＝Ｖ／Ｋ， Ｋ＝πｄ／Ｓ；ｒはタ
イヤ直径，Ｓは無段変速装置３５と駆動輪との間の減速
比）。すなわち、変速比ｉはエンジン回転数Ｎｅと車速
Ｖの関数として表わされるのであり（ｉ＝Ｋ・Ｎｅ／
Ｖ）、無段変速装置３５はこれに基づいて、作業モード
Ｊにおけるエンジン回転数Ｎｅと車速Ｖの関係を達成す
る変速比ｉに制御される。これにより、変速比ｉは、上
述の所定車速まではローに固定され、所定車速以上の領
域では車速Ｖに対して反比例する。
【００４８】一方、当該作業用車両では、坂道走行時に
おける登坂力や降坂時のエンジンブレーキ力確保のた
め、さらに登降坂モードＤｆが設けられている。この登
降坂モードＤｆは、運転席に設けられたシフトレバー
（走行モード選択手段）９１を操作することにより設定
される。図８は、シフトレバー９１の構成を示す説明図
であり、ここではＰ・Ｒ・Ｎ・Ｄの各モードに加えて、
Ｄｆモードが設けられている。なお、Ｄモードでは自動
変速モードＡにより変速制御がなされる。また、作業モ
ードＪはＤモードにて選択可能であり、Ｄｆモードにて
は作業モードＪは基本的には選択できないようになって
いる。
【００４９】登降坂モードＤｆでは、ベルト式無段変速
装置３５におけるプーリ比ｉが予め設定した一定値に固
定される。当該実施の形態では、プーリ比ｉはベルト式
無段変速装置３５の変速比が最大となるように、つま
り、その最大値に制御される。したがって、登坂時にお
いても変速比がアクセル開度によって変化せず、高い変
速比にてエンジンが過回転しない範囲内でエンジンの回
転数を高く維持しつつ登坂できるため、安定した走行が
実現できる。また、降坂時も高い変速比が維持されるた
め、エンジンブレーキが効き、車速を効果的に抑制でき
る。
【００５０】図７はベルト式無段変速装置３５の変速制
御回路を示すブロック図である。ベルト式無段変速装置
３５は、トランスミッションコントローラ（ＴＣＵ）と
しても機能する制御ユニット７５によって制御される。
図７に示すように、クランク軸１５により駆動されるオ
イルポンプ５９の吐出口は、ライン圧制御弁７３および
変速制御弁７４に接続されている。ライン圧制御弁７３
によりオイルポンプ５９の吐出圧はライン油圧に調整さ
れ、調整されたライン油圧がセカンダリ油圧としてセカ
ンダリ油室４７内に供給される。変速制御弁７４はライ
ン油圧を調整して得られるプライマリ油圧をプライマリ
油室４４内に供給し、プライマリプーリ３７の溝幅を調
整して変速比を制御する。一方、セカンダリ油室４７内
に供給されるセカンダリ油圧によって運転条件に応じて
ベルト４１に最適な張力が加えられるようになってい
る。
【００５１】制御ユニット７５にはプライマリプーリ３
７の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ７
６と、セカンダリプーリ３９の回転数を検出するセカン
ダリプーリ回転数センサ７７とからの検出信号が送られ
るようになっている。制御ユニット７５には、さらに、
車速センサ７８、エンジン回転数センサ７９、スロット
ル開度センサ８１およびシフトレバー９１から信号が送
られ、制御ユニット７５からはトルクコンバータ１２の
ロックアップクラッチ３３を係合状態と係合離脱状態と
に切り換えるためのロックアップ制御弁８２に切換信号
が送られる。
【００５２】加えて、制御ユニット７５には、自動変速
モードＡにおける車速などの走行条件に応じた変速比の
データおよび作業モードＪにおける変速比のデータや登
降坂モードＤｆにおける固定された変速比のデータを格
納するＲＯＭと、プログラムの実行に必要な変数を一時
的に格納するためのＲＡＭなどのメモリが設けられてい
る。また、制御ユニット７５にはさらに、それぞれのセ
ンサからの検出信号や走行モードに応じて無段変速装置
３５に対する制御信号を演算するＣＰＵなどが設けられ
ている。
【００５３】次に、当該作業用車両の運転形態について
説明する。まず、薬剤散布などの作業を行わないときに
は自動変速モードＡで走行する。すなわち、車速センサ
７８などからの信号によって走行状態に応じて図６にハ
ッチングを付した範囲内のうち任意の変速比が無段階に
設定される。また、この際、車速に応じてロックアップ
クラッチ３３は自動的に切換制御される。
【００５４】一方、作業軸６４により作業ポンプ８を駆
動して薬剤散布作業を行う際には、作業用アクチュエー
タ７２を作動させて切換クラッチ６７を接続状態にする
ことになる。そのため、運転席には作業用アクチュエー
タ７２を作動させるための作業指令スイッチ８３が設け
られており、その作業指令スイッチ８３の信号は制御ユ
ニット７５に送られるようになっている。
【００５５】したがって、車両停止時あるいは車両走行
中に、運転者が薬剤散布作業を開始すべく作業指令スイ
ッチ８３を操作すると、作業用アクチュエータ７２に信
号が送られ、切換クラッチ６７が作動する。これによ
り、作業軸６４はクランク軸１５に連結された状態とな
り、作業ポンプ８が駆動される。一方、無段変速装置３
