CN108351008A - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

作业车辆包括:发动机(5),其搭载于行驶机体(2);直行系统传动路径,其具有第一无级变速装置(17);回旋系统传动路径,其具有第二无级变速装置(13);左右的行驶部(3),其接收来自发动机(5)的动力而进行前进后退;制动机构(751),其对行驶部(3)进行制动;制动操作工具(35),其使制动机构(751)作用;以及控制部(813、814),其对直行系统传动路径的输出和回旋系统传动路径的输出进行连动地控制,将直行系统传动路径的输出和回旋系统传动路径的输出进行合成而驱动左右的行驶部(3)。控制部(813、814)在对制动操作工具(35)的操作量超过了第一规定量时,切断来自第一无级变速装置(17)的动力输出,同时,使第二无级变速装置(13)的斜板为中立状态。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及例如拖拉机、联合收割机等农业作业机、及起重机、反向铲等特殊作业机这样的作业车辆。
背景技术
以往,在所谓拖拉机、联合收割机这样的农用车、或者所谓履带式起重机等建筑机械这样的作业车辆中,具备用于传递来自发动机的动力的2个液压式无级变速机(HST),从2个液压式无级变速机,分别基于发动机输出,来输出直行动力和回旋动力。本申请的申请人以前在专利文献1中提出了一种作业车辆,即,能够通过左右的行星齿轮机构而使从2个液压式无级变速机分别输出来的直行动力和回旋动力合成,从而进行回旋。
另外,以往的作业车辆中,在传递来自发动机的动力的变速箱体具备:传递效率比液压式无级变速机还高的液压机械式变速机(HMT)。本申请的申请人以前在专利文献2中提出了直列型(Inline type)的液压机械式变速机,该直列型的液压机械式变速机是:将液压泵和液压马达以液压泵的输入轴和液压马达的输出轴位于同心状的方式直列配置而得到的。
在直列型的液压机械式变速机中,输出轴以能够相对旋转的方式覆盖嵌合于传递来自发动机的动力的输入轴。此外,液压泵、缸体以及液压马达覆盖嵌合于输入轴。缸体单独兼用作液压泵和液压马达,从而由液压马达向输出轴传递动力。因此,在直列型的液压机械变速机中,与通常的液压机械式变速机不同,具有如下优点:无需设置行星齿轮机构,就能够将由液压带来的变速动力和发动机的动力合成而输出,获得较高的动力传递效率。
另外,作为现有技术,在专利文献3中提出了使停车制动器和主变速杆协作的作业车辆。专利文献3的作业车辆无需利用两个阶段的踏板操作来使液压式变速机的驱动力和停车制动器的制动力对峙,就能够使机体停止。另外,作为现有技术,在专利文献4中提出了一种作业车辆,该作业车辆利用对制动踏板的两个阶段操作,来进行:使液压式变速机的变速臂为中立而停止行驶的第一阶段的制动动作、和使制动机构工作而使其停止的第二阶段的制动动作。
专利文献
专利文献1:日本特开2002-59753号公报
专利文献2:日本特开2005-83497号公报
专利文献3:日本特开平09-290661号公报
专利文献4:日本特开2001-253360号公报
发明内容
不过,为了将专利文献2中的液压机械式变速机搭载于中型或大型的作业车辆,必须实现液压机械式变速机的高输出化。对于液压机械式变速机的高输出化,例如可以举出使液压机械式变速机大容量化。但是,若仅仅使液压机械式变速机大容量化会存在如下问题:液压机械式变速机自身大型化而导致制造成本增加,并且,牺牲了动力传递效率(特别是在低负荷区域的效率)。
另外,在将专利文献1中的机构搭载于大型的作业车辆的情况下,由于随着液压式无级变速机的高输出化而使得机构大型化,所以,不仅作业车辆重量增加,并且,动力传递效率比液压机械式变速机低,因此,直行方向上的变速区域(主变速区域)也被限制。
另外,专利文献3的联合收割机及专利文献4的拖拉机中,不仅需要变速用的操作工具与制动操作工具的机械性协作,还需要与变速机、制动机构等的机械性协作,其构成变得烦杂。
此外,对行驶动作进行控制的控制器需要将来自主变速、前进后退、回旋各自的操作工具的信号合并,从而对2个液压式无级变速机的斜板角度进行控制,必须利用控制器执行复杂的控制流程。因此,对于控制器,行驶动作的控制流程中的运算负荷升高,因此,有时会使操作者的操作性产生违和感。
本申请的发明的技术课题是提供一种对如上所述的现状进行研究而实施改善得到的作业车辆。
本申请的发明的作业车辆包括:发动机,该发动机搭载于行驶机体;直行系统传动路径,该直行系统传动路径具有第一无级变速装置;回旋系统传动路径,该回旋系统传动路径具有第二无级变速装置;左右的行驶部,该左右的行驶部接收来自所述发动机的动力而进行前进后退;制动机构,该制动机构对所述行驶部进行制动;制动操作工具,该制动操作工具使所述制动机构作用;以及控制部,该控制部对所述直行系统传动路径的输出和所述回旋系统传动路径的输出进行连动地控制,将所述直行系统传动路径的输出和所述回旋系统传动路径的输出进行合成而驱动所述行驶部,在所述作业车辆中,在对所述制动操作工具的操作量超过了第一规定量时,所述控制部切断来自所述第一无级变速装置的动力输出。
在上述作业车辆中,在对所述制动操作工具的操作量为第一规定量以下的情况下,所述控制部可以根据所述制动操作工具的操作量而确定所述第一无级变速装置的斜板位置,并使所述直行系统传动路径的输出减速。
在上述作业车辆中,在对所述制动操作工具的操作量超过了第一规定量时,在由所述直行系统传动路径的输出所带来的直行速度比规定速度还快的情况下,所述控制部可以切断来自所述第一无级变速装置的动力输出,同时,使所述第二无级变速装置的斜板为中立状态,另一方面,在由所述直行系统传动路径的输出所带来的直行速度为规定速度以下的情况下,可以使所述第一无级变速装置以及第二无级变速装置各自的斜板均为中立状态。
在上述作业车辆中,在对所述制动操作工具的操作量超过了比第一规定量还小的第二规定量时,所述制动机构可以使针对所述行驶部的制动作用发挥出来。
另外,在上述作业车辆中,所述制动机构可以设置于所述回旋系统传动路径。此外,所述制动机构可以设置于:被输入来自所述直行系统传动路径的输出的所述回旋系统传动路径的输入轴。
根据本申请的发明,在对制动操作工具进行紧急制动操作等机体停止操作时,通过切断直行系统传动路径,能够利用制动机构而使制动力进行作用,从而能够使行驶机体的行驶可靠地停止。另外,由于第二无级变速装置的斜板为中立状态,所以可以使回旋车速的速度成分也为0,因此,在突然停止时,能够防止操作者无意的回旋,从而能够将行驶机体安全地停止。
根据本申请的发明,在出于行驶机体减速的目的而对制动操作工具进行操作时,根据制动操作工具的操作量而使来自第一无级变速装置的输出衰减,因此,能够执行适合于操作者的操作感的减速动作。即,根据制动操作工具的操作量而使直行目标值衰减,重新设定直行目标值,使第一无级变速装置的动力输出衰减,由此,能够将行驶机体的直行速度减速为操作者意图的速度。此时,基于使其衰减而重新设定的直行目标值,来设定回旋速度,由此,能够根据与制动操作工具的操作量相对应地减速而得到的直行速度,来设定回旋速度,因此,能够防止操作者无意的毫无准备的回旋。
根据本申请的发明,在出于机体停止操作的目的而对制动操作工具进行操作时,在行驶机体的直行车速为慢速的情况下,能够通过制动机构的制动作用而将来自第一无级变速装置的输出停止。并且,通过使第一及第二无级变速装置各自的斜板为中立位置(0°),能够防止行驶机体的毫无准备的回旋,并且安全地停止。另一方面,在出于机体停止操作的目的而对制动操作工具进行操作时,在行驶机体以比慢速快的直行速度进行行驶的情况下,通过切断直行系统传动路径,能够使由制动机构带来的制动力进行作用而将行驶机体停止。并且,通过使第二无级变速装置的斜板为中立位置(0°),即便在行驶机体的直行速度较快的状态下,也能够防止行驶机体的毫无准备的回旋,并且安全地停止。
根据本申请的发明,在制动操作工具的操作量低于第二规定量时,通过对行驶机体的直行速度进行控制,能够使与操作者的操作相对应的制动作用作用于行驶机体的行驶。并且,在制动操作工具的操作量为第二规定量以上且低于第一规定量的情况下,由于由制动机构带来的制动力在较小的范围内,所以能够对行驶机体的直行速度进行控制,从而根据制动操作工具的操作量来使行驶速度进一步减速。此外,在制动操作工具的操作量为第一规定量以上的情况下,由制动机构带来的制动作用能够立刻得到反映,从而将行驶机体停止。因此,操作者能够利用制动操作工具的操作,来对行驶机体的行驶速度进行微调,能够实现适合操作者的感觉的行驶机体的操纵。
附图说明
图1是拖拉机的左视图。
图2是拖拉机的右视图。
图3是拖拉机的俯视图。
图4是行驶机体的右视图。
图5是行驶机体的左视图。
图6是行驶机体的俯视图。
图7是操纵座席部的平面说明图。
图8是表示操纵驾驶盘周边的构成的立体图。
图9是表示制动机构和制动踏板的连结结构的立体图。
图10是表示液压机械式变速机的工作油排出量与车速之间的关系的说明图。
图11是拖拉机的动力传递系统的骨架图。
图12是拖拉机的液压回路图。
图13是表示拖拉机的控制系统的构成的框图。
图14是表示拖拉机的行驶控制系统的构成的说明框图。
图15是表示减速率表及回旋/直行比表中存储的参数的关系的说明图。
图16是表示拖拉机的行驶控制动作的流程图。
图17是表示自转弯模式下的操纵驾驶盘的转向角与拖拉机的车速之间的关系的说明图。
图18是表示制动转弯模式下的操纵驾驶盘的转向角与拖拉机的车速之间的关系的说明图。
图19是表示慢回旋模式下的操纵驾驶盘的转向角与拖拉机的车速之间的关系的说明图。
图20是表示制动踏板的连杆机构的构成的图。
图21是表示制动踏板与制动机构的连杆机构的构成的图。
图22是表示制动控制相对于制动踏板操作的动作的流程图。
具体实施方式
下面,基于附图,对本申请的发明具体化后的实施方式的农作业用拖拉机进行说明。如图1~图6所示,拖拉机1的行驶机体2被作为行驶部的左右一对的行驶履带3支撑。构成为:在行驶机体2的前部搭载有柴油发动机5(以下简称为发动机),并由发动机5驱动行驶履带3,由此拖拉机1进行前进后退行驶。发动机5被发动机盖6覆盖。在行驶机体2的上表面设置有驾驶室7。在该驾驶室7的内部配置有:操纵座席8、和对行驶履带3进行转向操作的操纵驾驶盘9。在驾驶室7的左右外侧设置有供操作者乘降用的脚踩踏板10。在驾驶室7的左右侧方下侧设置有:向发动机5供给燃料的燃料箱11,燃料箱11被左右的后挡泥板21覆盖。在驾驶室7的左侧方的燃料箱11前方设置有:供电的蓄电池817,与燃料箱11一同被左侧的后挡泥板21覆盖。
行驶机体2由:具有前保险杠12以及回旋用变速箱体(驱动桥)13的发动机框架14、和拆装自如地固定于发动机框架14后部的左右的机体框架15构成。使车轴16能够旋转地从回旋用变速箱体13的左右两端侧朝向外侧突出,将覆盖车轴16的车轴箱体90设置于:回旋用变速箱体13的左右两侧面。借助车轴16而将驱动链轮62安装在回旋用变速箱体13的左右两端侧。机体框架15的后部与:用于使来自发动机5的旋转动力适当变速并且传递给驱动链轮62的直行用变速箱体17连接起来。
如图1~图4所示,在行驶机体2的下表面侧配置左右的履带框架61。左右一对的履带框架61沿着前后方向延伸设置,位于发动机框架14及机体框架15的两外侧。左右的履带框架61利用沿着左右方向延伸设置的底部框架67而与发动机框架14及机体框架15连结起来。左右的履带框架61各自的前端与设置于回旋用变速箱体13的左右两侧面的车轴箱体90连结起来。在左右的履带框架61各自的外侧,设置有供操作者乘降用的脚踩踏板10a。
