JP2004028235A

JP2004028235A - Gear shift control device of working vehicle

Info

Publication number: JP2004028235A
Application number: JP2002186393A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ono; 小野　弘喜
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems of a well-known gear shift control device wherein a gear shifter is shifted to a high speed side by interlocking with the step-on operation of an accelerator pedal, however, after shifting a gear shift position, an engine horsepower runs short to cause an engine stall and deteriorate the fuel consumption. <P>SOLUTION: The working vehicle such as a tractor is provided with a sensor 3 detecting an accelerator setting position by an accelerator lever 1 and the accelerator pedal 2, an engine rotation sensor 4, and a sensor detecting the step-on of the accelerator pedal 2. A controller sets acceleration possible ranges of shift positions 5a and 5b based on the relation between the accelerator setting position and an engine rotation speed. If the detection values of the both sensors 3 and 4 are within the shifting possible range, the shift positions of the gear shifters 5a and 5b are shifted to the high speed side when stepping on the accelerator pedal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタ等の農業用、或いは建築、運搬用作業車両の変速制御装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平５−２６０８２７号公報に示されるように、作業車（田植機）には、
エンジン３の出力回転数を設定するアクセルレバー１８と、
前記アクセルレバー１８により設定された前記エンジン３の回転数を踏み込み時にだけ増速側に操作するアクセルペダル１９と、
前記エンジン３の出力回転数を検出するエンジン回転センサ１７と、
を設けると共に、
前記エンジン３から走行輪６，７に至る動力伝達経路に、アクチュエータ１１の駆動により変速位置を変更可能な変速装置４を設けたものが知られている。
【０００３】
そして、前記公報に示された作業車では、「路上走行」状態と「作業走行」状態を指定する切換スイッチＳＷを設け、この切換状態が「路上走行」であれば、アクセル操作に応じて前記変速装置４の変速位置を増減する構成とし、「作業走行」であれば、作業負荷に応じて前記変速装置を増減する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記作業車両では、前記切換スイッチＳＷを「路上走行」に設定している時には、アクセル操作と共に常にエンジン回転数と変速位置を比例させて増速するので、例えば、急な上り坂でエンジン馬力が足りなくなってエンストを来たしたり、消費馬力が大きくなって燃費を悪化させるという課題が有った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を鑑みて、作業車両の変速制御装置を以下のように構成した。即ち、エンジン（Ｅ）の出力回転数を設定するアクセルレバー（１）と、
