JP2003182398A

JP2003182398A - 変速装置

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Publication number: JP2003182398A
Application number: JP2001385496A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishibashi; 文雄石橋; Yukio Kubota; 幸雄久保田; Yasuo Noma; 康男野間; Akishi Kuroda; 晃史黒田
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP3993764B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）による変速
と、油圧式無段変速機構と遊星歯車機構とによる変速に
自動切換可能に構成した油圧−機械式変速装置（ＨＭ
Ｔ）では、低速前進時に油圧式無段変速機構による変速
を行うと、ＨＳＴ斜板角が微小でありＨＳＴ回転出力が
不安定となり、高負荷作業には適さない。【解決手段】後進域の全域〜前進低速域にはＨＳＴ２
１で変速する「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜高
速域時にはＨＳＴ２１とエンジン２０の出力を遊星歯車
機構１０で合成して変速する「ＨＭＴモード」とした油
圧−機械式変速装置において、前進低速域で「ＨＭＴモ
ード」とする切換手段３６を設け、車速がゼロの状態で
切換手段３６を操作することによって、前進低速域にお
いて「ＨＭＴモード」による変速を選択可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両等に備え
られる変速装置の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＨＳＴ（油圧式無段変速機構）と
遊星歯車機構とを組み合わせた、油圧−機械式変速装置
（ＨＭＴ）が知られている。ＨＳＴは可変容量型の油圧
ポンプの可動斜板を主変速操作手段と連結連動して、該
主変速操作手段を回動操作することにより油圧ポンプか
らの吐出量を変更して出力回転数を変更して主変速を行
い、主変速操作手段を中立位置から逆方向に回動するこ
とにより前後進を切り換えて、同時に変速を行えるよう
にしている。

【０００３】そして、油圧−機械式変速装置において、
例えば、特開２００１−１０８０６１号公報に掲載され
ているように、変速装置の変速比が設定値より低速側に
あるときは、第一のクラッチが係合されてＨＳＴの出力
回転を車軸に出力する「ＨＳＴモード」とし、増速され
て前記変速比が前記設定値を上回った場合は、第二のク
ラッチが係合されてＨＳＴの出力回転とエンジンの出力
回転とを合成して車軸に出力する「ＨＭＴモード」とし
て、後進域の全域〜前進低速域で「ＨＳＴモード」、前
進の中速域〜高速域で「ＨＭＴモード」とするよう構成
されたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る変速装置
では、上述の従来技術に鑑み、切換手段を設けて、通常
走行に対し変速装置を別制御するモードに切換可能にし
て、車両の滑らかな増減速や、作業形態に応じた車両走
行を図るための変速装置の制御機構について提案する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に、この課題を解決する
ための手段を説明する。

【０００６】即ち、請求項１においては、後進域の全域
〜前進低速域では油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）で変速
した出力を得る「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜
高速域では油圧式無段変速機構による出力とエンジンか
らの出力を遊星歯車機構で合成して変速した出力を得る
「ＨＭＴモード」とした油圧−機械式変速装置（ＨＭ
Ｔ）において、前進の低速域で「ＨＭＴモード」を選択
可能とする切換手段を設けたものである。

【０００７】請求項２においては、請求項１に記載の変
速装置において、車両停止時に切換手段を操作可能とし
たものである。

【０００８】請求項３においては、エンジンの動力を油
圧式無段変速機構で変速する変速装置において、出力回
転数検知手段と、ブレーキ操作の検知手段と、変速装置
に変速アクチュエータを設け、エンジンがアイドリング
状態であるとき、ブレーキペダルを踏込操作すれば、変
速装置を中立にする状態と、中立にしない状態とを切り
換える選択切換手段を設けたものである。

【０００９】請求項４においては、請求項３に記載の変
速装置において、変速装置を中立にする状態と、変速装
置を中立にしない状態とに切換可能な切換手段をブレー
キペダル近傍に設けたものである。

【００１０】請求項５においては、エンジンの回転数と
変速後の出力回転をそれぞれ検知して、エンジンの回転
数に比例して油圧式無段変速機構で変速するようにした
変速装置において、エンジンの回転数が変化しても変速
装置による出力回転数を変更させない不感帯を設けたも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。図１はＨＭＴ式変速装置のスケルトン図、図２はＨ
ＳＴの側面断面展開図、図３はミッション前部の側面断
面展開図、図４はＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説
明図である。図５はＨＳＴ変速比と車速の関係を示した
図、図６はＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図、図７
はＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図、図８はＨ
ＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図である。