底部框架67的左右中央部借助连结托架72而被固定设置于发动机框架14的后部侧面。在左右的履带框架61的前后中途部分连结有:沿着左右方向延伸设置的梁框架68的左右两端。另外,梁框架68的中央借助沿着前后方向设置的加强框架70而与底部框架67中央连结起来。将在左右的履带框架61后部向内突出设置的后梁73与固定设置于直行用变速箱体17的左右侧面的后壳体74连结起来,从而使履带框架61后部在直行用变速箱体17左右侧面固定。
在履带框架61设置有:向行驶履带3传递发动机5的动力的驱动链轮62、维持行驶履带3的张力的张力辊63、将行驶履带3的接地侧保持为接地状态的多个履带辊64、以及保持行驶履带3的非接地侧的中间辊65。通过驱动链轮62来支撑行驶履带3的前侧,通过张力辊63来支撑行驶履带3的后侧,通过履带辊64来支撑行驶履带3的接地侧,通过中间辊65来支撑行驶履带3的非接地侧。张力辊63旋转自如地被支撑于张力框架69的后端,该张力框架69构成为:能够朝向比履带框架61的后端更靠后方进行伸缩。履带辊64旋转自如地被支撑于平衡梁框架71的前后,该平衡梁框架71前后摆动自如地被支撑于履带框架61的下部。
另外,构成为:在拖拉机1的前部能够装配前推土铲80。左右一对的推土铲托架81固定于发动机框架14的前部侧面、车轴箱体90以及底部框架67,前推土铲80的俯视观察为U字状(コ字状)的支撑臂83以能够拆装的方式被枢轴支撑于左右的推土铲托架81的外侧(拖拉机外侧)。左右推土铲托架81构成为:前端内侧(拖拉机内侧)连接于左右发动机框架14侧面,后端下侧连接于底部框架67中途部的上表面,中途部连结成上下夹持车轴箱体90中途部。推土铲托架81牢固地固定于发动机框架14、车轴箱体90以及底部框架67这3个部件,由此,能够确保承受前推土铲80的重型作业的强度。
在直行用变速箱体17的后部以能够拆装的方式安装有:使例如旋耕机等对地作业机(省略图示)进行升降移动的液压式升降机构22。所述对地作业机借助由左右一对的下连杆23和上连杆24构成的3点连杆机构111而连结于直行用变速箱体17的后部。将PTO轴25朝向后方地突出设置于直行用变速箱体17的后侧面,该PTO轴25用于向旋耕机等作业机传递PTO驱动力。
如图4~图6所示,在从发动机5的后侧面朝向后方地突出设置的发动机5的输出轴(活塞杆)5a后端,以直接连结的方式安装有飞轮26。借助在两端具有万向接头的动力传递轴29而将从飞轮26朝向后方突出的主动轴27、和从直行用变速箱体17前表面侧朝向前方突出的输入中间轴28连结起来。在从直行用变速箱体17的前表面下部朝向前方突出的直行用输出轴30,借助在两端具有万向接头的动力传递轴31而连结有:从回旋用变速箱体13朝向后方突出的直行用输入中间轴508。在从发动机5的前侧面朝向前方地突出设置的发动机5的输出轴(活塞杆)5a前端,借助在两端具有万向接头的动力传递轴711而连结有:从回旋用变速箱体13朝向后方突出的回旋用输入中间轴712。
如图1~图6所示,液压式升降机构22包括:左右的液压提升缸117,它们利用作业部位置标度盘51等的操作进行工作控制;左右的提升臂120,它们借助提升支点轴而将基端侧以能够回转的方式轴支撑于直行用变速箱体17的上表面盖体;以及左右的提升杆121,它们使左右的提升臂120连结于左右的下连杆23。构成为:能够利用液压控制用的水平缸122来形成右侧的提升杆121的一部分,并利用水平缸122来伸缩调节右侧的提升杆121的长度。构成为:在将对地作业机支撑于上连杆24和左右的下连杆23的状态下使水平缸122的活塞伸缩而变更右侧的提升杆121的长度的情况下,所述对地作业机的左右倾斜角度发生变化。
接下来,参照图7~图9等,对驾驶室7内部的结构进行说明。在驾驶室7内的操纵座席8的前方配置有转向柱32。转向柱32以埋设于仪表板33的背面侧的状态而竖立设置,该仪表板33配置于驾驶室7内部的前表面侧。在从转向柱32上表面朝向上方突出的驾驶盘轴921的上端侧安装有:俯视观察为大致圆形的操纵驾驶盘9。并且,在转向柱32内的驾驶盘轴921下端连接有:转向角(驾驶盘转向角)检测机构880,该转向角检测机构880具备:检测操纵驾驶盘9的转向角度的转向角传感器821。
在转向柱32的右侧配置有:用于对行驶机体2进行制动操作的制动踏板35。在转向柱32的左侧配置有:用于将行驶机体2的行进方向在前进和后退之间进行切换操作的前进后退切换杆36(换向杆)、和用于对动力通断用的离合器(省略图示)进行切断操作的离合器踏板37。在转向柱32的背面侧配置有:用于将制动踏板35保持在踏入位置的停车制动杆43。
在转向柱32的左侧且是前进后退切换杆36的下方配置有:沿着前进后退切换杆36延伸的防止误操作体38(换向保护装置)。通过将防止接触部件亦即防止误操作体38配置于前进后退切换杆36下方,防止:在乘降拖拉机1时操作者不慎接触到前进后退切换杆36。在仪表板33的背面上部侧设置有:内置液晶面板的操作显示盘39。
在驾驶室7内的操纵座席8前方的地板40上,在转向柱32的右侧配置有:对发动机5的转速或车速等进行控制的油门踏板41。此外,地板40上表面的大致整体形成为平坦面。以夹持操纵座席8的方式在左右两侧配置有侧柱42。在操纵座席8与左侧柱42之间配置有:使拖拉机1的行驶速度(车速)强制性地大幅降低的超低速杆44(蠕变杆)、用于对直行用变速箱体17内的行驶副变速齿轮机构的输出范围进行切换的副变速杆45、以及用于对PTO轴25的驱动速度进行切换操作的PTO变速杆46。
在操纵座席8与右侧柱42之间设置有:用于供坐在操纵座席8上的操作者的前臂、肘部放置的扶手49。扶手49与操纵座席8分体构成,并且,包括:使拖拉机1的行驶速度加速、减速的主变速杆50、和以手动变更调节旋耕机这样的对地作业机的高度位置的标度盘式的作业部位置标度盘51(升降标度盘)。此外,扶手49构成为:能够以后端下部为支点而进行多阶段弹跳回转。另外,本实施方式中,在对主变速杆50进行了前倾操作时,行驶机体2的车速增加,而在对主变速杆50进行了后倾操作时,行驶机体2的车速降低。此外,扶手49具备检测主变速杆50的前后倾斜移动的电位器(可变电阻器)型的主变速传感器822(参照图13)。
在右侧柱42自前侧开始依次配置有:具有触摸面板功能而能够对拖拉机1各部分进行指令操作的操作用监视器55、设定保持发动机5的转速的节流杆52、对从PTO轴25朝向旋耕机等作业机的动力传递进行通断操作的PTO离合器开关53、用于对配置于直行用变速箱体17的上表面侧的液压外部取出阀430进行切换操作的多个液压操作杆54(SCV杆)、以及用于对配置于后壳体74前表面的双动阀机构431进行切换操作的单双动切换开关56。此处,液压外部取出阀430用于对置后安装于拖拉机1的前装载机这样的其它作业机的液压设备供给工作油进行控制。双动阀机构431用于通过与配置于直行用变速箱体17的上表面侧的升降阀机构652一同动作而使液压提升缸117以双动式进行工作。
接下来,主要参照图8及图9,对制动踏板35与制动机构751的关系进行说明。在转向柱32前方,对制动踏板轴755进行轴支撑的制动踏板支撑托架916被固定于仪表板支撑板(空切板)901背面(操纵座席8侧)。制动踏板35的基端凸台部35a覆盖嵌合于制动踏板轴755,连接成使制动踏板35的基端凸台部35a与制动踏板轴755一体回转。
在制动踏板轴755的两端部固接有朝向前方突出的踏板轴臂756,踏板轴臂756与制动踏板轴755一同回转。此外,离合器踏板37的基端凸台部也以能够回转的方式覆盖嵌合于制动踏板轴755。并且,在制动踏板轴755的左右两端分别固定有:离合器位置传感器829(参照图13)及制动位置传感器828。另外,在制动踏板35的与踏板臂35b对置的位置配置有制动开关851,另一方面,在离合器踏板37的与踏板臂37b对置的位置配置有离合器开关852(参照图13)。
使左右一对且横向的制动操作轴757支撑于仪表板支撑板(空切板)901的左右下部侧。与回旋用变速箱体13内的制动机构751的制动臂752连结的连杆凸台体758以能够回转的方式覆盖嵌合于左侧的制动操作轴757。在突出设置于连杆凸台体758外周面的连杆臂759连结有:与左侧踏板轴臂756连结的上下较长的连杆762的下端、和使制动机构751的制动动作为阶段性制动的两步伸缩连杆体763的上端。两步伸缩连杆体763的下端与制动杆766后端的连杆臂767的前端连结起来。制动杆766支撑于被固定在发动机框架14上的连杆支撑托架764、765,且沿着前后方向延伸设置。并且,制动杆766前端的连杆臂768借助连结板753而与回旋用变速箱体13内的制动机构751的制动臂752连结起来。
即,制动踏板轴755左端借助连杆762、两步伸缩连杆体763以及制动杆766而与制动机构751的制动臂752连结起来。因此,随着对制动踏板35的踏入,制动踏板轴755进行回转,由此能够使制动臂752进行回转,能够利用制动机构751来执行制动动作。此时,两步伸缩连杆体763发挥作用,由此,与调整行驶速度的踏入量较少时(制动机构751的空转区域)相比,在施加紧急制动的踏入量较多时(制动机构751的制动区域),对制动踏板35的踏力变大。
具有连杆臂761的连杆凸台体760以能够回转的方式覆盖嵌合于右侧的制动操作轴757。在右侧踏板轴臂756连接有:使对制动踏板35的踏入为阶段性制动的两步伸缩连杆体769的上端,在突出设置于连杆凸台体760外周面的连杆臂761连结有:两步伸缩连杆体769的下端。随着对制动踏板35的踏入,使制动操作轴757进行回转,此时,两步伸缩连杆体769发挥作用,由此,与调整行驶速度的踏入量较少时(制动机构751的空转区域)相比,在施加紧急制动的踏入量较多时(制动机构751的制动区域),对制动踏板35的踏力变大。
停车制动杆43借助停车制动臂770而与卡止部件771的一端连结起来。侧视为弓形的卡止部件771轴止于制动踏板支撑托架916。在制动踏板35的踏板臂35b的左侧面设置有:卡止于卡止部件771的卡止爪的卡止板775。由此,通过在踏入制动踏板35的状态下对停车制动杆43进行操作,使卡止部件771卡止于卡止板775,从而维持拖拉机1的制动状态(停车状态)。
接下来,主要参照图4~图6、图10及图11,对直行用变速箱体17及回旋用变速箱体13的内部结构和拖拉机1的动力传递系统进行说明。在直行用变速箱体17的前室内配置有:直行用的液压机械式无级变速机500、和对经过了后述的前进后退切换机构501的旋转动力进行变速的机械式的蠕变变速齿轮机构502及行驶副变速齿轮机构503。在直行用变速箱体17的中间室内配置有:将来自液压机械式无级变速机500的旋转动力切换为正转或反转方向的前进后退切换机构501。在直行用变速箱体17的后室内配置有:对来自发动机5的旋转动力进行适当变速而向PTO轴25传递的PTO变速机构505。蠕变变速齿轮机构502及行驶副变速齿轮机构503相当于对经过了前进后退切换机构501的变速输出进行多级变速的行驶变速齿轮机构。在直行用变速箱体17的右外表面前部安装有:对以发动机5的旋转动力驱动的作业机用液压泵481及行驶用液压泵482进行收容的泵箱体480。
在从发动机5的后侧面朝向后方地突出设置的发动机5的输出轴5a上直接连结有飞轮26。在从飞轮26朝向后方突出的主动轴27,借助在两端具有万向接头的动力传递轴29而连结有:从直行用变速箱体17前表面侧朝向前方突出的输入中间轴28。发动机5的旋转动力经由主动轴27以及动力传递轴29而被传递给直行用变速箱体17的输入中间轴28,通过液压机械式无级变速器500、和蠕变变速齿轮机构502或行驶副变速齿轮机构503而被适当变速。经过了蠕变变速齿轮机构502或行驶副变速齿轮机构503的变速动力经由直行用输出轴30、动力传递轴31及直行用输入中间轴508而向回旋用变速箱体13内的齿轮机构传递。
