JP2000002329A - 動力車両の変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の変速ギヤ機構を有する動力車両では、
作業中に副変速ギヤ機構を変速操作したときに車速が大
きく変化しすぎて主変速ギヤ機構も操作しなければなら
ない場合が生じたり、路上を移動するときに副変速ギヤ
機構の変速操作だけでは車速が不足し、主変速ギヤ機構
も切り替えなければならないような場合があり、変速操
作が煩雑になり、迅速に操作ができない欠点があった。 【解決手段】 変速ギヤ機構の１つを操縦者の変速操作
により任意に変速可能に構成すると共に、他の変速ギヤ
機構を前記操縦者の変速操作の他、マイコン制御により
変速可能に構成し、前記マイコン制御では、前記前者の
ギヤ機構が高速側へ変速されたときには後者のギヤ機構
を低速側へ変速し、前記前者のギヤ機構を低速側へ変速
されたときには後者のギヤ機構を高速側へ変速する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トラクタ等動力車両
の変速装置に関するものであり、煩雑な変速操作を不要
にして簡単、且つ迅速に目的の位置に変速できる装置を
提供することを目的とする。

【０００２】

【従来技術】トラクタ等の動力車両には、通常４段の変
速が可能な主変速ギヤ機構や２段〜４段の変速が可能な
副変速ギヤ機構が備えられている。主変速ギヤ機構に油
圧多板クラッチ式のパワーシフト形を採用し、クラッチ
操作を行なわないで主変速のギヤシフトが可能なものも
あるが、副変速ギヤ機構は一般的に機械式変速機構で構
成されており、これらのギヤ機構は単に直列に連結され
ているだけであって一方を操作したときに他方がそれに
連動して変速されるようには構成されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のトラクタ等の動
力車両の変速ギヤ機構は、作業中に副変速ギヤ機構を変
速操作したときに車速が大きく変化しすぎて主変速ギヤ
機構も操作しなければならない場合が生じたり、路上を
移動するときに副変速ギヤ機構の変速操作だけでは車速
が不足し、主変速ギヤ機構も切り替えなければならない
ような場合があり、変速操作が煩雑になり、迅速に操作
ができない欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は前記の課題に
鑑みて提案するものであって、次のような技術的手段を
講じた。即ち、エンジンＥの動力を主変速ギヤ機構２９
と副変速ギヤ機構３１を介して後輪または前輪へ伝達す
る動力車両において、前記変速ギヤ機構の少なくとも１
つを操縦者の変速操作により任意に変速可能に構成する
と共に、他の変速ギヤ機構を前記操縦者の変速操作の
他、マイコン制御により変速可能に構成し、前記マイコ
ン制御では、前記前者のギヤ機構が高速側へ変速された
ときには後者のギヤ機構を低速側へ変速し、前者のギヤ
機構を低速側へ変速されたときには後者のギヤ機構を高
速側へ変速することを特徴とする動力車両の変速装置と
した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、この発明
の実施の形態を説明する。図１はトラクタ等の動力車両
を示したものであり、機体１１の略中央部に運転席１２
が設置されている。ステアリングハンドル１３の前方に
メータパネル１４を装着し、シートＳの右側に主変速シ
フトレバー１５を設けるとともにシートＳの左側に副変
速シフトレバー１６を設ける。

【０００６】図２は前記メータパネル１４を示し、中央
より左側にエンジン回転計１７を設け、中央より右側に
ＰＴＯの回転表示部１８及び車速表示部１９を設ける。
メータパネル１４の下部には、主変速シフトレバー１５
のシフト位置を表示するランプ２０と、副変速シフトレ
バー１６のシフト位置を表示するランプ２１が設けられ
ている。

【０００７】図３（イ）は主変速シフトレバー１５の取
付部位を示し、シフトパネル２２に設けた溝２３内を主
変速シフトレバー１５が前後動自在になっている。図示
した位置はニュートラル位置であるが、主変速シフトレ
バー１５をニュートラルから前方へ移動するのに伴っ
て、後述する主変速ギヤ機構が高速位置へシフトアップ
され、ニュートラルから後方へ移動するのに伴って主変
速ギヤ機構が低速位置へシフトダウンされる。

【０００８】なお、ニュートラル位置の右側にある凹部
２４は主変速シフトレバー１５のロック位置であり、二
点鎖線で示すように主変速シフトレバー１５がこの位置
でロックされる。２５はシフト位置を表示する表示部で
あり、いま、主変速ギヤ機構と副変速ギヤ機構がどのよ
うな組み合わせ状態であるかを表示する。