【００１２】本実施例では、本発明に係る変速装置の一
例として、ＨＳＴと遊星歯車機構とを備えた油圧−機械
式変速装置を挙げる。該油圧−機械式変速装置は作業車
両に搭載され、作業車両は変速装置によって変速された
エンジンの動力によって走行駆動され、また、エンジン
の動力によって車両に装備された作業機を駆動可能とし
ている。

【００１３】〔動力伝達構成〕以下に、本実施例に係る
油圧−機械式変速装置の動力伝達構成について説明す
る。

【００１４】走行駆動系まず、走行駆動系を説明する。図１及び図２に示すよう
にＨＳＴ２１は油圧ポンプ２２及び油圧モータ２３を備
えており、両者２２・２３は平板状のセンタセクション
３２に付設されて、ＨＳＴハウジング３１内に収容され
ている。前記センタセクション３２はミッションケース
３３に固設されている。

【００１５】ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心を
ポンプ出力軸２５が貫通しており、該ポンプ出力軸２５
は駆動源であるエンジン２０からの動力を該油圧ポンプ
２２に伝達すると共に、遊星歯車機構１０に伝達させ、
さらには、後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸５
３へも動力を伝達させている。該ポンプ出力軸２５には
油圧ポンプ２２のシリンダブロック２２ｂが係合されて
相対回転不能とされ、ポンプ出力軸２５とともにシリン
ダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シ
リンダブロック２２ｂには複数のプランジャ２２ｃが摺
動自在に配設され、該プランジャ２２ｃの頭部には可動
斜板２２ａが当接している。該可動斜板２２ａは傾動自
在に枢支され、その傾斜角を調節することにより油圧ポ
ンプ２２の容積を変更することができる。なお、以後、
可動斜板２２ａの傾斜角をＨＳＴ斜板角と記載すること
にする。

【００１６】油圧ポンプ２２により吐出された作動油
は、センタセクション３２に設けられた油路を介して油
圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブ
ロック、プランジャ等より構成される固定容積型の油圧
モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２
３の出力軸であるＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向
を制御する構成になっている。以後、本明細書におい
て、ＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を「ＨＳＴ回
転数」とし、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数に対する
関数としたもの（詳しくは、ＨＳＴ回転数をエンジンの
回転数で割ったもの）を「ＨＳＴ変速比」と記載するこ
とにする。

【００１７】なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧ポン
プ２２のみを可変容積型とし、油圧モータ２３は固定容
積型としているが、その構成のＨＳＴに限るものでもな
い。例えば、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の双方を
可変容積型とする構成でも、本発明を適用することがで
きる。

【００１８】ミッションミッション３０の構成について、図１乃至図４を参照し
て説明する。ミッション３０はミッションケース３３に
より被装されており、該ミッションケース３３にはポン
プ出力軸２５、ＨＳＴ出力軸２６、出力軸２７、副変速
軸２８、ＰＴＯ軸５３等が水平で前後方向に配設され、
それぞれ回動自在に支持されている。また、ミッション
ケース３３内には遊星歯車機構１０が設けられている。
遊星歯車機構１０は前記ＨＳＴ２１の後方に配設され、
後述するサンギア１、プラネタリギア２、リングギア
３、キャリア５等より構成されている。

【００１９】一方、前記ＨＳＴ出力軸２６にはリングギ
ア３のボス部３ａと、ギア１２が遊嵌されており、該リ
ングギア３のボス部３ａと該ＨＳＴ出力軸２６との間に
は第一の油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３
が、ギア１２とＨＳＴ出力軸２６との間には第二の油圧
パッククラッチであるＨＳＴクラッチ１４が、それぞれ
介在させてある。この二つの油圧パッククラッチ１３・
１４は二つの変速モード（「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴ
モード」）を切り換えるために用いられ、変速モードに
応じてＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ１４のう
ちいずれか一方を係合させ他方を係合解除させることに
より、リングギア３又はギア１２のいずれか一方を介し
て出力軸２７に動力が伝達されることとなる。また、こ
の二つの油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合
させないことで、車軸に対し動力が完全に断たれる状態
をも現出させることができ、この意味で前記ＨＭＴクラ
ッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４は、車両のメインクラ
ッチとしての役割をも果たす。