直行用的液压机械式无级变速机(HMT)500为:在主变速输入轴511同心状地配置主变速输出轴512,且将液压泵部521、缸体以及液压马达部522配置成直列状而得到的直列型(Inline type)的液压机械式无级变速机。主变速输入齿轮513以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于输入中间轴28的后端侧。在主变速输入轴511的后端侧固接有:始终与主变速输入齿轮513啮合的输入传递齿轮514。因此,输入中间轴28的旋转动力经由主变速输入齿轮513、输入传递齿轮514及主变速输入轴511而向液压机械式无级变速机500传递。作为行驶输出用机构的主变速高速齿轮516、主变速反转齿轮517及主变速低速齿轮515以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于主变速输出轴512。主变速输入轴511的输入侧和主变速输出轴512的输出侧位于同一侧(从液压机械式无级变速机500观察均为后方侧)。
液压机械式无级变速机500包括:可变容量型的液压泵部521、和通过从该液压泵部521排出的高压工作油而进行工作的恒定容量型的液压马达部522。在液压泵部521设置有:能够相对于主变速输入轴511的轴线变更倾斜角而调节工作油供给量的泵斜板523。在泵斜板523连动连结有:对泵斜板523相对于主变速输入轴511的轴线的倾斜角进行变更调节的主变速液压缸524。实施方式中,在液压机械式无级变速机500组装主变速液压缸524,从而单元化为一个部件。
当与主变速杆50的操作量成正比例地使主变速液压缸524驱动时,泵斜板523相对于主变速输入轴511的轴线的倾斜角随之发生变更。实施方式的泵斜板523以能够夹着倾斜大致为零(零的前后)的中立角度的方式而在一方(正)的最大倾斜角度与另一方(负)的最大倾斜角度之间的范围内调节角度,且被设定在:行驶机体2的车速最低时向任意一方倾斜的角度(此时为负且最大附近的倾斜角度)。
在泵斜板523的倾斜角大致为零(中立角度)时,在液压泵部521,输入侧推杆组没有被推拉。虽然缸体以与主变速输入轴511相同的方向且大致相同的转速进行旋转,但是没有从液压泵部521供给工作油,因此,缸体的输出侧推杆组以及液压马达部522没有驱动,主变速输出轴512以与主变速输入轴511大致相同的转速进行旋转。
在使泵斜板523相对于主变速输入轴511的轴线而向一方向(可以称为正的倾斜角或正转倾斜角)侧倾斜时,液压泵部521推拉输入侧推杆组而向液压马达部522供给工作油,经由缸体的输出侧推杆组而使液压马达部522向与主变速输入轴511相同的方向进行旋转。此时,缸体以与主变速输入轴511相同的方向且大致相同的转速进行旋转,因此,主变速输出轴512以比主变速输入轴511还快的转速进行旋转。即,主变速输入轴511的转速(可以称为缸体的转速)与液压马达部522的转速相加而向主变速输出轴512传递。其结果,在比主变速输入轴511的转速还高的转速的范围内,与泵斜板523的倾斜角(可以称为正的倾斜角或正转倾斜角)成正比例地对主变速输出轴512的变速动力进行变更。在泵斜板523为正且最大附近的倾斜角度时,虽然主变速输出轴512高速旋转,但是行驶机体2处于:相当于从最低速(大致为零)至最高速为止的正好中间的中间速(参照图10的空心方形标记)。
在使泵斜板523相对于主变速输入轴511的轴线而向另一方向(可以称为负的倾斜角或反转倾斜角)侧倾斜时,液压泵部521推拉输入侧推杆组而向液压马达部522供给工作油,经由缸体的输出侧推杆组而使液压马达部522朝向与主变速输入轴511相反的方向进行旋转。此时,缸体以与主变速输入轴511相同的方向且大致相同的转速进行旋转,因此,主变速输出轴512以比主变速输入轴511还低的转速进行旋转。即,主变速输入轴511的转速(可以称为缸体的转速)减去液压马达部522的转速而向主变速输出轴512传递。其结果,在比主变速输入轴511的转速还低的转速的范围内,与泵斜板523的倾斜角(可以称为负的倾斜角或反转倾斜角)成正比例地对主变速输出轴512的变速动力进行变更。在泵斜板523为负且最大附近的倾斜角度时,主变速输出轴512处于最低速(大致为零)(参照图10的空心圆形标记)。下文会对详细情况进行说明,但是,实施方式中,构成为:在泵斜板523为负且最大附近的倾斜角度时,行驶机体2处于最低速(大致为零)或最高速。
此外,泵驱动齿轮484以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于使作业机用及行驶用液压泵481、482这两者驱动的泵驱动轴483。泵驱动齿轮484借助正齿轮机构485而以能够传递动力的方式连结有输入中间轴28的主变速输入齿轮513。另外,直行用变速箱体17具备:向液压机械式无级变速机500、前进后退切换机构501等供给润滑用的工作油的润滑油泵518。固接于润滑油泵518的泵轴519的泵齿轮520始终与主变速输入轴511的输入传递齿轮514啮合。因此,作业机用及行驶用液压泵481、482和润滑油泵518通过发动机5的旋转动力而驱动。
接下来,对借助前进后退切换机构501而执行的前进和后退的切换结构进行说明。在输入中间轴28的后部侧配置有:作为前进高速齿轮机构的行星齿轮机构526、和作为前进低速齿轮机构的低速齿轮对525。行星齿轮机构526包括:与以能够旋转的方式轴支撑于输入中间轴28的输入侧传动齿轮529一体地旋转的太阳齿轮531、在同一半径上以能够旋转的方式对多个行星齿轮533进行轴支撑的行星齿轮架532、以及在内周面具有内齿的环形齿轮534。太阳齿轮531及环形齿轮534以能够旋转的方式覆盖嵌合于输入中间轴28。行星齿轮架532以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于输入中间轴28。太阳齿轮531从半径内侧与行星齿轮架532的各行星齿轮533啮合。另外,环形齿轮534的内齿从半径外侧与各行星齿轮533啮合。与环形齿轮534一体旋转的输出侧传动齿轮530也以能够旋转的方式轴支撑于输入中间轴28。构成低速齿轮对525的输入侧低速齿轮527和输出侧低速齿轮528为一体结构,从而以能够旋转的方式轴被支撑于输入中间轴28上的、行星齿轮机构526与主变速输入齿轮513之间。
在直行用变速箱体17配置有:输入中间轴28、主变速输入轴511及与主变速输出轴512平行地延伸的行驶中继轴535以及行驶传动轴536。在作为传递轴的行驶中继轴535设置有前进后退切换机构501。即,利用湿式多板型的前进高速液压离合器539连结的前进高速齿轮540、利用湿式多板型的后退液压离合器541连结的后退齿轮542、以及利用湿式多板型的前进低速液压离合器537连结的前进低速齿轮538覆盖嵌合于行驶中继轴535。行驶中继齿轮543以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于:行驶中继轴535上的前进高速液压离合器539与后退齿轮542之间。始终与行驶中继齿轮543啮合的行驶传动齿轮544以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于行驶传动轴536。主变速输出轴512的主变速低速齿轮515始终与处于输入中间轴28侧的低速齿轮对525的输入侧低速齿轮527啮合,输出侧低速齿轮528始终与前进低速齿轮538啮合。主变速输出轴512的主变速高速齿轮516始终与处于输入中间轴28侧的行星齿轮机构526的输入侧传动齿轮529啮合,输出侧传动齿轮530始终与前进高速齿轮540啮合。主变速输出轴512的主变速反转齿轮517始终与后退齿轮542啮合。
当将前进后退切换杆36向前进侧操作时,前进低速液压离合器537或前进高速液压离合器539为动力连接状态,前进低速齿轮538或前进高速齿轮540和行驶中继轴535以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输出轴512经由低速齿轮对525或行星齿轮机构526而向行驶中继轴535传递前进低速或前进高速的旋转动力,从行驶中继轴535向行驶传动轴536传递动力。当将前进后退切换杆36向后退侧操作时,后退液压离合器541为动力连接状态,后退齿轮542和行驶中继轴535以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输出轴512经由主变速反转齿轮517及后退齿轮542而向行驶中继轴535传递后退的旋转动力,从行驶中继轴535向行驶传动轴536传递动力。
此外,根据主变速杆50的操作量,来确定前进低速液压离合器537及前进高速液压离合器539中的哪一个通过前进后退切换杆36的前进侧操作而成为动力连接状态。另外。在前进后退切换杆36为中立位置时,所有的液压离合器537、539、541均为动力切断状态,来自主变速输出轴512的行驶驱动力大致为零(主离合器切断状态)。
此处,图10给出了液压机械式无级变速机500的工作油排出量(泵斜板523的倾斜角度)与拖拉机1的车速之间的关系。实施方式中,无论前进后退切换杆36的操作状态如何、均对主变速杆50进行了中立操作的情况下,泵斜板523通过主变速液压缸524的驱动而为负且最大附近的倾斜角度(反转倾斜角)(参照空心圆形标记),主变速输出轴512、行驶中继轴535处于最低速旋转状态(大致为零)。此外,拖拉机1的车速大致为零。
在将前进后退切换杆36向前进侧操作的状态下将主变速杆50从中立向加速侧操作直至中间速程度的情况下,泵斜板523通过主变速液压缸524的驱动而从负且最大附近的倾斜角度(反转倾斜角)经由零变化至正且最大附近的倾斜角度(正转倾斜角)(参照空心方形标记),使从液压马达部522朝向主变速输出轴512的变速动力从大致为零加速至高速。此时,前进低速液压离合器537为动力连接状态,前进低速齿轮538和行驶中继轴535以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输出轴512经由低速齿轮对525而向行驶中继轴535传递前进低速的旋转动力,通过朝向主变速输出轴512的加速动力而使行驶中继轴535从最低速旋转状态变化至前进中间速旋转状态(参照前进低速区域FL)。并且,从行驶中继轴535向行驶传动轴536传递动力。
在将前进后退切换杆36向前进侧操作的状态下将主变速杆50从中间速向加速侧操作直至最高速程度的情况下,通过主变速液压缸524的驱动而从正且最大附近的倾斜角度(正转倾斜角)经由零变化至负且最大附近的倾斜角度(反转倾斜角),泵斜板523使从液压马达部522朝向主变速输出轴512的变速动力从高速减速至大致为零。此时,前进高速液压离合器539为动力连接状态,前进高速齿轮540和行驶中继轴535以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输出轴512经由行星齿轮机构526而向行驶中继轴535传递前进高速的旋转动力。即,在行星齿轮机构526中,来自发动机5的动力和朝向主变速输出轴512的减速动力合成之后,行驶中继轴535通过该合成动力而从前进中间速旋转状态变化至前进最高速旋转状态(参照前进高速区域FH)。并且,从行驶中继轴535向行驶传动轴536传递动力。行驶机体2为最高速。
在将后退后退切换杆36向后退侧操作的状态下将主变速杆50从中立向加速侧操作的情况下,泵斜板523通过主变速液压缸524的驱动而从负且最大附近的倾斜角度(反转倾斜角)经由零变化至正且最大附近的倾斜角度(正转倾斜角),使从液压马达部522朝向主变速输出轴512的变速动力从大致为零加速至高速。此时,后退低速液压离合器541为动力连接状态,后退齿轮542和行驶中继轴535以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输出轴512经由主变速反转齿轮517及后退齿轮542而向行驶中继轴535传递后退的旋转动力,行驶中继轴535通过朝向主变速输出轴512的加速动力而从最低速旋转状态变化至后退高速旋转状态(参照后退区域R)。并且,从行驶中继轴535向行驶传动轴536传递动力。