【０００９】一方、図３（ロ）は副変速シフトレバー１
６の取付部位を示し、シフトパネル２６にＨ型の溝２７
が設けられ、二点鎖線で示した位置がニュートラル位置
である。副変速シフトレバー１６を溝２７内でスライド
させながら移動させ、左上の位置にシフトすれば副変速
ギヤ機構が低速（Ｌ）位置となる。同様にして、左下は
超低速（ＬＬ）位置、右上は高速（Ｈ）位置、右下は中
速（Ｍ）位置である。

【００１０】図４はこの実施の形態で説明するトラクタ
の動力伝達系を示すものであり、エンジンＥの動力はリ
バースギヤ機構２８を介して主変速ギヤ機構２９に伝達
される。リバースギヤ機構２８はシフター３０の動きに
よって前進モードと後進モードとに切り替える。

【００１１】主変速ギヤ機構２９は後述するようにＣＰ
Ｕを有するマイコン制御によって操作され、その後段に
は副変速ギヤ機構３１、３２を設け、シフター３３、３
４の操作によって任意のギヤ位置へシフトするように構
成している。符号３５は二輪駆動と四輪駆動とに切り替
える切替装置であり、この切替装置３５を入りにすれば
前輪デフ３６へ動力が伝達され、四輪駆動モードとな
る。

【００１２】なお、この切替装置３５と前輪デフ３６と
の間には、前輪の回転速度を増速する前輪増速装置３７
が介装されている。一方、副変速ギヤ機構３１の後段に
後輪デフ３８を設け、更にＰＴＯ軸３９の後部にリヤＰ
ＴＯ取出部４０を設ける。図５は変速ギヤの他の組み合
わせを示したものであり、副変速ギヤ機構３１、３２の
配設位置が前記の場合と異なるが、この場合も、高速
（Ｈ）、中速（Ｍ）、低速（Ｌ）、超低速（ＬＬ）の４
段の変速が行なえる。

【００１３】本発明の変速ギヤ機構の構成は図４及び図
５のいずれであっても良く、変速を行なうシフターの移
動量は次に述べるようにスイッチ形のセンサあるいはス
トロークセンサ等で検出する。図６は主変速ギヤ機構２
９を制御するＣＰＵ４１の接続構成を示し、主変速シフ
トレバー１５のシフト位置はこのＣＰＵ４１に入力され
る。

【００１４】そして、ＣＰＵ４１の指令によって主変速
ギヤ機構２９の１、２速用油圧バルブ４２及び３、４速
用油圧バルブ４３を入切して、何れか任意のギヤ位置へ
シフトする。このほか、副変速ギヤ機構３１、３２のシ
フター３３、３４の位置は、シフターセンサ４４、４５
の検出値によりＣＰＵ４１へ入力され、更にリバースギ
ヤ機構２８のシフター３０の位置はシフターセンサ４６
の検出値によりＣＰＵ４１へ入力される。

【００１５】また、図６に示すように、この実施の形態
では前記ＣＰＵ４１にシフトパターンの選択スイッチ４
７を設け、ノーマルポジションＮ、オリジナルポジショ
ンＯ、そしてこの発明のステップポジションＳの三つの
ポジションを選択できるようにしている。この選択スイ
ッチ４７をノーマルポジションＮにしてあるときは、前
記副変速ギヤ機構３１、３２の副変速シフトレバー１６
を操作し、シフター３３、３４によって副変速を他のギ
ヤ位置へ変速したときであっても、主変速ギヤ機構２９
のギヤ位置は変化しない。

【００１６】即ち、主変速ギヤ機構２９のシフト位置に
拘らず、任意に副変速ギヤ機構３１、３２を変速するこ
とができ、主変速ギヤ機構２９の設定は変化しない。図
７に示すシフトパターンはノーマルポジションＮでの変
速の様子を説明したものである。副変速ギヤ機構３１、
３２が操作されるときには、主変速ギヤ機構２９の油圧
パック（油圧クラッチ）が切りとなっている（ステップ
１０１）。

【００１７】この状態で副変速シフトレバー１６を操作
して変速すると（ステップ１０２）、主変速の油圧パッ
クが入りとなり、副変速ギヤ等のシフトに連動して主変
速ギヤの油圧パックが入りとなって主変速ギヤがシフト
される（ステップ１０３）。そして、副変速ギヤ等をニ
ュートラルへ戻せば、それに連動してシフト途中で主変
速の油圧パックが切れ（ステップＳ１０４）、ステップ
１０１の状態に戻る。