【００２０】一方、前記ポンプ出力軸２５は前記ＨＳＴ
２１のセンタセクション３２を貫通してミッションケー
ス３３内に延出しており、該延出部分上にポンプ側入力
ギア８を外嵌している。該ポンプ側入力ギア８と、サン
ギア１に同心的に遊嵌したキャリア５の前部外周面に形
成したギア５ａとが噛合して、キャリア５を回転させて
いる。そして、該キャリア５には、前記サンギア１及び
リングギア３と噛合する複数のプラネタリギア２・２が
支承されて、これらの、サンギア１、プラネタリギア２
・２、リングギア３、キャリア５等よりで遊星歯車機構
１０を構成している。

【００２１】前記遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯
車機構１０の第一の要素たるサンギア１は出力軸２７に
遊嵌され、プラネタリギア２は前記サンギア１と、前記
サンギア１に同心して配置された、第三の要素たるリン
グギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、
出力軸２７上に遊嵌された第二の要素たるキャリア５に
回転自在に支持され、自転しながら該キャリア５ととも
に公転し得るように構成されている。該キャリア５の前
部にはギア５ａが形成されており、該ギア５ａは、前記
ポンプ出力軸２５上に外嵌されたポンプ側入力ギア８と
噛合している。

【００２２】一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ出力
軸２６が配設されており、該ＨＳＴ出力軸２６上にはモ
ータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２７に遊嵌した
サンギア１の前部に外嵌固定したギア６とモータ側入力
ギア９が噛合してサンギア１を回転駆動している。この
ＨＳＴ出力軸２６上には、モータ側入力ギア９の後方に
さらにギア１５が固設してあり、該ギア１５は、前記出
力軸２７上に遊嵌される前記ギア１２と噛合している。

【００２３】また、図１で示すように、前記出力軸２７
には、ブレーキ装置９５が備えられ、同じく出力軸２７
の後端にはカップリングを介して伝達軸３４が連結され
ており、該伝達軸３４の後部に二つのギア１７・１８を
固定している。前記伝達軸３４と平行に副変速軸２８が
支持され、該副変速軸２８上にはギア６０・６１が遊嵌
されており、該ギア６０・６１が前記ギア１７・１８に
噛合して互いに異なる回転数で駆動している。そして、
副変速軸２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作す
ることにより、ギア６０・６１のうちいずれか一方の回
転駆動力を副変速軸２８に伝達できるように構成し、副
変速機構を構成している。該副変速軸２８の後端にはベ
ベルギア６９が形設され、該ベベルギア６９を介して後
輪デフ７０に動力が伝達される。

【００２４】また、図１に示すように、副変速軸２８の
前端部には二つのギア６３・６４が固設されており、該
ギア６３・６４は前輪出力軸２９上に遊嵌されたギア６
５・６６にそれぞれ噛合し、該ギア６５・６６を異なる
回転数で駆動している。そして、前輪出力軸２９上には
二つの油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油
圧クラッチ６７・６８のうちいずれか一方を接続するこ
とにより、ギア６５・６６のいずれか一方の回転駆動力
を前輪出力軸２９に伝達できるようにし、前輪増速切換
機構を構成している。

【００２５】ＰＴＯ駆動系次に、図１を参照してＰＴＯ駆動系を説明する。前記ポ
ンプ出力軸２５の後端はＰＴＯクラッチ４０を介してＰ
ＴＯ入力軸４１に伝達される。ＰＴＯ入力軸４１の後端
には三つのギア４２・４３・４４が相対回転不能に挿嵌
され、それぞれＰＴＯ副変速軸４５に遊嵌されたギア４
６・４７・４８に噛合している。そして、ＰＴＯ副変速
クラッチ４９の操作により三段階に変速された出力が、
ギア５０・５２・５４を介してＰＴＯ軸５３に伝達さ
れ、作業機等に動力を伝達するよう構成している。

【００２６】〔各変速モードにおける駆動伝達構成〕次
に、以上の構成における変速装置において、ＨＭＴ／Ｈ
ＳＴの各変速モードにおける走行駆動系の駆動伝達構成
を説明する。