前記アクセルレバー（１）により設定された前記エンジン（Ｅ）の回転数を踏み込み時にだけ増速側に操作するアクセルペダル（２）と、
前記アクセルレバー（１）及びアクセルペダル（２）で操作された前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置を検出するアクセル位置センサ（３）と、
前記エンジン（Ｅ）の出力回転数を検出するエンジン回転センサ（４）と、
を備え、
前記エンジン（Ｅ）から走行輪（１２Ｆ，１２Ｒ）に至る動力伝達経路に、変速装置（５ａ，５ｂ）を設け、この変速装置（５ａ，５ｂ）をアクチュエータ（７，８）の駆動により変速可能に構成した作業車両において、
前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置に対してエンジン回転に余裕がある状態で、前記アクセルペダル（２）の踏み込み操作を検出した場合は、前記変速装置（５ａ，５ｂ）の変速位置を高速側に変更する制御手段（１０）を備えたことを特徴とする作業車両の変速制御装置とした。
（請求項１の作用）
以上のように構成した請求項１の発明では、前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置に対してエンジン回転数に余裕があるときには、前記アクセルペダル（２）を踏み込むと、エンジン回転数と共に変速位置が高速側に変更される。
【０００６】
また請求項２の発明では、エンジン（Ｅ）の出力回転数を設定するアクセルレバー（１）と、
前記アクセルレバー（１）により設定された前記エンジン（Ｅ）の回転数を踏み込み時にだけ増速側に操作するアクセルペダル（２）と、
前記アクセルレバー（１）及びアクセルペダル（２）で操作された前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置を検出するアクセル位置センサ（３）と、
前記エンジン（Ｅ）の出力回転数を検出するエンジン回転センサ（４）と、
を備え、
前記エンジン（Ｅ）から走行輪（１２Ｆ，１２Ｒ）に至る動力伝達経路に、変速装置（５ａ，５ｂ）を設け、この変速装置（５ａ，５ｂ）をアクチュエータ（７，８）の駆動により変速可能に構成した作業車両において、
前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置に対してエンジン回転数が所定回転数よりも低回転であるときに、前記アクセルペダル（２）の踏み込み操作を検出した場合は、前記変速装置（５ａ，５ｂ）の変速位置を低速側に変更する制御手段（１０）を備えたことを特徴とする作業車両の変速制御装置とした。
【０００７】
（請求項２の作用）
以上のように構成した請求項２の発明では、前記エンジン（Ｅ）のアクセル操作位置に対してエンジン回転数が所定回転数よりも低回転であるときに、前記アクセルペダル（２）を踏み込むと、エンジン回転は高速側に変更される一方、変速位置は低速側に変更される。
【０００８】
【発明の効果】
これにより、請求項１の発明では、アクセル増速時に、エンジン（Ｅ）にかかる負荷が小さいときにはエンジン（Ｅ）の出力に余裕が有ると想定し、変速位置を高速側に変更するため、変速後にエンストを来したり、燃費を悪化することを防止しつつ、車両を円滑に走行させることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明では、アクセル増速時に、エンジン（Ｅ）にかかる負荷が大きいときにはエンジン（Ｅ）の出力に余裕が無いと想定し、変速位置を低速側に変更するため、前記同様、変速後にエンストを来したり、燃費を悪化することを防止しつつ、車両を円滑に走行させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、この発明を農業用トラクタ（以下、トラクタＴ）の変速装置に搭載した場合について説明する。
最初にトラクタＴの構成に付いて説明する。
【００１１】