【００１８】なお、副変速シフター３３の移動はストロ
ークセンサ形のシフターセンサ４４によって検出する
が、図４に一部示すようにスイッチ形のセンサ４８であ
っても良い。選択スイッチ４７をステップポジションＳ
にしてあるときは、前記副変速ギヤ機構３１の副変速シ
フトレバー１６を操作し、シフター３３によって他のギ
ヤ位置へ変速したときは、ＣＰＵ４１の制御により主変
速ギヤ機構２９のギヤ位置が切り替わる。

【００１９】この作用を説明したのが図８のフローチャ
ートであり、一例として副変速ギヤ機構３１を中速
（Ｍ）から低速（Ｌ）へシフトダウンするときのＣＰＵ
４１の作動を説明している。先ず、副変速ギヤ機構３１
が中速（Ｍ）で、且つ、主変速ギヤ機構２９が１速にな
っている状態（ステップ２０１）にあり、この状態から
副変速が中速（Ｍ）から一旦ニュートラルＮになり、シ
フト途中で主変速の油圧クラッチが切れる（ステップ２
０２〜２０３）。次に副変速ギヤ機構３１をニュートラ
ルＮから目的の低速（Ｌ）へシフトすれば（ステップ２
０４）、ＣＰＵ４１の制御により主変速の油圧クラッチ
が入りとなって主変速ギヤ機構２９は４速にシフトされ
る。

【００２０】即ち、副変速ギヤ機構３１をシフトダウン
させて減速させるときには、主変速ギヤ機構２９が何れ
のギヤ位置にあっても必ず４速に切り替わるように制御
される。図９はその逆の場合の作用を示すものであり、
一例として副変速ギヤ機構３１を中速（Ｍ）から高速
（Ｈ）へシフトアップするときのＣＰＵ４１の作動を説
明している。

【００２１】先ず、副変速ギヤ機構３１が中速（Ｍ）
で、且つ主変速ギヤ機構２９が４速になっている状態
（ステップ３０１）にあり、この状態から副変速ギヤ機
構３１が中速（Ｍ）から一旦ニュートラルＮになり、シ
フト途中で主変速ギヤ機構２９の油圧クラッチが切れる
（ステップ３０２、３０３）。次に副変速ギヤ機構３１
をニュートラル位置Ｎから目的の高速（Ｈ）位置へシフ
トアップすれば（ステップ３０４）、ＣＰＵ４１の制御
により主変速ギヤ機構２９の油圧クラッチが入りとなり
主変速ギヤ機構２９は４速から１速にシフトされる。

【００２２】即ち、副変速ギヤ機構３１をシフトアップ
して増速させたときは、主変速ギヤ機構２９が何れのギ
ヤ位置にあっても１速に切り替わるように制御される。
このように、選択スイッチ４７をステップポジションＳ
にすると、副変速ギヤ機構３１がシフトされたときには
同時に主変速ギヤ機構２９も制御され、しかも、副変速
ギヤ機構３１が増速側に切り替えられると主変速ギヤ機
構２９は減速側に、副変速ギヤ機構３１が減速側に切り
替えられると主変速ギヤ機構２９が増速側に切り替えら
れるように制御されることになって、副変速ギヤ機構３
１のシフト前後での車速の大きな変化を抑えることがで
きる。

【００２３】また、選択スイッチ４７をオリジナルポジ
ションＯにすると、副変速ギヤ機構３１をシフトしたと
きに、主変速ギヤ機構２９が作業内容に合わせて予め設
定されたギヤ位置へシフトされるようにしている。例え
ば、図１０に示すフローチャートは、副変速ギヤ機構３
１を低速（Ｌ）や中速（Ｍ）から高速（Ｈ）へシフトア
ップするときのＣＰＵ４１の作動を示してある。副変速
ギヤ機構３１を高速（Ｈ）にするのはほとんど路上走行
する場合が多い。先ず、副変速ギヤ機構３１が中速
（Ｍ）で、且つ主変速ギヤ機構２９が１速になっている
状態（ステップ４０１）から、副変速ギヤ機構３１が中
速（Ｍ）から一旦ニュートラルＮになり、シフト途中で
主変速ギヤ機構２９の油圧クラッチが切れる（ステップ
４０２〜４０３）。次に副変速ギヤ機構３１をニュート
ラルＮから高速（Ｈ）へシフトさせ（ステップ４０
４）、ＣＰＵ４１の制御により主変速ギヤ機構２９の油
圧クラッチが入りとなって４速にシフトされる（ステッ
プ４０５）。