【００２７】「ＨＭＴモード」最初に、「ＨＭＴモード」としたときの駆動伝達構成に
ついて説明する。「ＨＭＴモード」においては前記二つ
の油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３及びＨ
ＳＴクラッチ１４のうちＨＭＴクラッチ１３は係合さ
れ、ＨＳＴクラッチ１４は係合を解除される。

【００２８】エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２
５に固設のポンプ側入力ギア８が、前記キャリア５に形
成されたギア５ａに噛合しているので、ポンプ出力軸２
５の回転出力が遊星歯車機構１０のキャリア５に伝達さ
れる。一方、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力によって、モ
ータ側入力ギア９とサンギア１の前部に固設のギア６が
噛合してサンギア１が回転駆動されている。従って、前
記キャリア５に支持され、更に前記サンギア１に噛合し
ているプラネタリギア２には、両者５・１の回転が合成
されて伝達され、該合成された駆動力が、該プラネタリ
ギア２に噛合するリングギア３に伝達される。

【００２９】そして、「ＨＭＴモード」においては前記
ＨＭＴクラッチ１３が係合するよう制御されるので、リ
ングギア３の回転動力が出力軸２７に伝達される。出力
軸２７の動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達さ
れ、車両が駆動されることとなる。

【００３０】「ＨＳＴモード」次に、「ＨＳＴモード」としたときの駆動伝達構成につ
いて説明する。「ＨＳＴモード」においては前記二つの
油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＳＴクラッチ１
４が係合され、ＨＭＴクラッチ１３の係合は解除され
る。

【００３１】ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合
されているので、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が出力軸
２７に伝達される。この動力は副変速軸２８を経て後輪
や前輪に伝達され、車両が駆動される。

【００３２】この「ＨＳＴモード」においては、エンジ
ン２０の出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星
歯車機構１０を経由しない動力伝達構成となっている。
即ち、エンジン２０の出力がポンプ出力軸２５を介して
キャリア５を駆動するが、リングギア３のボス部３ａと
出力軸２７が係合しないので、遊星歯車機構１０はその
キャリア５の回転により空転するのみとされる。結局
は、エンジン２０の出力はＨＳＴ２１により変速されて
ＨＳＴ出力軸２６→出力軸２７と伝達された後、副変速
されて前後輪に伝達されることになる。

【００３３】〔変速モード切換機構〕次に、変速モード
切換機構の構成を説明する。図４は変速装置の変速モー
ド切換機構の構成を示した説明図である。

【００３４】本実施例においては、図４に示すように、
ＨＳＴ出力軸２６に外嵌したモータ側入力ギア９に近接
して設けた検出器８１で該ＨＳＴ出力軸２６の回転量を
パルス信号として検出し、また、その回転方向をも検出
できるようにしている。更に、前記出力軸２７に固定し
たダミーギア８２ａにも検出器８２を近接して設け、該
検出器８２にて該出力軸２７の回転量やその方向を検出
している。また図４に示すように、エンジン２０のクラ
ンク軸にも検出器８３が設けられて、エンジン回転数を
検出可能としている。

【００３５】さらに、車両の運転席には主変速操作手段
である主変速レバー８４や、副変速操作手段である副変
速切換スイッチ８７が設けられて、その枢支部には回動
角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８４ａ・８７
ａが配設され、該主変速レバー８４や副変速切換スイッ
チ８７の操作位置を検出できるようにしている。

【００３６】同じく車両の運転席には、油圧パッククラ
ッチ１３・１４の断接を操作するための手段としてのク
ラッチペダル８５、前記ブレーキ装置９５の作動操作す
るための手段としてのブレーキペダル３５が設けられて
いる。該クラッチペダル８５及びブレーキペダルの枢支
部分には図示せぬポテンショメータ等よりなる回動角検
出手段８５ａ・３５ａが配設されており、その踏込み量
を電気信号として検出して、制御装置９０に出力するよ
うに構成されている。

【００３７】また、同じく車両の運転席にはエンジンの
回転数を操作するアクセルペダル３８が設けられてい
る。そして、エンジン２０に装着したエンジン２０の回
転数を調節するコントロールレバー１０３がアクセルペ
ダル３８に接続されて、前記アクセルペダル３８の操作
によりエンジン２０の回転数が調節される。