实施方式中,使所述液压泵部521的斜板倾斜角从正转倾斜角经由零而变化至反转倾斜角,从而使朝向所述主变速输出轴512的变速动力从高速减速至零,在所述行星齿轮机构526中,将来自所述发动机5的动力和朝向所述主变速输出轴512的减速动力合成,通过所述合成动力而使所述行驶中继轴535从前进中间速旋转状态变化至前进最高速旋转状态,因此,无需使所述液压机械式无级变速机500大容量化,就能够可靠地实现:利用了所述行星齿轮机构526的可变速范围的扩大,能够准确地实现:所述液压机械式无级变速机500的高效率化、轻量化、低成本化、以及所述直行用变速箱体17的高输出化。
此外,实施方式中,使所述液压泵部521的斜板倾斜角从反转倾斜角经由零而变化至正转倾斜角,从而使朝向所述主变速输出轴512的变速动力从零加速至高速,通过朝向所述主变速输出轴512的加速动力而使所述行驶中继轴535从最低速旋转状态变化至前进中间速旋转状态,因此,能够可靠地确保:使拖拉机1从初速为零的状态出发的零出发时的输出扭矩。因此,能够实现:所述液压机械式无级变速机500的高效率化、轻量化、低成本化、以及所述直行用变速箱体17的高输出化,并且,能够提高拖拉机1的慢速行驶性能。
接下来,对借助作为行驶变速齿轮机构的蠕变变速齿轮机构502及行驶副变速齿轮机构503而执行的超低速、低速以及高速的切换结构进行说明。在直行用变速箱体17内配置有:对经过了前进后退切换机构501的旋转动力进行变速的机械式的蠕变变速齿轮机构502及行驶副变速齿轮机构503、与行驶传动轴536同轴地延伸的行驶中间轴545、以及与行驶中间轴545平行地延伸的副变速轴546。
在行驶中间轴545的后部侧设置有:传递齿轮547和蠕变齿轮548。传递齿轮547以能够旋转的方式覆盖嵌合于行驶中间轴545,并且,以一体旋转的方式连结于行驶传动轴536。蠕变齿轮548以能够旋转的方式覆盖嵌合于行驶中间轴545。使蠕变拨叉549以不能相对旋转且能够沿着轴线方向滑动的方式花键嵌合于行驶中间轴545上的、传递齿轮547与蠕变齿轮548之间。通过对超低速杆44进行通断操作,蠕变拨叉549滑动移动,从而传递齿轮547及蠕变齿轮548择一地连结于行驶中间轴545。减速齿轮对550以能够旋转的方式覆盖嵌合于副变速轴546上的前室内的部位。构成减速齿轮对550的输入侧减速齿轮551和输出侧减速齿轮552为一体结构,行驶中间轴545的传递齿轮547始终与副变速轴546的输入侧减速齿轮551啮合,蠕变齿轮548始终与输出侧减速齿轮552啮合。
在行驶中间轴545的前部侧设置有:低速中继齿轮553和高速中继齿轮554。低速中继齿轮553固接于行驶中间轴545。高速中继齿轮554以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于行驶中间轴545。与低速中继齿轮553啮合的低速齿轮555和与高速中继齿轮554啮合的高速齿轮556以能够旋转的方式覆盖嵌合于副变速轴546上的比减速齿轮对550更靠前部侧。使副变速拨叉557以不能相对旋转且能够沿着轴线方向滑动的方式花键嵌合于副变速轴546上的低速齿轮555与高速齿轮556之间。通过对副变速杆45进行操作,副变速拨叉557滑动移动,从而低速齿轮555及高速齿轮556择一地连结于副变速轴546。
此外,配置有与行驶中间轴545、副变速轴546平行地延伸的直行用中继轴568及直行用输出轴30。以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用中继轴568的从动齿轮570始终与以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于副变速轴546的前端侧的主动齿轮569啮合。以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用输出轴30的直行用输出齿轮583始终与以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用中继轴568的后端侧的直行用中继齿轮582啮合。
由副变速轴546的主动齿轮569、直行用中继轴568的从动齿轮570及直行用中继齿轮582、以及直行用输出轴30的直行用输出齿轮583构成使副变速轴546的旋转向直行用输出轴30传递的直行用输出齿轮机构509。构成为:在直行用输出齿轮机构509设置直行用加速度旋转传感器(直行车速传感器)823,从而通过直行用加速度旋转传感器823来检测直行输出的转速(直行车速)。例如,配置成使直行用加速度旋转传感器823与直行用中继齿轮582对置,利用直行用中继齿轮582的转速,来检测直行输出的转速(直行车速)。
实施方式中,当对超低速杆44进行接通操作、并且将副变速杆45向低速侧操作时,蠕变齿轮548以不能相对旋转的方式连结于行驶中间轴545,并且,低速齿轮555以不能相对旋转的方式连结于副变速轴546,比直行用输出轴30超低速的行驶驱动力从行驶传动轴536经行驶中间轴545、副变速轴546及直行用中继轴568而朝向回旋用变速箱体13输出。此外,构成为:超低速杆44和副变速杆45借助变速牵制部件而连动连结,从而能够禁止:同时进行副变速杆45的高速侧操作和超低速杆44的接通操作。即,构成为:在对超低速杆44进行接通操作的状态下,无法将副变速杆45向高速侧操作,在将副变速杆45向高速侧操作的状态下,无法对超低速杆44进行接通操作。
当对超低速杆44进行切断操作、并且将副变速杆45向低速侧操作时,传递齿轮547以不能相对旋转的方式连结于行驶中间轴545,并且,低速齿轮555以不能相对旋转的方式连结于副变速轴546,比直行用输出轴30超低速的行驶驱动力从行驶传动轴536经行驶中间轴545、副变速轴546及直行用中继轴568等而朝向回旋用变速箱体13输出。当对超低速杆44进行切断操作、并且将副变速杆45向高速侧操作时,传递齿轮547以不能相对旋转的方式连结于行驶中间轴545,并且,高速齿轮556以不能相对旋转的方式连结于副变速轴546,比直行用输出轴30高速的行驶驱动力从行驶传动轴536经由行驶中间轴545、副变速轴546及直行用中继轴568等而朝向回旋用变速箱体13输出。
从回旋用变速箱体13朝向后向突出的直行用输入中间轴508、和从直行用变速箱体17的前表面下部朝向前方突出的直行用输出轴30通过动力传递轴31而连结起来。回旋用变速箱体13包括:对来自发动机5的旋转动力进行适当变速的回旋用的液压式无级变速机(HST)701、将来自液压式无级变速机701的输出旋转向左右的行驶履带3(驱动链轮62)传递的差动齿轮机构702、以及将来自差动齿轮机构702的旋转动力和来自直行用变速箱体17的旋转动力合成的左右一对的行星齿轮机构703。
液压式无级变速机701构成为:并排配置有1对的液压泵部704及液压马达部705,利用被传递到泵轴706的动力,从液压泵部704朝向液压马达部705适当地送入工作油。此外,在泵轴706安装有:用于向液压泵部704及液压马达部705供给工作油的灌注泵707。回旋用液压式无级变速机701构成为:对液压泵部704中的泵斜板708的倾斜角度进行变更调节,从而对朝向液压马达部705的工作油的排出方向及排出量进行变更,由此,任意地调节从液压马达部705突出的马达轴709的旋转方向及转速。
回旋用变速箱体13构成为:与液压泵部704的泵轴706平行地配置有回旋用输入中间轴712,回旋用输入齿轮713以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于回旋用输入中间轴712。在回旋用输入中间轴712与泵轴706之间,与回旋用输入中间轴712及泵轴706平行地配置有回旋用中继轴714,与回旋用输入齿轮713始终啮合的回旋用中继齿轮715以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于回旋用中继轴714。与回旋用中继齿轮715始终啮合的泵输入齿轮710以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于泵轴706,被传递到回旋用输入中间轴712的来自发动机5的旋转动力经由回旋用中继轴714而向泵轴706传递。
在回旋用变速箱体13内,利用使左右一对的侧面齿轮717与以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于马达轴709后端的小齿轮716的两侧啮合而得到的锥齿轮机构,来构成差动齿轮机构702。另外,差动齿轮机构702构成为:使在一端以不能相对旋转的方式覆盖嵌合有侧面齿轮717的左右一对的回旋用输出轴718朝向左右侧方延伸设置。使向左右一对的行星齿轮机构703传递动力的回旋输出齿轮719以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于左右一对的回旋用输出轴718各自的另一端。
从马达轴709输出的来自液压马达部705的旋转动力(回旋旋转动力)利用差动齿轮机构702而分支为正反旋转动力,从而经由左右一对的回旋用输出轴718而向左右一对的行星齿轮机构703传递。即,在差动齿轮机构702中,经由被覆盖嵌合有左侧面齿轮717的左回旋用输出轴718而以反转旋转动力的方式向左行星齿轮机构703传递,另一方面,借助被覆盖嵌合有右侧面齿轮717的右回旋用输出轴718,作为正转旋转动力而向右行星齿轮机构703传递。
构成为:在回旋用液压式无级变速机701的液压马达部705,设置回旋用加速度旋转传感器(回旋车速传感器)824,从而通过回旋用加速度旋转传感器824,来检测回旋输出的转速(回旋车速)。例如,在马达轴709上设置回旋用脉冲发生旋转轮体,以与回旋用脉冲发生旋转轮体对置的方式配置回旋用加速度旋转传感器824,利用回旋用脉冲发生旋转轮体的转速,来检测直行输出的转速(回旋车速)。
在回旋用变速箱体13内,在对来自直行用变速箱体17的旋转动力进行传递的直行用输入中间轴508上设置有:与制动踏板35的动作相对应地进行连动的制动机构751。并且,使直行用输入齿轮720以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用输入中间轴508前端。另外,将直行用中继轴721与直行用输入中间轴508平行地配置,使与直行用输入齿轮720始终啮合的直行用中继齿轮722以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用中继轴721。
设置有:使环形齿轮724与小齿轮723啮合的锥齿轮机构,其中小齿轮723以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于直行用中继轴721后端,使环形齿轮724以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于左右延伸设置的直行用输出轴725。直行用输出轴725的两端分别与左右一对的行星齿轮机构703各自连结起来。向直行用输入中间轴508输入的来自直行用变速箱体17的旋转动力(直行旋转动力)经由直行用输出轴725而向左右一对的行星齿轮机构703传递。另外,制动机构751与制动踏板35的操作相对应地进行制动工作,由此,使直行用输出轴725的旋转动力衰减或停止。
左右各行星齿轮机构703分别包括:1个太阳齿轮726、与太阳齿轮726啮合的多个行星齿轮727、与回旋输出齿轮719啮合的环形齿轮728、以及将多个行星齿轮727以能够旋转的方式配置在同一圆周上的行星齿轮架729。左右的行星齿轮机构703的行星齿轮架729配置成:在同一轴线上,适当设置间隔而使其相对置。左右的各太阳齿轮726固接于:在中途部覆盖嵌合有环形齿轮724的直行用输出轴725的两端。