トラクタＴは、図２に示すように、ボンネット１１内部にディーゼルエンジンＥを備え、このエンジンＥの回転動力を各種変速装置へ伝達し適宜減速した後、走行輪となる後輪１２Ｒ、または前後輪１２Ｆ，１２Ｒへ伝達して走行する構成となっている。
【００１２】
トラクタＴの操縦席１５の前方には、前記前輪１２Ｆを操舵するステアリングハンドル１６を突出して設け、この下方に前後方向に回動操作する前後進切替レバー１７、及びアクセルレバー１を設けている。そして前記アクセルレバー１の回動基部には、摩擦材を有するレバー保持機構を設けると共に、ワイヤーを介して前記エンジン側部の調速機構Ｇに接続する構成となっている。これにより、エンジンＥのアクセル位置（スロットル位置）を設定された位置に保持する構成となっている。
【００１３】
また、前記ステアリングハンドル１６下方には、クラッチペダル１８や左右ブレーキペダル１９，１９、アクセルペダル２を設け、夫れ夫れの回動基部に踏込操作を検出する踏込センサ１８ｓ，１９ｓ，２ｓとペダル復帰用のスプリングを設ける構成となっている。また前記アクセルペダル２の回動基部には、前記アクセルレバー１と同様に、ワイヤーを介して前記エンジンＥの調速機構Ｇへ接続する構成となっている。これにより、前記アクセルレバー１により設定保持されたアクセル設定位置を下限として、アクセルペダル２の踏み込み時にだけエンシ゛ン回転数を上昇させ、踏み込み解除時に元の位置に復帰する構成となっている。
【００１４】
また、図３に示すように、操縦席１５側方には、ｈ型シフト式の変速レバー２０を設け、同レバー２０の回動操作により副変速装置６を３段（Ｈ，Ｌ，Ｍ）に切り替える構成となっている。また変速レバー２０の回動基部にはレバー操作位置を検出する変速レバー位置センサ２０ｓを設けると共に、このレバー把持部には、主変速装置５を切り替える前後一対の変速スイッチ（変速アップスイッチ２１Ａ、変速ダウンスイッチ２１Ｂ）を設け、オペレータのスイッチ操作によりコントローラ１０の通電指令を介し主変速装置５の変速位置を１速ずつ切り替える構成となってる。
【００１５】
また同じく操縦席１５側方には、車体後部の作業機、図中ではロータリ作業機Ｒの高さを変更する作業機昇降用レバー２２を設け、このレバー２２の回動基部に操作位置を検出するポテンショメータ２２ｓを設けている。また更にこれらレバー２０，２２のガイド後方には、トラクタＴの旋回操作に連動して作業機Ｒを上昇したり、前輪１２Ｆの周速を後輪２１Ｒの周速に対して増速したり、旋回内側の後輪ブレーキ制動させる旋回制御装置の作動を入り切りする旋回制御入切スイッチ２３、前記旋回時に旋回内側の後輪ブレーキ圧を設定するブレーキ圧設定器２４、そしてこの発明の変速制御を作動させるか否かを選択する変速モード切替スイッチ２５等の各種設定器を設けている。
【００１６】
そして、これらの検出器２０ｓ，２２ｓ…や設定器２３，２４…は、この発明の制御手段となるコントローラ１０に接続する構成となっている。
またトラクタＴの車体後部には、作業機昇降用油圧シリンダ３０を内装するシリンダケース３１を備え、前記シリンダ３０のピストン伸縮によりケース３１左右に支持するリフトアーム３２を上下回動する構成となっている。また、車体後部にはリンク機構を設け、同リンク機構に前記作業機Ｒを連結する構成となっている。そして前記リフトアーム３２の片側には、この回動基部にリフトアーム角センサ３２ｓを設けている。
【００１７】
これにより、前記コントローラ１０では、前記作業機昇降用レバー２２の操作角度とリフトアーム３２の設定角度とを一致させるように、作業機上昇用の比例圧力制御弁のソレノイド、或いは作業機下降用制御弁のソレノイドへ通電し作業機Ｒを昇降する構成となっている。
【００１８】
次に、図１に基づきトラクタＴの動力伝達経路について説明する。
前記エンジンＥの回転動力は、クラッチハウジング１３内の主クラッチ４０にて断続操作され、ミッションケース１４内に設けた第一主変速装置５ａ、前後進切替装置４１、第二主変速装置５ｂ、副変速装置６と順に伝達する構成となっている。
【００１９】
また、前記エンジンＥには、このガバナ装置Ｇに前記アクセルレバー１またはアクセルペダル２により操作されたアクセル位置を検出するアクセル位置センサ３を設けると共に、出力軸４２にエンジン回転センサ４を設ける構成となっている。
【００２０】