【００３８】図４に示すように前記三つの検出器８１・
８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御
装置９０は前記主変速レバー８４の操作位置や前記検出
器８２の検出値をもとに、車速が該主変速レバー８４で
指示される車速となるよう、ＨＳＴ斜板角アクチュエー
タ８６を通じて前記油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの
傾斜角はフィードバック制御されている。また、前記Ｈ
ＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４には、それぞ
れ電磁弁９１・９２が接続されて圧油を給排可能に構成
されており、前記制御装置９０は該電磁弁９１・９２に
対し電気的に接続されている。

【００３９】制御装置９０は前記検出器８２・８３の検
出値から変速装置の変速比を計算する演算手段を備えて
おり、求められた変速比が高速側の一定領域にあるとき
は「ＨＭＴモード」となって前記電磁弁９１・９２に信
号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合させ、ＨＳＴ
クラッチ１４を係合解除させる。一方、変速比が低速側
の一定領域にあるときは「ＨＳＴモード」となって電磁
弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を
係合解除させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合させる。即
ち、中速域〜高速域では「ＨＭＴモード」、後進域の全
域〜前進低速域では「ＨＳＴモード」というように、変
速比に応じて二つの変速モードを自動切換し、前記電磁
弁９１・９２を電気的に制御してクラッチ１３・１４を
係脱させるように構成しているのである。

【００４０】ここで、各変速モードにおけるＨＳＴ変速
比について説明する。図５に示す図表１では、ＨＳＴ変
速比と車速との関係が示されている。前述するように後
進域の全域〜前進低速域においては「ＨＳＴモード」と
され、該モードにおいては前記ＨＳＴ出力軸２６の回転
出力が前記出力軸２７にそのまま出力されることから、
ＨＳＴ変速比が中立にあるときは車両は駆動されず、Ｈ
ＳＴ出力軸２６が正転したときは車両は前進し、逆転し
たときは車両は後進する。また、車速は該ＨＳＴ出力軸
２６の回転速度に比例する。このことから、「ＨＳＴモ
ード」において車両を前進側に増速させるためには、Ｈ
ＳＴ変速比を正転側に変更制御させる必要がある。

【００４１】一方、前進の中速域〜高速域においては
「ＨＭＴモード」とされ、該モードにおいてはＨＳＴ出
力軸２６とポンプ出力軸２５の回転出力を前記遊星歯車
機構１０にて合成し、差動的に取り出された動力が前記
出力軸２７に出力される。従って、「ＨＭＴモード」に
おいて車両を前進側に増速させるには、前記「ＨＳＴモ
ード」とは逆に、ＨＳＴ変速比を逆転側に変更制御させ
る必要がある。

【００４２】〔低速前進走行時のＨＳＴ／ＨＭＴモード
切換制御〕前述の如く、低速前進及び後進は「ＨＳＴモ
ード」、前進の中速域〜高速域は「ＨＭＴモード」に自
動切換されるよう構成しており、ＨＳＴ変速比が予め設
定した切換変速比に至ったときに変速モードが切り換わ
る。しかし、微速（例えば、１ｋｍ／時以下）走行時
は、「ＨＳＴモード」では、ＨＳＴ２１の可動斜板２２
ａの傾きが微小であるために、ＨＳＴ出力軸２６の出力
回転が不安定となり、すなわち、出力軸２７の回転が不
安定となり、車両による牽引作業等の高負荷作業に適し
た状態ではない。

【００４３】そこで、通常の走行と「低速前進ＨＭＴモ
ード」とを切り換えるための切換手段である、切換スイ
ッチ３６を設け、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッ
チ１４をいずれも係合解除して出力軸２７に回転動力を
伝達させない状態、すなわち、車両が停止した状態で、
該切換スイッチ３６を操作して「低速前進ＨＭＴモー
ド」とすれば、ＨＭＴクラッチ１３が係合されて「ＨＭ
Ｔモード」となるよう構成している。

【００４４】なお、図４に示すように、本実施例では前
記切換スイッチ３６は、主変速レバー８４に設けられた
ボタン状のものであり、該切換スイッチ３６と制御装置
９０は電気的に接続されていて、切換スイッチ３６が
「ＯＮ」である状態を制御装置９０に出力するよう構成
している。