５の変速特性は図６の作業モードＪに設定され、所定の
変速ラインに沿って、すなわち、エンジン回転数と車速
が比例的に変化するように変速比が設定されることによ
り車両が駆動される。
【００５６】この作業モードＪでは、作業ポンプ８の回
転はエンジン１０の回転に同期するとともに、車速はエ
ンジン回転数に比例して変化するため、運転者のアクセ
ルワークに応じて車速が変化しても、作業場所における
単位面積当たりの薬剤の散布量は一定に保持される。
【００５７】散布作業を行っているときに、車速が作業
停止速度Ｃ２以下となると、作業用アクチュエータ７２
に制御信号が送られ、切換クラッチ６７により作業軸６
４とクランク軸１５との連結が遮断されて、作業ポンプ
８は停止する。運転席のパネルに作業ポンプ８が作動状
態であるか、不作動状態であるかを表示する表示灯を設
けることにより、運転者は作業ポンプ８の状態を目視す
ることができる。
【００５８】一方、当該作業用車両においては、傾斜地
での作業など坂道を走行する場合には、シフトレバー９
１にてＤｆモードを選択することにより、登降坂モード
により走行することができる。登降坂モードＤｆが選択
されると、制御ユニット７５は、シフトレバー９１から
の信号に基づき、変速比が最大となるように無段変速装
置３５を制御する。つまり、制御ユニット７５からライ
ン圧制御弁７３のソレノイド７３ａおよび変速制御弁７
４のソレノイド７４ａに制御信号が送られ、プーリ比ｉ
が最大値に制御される。
【００５９】そこで、運転者は坂道にかかったときに
は、シフトレバー９１をＤｆに切り換え、登降坂モード
を選択する。すると、図９に示すように、平坦地ではＤ
モードにて、たとえばプーリ比ｉが０.４４〜０.６程度
にて走行していた状態から、ｉが最大値（たとえばｉ＝
２.５）に制御される。これにより、登坂時には大きな
登坂力が得られるとともに、降坂時には大きなエンジン
ブレーキ力が得られるようになる。したがって、登坂時
の走行性が改善されるとともに、降坂時におけるスピー
ド過多状態が防止でき、安全性が向上するのみならず、
急ブレーキ動作による芝のかきむしりも防止される。な
お、登降坂モードＤｆにおいても、作業モードＪと同様
にエンジン１０の回転数と車速とは比例関係に保たれる
ため、傾斜地作業においても均一作業性は損なわれな
い。
【００６０】このようにしてエンジンブレーキを用いて
下り坂を降りきったところで、運転者はシフトレバー９
１にて走行モードをＤｆモードからＤモードに切り換え
る。これにより、作業用車両は通常のＤモードにて走行
し、自動変速モードＡに基づいて変速比が制御される。
【００６１】（実施の形態２）次に、第２の実施形態の
作業用車両について説明する。なお、当該作業用車両の
基本的構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の
部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
【００６２】第２の実施形態の作業用車両では、車両が
坂道を走行中か否かを自動的に検知し、坂道走行中の場
合、プーリ比（変速比）ｉを予め定めた値（例えば、図
６における登降坂モードＤｆ）に設定して登坂時の登坂
力や降坂時のエンジンブレーキ力を確保するようになっ
ている。つまり、制御ユニット７５は、車両が登降坂時
であるか否かを検出する登降坂検出手段および登降坂時
にプーリ比ｉを設定する変速比設定手段として機能す
る。
【００６３】この場合、制御ユニット７５は、エンジン
１０の負荷と車両の加速度から車両の走行状態を検出す
る。すなわち、スロットル開度センサ８１からアクセル
開度を求めるとともに、車速センサ７８から現在の車速
を取得し加速度を演算する。この際、これらのデータは
車両の運転状態を示す既存のデータであり、特に部品等
を追加することなく車両の運転状態を把握することが可
能である。そして、アクセル開度が所定値以上であり、
かつ車両の加速度が所定値以下である時には登坂時と判
断する。また、アクセル開度が所定値以下であり、かつ
車両の加速度が所定値以上であるときには降坂時と判断
する。
【００６４】登坂時もしくは降坂時と判断した場合に
は、制御ユニット７５は、変速比が最大となるように無
段変速装置３５を制御する。つまり、制御ユニット７５
からライン圧制御弁７３のソレノイド７３ａおよび変速
制御弁７４のソレノイド７４ａに制御信号が送られ、プ
ーリ比ｉが最大値に制御される。
【００６５】これにより、車両が上り坂にかかり、速度
が降下しアクセルを踏み込みつつも減速する状態となる
と、制御ユニット７５は車両が登坂状態にあると判断
し、プーリ比ｉを最大値に制御する。すなわち、図９に
示すように、平坦地ではたとえばプーリ比ｉが０.４４
〜０.６程度にて走行していた状態から、ｉが最大値
（たとえばｉ＝２.５）に制御される。これにより、登
坂時においても変速比がアクセル開度によって変化せ