これにより、前記アクセルの設定位置とエンジン出力回転数の関係によりエンジンの負荷率、即ちエンジンＥにかかる負荷の大小を検出することができる。
また前記第一主変速装置５ａは、高低二段のクラッチＣｈ，Ｃｌを有する油圧クラッチ式変速装置であり、変速用アクチュエータとなるクラッチピストン７にて高低どちらか一方のクラッチを圧着することで回転動力を前後進切替装置４１へ伝達する構成となっている。
【００２１】
前後進切替装置４１は、湿式多板形態の前進用クラッチＣｆと後進用クラッチＣｒを有する油圧クラッチ式切替装置であり、前記前後進切替レバー１７の操作位置に応じてどちらか一方のクラッチを圧着し、回転動力を第二主変速装置５ｂへ正転、若しくは逆回転で伝達する切替装置である。
【００２２】
また、前記前後進切替装置４１の各クラッチＣｆ，Ｃｒは、コントローラ１０の通電出力により圧着力を変更する構成となっており、主変速装置の変速位置を切り替えた後、回転動力を走行輪へ最終的に接続する昇圧クラッチを兼ねる構成となっている。
【００２３】
また第二主変速装置５ｂは、変速用アクチュエータとなる「３−４速」変速用油圧シリンダ８ａ、「１−２速」変速用油圧シリンダ８ｂを備えたシンクロメッシュギア式の変速装置であり、前記両油圧シリンダ８ａ、８ｂの内、一つのシリンダのピストンを伸長若しくは短縮することで、詳しくは前記「３−４速」変速用油圧シリンダ８ａのピストンが図中左側に伸長することで「４速」となり、同ピストンが図中右側に短縮することで「３速」となり、前記「１−２速」変速用油圧シリンダ８ｂのピストンが図中左側に伸長することで「２速」となり、同ピストンが図中右側に短縮することで「１速」となる構成となっている。
【００２４】
これにより、前記第一主変速装置５ａと第二主変速装置５ｂの変速位置を組み合わせることにより、主変速装置５は、２×４＝全８速の変速位置を有する構成となっている。そして、オペレータが手動で変速するときには、前記変速アップスイッチ２１Ａと変速ダウンスイッチ２１Ｂの押し込むことにより、前記主変速位置を１速ずつ順に増速若しくは減速する構成となっている。
【００２５】
また前記副変速装置６は、前記変速レバー２０の手動操作によりワイヤーやリンク機構等の機械的連動機構を介して切り替えるスライディングメッシュギヤ式の変速装置であり、前記第二主変速装置５ｂから伝達された回転動力を「Ｈ速」から「Ｍ速」「Ｌ速」の３つのギヤ組の１つを介して減速し、出力軸４５より出力する構成となっている。
【００２６】
以上のように構成した主変速装置５と副変速装置６とを有するトラクタＴは、図４に示すように、夫れ夫れギヤ組を組み合わせて全２４速の変速が可能となっている。
また前記出力軸４５に伝達された回転動力は、後輪デフ機構４６を介して左右後輪１２Ｒへ伝達すると共に、前輪動力分岐ギヤ４７を介して、前輪増速装置４８、前輪デフ機構４９を介して前輪１２Ｆへ伝達する構成となっている。
【００２７】
また前記後輪デフ機構４６から出力される左右駆動軸には、夫れ夫れブレーキ装置５０を設け、前記左右のブレーキペダル１９，１９の踏込操作、或いは別途設けた油圧シリンダの駆動により、旋回時等に夫々独立して圧着し、後輪１２Ｒを制動する構成となっている。
【００２８】
また前記前輪増速装置４８は、入力回転を等速で出力する等速クラッチＣ１と略倍速で出力する倍速クラッチＣ２を備え、前記旋回制御入切スイッチ２３が入であるときに、トラクタＴの旋回操作に連動して前輪１２Ｆへ伝達する回転を等速から倍速に切り替える構成となっている。また前記前輪増速装置４８の動力下手側のギヤ５２には、回転センサ（以下、車速センサ５３）を設け、前輪１２Ｆへの回転数を検出することでトラクタＴの車速を間接的に検出する構成となっている。
【００２９】
次に、トラクタＴの制御系統について図５に基づいて説明する。
前記トラクタＴのコントローラ１０は、内部に各種センサや設定器の情報を処理するＣＰＵ、前記情報を一時記憶するＲＡＭ、この発明の変速制御の制御プログラム等を記憶するＲＯＭ等を有する構成となっている。
【００３０】
そして、入力部には、エンジン回転センサ４、アクセル位置センサ３、アクセルペダル踏込センサ２ｓ、ブレーキペダル踏込センサ１９ｓ，１９ｓ、クラッチペダル踏込センサ１８ｓ、変速モード切替スイッチ２５、変速レバー位置センサ２０ｓ、変速アップスイッチ２１Ａ、変速ダウンスイッチ２１Ｂ、車速センサ５３、旋回制御入切スイッチ２３、ブレーキ圧設定器２４を設けている。