【００４５】そして切換スイッチ３６を押圧した状態で
主変速レバー８４を前進低速域に操作したときに、切換
スイッチ３６が「ＯＮ」となって「低速前進ＨＭＴモー
ド」となるよう構成されている。そして、該切換スイッ
チ３６はＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４を
いずれも係合解除した状態でのみ押圧可能とされて、変
速装置の構成部材にモード変更に係るトルクによって余
分な負荷を与えないようにしている。但し、前記切換ス
イッチ３６の形態は本実施例に限定されるものではな
く、例えば、車両の運転席のパネル上に個体のスイッチ
を設けることもできる。

【００４６】図６に示す図表２は、ＨＳＴ変速比と車速
の関係を示している。通常の走行では、図表２において
実線で示すように、後進域の全域〜前進低速域の「ＨＳ
Ｔモード」において、ＨＳＴ出力軸２６が正転したとき
は車両は前進し、逆転したときは車両は後進する。ま
た、前進の中速域〜高速域の「ＨＭＴモード」におい
て、車両を前進側に増速するときは、前記「ＨＳＴモー
ド」とは逆に、モード切換点を境にＨＳＴ変速比を逆転
側に変更制御させなければならない。

【００４７】一方、図表２において点線で示すように、
前進の中速域〜高速域の「ＨＭＴモード」において、車
両を前進側に減速するときは、モード切換点より、ＨＳ
Ｔ変速比を正転側に増加させなければならない。従っ
て、前進の中速域〜高速域のＨＳＴ変速比を示す直線を
後進側へ延長した点線部分が、「低速前進ＨＭＴモー
ド」でのＨＳＴ変速比となり、これは、低速前進域での
通常走行時のＨＳＴ変速比よりも大きくなる。すなわ
ち、ＨＳＴ斜板角は、低速前進域において「ＨＳＴモー
ド」よりも「低速前進ＨＭＴモード」のほうが大きくな
る。従って、「低速前進ＨＭＴモード」時は、低速前進
域での通常走行よりも、ＨＳＴ変速比が安定して、車両
の走行はより低速高負荷作業に適した状態となる。

【００４８】〔ＨＳＴ変速比の制御〕次に、ＨＳＴ２１
の変速制御について、図４並びに図７及び図８に示す図
表を用いて説明する。但し、以下に説明するＨＳＴ変速
比の制御は、本実施例に限定されず、無段階変速装置で
あれば、例えば、ＨＳＴやベルト式無段階変速機構（Ｃ
ＶＴ）等を変速装置として採用するものに広く応用する
ことが可能である。

【００４９】不感帯の設定による制御図７に示す図表３は、エンジン回転数とＨＳＴ変速比の
関係を示している。従来、ＨＳＴ変速比の目標変速比Ｔ
は、主変速レバー８４や副変速切換スイッチ８７等によ
り決定される。そして、ＨＳＴ変速比が始動回転数Ｔ０
を越えると目標変速比Ｔまである一定の傾きでエンジン
回転数を増加させて、エンジン回転数に連動したＨＳＴ
変速比制御を行っている。しかし、ＨＳＴ変速比の変化
に対し即エンジン回転数が変化する関係であるため、エ
ンジン回転数を変更するアクセルペダル３８の操作に対
して敏感にＨＳＴ変速比が変化し、従ってエンジン回転
数が頻繁に変化するためギクシャクした動きとなるとい
う不具合がある。

【００５０】そこで、予めエンジンに回転数に対するＨ
ＳＴ変速比の不感帯を設定し、車両が走行中であるとき
にエンジン回転数を減少又は増加させたとき、エンジン
回転数の変化量が不感帯内であるときには、ＨＳＴ変速
比を変化させないようにして、車両が滑らかに走行する
ようにしている。

【００５１】すなわち、図７の図表３に示すように、車
両が走行中であるＡ点においてエンジン回転数を減少さ
せたとき、Ｂ点に至るまではＨＳＴ変速比を変更せず、
Ｂ点に至った時点である一定の傾きでＨＳＴ変速比を減
少させ、エンジンがアイドリング状態となるまで回転数
を下げてＣ点に至る。このとき、Ａ点からＢ点までのエ
ンジン回転数の変化量が不感帯となる。