【００２４】即ち、動力車両は副変速ギヤ機構３１が高
速（Ｈ）且つ主変速ギヤ機構２９が４速の最高速モード
になり、路上走行に適した組み合わせになる。一方、副
変速ギヤ機構３１を高速（Ｈ）から中速（Ｍ）や低速
（Ｌ）へシフトダウンするときのＣＰＵ４１の作動を説
明する。副変速ギヤ機構３１を中速（Ｍ）や低速（Ｌ）
へ切り替えるのは農作業のときであり、例えば、図１１
に示すフローチャートは、副変速ギヤ機構３１が高速Ｈ
で、且つ主変速ギヤ機構２９が４速の通常走行モードの
状態であり（ステップ５０１）、この状態から副変速ギ
ヤ機構３１が高速（）Ｈから一旦ニュートラルＮにな
り、シフト途中で主変速ギヤ機構２９の油圧クラッチが
切れる（ステップ５０２〜５０３）。

【００２５】次に、副変速ギヤ機構３１を低速（Ｌ）に
シフトしたときは（ステップ５０４）、ＣＰＵ４１の制
御により主変速ギヤ機構２９の油圧クラッチが入となっ
て４速にシフトされる（ステップ５０５）。又、副変速
ギヤ機構３１を中速（Ｍ）にシフトしたときは（ステッ
プ５０６）、ＣＰＵ４１の制御により主変速ギヤ機構２
９の油圧クラッチが入となって１速にシフトされる（ス
テップ５０７）。

【００２６】又、このオリジナルポジションＯでは作業
内容の差異に応じて、夫々、個別のプログラムになるよ
うに変更することが容易である。図１２はリバースギヤ
機構２８を油圧切替式とし、この油圧クラッチを入切し
て変速操作を可能とした例を示すものであり、符号４９
はリバースギヤ機構２８の油圧バルブである。この場合
も、前述と同様にして副変速ギヤ機構３１のシフトに連
動して、ＣＰＵ４１の制御にて主変速ギヤ機構２９をシ
フトさせることができる。尚、各フローチャートで説明
したＣＰＵ４１の制御はシフトアップ並びにシフトダウ
ンの双方に同様の作用を為し、又、この発明は、この発
明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことがで
き、そして、この発明が該改変せられたものもに及ぶと
こは当然である。

【００２７】

【発明の効果】この発明は前述のように、主変速ギヤ機
構と副変速ギヤ機構及びそれらの変速ギヤ機構を操作す
る操作部材を有した動力車両において、主変速ギヤ機構
と副変速ギヤ機構のいずれか一方を操作したときに、他
方の変速ギヤ機構が所定の位置に変速される制御手段を
設けたものであるから、変速操作が確実となり、簡単且
つ迅速に目的の位置に変速できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタ等の動力車両の平面図である。

【図２】メータパネルの拡大正面図である。

【図３】図３（イ）は主変速シフトレバーの取付部位を
示した拡大平面図、図３（ロ）は副変速シフトレバーの
取付部位を示した拡大平面図である。

【図４】動力車両の変速ギヤの組み合せを示す概念図で
ある。

【図５】動力車両の変速ギヤの組み合せを示す他の実施
の形態の概念図である。

【図６】ＣＰＵの接続構成を示す説明図である。

【図７】ギヤシフトの実施の形態を示すフローチャート
である。

【図８】選択スイッチをステップポジションにしたとき
に、副変速ギヤ機構をシフトダウンするときのフローチ
ャートである。

【図９】選択スイッチをステップポジションにしたとき
に、副変速ギヤ機構をシフトアップするときのフローチ
ャートである。

【図１０】選択スイッチをオリジナルポジションにした
ときに、副変速ギヤ機構をシフトアップするときのフロ
ーチャートである。

【図１１】選択スイッチをオリジナルポジションにした
ときに、副変速ギヤ機構をシフトダウンするときのフロ
ーチャートである。

【図１２】リバース機構に油圧クラッチを採用した場合
のＣＰＵの接続構成を示す説明図である。

【符号の説明】

２９ 主変速ギヤ機構 ３１ 副変速ギヤ機構 ３２ 副変速ギヤ機構 ４１ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 尚久 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンＥの動力を主変速ギヤ機構２９
   と副変速ギヤ機構３１，３２を介して後輪または前輪へ
   伝達する動力車両において、前記変速ギヤ機構の１つを
   操縦者の変速操作により任意に変速可能に構成すると共
   に、他の変速ギヤ機構を前記操縦者の変速操作の他、マ
   イコン制御により変速可能に構成し、前記マイコン制御
   では、前記前者のギヤ機構が高速側へ変速されたときに
   は後者のギヤ機構を低速側へ変速し、前記前者のギヤ機
   構を低速側へ変速されたときには後者のギヤ機構を高速
   側へ変速することを特徴とする動力車両の変速装置。