【００３１】
また出力部には、第一主変速装置５ａのクラッチＣｈ，Ｃｌを圧着する比例圧力制御弁のソレノイド５５ａ，５５ｂ、前後進切替装置４１のクラッチＣｆ，Ｃｒを圧着する比例圧力制御弁のソレノイド５６ａ，５６ｂ、第二主変速装置の変速用油圧シリンダ８ａ，８ｂのピストンを伸縮する切替制御弁のソレノイド５７ａ，５７ｂ、前輪増速装置４１のクラッチＣ１，Ｃ２を圧着する切替制御弁のソレノイド５８ａ，５８ｂ、そして前記左右後輪２１Ｒを夫れ夫れ制動させるブレーキ用油圧シリンダを駆動する比例圧力制御弁のソレノイド５９ａ，５９ｂを接続して設けている。
【００３２】
以上のように構成したトラクタＴでは、図６と図７に示す制御の概要を示すフローチャートのように、変速制御が行われる。
まず、最初にトラクタＴにキースイッチをＯＮとして電源を投入すると、前記コントローラ１０は、センサや操作スイッチ類の状態を読み込み、前記変速モード切替スイッチ２５の設定状態を判定する。ここで前記切替スイッチ２５が「自動」モードに設定されていれば、本願発明の変速制御が行われる。
【００３３】
そして「自動」モードでは、続くＳＴＥＰ３とＳＴＥＰ４の処理にて、クラッチペダル１８を所定時間継続して踏み込んでいる状態かどうか、前記車速センサ５３の検出車速が０であるかどうか、即ちトラクタＴが停止状態であるかどうかを判定し、これらが共にＹＥＳであれば、前記主変速を最低速位置（図４中の第１速、第９速、第１７速）へ切り替える。
【００３４】
これにより、クラッチペダル１８の踏み込み操作が継続して行われる発進時、或いはブレーキペダル１９が踏み込まれて車速を落とした場合に、低速位置から発進することができるので、エンジンＥにかかる負荷も少なくなり発進時のエンストを極力防止することができる。
【００３５】
一方、前記ＳＴＥＰ２とＳＴＥＰ３の判定において、いずれかがＮＯであれば、走行中と判定し、ＳＴＥＰ６の処理にて、エンジン回転数が所定回転数以上を所定時間以上継続しているかどうか、即ちエンジン回転数が安定しているかどうかを判定し、ＳＴＥＰ７にて、エンジン負荷（率）に余裕があるかどうかを判定する。
【００３６】
ここでは、前記エンジン負荷の判定には、図８に示すように、各変速位置毎のアクセル位置が所定範囲内で、エンジン回転数も所定回転数域内に入っているかどうかを判定する構成となっている。
そして前記判定が共にＹＥＳの状態で、前記アクセルペダル２の踏込センサ２ｓから同ペダルの踏込み状態を検出した場合に、ＳＴＥＰ９の処理にて前記変速用アクチュエータ７，９を駆動し変速位置を現位置より１速上げる。
【００３７】
尚、この際、前記アクセルペダル２と調速機構Ｇとは機械的連動機構を介して接続されているため、前記ＳＴＥＰ６またはＳＴＥＰ７の判定に関わらずアクセル位置をエンジン回転増速側に操作する。
これにより、トラクタＴでは、アクセル位置とエンジン回転数が所定の状態であるとき、即ちエンジンにかかる負荷に対して余裕があるときには、アクセルペダル２の踏み込み操作により、エンジン回転数を増速すると共に、変速位置もアップする。一方、前記エンジンにかかる負荷に余裕が無いとき、例えば、負荷が大きな作業を行っていたり、アクセル位置自体をアイドリング程度に設定している場合は、エンジン回転数だけが増速される。
【００３８】
これにより、変速後の前記燃費の悪化やエンストを防止し、トラクタＴを円滑に走行させることができる。
また、前記ＳＴＥＰ７にてエンジンの負荷に対し余裕が無いと判定された状態、即ち図８中のエンジン回転が変速可能領域の下限値を下回る状態でアクセルペダル２の踏み込み操作を検出したときには、変速位置を１速下げる構成としても良い。
【００３９】
これにより、前記の構成と同様に、アクセルペダル２の踏み込み時に、エンジントルクを確保することができ、前述同様、変速後の前記燃費の悪化やエンストを防止し、トラクタＴを円滑に走行させることができる。