【００５２】そして、Ｃ点で、エンジンを予め設定され
たある一定時間低速空転させたのち、始動回転数Ｔ０と
なるＥ点まで回転数を変化させる。又は、予め設定され
たある一定時間内にエンジン回転数を増加させたとき
は、ＨＳＴ変速比を一定に保持したままエンジン回転数
を増加させ、不感帯以上にエンジン回転数が変化したＤ
点で、ＨＳＴ変速比をある一定の傾きで増加させる。

【００５３】上述の如く、ＨＳＴ変速比とエンジン回転
数との間に、エンジン回転数の変化がある一定範囲内で
あればＨＳＴ変速比を変更しないという、エンジン回転
数に対するＨＳＴ変速比の不感帯を設けることで、ＨＳ
Ｔ変速比の変更がアクセルペダル３８等のアクセル操作
手段の操作に対して敏感になりすぎることなく、従っ
て、エンジン回転数が頻繁に微量変化することがないの
で、車両は滑らかに走行するようになる。

【００５４】中立モード切換による制御図７に示す図表４は、エンジン回転数とＨＳＴ変速比の
関係を示している。従来は、アクセルペダル３８の操作
によって主変速レバー８４で指示した変速比まで変速可
能に構成し、車両を停止させるためには主変速レバー８
４やリバーサ、クラッチペダル８５を操作し、ＨＳＴ変
速比を始動回転数Ｔ０まで低下させ、ブレーキペダル３
５を踏込操作して車両を停止させると、車両の停止に応
じてＨＳＴ変速比が中立となるよう制御されている。

【００５５】しかし、車両を停止させるためには、ペダ
ルやレバーを足と手の両方で操作するため操作が繁雑と
なり、また、特に車両がトラクタの場合においては、出
力軸２７に加わるブレーキトルクより駆動トルクの方が
大きいため、ブレーキペダル３５を踏込操作しても停止
することができないという不具合がある。

【００５６】そこで、ブレーキペダル３５に、通常の走
行から「中立モード」に切り換えるための切換手段であ
る切換スイッチ３７を設け、エンジン回転数がアイドリ
ング状態にあるときに、該切換スイッチ３７を操作して
「中立モード」とすると共にブレーキペダル３５を踏込
操作すれば、一定時間経過後にＨＳＴ変速比が中立とな
るよう制御し、その後、ＨＳＴ斜板角をＨＳＴ出力軸２
６の回転がゼロとなるよう制御する中立制御に移行する
ように構成している。

【００５７】なお、前記切換スイッチ３７は、制御装置
９０に電気的に接続されており、「ＯＮ」の状態を該制
御装置に出力する構成としている。

【００５８】切換スイッチ３７が「ＯＮ」の状態にある
とき、主変速レバー８４を操作せずとも、エンジンがア
イドリング状態にあるとき、ブレーキペダル３５と切換
スイッチ３７を同時に踏込操作すれば車両は停止する。
また、このように車両が停止した状態で、ブレーキペダ
ル３５と切換スイッチ３７の踏込操作を解除し、アクセ
ルペダル３８を踏込操作してエンジン回転数を変化させ
れば、主変速レバー８４によって設定された目標変速比
ＴまでＨＳＴ変速比を変化させることができる。

【００５９】従って、アクセルペダル３８とブレーキペ
ダル３５の操作のみで、ＨＳＴ変速比を中立から目標変
速比Ｔまで自在に変化させることができる。特に、車両
の前部又は後部に作業機脱着するインチングの際には、
オペレータはハンドルや作業機の操作手段を両手を用い
て操作しながら、車両を低速前進又は後進させることが
でき、車両を作業機脱着に適した位置に操向するよう集
中することができるので都合がよい。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００６１】即ち、請求項１に示す如く、後進域の全域
〜前進低速域では油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）で変速
した出力を得る「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜
高速域では油圧式無段変速機構による出力とエンジンか
らの出力を遊星歯車機構で合成して変速した出力を得る
「ＨＭＴモード」とした油圧−機械式変速装置（ＨＭ
Ｔ）において、前進の低速域で「ＨＭＴモード」を選択
可能とする切換手段を設けたので、「ＨＭＴモード」で
の低速前進を可能とすることで、低速前進時にも安定し
た駆動力を得ることができ、車両での高負荷作業時に適
した走行とすることができる。