ず、高い変速比にてエンジンの回転数を高く維持しつつ
登坂でき、登坂時の走行性改善が図られる。
【００６６】一方、下り坂では、速度が上昇しアクセル
を緩めるものの加速する状態となる。すると、制御ユニ
ット７５は車両が降坂状態にあると判断し、プーリ比ｉ
を最大値に制御する。これにより、車両は大きなエンジ
ンブレーキ力を得て下り坂を安全かつ過度なブレーキ操
作なく下ることができる。したがって、降坂時における
スピード過多状態が防止でき、安全性が向上するととも
に、急ブレーキ動作による芝のかきむしりも防止され
る。
【００６７】このようにしてエンジンブレーキを用いて
下り坂を降りきると、アクセル開度と加速度との関係は
通常走行時に戻る。そこで、図９に示すように、走行モ
ードが登降坂モードＤｆが解除され、自動変速モードＡ
に基づいて変速比が制御される形態に戻る。
【００６８】（実施の形態３）更に、本発明の実施の形
態３として、車両の傾斜を自動的に検知して走行モード
の切り換えを行うようにした作業用車両について説明す
る。図１０は本発明の実施の形態３である作業用車両を
示す側面図、図１１は図１０の作業用車両における変速
制御回路の構成を示すブロック図である。なお、当該作
業用車両の基本的構成は第１の実施形態と同様であるた
め、同様の部分については同一の符号を付しその説明は
省略する。
【００６９】図１０に示すように、本実施の形態の作業
用車両では、車両のほぼ中央に登降坂検出手段として傾
斜センサ９２が設けられている。この傾斜センサ９２に
は、ポテンショメータや水銀を利用した傾斜計が用いら
れており、その検出データ（車両傾斜量）は制御ユニッ
ト７５に送られる。制御ユニット７５では、傾斜センサ
９２にて検出した車両傾斜量を予め設定された閾値と比
較する。そして、その値が所定値を超えている場合、車
両が登坂あるいは降坂状態にあると判断する。なお、登
降坂何れであるかは、車両傾斜量として水平を０とし正
負の符号を付すなどして判断する。
【００７０】このようにして車両の走行状態を判断し、
車両が登降坂状態にあるときには、制御ユニット７５は
前述同様に登降坂モードＤｆを設定し、変速比を最大値
に制御する。これにより、登坂力とエンジンブレーキ力
が確保され、登坂時の走行性改善や降坂時の安全性向
上、路面の保全等が図られる。また、本実施の形態で
は、車両の傾斜量を直接傾斜センサ９２にて検出して変
速比制御を行うため、運転者のアクセル操作のばらつき
等に左右されることなく、迅速に登降坂モードへの切り
換え制御を行うことも可能となる。
【００７１】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。
【００７２】たとえば、図２に図示する作業用車両で
は、車両に加わる負荷の変動に関係なくエンジンの回転
数を一定に保つために、機械式のエンジンガバナ装置が
設けられているが、エンジンを燃料噴射式として噴射量
を制御することによりエンジンの回転を一定に保つよう
にしても良い。
【００７３】また、図６に示した変速特性は一例であ
り、その設定は図示のものには限定されない。たとえ
ば、図６では登降坂モードＤｆを、登坂時も降坂時も同
様に変速比ロー固定状態としたが、登坂時と降坂時とで
制御形態を変えることも可能である。図１２（ａ）は、
登降坂モードの一変形例を示す変速特性図であり、制御
ユニット７５は、通常時制御テーブルＡと、登坂時制御
テーブルＳｕおよび降坂時制御テーブルＳｄを有してい
る。ここでは登坂時はローに近い特性を有し、降坂時に
はアクセル半開状態に近い特性となっており、図１２
（ｂ）に示すように、変速比も当該テーブルのように変
化する。なお、本発明において「変速比を登坂モード又
は降坂モード固有に制御する」とは図１２のような特性
をも含む概念であり、単に一つの変速比にのみ固定され
ることだけを意味するものではない。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、坂道において変速比が
登坂モード固有に制御されるので、登坂時においてもエ
ンジンの回転数を維持しつつ登坂できるため、安定した
登坂走行が実現できる。また、降坂時も降坂モード固有
に制御されるため、安定したエンジンブレーキ力を得る
ことができる。このため、降坂時の車速を抑制でき、降
坂時の安全性が向上するのみならず、急ブレーキ動作に
よる芝のかきむしりも防止される。
【００７５】また、登坂モード又は降坂モードが判断さ
れたときに、エンジンが過回転しない範囲内でプーリ比
をベルト式無段変速機における変速比が最大となる一定
値に制御することにより、坂道において変速比が最大値
に維持されるので、エンジンの回転数を高く維持しつつ
登坂できるとともに、降坂時も高い変速比を維持するこ
とができる。
【００７６】さらに、本発明によれば、車両の走行状態
を示す既存のデータが走行モードを判断するために用い
られるので、走行モードの判定のための部品の追加は必
要ない。また、傾斜センサが直接に車両の傾斜量を検出