また前記ＳＴＥＰ９若しくはＳＴＥＰ５による変速後は、図７のＳＴＥＰ１０に示すように、前記変速アップスイッチ２１Ａ若しくは変速ダウンスイッチ２１Ｂにて手動による変速を判定し、前記アクセル操作による変速中かどうかを判定し、これがＮＯの場合は、現在の車速と、図４に示すように各変速位置での基準車速とを比較し、前記前後進切替装置４１の前進クラッチＣｆ、若しくは後進クラッチＣｒへのクラッチ昇圧パターン（初期圧と昇圧カーブ）を決定する。ここでは前記ＲＯＭ内に、図９に示すように、標準の昇圧カーブＡが設定され、減速比が小さいほど、即ち車速の変化が小さい変速ほどカーブを急勾配（図中Ｂ側）に補正し、減速比が大きいほど、即ち車速の変化が大きい変速ほどカーブを緩勾配（図中Ｃ側）に補正する。
【００４０】
尚、図中の符号ｔｉは、クラッチへかける初期圧の時間を示し、この初期圧も前記昇圧カーブと同様に、減速比が小さい変速ほど、即ち車速の変化が小さいほど高圧に補正し、減速比が大きい変速ほど、即ち車速の変化が大きいほど低圧に補正する構成となっている。
【００４１】
これにより、トラクタＴの急加速、急減速を防止し、フィーリングの良い変速が得られる。
また前記ＳＴＥＰ１１での判定でＹＥＳの場合、即ち手動による変速とアクセル操作による変速が同時に重なった場合は、前記ＳＴＥＰ１３で得られた昇圧パターンよりも急加速、急減速が得られるように、前記クラッチ圧を所定割合（Ｘ％）だけ高圧に補正する。
【００４２】
これにより、オペレータの手動操作に応じた迅速な変速が行うことができる。
また前記ＳＴＥＰ１２、ＳＴＥＰ１３での変速は、各昇圧中も車速とクラッチ圧が検出され、各ポイントで前記設定されたカーブとなる様、フィードバック制御がかけられる構成となっている。
【００４３】
これにより、変速中に、作業負荷や傾斜などにより車両の状態が変化しても常に安定した変速を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの動力伝達経路を示す図。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】操縦席側方の各種操作機器を示す図。
【図４】変速位置と基準車速の対応を示す図。
【図５】コントローラの接続状態を示す図。
【図６】制御フローチャート（１）。
【図７】制御フローチャート（２）。
【図８】アクセル操作により変速可能な領域を示す図。
【図９】クラッチの昇圧カーブを示す図。
【図１０】エンジン基準回転数に対する基準車速を示す図。
【符号の説明】
１　アクセルレバー
２　アクセルペダル
３　アクセル位置センサ
４　エンジン回転センサ
５　主変速装置
５ａ第一主変速装置
５ｂ第二主変速装置
６　副変速装置
７　クラッチピストン
８　変速用油圧シリンダ
１０　コントローラ
Ｅ　エンジン
Ｒ　ロータリ作業機
Ｔ　トラクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a shift control device for an agricultural, construction, or transportation work vehicle such as a tractor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in JP-A-5-260827, a work vehicle (rice transplanter) includes
An accelerator lever 18 for setting the output speed of the engine 3;
An accelerator pedal 19 that is operated to increase the speed only when the engine 3 is depressed by the number of revolutions of the engine 3 set by the accelerator lever 18;
An engine rotation sensor 17 for detecting an output rotation speed of the engine 3,
Along with
It is known that a transmission 4 is provided in a power transmission path from the engine 3 to the running wheels 6 and 7 so that a shift position can be changed by driving an actuator 11.