【００６２】請求項２に示す如く、請求項１に記載の変
速装置において、車両停止時に切換手段を操作可能とし
たので、「ＨＳＴモード」から「ＨＭＴモード」への切
換時に、変速装置の構成部材にトルクによる不要な負荷
を与えることがない。

【００６３】請求項３に示す如く、エンジンの動力を油
圧式無段変速機構で変速する変速装置において、出力回
転数検知手段と、ブレーキ操作の検知手段と、変速装置
に変速アクチュエータを設け、エンジンがアイドリング
状態であるとき、ブレーキペダルを踏込操作すれば、変
速装置を中立にする状態と、中立にしない状態とを切り
換える選択切換手段を設けたので、ブレーキペダルのみ
で車両を停止させることが可能となる。

【００６４】請求項４に示す如く、請求項３に記載の変
速装置において、変速装置を中立にする状態と、変速装
置を中立にしない状態とに切換可能な切換手段をブレー
キペダル近傍に設けたので、ブレーキペダルと同時に切
換手段を踏込操作可能であり、アクセルペダルとブレー
キペダルのオペレータの脚による踏込操作のみで車両を
停止させたり走行させたりできる。

【００６５】請求項５に示す如く、エンジンの回転数と
変速後の出力回転をそれぞれ検知して、エンジンの回転
数に比例して油圧式無段変速機構で変速するようにした
変速装置において、エンジンの回転数が変化しても変速
装置による出力回転数を変更させない不感帯を設けたの
で、エンジン回転数の変化に対し変速比が頻繁に微量変
化することを防止し、滑らかな走行を得ることできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＨＭＴ式変速装置のスケルトン図。

【図２】ＨＳＴの側面断面展開図。

【図３】ミッション前部の側面断面展開図。

【図４】ＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図。

【図５】ＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図。

【図６】ＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図。

【図７】ＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図。

【図８】ＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図。

【符号の説明】

１０遊星歯車機構１３ＨＭＴクラッチ（第一の油圧パッククラッチ）１４ＨＳＴクラッチ（第二の油圧パッククラッチ）２０エンジン２１ＨＳＴ２２油圧ポンプ２２ａ可動斜板２３油圧モータ２５ポンプ出力軸２６ＨＳＴ出力軸２７出力軸３５ブレーキペダル３６切換スイッチ３７切換スイッチ

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 59:40 Ｆ１６Ｈ 59:40 59:54 59:54 (72)発明者久保田幸雄大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマー農機株式会社内 (72)発明者野間康男大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者黒田晃史大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内Ｆターム(参考） 3D040 AA01 AA10 AB01 AD02 AD13 AE06 AE09 AF07 3J552 MA04 MA10 NA05 NB01 PA31 RB02 RB07 SA31 VA37W VA70W VC01W VD11W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後進域の全域〜前進低速域では油圧式無
段変速機構（ＨＳＴ）で変速した出力を得る「ＨＳＴモ
ード」とし、前進の中速域〜高速域では油圧式無段変速
機構による出力とエンジンからの出力を遊星歯車機構で
合成して変速した出力を得る「ＨＭＴモード」とした油
圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）において、前進の低速域
で「ＨＭＴモード」を選択可能とする切換手段を設けた
ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】請求項１に記載の変速装置において、車
両停止時に切換手段を操作可能としたことを特徴とする
変速装置。
【請求項３】エンジンの動力を油圧式無段変速機構で
変速する変速装置において、出力回転数検知手段と、ブ
レーキ操作の検知手段と、変速装置に変速アクチュエー
タを設け、エンジンがアイドリング状態であるとき、ブ
レーキペダルを踏込操作すれば、変速装置を中立にする
状態と、中立にしない状態とを切り換える選択切換手段
を設けたことを特徴とする変速装置。
【請求項４】請求項３に記載の変速装置において、変
速装置を中立にする状態と、変速装置を中立にしない状
態とに切換可能な切換手段をブレーキペダル近傍に設け
たことを特徴とする変速装置。
【請求項５】エンジンの回転数と変速後の出力回転を
それぞれ検知して、エンジンの回転数に比例して油圧式
無段変速機構で変速するようにした変速装置において、
エンジンの回転数が変化しても変速装置による出力回転
数を変更させない不感帯を設けたことを特徴とする変速
装置。