左右的各环形齿轮728以能够旋转的方式覆盖嵌合于直行用输出轴725,并且,使左右的各环形齿轮728外周面的外齿与左右的各回旋输出齿轮719啮合,从而与回旋用输出轴718连结起来。固定于环形齿轮728的行星齿轮架729以能够旋转的方式轴支撑行星齿轮727。左右的各行星齿轮架729以能够旋转的方式覆盖嵌合于左右的各差动输出轴730。另外,与左右的各行星齿轮727一体旋转的左右的各输出侧传动齿轮731与以不能旋转的方式覆盖嵌合于左右的各差动输出轴730的左右的差动输入齿轮732啮合。左右的差动输出轴730借助中继齿轮733、734而与左右的中继轴735连结起来,左右的中继轴735借助末端传动齿轮736、737而连结于左右的车轴16。
左右的各行星齿轮机构703借助直行用中继轴721及直行用输出轴725而接收来自直行用变速箱体17的旋转动力,使太阳齿轮726以相同方向的相同转速旋转。即,左右的太阳齿轮726接收来自直行用变速箱体17的旋转动力而直行旋转,经由行星齿轮727及输出侧传动齿轮731而向差动输出轴730传递。因此,从直行用变速箱体17传递到左右的行星齿轮机构703的旋转动力以相同方向的相同转速从左右的车轴16向各驱动链轮62传递,以相同方向的相同转速驱动左右的行驶履带3,使行驶机体2直行(前进、后退)移动。
另一方面,左右的各行星齿轮机构703借助差动齿轮机构702及回旋用输出轴718而接收来自液压马达部705的旋转动力,从而使环形齿轮728以相同转速在彼此相反的方向旋转。即,左右的环形齿轮728接收来自液压马达部705的旋转动力而回旋旋转,利用行星齿轮架729,使回旋旋转与来自太阳齿轮726的直行旋转重叠,使行星齿轮727及输出侧传动齿轮731旋转。由此,经由行星齿轮727及输出侧传动齿轮731而向左右的差动输出轴730中的一方传递:直行旋转加上回旋旋转而得到的旋转动力,经由行星齿轮727及输出侧传动齿轮731而向左右的差动输出轴730中的另一方传递:直行旋转减去回旋旋转而得到的旋转动力。
来自直行用输入中间轴508及马达轴709的变速输出经由左右的各行星齿轮机构703而分别向左右的行驶履带3的驱动链轮62传递,确定行驶机体2的车速(行驶速度)及行进方向。即,当在使液压式无级变速机701的液压马达部705停止而使左右环形齿轮728静止固定的状态下、来自直行用变速箱体17的旋转动力向直行用输入中间轴508输入时,直行用输入中间轴508的旋转以左右同一转速而向左右太阳齿轮71传递,以相同方向的相同转速来驱动左右的行驶履带3,行驶机体2直行行驶。
反之,当在直行用变速箱体17的直行用输出轴30的旋转停止而使得左右太阳齿轮71静止固定的状态下、使液压式无级变速机701的液压马达部705驱动时,利用来自马达轴709的旋转动力,使得左侧的环形齿轮728正旋转(反旋转),右侧的环形齿轮728反旋转(正旋转)。其结果,在左右的行驶履带3的驱动链轮62中,一方前进旋转,另一方后退旋转,行驶机体2此时进行方向转换(原地回旋自转弯)。
另外,通过来自直行用变速箱体17的直行旋转而对左右太阳齿轮726进行驱动,并且,通过液压式无级变速机701的液压马达部705的回旋旋转而对左右环形齿轮728进行驱动,由此,左右的行驶履带3的速度产生差异,行驶机体2前进或后退,同时以比原地回旋半径大的回旋半径向左或右回旋(U形转弯)。此时的回旋半径根据左右的行驶履带3的速度差来确定。
接下来,对借助PTO变速机构505而执行的PTO轴25的驱动速度的切换结构(正转三级及反转一级)进行说明。在直行用变速箱体17配置有:将来自发动机5的动力向PTO轴25传递的PTO变速机构505。在该情况下,在主变速输入轴511的后端侧,借助动力传递通断用的PTO液压离合器590而连结有:与主变速输入轴511同轴地延伸的PTO输入轴591。另外,在直行用变速箱体17配置有:与PTO输入轴591平行地延伸的PTO变速轴592、PTO中间轴593及PTO轴25。PTO轴25从直行用变速箱体17后表面向后方突出。
当对PTO离合器开关53进行动力连接操作时,PTO液压离合器590为动力连接状态,主变速输入轴511和PTO输入轴591以不能相对旋转的方式连结起来。其结果,从主变速输入轴511朝向PTO输入轴591传递旋转动力。
在PTO输入轴591自前侧开始依次设置有:中速输入齿轮597、低速输入齿轮595、高速输入齿轮596及反转拨叉齿轮598。中速输入齿轮597、低速输入齿轮595及高速输入齿轮596以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于PTO输入轴591。反转拨叉齿轮598以不能相对旋转且能够沿着轴线方向滑动的方式花键嵌合于PTO输入轴591。
另一方面,与中速输入齿轮597啮合的PTO中速齿轮601、与低速输入齿轮595啮合的PTO低速齿轮599、以及与高速输入齿轮596啮合的PTO高速齿轮600以能够旋转的方式覆盖嵌合于PTO变速轴592。在PTO变速轴592以不能相对旋转且能够沿着轴线方向的方式花键嵌合有:前后一对的PTO变速拨叉602、603。第一PTO变速拨叉602配置于PTO中速齿轮601与PTO低速齿轮599之间。第二PTO变速拨叉603配置于比PTO高速齿轮600更靠后端侧。前后一对的PTO变速拨叉602、603构成为:随着PTO变速杆46的操作而进行连动,沿着轴线方向滑动移动。在PTO变速轴592上的PTO低速齿轮599与PTO高速齿轮600之间固接有PTO传动齿轮604。
在PTO中间轴593,以不能相对旋转的方式覆盖嵌合有:与PTO传动齿轮604啮合的PTO中间齿轮605、与以不能相对旋转的方式覆盖嵌合于PTO轴25的PTO输出齿轮608啮合的PTO中继齿轮606、以及PTO反转齿轮607。构成为:在对PTO变速杆46进行了中立操作的状态下,对副PTO杆48进行接通操作,由此,反转拨叉齿轮598滑动移动,反转拨叉齿轮598和PTO中间轴593的PTO反转齿轮607啮合。
当对PTO变速杆46进行变速操作时,前后一对的PTO变速拨叉602、603沿着PTO变速轴592滑动移动,PTO低速齿轮599、PTO中速齿轮601、以及PTO高速齿轮600择一地连结于PTO变速轴592。其结果,低速~高速的各PTO变速输出从PTO变速轴592经由PTO传动齿轮604以及PTO中间齿轮605而向PTO中间轴593传递,进而,经由PTO中继齿轮606以及PTO输出齿轮608而向PTO轴25传递。
当对副PTO杆48进行接通操作时,反转拨叉齿轮598与PTO反转齿轮607啮合,PTO输入轴591的旋转动力经由反转拨叉齿轮598以及PTO反转齿轮607而向PTO中间轴593传递。并且,反转的PTO变速输出从PTO中间轴593经由PTO中继齿轮606以及PTO输出齿轮608而向PTO轴25传递。
此外,构成为:PTO变速杆46和副PTO杆48借助PTO牵制部件而连动连结,从而能够禁止:同时进行PTO变速杆46的中立以外的变速操作和副PTO杆48的接通操作。即,构成为:在对副PTO杆48进行了接通操作的状态下,无法对PTO变速杆46进行中立以外的变速操作,在对PTO变速杆46进行了中立以外的变速操作的状态下,无法对副PTO杆48进行接通操作。
接下来,参照图12,对拖拉机1的液压回路620结构进行说明。拖拉机1的液压回路620具有:利用发动机5的旋转动力进行驱动的作业机用液压泵481以及行驶用液压泵482。实施方式中,直行用变速箱体17被用作作业油箱,直行用变速箱体17内的工作油向作业机用液压泵481以及行驶用液压泵482供给。行驶用液压泵482与直行用的液压机械式无级变速机500中的将液压泵部521和液压马达部522连结而得到的闭环油路623连接起来。在发动机5的驱动中,经常向闭环油路623补充来自行驶用液压泵482的工作油。
另外,行驶用液压泵482连接有:针对液压机械式无级变速机500的主变速液压缸524的主变速液压切换阀624、针对PTO液压离合器590的PTO离合器电磁阀627、以及通过该PTO离合器电磁阀627进行工作的切换阀628。此外,行驶用液压泵482还连接有:使前进低速液压离合器537工作的前进低速离合器电磁阀632、使前进高速液压离合器539工作的前进高速离合器电磁阀633、使后退液压离合器541工作的后退离合器电磁阀634、以及对向所述各离合器电磁阀632~634供给工作油进行控制的主控制电磁阀635。
另外,作业机用液压泵481连接有:层叠配置于液压式升降机构22的上表面的多个液压外部取出阀430、对向液压式升降机构22中的液压提升缸117下侧供给工作油进行控制的双动控制电磁阀432、对向设置于右提升杆121的水平缸122供给工作油进行控制的倾斜控制电磁阀647、对向液压式升降机构22中的液压提升缸117下侧供给工作油进行控制的上升液压切换阀648及下降液压切换阀649、使上升液压切换阀648进行切换工作的上升控制电磁阀650、以及使下降液压切换阀649工作的下降控制电磁阀651,其中液压式升降机构22处于直行用变速箱体17的上表面后部侧。此外,双动阀机构431由包含双动控制电磁阀432的液压回路构成,升降阀机构652由上升液压切换阀648及下降液压切换阀649和上升控制电磁阀650及下降控制电磁阀651的液压回路构成。
当使倾斜控制电磁阀647切换驱动时,水平缸122伸缩移动,从而右侧的下连杆23以处于前部侧的下连接销为支点进行上下移动。其结果,对地作业机借助左右两下连杆23而相对于行驶机体2向左右倾斜移动,使得对地作业机的左右倾斜角度发生变化。通过对双动控制电磁阀432进行切换控制,能够选择单动式或双动式中的任意一种方式作为液压提升缸117的驱动方式。即,随着单双动切换开关56的切换动作而对双动控制电磁阀432切换,由此,设定液压提升缸117的驱动方式。
在使液压提升缸117以单动式进行驱动的情况下,当使上升液压切换阀648或下降液压切换阀649进行切换工作时,液压提升缸117伸缩移动,提升臂120及左右两下连杆23均上下移动。其结果,对地作业机升降移动,对地作业机的升降高度位置发生变化。另一方面,在使液压提升缸117以双动式进行驱动的情况下,使上升液压切换阀648或下降液压切换阀649进行切换工作,同时,使双动控制电磁阀432进行切换驱动,从而使液压提升缸117伸缩移动。由此,对地作业机能够升降移动,并且,在使对地作业机下降时朝向地面加压,能够将对地作业机保持在下降位置。
另外,拖拉机1的液压回路620具有:利用发动机5的旋转动力进行驱动的灌注泵707,灌注泵707、与回旋用的液压式无级变速机701中的将液压泵部704和液压马达部705连结而得到的闭环油路740连接起来。实施方式中,直行用变速箱体17被用作作业油箱,向灌注泵707供给直行用变速箱体17内的工作油。另外,在发动机5的驱动中,经常向闭环油路740补充来自灌注泵707的作业油。拖拉机1的液压回路620包括:使液压式无级变速机701中的液压泵部704的泵斜板708角度变更的回旋液压缸741、和针对回旋液压缸741的回旋液压切换阀742。
拖拉机1的液压回路620除了包括前述的作业机用液压泵481及行驶用液压泵482以外,还包括:利用发动机5的旋转动力进行驱动的润滑油泵518。润滑油泵518连接有:向PTO液压离合器590的润滑部供给工作油(润滑油)的PTO离合器液压切换阀641、对液压机械式无级变速机500进行轴支撑的主变速输入轴511的润滑部、向前进低速液压离合器537的润滑部供给工作油(润滑油)的前进低速离合器液压切换阀642、向前进高速液压离合器539的润滑部供给工作油(润滑油)的前进高速离合器液压切换阀643、以及向后退液压离合器541的润滑部供给工作油(润滑油)的后退离合器液压切换阀644。此外,液压回路620中具备:溢流阀、流量调节阀、单向阀、油冷却器、油过滤器等。