し変速比を制御するので、作業者によるアクセル操作の
ばらつきによる影響なく、本作業用車両は自動的に素早
く登坂、降坂モードへの切換を行うことができる。自動
変速機を無段変速機とすることにより、ステップのない
スムーズな変速制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である作業用車両を示
す側面図である。
【図２】図１の作業用車両の動力伝達経路を示す拡大側
面図である。
【図３】図１の作業用車両の動力伝達経路を示す平面図
である。
【図４】トルクコンバータおよび自動変速装置を拡大し
て示す断面図である。
【図５】エンジンによる車両の駆動力と車速との関係を
示す動力特性線図である。
【図６】作業用車両のエンジンの回転数と車速との関係
を示す変速特性図である。
【図７】変速制御回路を示すブロック図である。
【図８】シフトレバーの構成を示す説明図である。
【図９】走行モードの切り換えに伴うプーリ比の変化を
示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態である作業用車両を
示す側面図である。
【図１１】図１０の作業用車両における変速制御回路を
示すブロック図である。
【図１２】登降坂モードの変形例における変速特性図で
あり、（ａ）はエンジンの回転数と車速との関係を、
（ｂ）は車速と変速比との関係を示す。
【符号の説明】
８ 作業ポンプ（作業機） １０ エンジン ３５ ベルト式無段変速装置 ７５ 制御ユニット（変速比設定手段） ９１ シフトレバー（走行モード選択手段） ９２ 傾斜センサ（登降坂検出手段） ｉ プーリ比 Ｄｆ 登降坂モード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 63:06 Ｆ１６Ｈ 63:06 Ｆターム(参考） 3J552 MA07 MA12 NA05 NB01 PA35 PA36 RA28 RB22 RB23 SA35 SB22 VA66W VA70Y VB01Z VB04W VC01Z VC03Z VD02W VE04W

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンによって駆動され、作業機を搭
    載して走行する作業用車両であって、前記エンジンの回
    転を車輪に伝達する自動変速機と、作業用車両の登坂モ
    ード又は降坂モードを判断したときに、前記自動変速機
    の変速比を登坂モード又は降坂モード固有に制御する制
    御手段とを有することを特徴とする作業用車両。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の作業用車両において、前
    記制御手段は、登坂モード又は降坂モードと判断したとき
    には、前記エンジンが過回転しない範囲内で前記自動変
    速機の変速比を最大値に制御することを特徴とする作業
    用車両。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の作業用車両において、前
    記制御手段は、通常走行時には前記自動変速機の変速比
    を通常時制御テーブルにより制御し、登坂モード又は降
    坂モードと判断したときには登坂時制御テーブル又は降
    坂時制御テーブルにより制御することを特徴とする作業
    用車両。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の作業用車両において、前
    記制御手段は、シフトレバーが所定位置に操作されたこ
    とを検出したときに登坂モード又は降坂モードと判断する
    ことを特徴とする作業用車両。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の作業用車両において、前
    記制御手段は、アクセル開度が所定値以上であり、かつ前
    記作業用車両の加速度が所定値以下であるときには登坂
    モードと判断し、アクセル開度が所定値以下であり、かつ
    前記作業用車両の加速度が所定値以上であるときには降
    坂モードと判断することを特徴とする作業用車両。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の作業用車両において、前
    記制御手段は、傾斜センサによって検出された前記作業
    用車両の傾斜角度の絶対値が所定値以上のときに登坂モ
    ード又は降坂モードと判断することを特徴とする作業用車
    両。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６記載の作業用車両にお
    いて、前記自動変速機は無段変速機であることを特徴と
    する作業用車両。
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