[0003]
In the work vehicle disclosed in the above publication, a changeover switch SW for designating a “road running” state and a “working running” state is provided. If the switching state is “road running”, the switch is operated in accordance with an accelerator operation. The shift position of the transmission 4 is increased or decreased, and in the case of "work traveling", the transmission is increased or decreased according to the work load.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the work vehicle, when the changeover switch SW is set to “road running”, the engine speed is always increased in proportion to the engine speed and the shift position together with the accelerator operation. There was a problem that the engine stalled due to lack of horsepower, and the consumption of horsepower increased and fuel efficiency deteriorated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present invention has a shift control device for a work vehicle configured as follows. That is, an accelerator lever (1) for setting the output rotation speed of the engine (E),
An accelerator pedal (2) that operates to increase the speed only when the engine (E) rotation speed set by the accelerator lever (1) is depressed;
An accelerator position sensor (3) for detecting an accelerator operation position of the engine (E) operated by the accelerator lever (1) and an accelerator pedal (2);
An engine rotation sensor (4) for detecting an output rotation speed of the engine (E);
With
Transmissions (5a, 5b) are provided in a power transmission path from the engine (E) to the running wheels (12F, 12R), and the transmissions (5a, 5b) can be shifted by driving actuators (7, 8). In the work vehicle configured in
When the depression operation of the accelerator pedal (2) is detected in a state where there is a margin for the engine rotation with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the shift position of the transmission (5a, 5b) is shifted to the high speed side. And a control means (10) for changing the speed of the work vehicle.
(Operation of Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, when the accelerator pedal (2) is depressed when there is a margin in the engine speed with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the shift position together with the engine speed is changed. Is changed to the high-speed side.
[0006]
Further, according to the invention of claim 2, an accelerator lever (1) for setting an output rotation speed of the engine (E);
An accelerator pedal (2) that operates to increase the speed only when the engine (E) rotation speed set by the accelerator lever (1) is depressed;
An accelerator position sensor (3) for detecting an accelerator operation position of the engine (E) operated by the accelerator lever (1) and an accelerator pedal (2);
An engine rotation sensor (4) for detecting an output rotation speed of the engine (E);
With
Transmissions (5a, 5b) are provided in a power transmission path from the engine (E) to the running wheels (12F, 12R), and the transmissions (5a, 5b) can be shifted by driving actuators (7, 8). In the work vehicle configured in
When the depression of the accelerator pedal (2) is detected when the engine speed is lower than a predetermined speed with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the transmission (5a, 5b) ) Is provided with a control means (10) for changing the shift position to a lower speed side.
[0007]
(Function of Claim 2)
According to the second aspect of the present invention, when the engine speed is lower than a predetermined speed with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the accelerator pedal (2) is depressed. The engine speed is changed to the high speed side, while the shift position is changed to the low speed side.
[0008]
【The invention's effect】
Thus, in the first aspect of the present invention, when the load on the engine (E) is small during acceleration of the accelerator, it is assumed that there is a margin in the output of the engine (E), and the shift position is changed to a higher speed side. The vehicle can be allowed to run smoothly while preventing the engine from stalling later or deteriorating fuel economy.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, when the load on the engine (E) is large during acceleration of the accelerator, it is assumed that there is no margin in the output of the engine (E), and the shift position is changed to a low speed side. In addition, the vehicle can run smoothly while preventing the engine from stalling after shifting and deteriorating fuel economy.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a case where the present invention is mounted on a transmission of an agricultural tractor (hereinafter, tractor T) will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the tractor T will be described.
[0011]
As shown in FIG. 2, the tractor T includes a diesel engine E inside the bonnet 11, transmits the rotational power of the engine E to various transmissions, appropriately reduces the speed, and then rear wheels 12R, which are running wheels, or front and rear wheels. The vehicle travels by transmitting to 12F and 12R.