接下来,参照图13~图16,对用于执行拖拉机1的行驶控制的构成进行说明。如图13所示,拖拉机1包括:对发动机5的驱动进行控制的发动机控制器811、对搭载于仪表板33的操作显示盘(仪表面板)39的显示动作进行控制的仪表控制器812、以及进行行驶机体2的速度控制等的直行控制器813及回旋控制器814。
上述控制器811~814及操作用监视器55除了包括执行各种运算处理、控制的CPU以外,还包括:用于存储控制程序及数据的ROM、用于暂时存储控制程序及数据的RAM、时间测量用的计时器、以及输入输出接口等,以能够经由CAN通信总线815而彼此通信的方式连接。发动机控制器811及仪表控制器812借助电源施加用按键开关816而与蓄电池817连接起来。
基于发动机控制器811的控制,在发动机5,燃料箱的燃料通过燃料泵而向共轨压送,作为高压燃料蓄积于共轨。并且,发动机控制器811对各燃料喷射阀分别进行开闭控制(电子控制),由此,未图示的共轨内的高压燃料的喷射压力、喷射时期、喷射期间(喷射量)得到高精度控制,然后,从各喷射器(未图示)向发动机5的各气筒喷射。
在仪表控制器812的输出侧连接有:仪表面板39中的液晶面板、各种警报灯等。并且,仪表控制器812向仪表面板39输出各种信号,对警报灯的亮灯灭灯动作及闪烁动作、液晶面板的显示动作、警报蜂鸣器的报警动作等进行控制。
在直行控制器813的输入侧连接有:对主变速杆50的操作位置进行检测的主变速传感器(主变速电位器)822、对直行输出的转速(直行车速)进行检测的直行用加速度旋转传感器(直行车速传感器)823、对前进后退切换杆36的操作位置进行检测的前进后退传感器(前进后退电位器)825、对副变速杆45的操作位置进行检测的副变速传感器826、对超低速杆44的操作位置进行检测的蠕变传感器827、对制动踏板35的踏入量进行检测的制动位置传感器828、对离合器踏板37的踏入量进行检测的离合器位置传感器829、对制动踏板35的踏入进行检测的制动开关851、对离合器踏板37的踏入进行检测的离合器开关852、以及对停车制动杆43的操作进行检测的停车制动开关853。
在直行控制器813的输出侧连接有:使前进低速液压离合器537工作的前进低速离合器电磁阀632、使前进高速液压离合器539工作的前进高速离合器电磁阀633、使后退液压离合器541工作的后退离合器电磁阀634、以及根据主变速杆50的倾斜移动操作量而使主变速液压缸524工作的主变速液压切换阀624。
在回旋控制器814的输入侧连接有:对操纵驾驶盘9的回转量(转向角度)进行检测的转向角传感器(转向电位器)821、以及对回旋输出的转速(回旋车速)进行检测的回旋用加速度旋转传感器(回旋车速传感器)824。另一方面,在回旋控制器814的输出侧连接有:根据操纵驾驶盘9的旋转操作量而使回旋液压缸741工作的回旋液压切换阀742。
如图14所示,直行控制器813包括:对具有液压机械式无级变速机(第一无级变速机)500的直行系统传动路径的输出进行控制的直行行驶运算部831、对储存有直行车速相对于操纵驾驶盘9的转向角而言的减速率的减速率表TA进行存储的存储器832、以及与CAN通信总线815连接的通信接口833。如图15所示,存储器832内的减速率表TA针对后述的“自转弯模式(第一模式)”、“制动转弯模式(第二模式)”、“慢回旋模式(第三模式)”、以及“行驶模式(第四模式)”这4个模式而存储有直行车速相对于操纵驾驶盘9的转向角而言的减速率TA1~TA4。
此外,虽然图15所示的减速率表TA给出了各模式下的使操纵驾驶盘9向右侧旋转时(拖拉机1的右回旋时)的减速率,但是,关于使操纵驾驶盘9向左侧旋转时(拖拉机1的左回旋时)的减速率也同样。即,在使操纵驾驶盘9向左右方向分别旋转时(使拖拉机1左右回旋时),依据自操纵驾驶盘9的中立位置(0°)旋转的转向角,从减速率表TA中读取指定模式下的减速率,设定直行车速的减速率。另外,减速率为乘以直行速度的比率,减速率为100%时,直行速度未减速,减速率越低,直行速度越减速。另外,操纵驾驶盘9利用转向角检测机构(转向箱)880来限制:从中立位置0°向左右旋转θe(例如、250°)以上。
如图15所示,对于减速率表TA,在操纵驾驶盘9的转向角为0°(中立位置)至θmi(例如、15°)时,处于操纵驾驶盘9的中立区域(所谓的空转区域),使各模式的减速率TA1~TA4为100%。然后,在操纵驾驶盘9的转向角为θmi至θma(例如、245°)时,处于操纵驾驶盘9的操作区域,使自转弯模式、制动转弯模式及行驶模式各自的减速率TA1、TA2、TA4根据转向角而单调减少,而使慢回旋模式的减速率TA3恒定为100%。即,转向角θmi为控制上的中立位置(0°),转向角θma为控制上的最大转向角。此时,按照行驶模式、制动转弯模式、自转弯模式的顺序,减速率相对于转向角的变化率变大。另外,在操纵驾驶盘9的转向角为θma至θe时,处于操纵驾驶盘9的最大区域,自转弯模式、制动转弯模式及行驶模式中,减速率TA1、TA2、TA4为最小值De1~De3(0<De1<De2<De3<100)%。
如图14所示,回旋控制器814包括:对具有液压式无级变速机(第二无级变速机)701的回旋系统传动路径的输出进行控制的回旋行驶运算部841、对储存有直行车速和回旋车速相对于操纵驾驶盘9的转向角的回旋/直行比的回旋/直行比表TB(参照图17)进行存储的存储器842、以及与CAN通信总线815连接的通信接口843。如图15所示,存储器842内的回旋/直行比表TB针对后述的“自转弯模式(第一模式)”、“制动转弯模式(第二模式)”、“慢回旋模式(第三模式)”、及“行驶模式(第四模式)”这4个模式而存储相对于操纵驾驶盘9的转向角而言的回旋/直行比TB1~TB4。
此外,图15所示的回旋/直行比表TB给出了各模式下的使操纵驾驶盘9向右侧旋转时(拖拉机1的右回旋时)为正的回旋/直行比。另外,回旋/直行比为:乘以利用减速率减速而得到的直行速度的比率,当回旋/直行比为0时,没有回旋速度,左右的行驶履带3均以相同的直行速度驱动,回旋/直行比越高,回旋速度越大,因此,左右的行驶履带3的速度差变大。以下,主要对使操纵驾驶盘9向右侧旋转时(右回旋时)的回旋/直行比进行说明,对于使操纵驾驶盘9向左侧旋转时(左回旋时)的回旋/直行比,通过带括弧来补充。
如图15所示,对于回旋/直行比表TB,在操纵驾驶盘9的转向角为0°~θmi(-θmi~0°)的中立区域,使各模式的回旋/直行比TB1~TB4为0。然后,在操纵驾驶盘9的转向角为θmi~θma(-θma~-θmi)的操纵驾驶盘9的操作区域,使自转弯模式、制动转弯模式、慢回旋模式、以及行驶模式各自的回旋/直行比TB1~TB4根据转向角而单调增加。此时,按照慢回旋模式、行驶模式、制动转弯模式、自转弯模式的顺序,回旋/直行比相对于转向角的变化率变大。
另外,在操纵驾驶盘9的转向角为θma~θe(-θe~-θma)的最大区域,各模式下,回旋/直行比为最大值Ra1~Ra4(最小值-Ra1~-Ra4)。此外,如图15所示,最大回旋/直行比Ra1~Ra4(-Ra1~-Ra4)满足0<Ra1<Ra2<Ra3<Ra4(-Ra4<-Ra3<-Ra2<-Ra1<0)的关系,在操纵驾驶盘9的转向角为最大区域时,慢回旋模式下,最大回旋/直行比为Ra1(-Ra1),行驶模式下,回旋/直行比为Ra2(-Ra2),制动转弯模式下,最大回旋/直行比为Ra3(-Ra3),自转弯模式下,最大回旋/直行比为Ra4(-Ra4)。
在直行控制器813中,如图16所示,直行行驶运算部831接收来自前进后退传感器825的信号,认知是“前进”“中立”“后退”中的哪一个被指定了,接收来自副变速传感器826以及蠕变传感器827的信号,认知是“高速”“低速”“超低速”中的哪一个被指定了(STEP1)。直行行驶运算部831接收来自主变速传感器822的信号,计算出直行状态(转向角为0°的状态)下的直行车速的目标值(以下为“直行基准目标值”。)(STEP2)。
直行控制器813通过回旋控制器814,以通信接口833接收来自转向角传感器821的信号,向直行行驶运算部831提供来自转向角传感器821的信号(STEP3)。直行行驶运算部831当接收来自转向角传感器821的信号而认知操纵驾驶盘9的转向角时,参照存储器832内的减速率表TA,读出已被指定的模式下的与操纵驾驶盘9的转向角相对应的直行车速的减速率(STEP4)。
然后,直行行驶运算部831以基于来自主变速传感器822的信号得到的直行基准目标值乘以读出的减速率,由此,计算出与转向角相对应的直行车速的目标值(以下为“直行目标值”。)(STEP5)。此外,直行基准目标值及直行目标值中的“直行车速”为:直行用变速箱体17中的行驶传动轴536的转速相对于发动机5的转速的相对速度。
直行行驶运算部831接收来自制动位置传感器828、离合器位置传感器829的信号,确认制动踏板35及离合器踏板37各自有无踏入(STEP6)。然后,直行行驶运算部831确认:有无针对制动踏板35的机体停止操作、有无针对离合器踏板37的操作、前进后退切换杆36是否处于中立位置(STEP7)。
在有机体停止操作的情况下、或者、对离合器踏板37有踏入操作的情况下、或者、前进后退切换杆36处于中立位置的情况下(STEP7中为Yes),直行行驶运算部831将来自直行用加速度旋转传感器823的信号(以下为“直行实测值”)从通信接口833发送给回旋控制器814(STEP8)。然后,在前进的情况下,直行行驶运算部831对前进低速离合器电磁阀632、前进高速离合器电磁阀633以及后退离合器电磁阀634的动作进行控制,从而切断前进低速液压离合器537、前进高速液压离合器539以及后退液压离合器541(STEP9)。由此,所有的液压离合器537、539、541均为动力切断状态,来自主变速输出轴512的行驶驱动力大致为零(主离合器切断的状态)。
另一方面,在没有机体停止操作、且离合器踏板37两者均没有踏入操作、且前进后退切换杆36处于前进位置或后退位置的情况下,(STEP7中为No),直行行驶运算部831将所计算出的直行目标值从通信接口833发送给回旋控制器814(STEP10)。然后,直行行驶运算部831基于所计算出的直行目标值,在前进的情况下,对前进低速离合器电磁阀632、前进高速离合器电磁阀633以及主变速液压切换阀624的动作进行控制,而在后退的情况下,对后退离合器电磁阀634以及主变速液压切换阀624的动作进行控制(STEP11)。
即,STEP11中,直行行驶运算部831基于直行实测值(来自直行用加速度旋转传感器823的信号)和直行目标值,对直行系统传动路径的输出(直行用输出轴30的转速)进行反馈控制(主变速控制)。此外,基于利用来自副变速传感器826以及蠕变传感器827的信号而被指定的变速齿轮比,根据来自直行用加速度旋转传感器823的信号,确认行驶传动轴536的转速,并与直行目标值进行比较,由此对直行系统传动路径的输出进行控制。
在回旋控制器814,如图16所示,回旋行驶运算部841接收来自转向角传感器821的信号,认知操纵驾驶盘9的转向角(STEP51)。回旋行驶运算部841参照存储器842内的回旋/直行比表TB,读出被指定的模式下的与操纵驾驶盘9的转向角相对应的回旋/直行比(STEP52)。
另外,回旋控制器814通过直行控制器813,以通信接口843接收来自副变速传感器826以及蠕变传感器827的信号,并提供给回旋行驶运算部841(STEP53)。回旋行驶运算部841利用来自副变速传感器826以及蠕变传感器827的信号,认知“高速”“低速”“超低速”中的哪一个被指定为副变速。回旋行驶运算部841基于被指定的副变速而从存储器842读出回旋/直行比的补正值,基于被指定的副变速,对回旋/直行比进行补正(STEP54)。
另外,回旋控制器814以通信接口843接收由直行控制器813计算出的直行目标值或直行实测值(来自直行用加速度旋转传感器823的信号),并提供给回旋行驶运算部841(STEP55)。回旋行驶运算部841根据直行目标值或直行实测值确认直行车速,并以该直行车速乘以补正后的回旋/直行比,由此,计算出成为回旋车速的回旋目标值(STEP56)。此外,回旋目标值中的“回旋车速”为:回旋用变速箱体13中的马达轴709的转速相对于发动机5的转速的相对速度。
回旋行驶运算部841当计算出回旋目标值时,对回旋液压切换阀742的动作进行控制。此时,回旋行驶运算部841基于来自回旋用加速度旋转传感器824的信号(以下为“回旋实测值”)和回旋目标值,对回旋系统传动路径的输出(马达轴709的转速)进行反馈控制(回旋控制)(STEP57)。
直行控制器813在执行主变速控制时,当来自前进后退传感器825的信号被切换为“从前进到后退”或“从后退到前进”时,对前进低速离合器电磁阀632以及后退离合器电磁阀634进行控制,从而对前进低速液压离合器537以及后退液压离合器541进行切换。在像这样对前进低速液压离合器537以及后退液压离合器541进行切换时,直行控制器813如下控制:前进低速液压离合器537以及后退液压离合器541中的任意一方必定结合。
此时,通过使直行基准目标值(或直行目标值)变化,对主变速液压切换阀624进行控制,从而主变速输出轴512、行驶中继轴535成为最低速旋转状态,然后,再次使主变速输出轴512、行驶中继轴535的转速加速为原来的转速。因此,回旋控制器814通过接收来自直行控制器813的直行目标值,能够使回旋目标值与直行目标值同样地变化。由此,回旋控制器814在行驶机体2的前进时和后退时,使针对操纵驾驶盘9的操作的回旋系统传动路径的输出(回旋车速)反转,能够给操作者带来平稳的操纵性。
直行控制器813在执行主变速控制时,在来自前进后退传感器825的信号为“前进”的状态下利用主变速杆50向高速侧或低速侧操作的情况下,对前进低速离合器电磁阀632以及前进高速离合器电磁阀633进行控制,从而对前进低速液压离合器537以及前进高速液压离合器539进行切换。在像这样对前进低速液压离合器537以及前进高速液压离合器539进行切换时,直行控制器813如下控制:前进低速液压离合器537以及前进高速液压离合器539中的任意一方必定结合。
此时,直行控制器813根据直行目标值对主变速液压切换阀624进行控制。另外,回旋控制器814通过接收来自直行控制器813的直行目标值而设定针对操纵驾驶盘9的操作的回旋系统传动路径的输出(回旋车速),因此,对前进低速液压离合器537以及前进高速液压离合器539的切换没有影响,无需进行复杂的运算,就能够得到与直行系统传动路径的输出(直行车速)相对应的回旋系统传动路径的输出(回旋车速)。
在离合器踏板37等被踏入等而将前进低速液压离合器537、前进高速液压离合器539以及后退液压离合器541分别控制为切断状态的情况下,直行控制器813将直行实测值(来自直行用加速度旋转传感器823的信号)发送给回旋控制器814。然后,回旋控制器814利用直行实测值(来自直行用加速度旋转传感器823的信号)来设定回旋系统传动路径的输出(回旋车速)。因此,即便在前进低速液压离合器537、前进高速液压离合器539以及后退液压离合器541全部切断、且直行系统传动路径的输出(直行车速)未与直行目标值相对应的情况下,也能够适当地设定回旋系统传动路径的输出(回旋车速),所以操作者能够毫无违和感地操作车辆。
在制动踏板35被踏入而利用紧急制动操作等进行了机体停止操作时,在行驶速度(直行车速)为规定速度以上的高速区域,直行控制器813将前进低速液压离合器537、前进高速液压离合器539以及后退液压离合器541分别控制为切断状态。此时,回旋控制器814利用直行实测值(来自直行用加速度旋转传感器823的信号)来设定回旋系统传动路径的输出(回旋车速)。因此,在执行由制动踏板35操作所带来的制动控制时,即便直行系统传动路径的输出(直行车速)未与直行目标值相对应的情况下,也能够根据直行系统传动路径的输出(直行车速)而将回旋系统传动路径的输出(回旋车速)减速,所以操作者能够毫无违和感地操作车辆。
另一方面,即便在针对制动踏板35进行了机体停止操作的状态下,行驶速度(直行车速)为低于规定速度的低速区域的情况下,直行控制器813也会与车辆的前进后退相对应地,在将前进低速液压离合器537或后退液压离合器541连接的状态下,以液压机械式无级变速机500的泵斜板523为中立状态(0°)的方式设定直行目标值,执行主变速控制(反馈控制)。此时,回旋控制器814可以利用直行实测值来设定回旋系统传动路径的输出(回旋车速),也可以利用直行目标值来设定回旋系统传动路径的输出。
回旋控制器814随着直行系统传动路径的输出(直行车速)的减速而使回旋系统传动路径的输出(回旋车速)减速。并且,在对操纵驾驶盘9进行了操作的情况下,回旋控制器814使回旋系统传动路径的输出(回旋车速)加速,直行控制器813使直行系统传动路径(直行车速)的输出减速,从而基于操纵驾驶盘9的转向角(Steering angle),来确定回旋时的左右的行驶履带3的速度比。
另外,操作者通过对操作用监视器55进行操作,能够选择如下四种模式,即:在驾驶盘转向角较大的情况下能够使回旋内侧反转而转小弯(自转弯)的“自转弯模式(第一模式)”、在与自转弯模式相比切断较迟钝且驾驶盘转向角接近最大时能够执行至使回旋内侧停止的制动转弯的“制动转弯模式(第二模式)”、与制动转弯模式相比切断更加迟钝的“慢回旋模式(第三模式)”、能够与高速车速相对应的“行驶模式(第四模式)”。此外,在利用超低速杆44以及副变速杆45而指定了超低速行驶或低速行驶的情况下,容许“自转弯模式”、“制动转弯模式”及“慢回旋模式”中的任意一个模式的回旋动作。另一方面,在利用超低速杆44而指定了高速行驶的情况下,仅容许“行驶模式”的回旋动作。
此外,操作者通过对操作用监视器55进行操作,能够按多个阶段调节回旋时的回旋力。因此,操作者通过对操作用监视器55进行操作,能够从多个模式中择一地选择,并且,还能够阶段性的调节,因此,能够轻易地选定与田间状况等相对应的适当的行驶特性(回旋特性)。
在指定了“自转弯模式”的情况下,如图17所示,在操纵驾驶盘9的转向角为角度θt1(θmi<θt1<θma)时,使内侧的行驶履带3停止,从而利用制动转弯使行驶机体2回旋,当操纵驾驶盘9的转向角超过角度θt1时,使内侧的行驶履带3反向旋转,从而利用自转弯,使行驶机体2回旋。即,在操纵驾驶盘9的转向角低于角度θt1的情况下,使内侧的行驶履带3减速,在操纵驾驶盘9的转向角为角度θt1的情况下,使内侧的行驶履带3停止,在操纵驾驶盘9的转向角超过角度θt1的情况下,使内侧的行驶履带3反向旋转。由此,能够根据操纵驾驶盘9的操作量而改变行驶机体2的回旋中心以及回旋半径。因此,能够在接近于对操纵驾驶盘9的操作感觉的状态下,使行驶机体2回旋,结果,能够使行驶机体2稳定行驶。
另外,在指定了“制动转弯模式”的情况下,如图18所示,在操纵驾驶盘9的转向角为接近于控制上的最大角θma的角度θt2(θt1<θt2<θma)时,利用制动转弯,使行驶机体2回旋。在指定了“慢回旋模式”的情况下,如图19所示,即便使操纵驾驶盘9的转向角为控制上的最大角θma以上,内侧的行驶履带3也不会停止,使行驶机体2缓慢回旋。另外,“行驶模式”下,也无法执行由制动转弯以及自转弯所带来的回旋动作。
接下来,以下参照图8、图9及图20~图22等,对制动踏板(制动操作工具)35的操作量和行驶机体2的制动动作进行说明。如图9、图20及图21所示,在枢轴装配有制动踏板35的制动踏板轴755的左右两端,分别设置有:对制动机构751进行操作的制动操作连杆机构(制动连杆机构)780、和对朝向制动踏板35的操作进行控制的制动操作控制机构(运动连杆机构)790。
如图9、图20及图21所示,制动操作连杆机构(制动连杆机构)780具备:内部具有弹性部件781的两步伸缩连杆体763,根据制动踏板35的操作量而进行动作,使制动机构751的制动臂752回转。此时,在制动踏板35的操作量较小的情况下,没有由制动机构751所带来的制动作用,因此,没有朝向制动操作连杆机构780的载荷,两步伸缩连杆体763以没有弹性部件781的作用的状态而使制动臂752回转。当制动踏板35的操作量变大时,利用制动机构751而使制动力进行作用,由此,向制动操作连杆机构780施加载荷,因此,两步伸缩连杆体763成为弹性部件781进行作用而延伸的状态,并且使制动臂752回转。即,当制动踏板35的操作量变大时,制动臂752相对于制动踏板35的操作量的旋转量减小,因此,操作者能够高精度地控制由制动机构751所带来的制动力,制动踏板35的操作性得以提高。
制动操作连杆机构780由:上端连结于制动踏板轴755左端的连杆762、上端借助制动操作凸台体(连杆凸台体)758的连杆臂759而连结于连杆762下端的两步伸缩连杆体763、以及后端与两步伸缩连杆体763的下端连结起来的制动杆766构成。另外,两步伸缩连杆体763包括:弹性部件781、内部被弹性部件781包围且底部固定有弹性部件781下端的滑动轴环782、从滑动轴环782底部插入于弹性部件781内侧的杆783、以及设置于杆783上端且固定有弹性部件781上端的固定部件784。
如图9及图21所示,制动操作控制机构(运动连杆机构)790具备:内部具有弹性部件791的两步伸缩连杆体769、和连结于两步伸缩连杆体769下端的连杆臂761。根据制动踏板35的操作量而使得连杆臂761回转,并且两步伸缩连杆体769进行伸缩动作,对朝向制动踏板35的踏力(踏入载荷)进行控制。
此时,在制动踏板35的操作量较小的情况下,连杆臂761能够旋转,因此,与制动踏板轴755的旋转相对应地,两步伸缩连杆体769以没有弹性部件791的作用的状态向上方移动。并且。连杆臂761向与制动踏板轴755相反的方向的旋转方向回转。当制动踏板35的操作量变大时,连杆臂761的回转被支撑托架(回转限制托架)779限制,因此,与制动踏板轴755的旋转相对应地,两步伸缩连杆体769以使弹性部件791作用的状态延伸。即,当制动踏板35的操作量变大时,由两步伸缩连杆体769的弹性部件791所带来的弹性力发挥作用,因此,朝向制动踏板35的踏力变重,能够防止毫无准备的紧急制动操作。由此,在行驶机体2回旋中等进行了紧急制动操作时,也需要对针对制动踏板35的操作施加足够的踏力,因此,能够将行驶机体2以安全的姿势停止。
制动操作控制机构790由:上端连结于制动踏板轴755左端的两步伸缩连杆体769、与两步伸缩连杆体763的下端连结的连杆臂761、以及对连杆臂761的回转范围进行限制的回转限制托架779构成。另外,连杆臂761设置于制动操作凸台体(连杆凸台体)760外周,该制动操作凸台体760自由嵌合于制动操作轴757,制动操作轴757被支撑于:仪表板支撑板(空切板)901下侧所固定的支撑托架(回转限制托架)779。
另外,两步伸缩连杆体769包括:弹性部件791、内部被弹性部件791包围且底部固定有弹性部件791下端的滑动轴环792、从滑动轴环792底部插入于弹性部件791内侧的杆793、设置于杆793上端且固定有弹性部件791上端的固定部件794、以及上端固定于固定部件794且在弹性部件791内侧从下方插入有杆793的伸缩限制管795。
接下来,以下参照图22,对制动踏板35的操作角度与制动动作的关系进行说明。图22是表示制动控制相对于制动踏板35操作的动作的流程图。
如图22所示,直行控制器813接收来自制动开关851的信号(STEP501),确认有无对制动踏板35的操作(STEP502)。在制动踏板35的回转角度低于角度θ0(θ0>0°)的情况下,直行控制器813利用来自制动开关851的信号而判断为制动踏板35处于非操作状态。
直行控制器813在判断为来自制动开关851的信号转变且对制动踏板35进行了操作时(STEP502中为Yes),接收来自制动位置传感器828的信号(STEP503)。并且,直行控制器813基于来自制动位置传感器828的信号,来确认制动踏板35的回转角度(STEP504~STEP505)。
在制动踏板35的回转角度低于角度θ1(θ1>θ0)的情况下(STEP504中为No),直行控制器813判断为没有对制动踏板35的踏入,不执行制动控制。另外,在制动踏板35的回转角度为角度θ2(θ2>θ1)时,制动机构751的制动力进行作用,并且,由两步伸缩连杆体763、769各自的弹性部件781、791所带来的弹性力进行作用。然后,在制动踏板35的回转角度为角度θ1以上且低于角度θ3(θ3>θ2)的情况下(STEP505中为No),直行控制器813判断为非紧急制动操作,根据制动踏板35的回转角度而执行使直行目标值衰减的减速控制(STEP506)。
此外,在制动踏板35的回转角度为角度θ3以上的情况下(STEP505中为No),直行控制器813判断为进行了紧急制动操作等机体停止操作,并且,接收来自直行用加速度旋转传感器823的信号(直行实测值),认知直行车速(STEP507)。并且,在直行车速为慢速、亦即规定速度Vth以下的情况下(STEP508中为No),转移到STEP506,执行减速控制。另一方面,在直行车速比规定速度Vth还快的情况下(STEP508中为Yes),直行控制器813使液压离合器537、539、541为动力切断状态(STEP509),然后,使液压机械式无级变速机500的泵斜板523变位到中立位置(0°)(STEP510)。
在直行控制器813根据对制动踏板(制动操作工具)35的操作量而执行图22的流程图的上述控制动作时,当对制动踏板35的操作量超过了角度θ3(第一规定量)时,切断来自直行用的液压机械式无级变速机500(第一无级变速装置)的动力输出,同时使回旋用的液压式无级变速机701(第二无级变速装置)的斜板708为中立状态(0°)。
由此,在进行了紧急制动操作等机体停止操作时,通过切断直行用变速箱体17中的直行系统传动路径,能够利用制动机构751使制动力发挥作用,从而使行驶机体2的行驶可靠地停止。另外,由于回旋用的液压式无级变速机701(第二无级变速装置)的斜板708处于中立状态,所以还可以使回旋车速的速度成分为0,因此,能够防止突然停止时操作者无意的回旋,从而将行驶机体2安全地停止。
此时,直行控制器813切断液压离合器537、539、541,从而切断来自液压机械式无级变速机500的动力输出,并且,将来自直行用加速度旋转传感器823的信号(直行实测值)发送给回旋控制器814。由此,通过制动机构751的制动力作用于直行用输出轴30而使得直行用输出轴30的旋转停止,并且,通过直行实测值减少而成为0,回旋控制器814使液压式无级变速机701的斜板708变位到中立状态。
另外,在对制动踏板(制动操作工具)35的操作量为角度θ3(第一规定量)以下的情况下,直行控制器813根据制动踏板35的操作量,来确定直行用的液压机械式无级变速机500(第一无级变速装置)的斜板523位置,使直行系统传动路径的输出减速。由此,在以行驶机体2的减速为目的而执行制动踏板35操作时,根据制动踏板35的操作量而使来自液压机械式无级变速机500的输出衰减,因此,能够执行适合操作者的操作感的减速动作。
此时,直行控制器813根据制动踏板35的操作量而使直行目标值衰减,从而重新确定直行目标值,对液压离合器537、539、541的连接进行控制,并且,对液压机械式无级变速机500的斜板523位置进行控制。由此,通过使来自液压机械式无级变速机500的动力输出衰减而使得直行速度减速。并且,直行控制器813将衰减而重新设定的直行目标值发送给回旋控制器814。由此,回旋控制器814能够根据与制动踏板35的操作量相对应地进行减速而得到的直行速度,来设定回旋速度,因此,能够防止操作者无意的毫无准备的回旋。
另外,在对制动踏板(制动操作工具)35的操作量超过了角度θ3(第一规定量)时,由直行传动路径的输出所带来的直行车速比规定速度Vth还快的情况下,直行控制器813切断来自直行用的液压机械式无级变速机500(第一无级变速装置)的动力输出,同时使回旋用的液压式无级变速机701(第二无级变速装置)的斜板708为中立状态。另一方面,由直行传动路径的输出所带来的直行车速为规定速度Vth以下的情况下,使液压机械式无级变速机500、701各自的斜板为中立状态。
由此,在以机体停止操作为目的而执行制动踏板35操作时,行驶机体2的直行车速为慢速的情况下,能够通过制动机构751的制动作用而将来自液压机械式无级变速机500的输出停止。并且,通过使直行用及回旋用各自的液压机械式无级变速机500、701的斜板523、708为中立位置(0°),能够防止行驶机体2的毫无准备的回旋,且安全地停止。
另一方面,在以机体停止操作为目的而执行制动踏板35操作时,行驶机体2以较快的直行速度进行行驶的情况下,切断液压离合器537、539、541,从而切断直行系统传动路径,由此,使由制动机构751所带来的制动力发挥作用。并且,通过使回旋用的液压机械式无级变速机701的斜板708为中立位置(0°),即便在行驶机体2的直行速度较快的状态下,也能够防止行驶机体2的毫无准备的回旋,且安全地停止。
此外,进行了机体停止操作的情况下,在行驶机体2的直行速度为规定速度Vth以下的慢速行驶(蠕变行驶)的状态下,根据制动踏板35的操作量而使直行目标值衰减,从而重新设定直行目标值,对液压离合器537、539、541的连接进行控制,并且,使液压机械式无级变速机500的斜板523位置为中立位置(0°)。由此,通过使来自液压机械式无级变速机500的动力输出衰减,使得直行速度减速,并且,使制动机构751的制动力发挥作用,从而使直行用变速箱体17的直行传动路径的输出停止。此时,直行控制器813将衰减而重新设定的直行目标值或来自直行用加速度旋转传感器823的信号(直行实测值)发送给回旋控制器814。由此,使直行用及回旋用各自的液压机械式无级变速机500、701的斜板523、708为中立位置(0°),能够防止行驶机体2的毫无准备的回旋,且安全地停止。
在对制动踏板(制动操作工具)35的操作量超过了比角度θ3(第一规定量)还小的角度θ2(第二规定量)时,制动机构751使对行驶履带(行驶部)3的制动作用发挥出来。该制动机构751设置于回旋系统传动路径,并设置于:被输入来自直行系统传动路径的输出的回旋系统传动路径的直行用输入中间轴(输入轴)508。
由此,在制动踏板35操作量低于角度θ2时,利用直行控制器813对行驶机体2的直行速度进行控制,由此,能够使与操作者的操作相对应的制动作用作用于行驶机体2的行驶之中。并且,在制动踏板35操作量为角度θ2~θ3的情况下,由制动机构751所带来的制动力在较小的范围内,因此,利用直行控制器813对行驶机体2的直行速度进行控制,从而能够根据制动踏板35的操作量而使行驶机体2的行驶速度进一步减速。此外,在制动踏板35操作量为角度θ3以上且使行驶机体2停止的情况下,由制动机构751所带来的制动作用立刻反映,使得行驶机体2停止。因此,操作者能够利用制动踏板35操作,对行驶机体2的行驶速度进行微调,能够实现适合操作者的感觉的行驶机体2的操纵。
此外,本申请的发明中的各部分的构成并不限定于图示的实施方式,可以在不脱离本申请的发明的主旨的范围内进行各种变更。
符号说明
2 行驶机体
3 行驶履带
4 后车轮
5 柴油发动机
8 操纵座席
13 回旋用变速箱体
17 直行用变速箱体
500 液压机械式变速机
501 前进后退切换机构
502 蠕变变速齿轮机构
503 副变速齿轮机构
511 主变速输入轴
512 主变速输出轴
521液压泵部
522 液压马达部
523 泵斜板
524 主变速液压缸
526 行星齿轮机构
535 行驶中继轴
537 前进低速液压离合器
539 前进高速液压离合器
541 后退液压离合器
624 主变速液压切换阀
642 前进低速离合器液压切换阀
643 前进高速离合器液压切换阀
644 后退离合器液压切换阀
701 液压式无级变速机(HST)
702 差动齿轮机构
703 行星齿轮机构
704 液压泵部
705 液压马达部
706 泵轴
707 灌注泵
708 泵斜板
709 马达轴
741 回旋液压缸
742 回旋液压切换阀
751 制动机构
752 制动臂
753 连结板
755 制动踏板轴
756 踏板轴臂
757 制动操作轴
758 制动操作凸台体(左)
759 连杆臂
760 制动操作凸台体(右)
761 连杆臂
762 连杆
763 两步伸缩连杆体
764 连杆支撑托架
765 连杆支撑托架
766 制动杆
767 连杆臂
768 连杆臂
769 两步伸缩连杆体
813 直行控制器
814 回旋控制器
821 转向角传感器
822 主变速传感器
823 直行用加速度旋转传感器
824 回旋用加速度旋转传感器
825 前进后退传感器
826 副变速传感器
827 蠕变传感器
828 制动位置传感器
829 离合器位置传感器
831 直行行驶运算部
832 存储器
833 通信接口
841 回旋行驶运算部
842 存储器
843 通信接口
TA 减速率表
TB 回旋/直行比表

Claims (6)

1.一种作业车辆,其包括:
发动机,该发动机搭载于行驶机体;
直行系统传动路径,该直行系统传动路径具有第一无级变速装置;
回旋系统传动路径,该回旋系统传动路径具有第二无级变速装置;
左右的行驶部,该左右的行驶部接收来自所述发动机的动力而进行前进后退;
制动机构,该制动机构对所述行驶部进行制动;
制动操作工具,该制动操作工具使所述制动机构作用;以及
控制部,该控制部对所述直行系统传动路径的输出和所述回旋系统传动路径的输出进行连动地控制,
将所述直行系统传动路径的输出和所述回旋系统传动路径的输出进行合成而驱动所述行驶部,
所述作业车辆的特征在于,
在对所述制动操作工具的操作量超过了第一规定量时,所述控制部切断来自所述第一无级变速装置的动力输出。
2.根据权利要求1所述的作业车辆,其特征在于,
在对所述制动操作工具的操作量为第一规定量以下的情况下,所述控制部根据所述制动操作工具的操作量而确定所述第一无级变速装置的斜板位置,并使所述直行系统传动路径的输出减速。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆,其特征在于,
在对所述制动操作工具的操作量超过了第一规定量时,
在由所述直行系统传动路径的输出所带来的直行速度比规定速度还快的情况下,所述控制部切断来自所述第一无级变速装置的动力输出,同时,使所述第二无级变速装置的斜板为中立状态,
另一方面,在由所述直行系统传动路径的输出所带来的直行速度为规定速度以下的情况下,所述控制部使所述第一无级变速装置以及第二无级变速装置各自的斜板均为中立状态。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的作业车辆,其特征在于,
在对所述制动操作工具的操作量超过了比第一规定量还小的第二规定量时,所述制动机构使针对所述行驶部的制动作用发挥出来。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的作业车辆,其特征在于,
所述制动机构设置于所述回旋系统传动路径。
6.根据权利要求5所述的作业车辆,其特征在于,
所述制动机构设置于:被输入来自所述直行系统传动路径的输出的所述回旋系统传动路径的输入轴。
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