[0012]
In front of the cockpit 15 of the tractor T, a steering handle 16 for steering the front wheel 12F is provided so as to protrude, and a forward / reverse switching lever 17 and a accelerator lever 1 for rotating in the front-rear direction are provided below the steering handle 16. The rotation base of the accelerator lever 1 is provided with a lever holding mechanism having a friction material, and is connected to a speed control mechanism G on the engine side via a wire. Thus, the accelerator position (throttle position) of the engine E is maintained at the set position.
[0013]
A clutch pedal 18, left and right brake pedals 19, 19 and an accelerator pedal 2 are provided below the steering handle 16, and pedaling sensors 18 s, 19 s, 2 s for detecting a pedaling operation at their respective rotation bases, and a pedal. It is configured to provide a return spring. The rotation base of the accelerator pedal 2 is connected to the governing mechanism G of the engine E via a wire, similarly to the accelerator lever 1. As a result, with the accelerator setting position set and held by the accelerator lever 1 as a lower limit, the engine speed is increased only when the accelerator pedal 2 is depressed, and returns to the original position when the depression is released.
[0014]
As shown in FIG. 3, an h-type shift transmission lever 20 is provided on the side of the cockpit 15, and the sub-transmission 6 is driven in three steps (H, L, M) by rotating the lever 20. It is configured to switch to. A shift lever position sensor 20s for detecting a lever operation position is provided at a rotation base of the shift lever 20, and a pair of front and rear shift switches (a shift up switch 21A, a shift up switch 21A, A down switch 21B) is provided, and the shift position of the main transmission 5 is switched one speed at a time by an operator's switch operation via an energization command of the controller 10.
[0015]
Similarly, a working machine at the rear of the vehicle body, in the drawing, a working machine lifting / lowering lever 22 for changing the height of the rotary working machine R is provided on the side of the cockpit 15, and an operating position is detected at a turning base of the lever 22. A potentiometer 22s is provided. Further, behind the guides of these levers 20 and 22, the work implement R is raised in conjunction with the turning operation of the tractor T, the peripheral speed of the front wheel 12F is increased with respect to the peripheral speed of the rear wheel 21R, A turning control on / off switch 23 for turning on / off the turning control device for braking the rear wheel brake on the inside of the turn, a brake pressure setting device 24 for setting a rear wheel brake pressure on the inside of the turning at the time of turning, and operating the shift control of the present invention. Various setting devices such as a shift mode changeover switch 25 for selecting whether or not to perform the setting are provided.
[0016]
.. And the setting devices 23, 24... Are connected to the controller 10 as control means of the present invention.
In addition, a cylinder case 31 is provided at the rear of the vehicle body of the tractor T, in which a hydraulic cylinder 30 for lifting and lowering the working machine is provided. I have. A link mechanism is provided at the rear of the vehicle body, and the working machine R is connected to the link mechanism. On one side of the lift arm 32, a lift arm angle sensor 32s is provided at the rotation base.
[0017]
Accordingly, in the controller 10, the solenoid of the proportional pressure control valve for raising the work implement or the control for lowering the work implement is adjusted so that the operation angle of the work implement lift lever 22 and the set angle of the lift arm 32 match. The solenoid of the valve is energized to raise and lower the work implement R.
[0018]
Next, a power transmission path of the tractor T will be described with reference to FIG.
The rotational power of the engine E is intermittently operated by the main clutch 40 in the clutch housing 13, and the first main transmission 5a, the forward / reverse switching device 41, the second main transmission 5b, The transmission is transmitted to the transmission 6 in order.
[0019]
The engine E is provided with an accelerator position sensor 3 for detecting the accelerator position operated by the accelerator lever 1 or the accelerator pedal 2 on the governor G, and an engine rotation sensor 4 on the output shaft 42. Has become.
[0020]
Thus, the load factor of the engine, that is, the magnitude of the load applied to the engine E can be detected from the relationship between the set position of the accelerator and the engine output speed.
The first main transmission 5a is a hydraulic clutch type transmission having two high-low clutches Ch and Cl. The first main transmission 5a rotates by pressing one of the high and low clutches with a clutch piston 7 serving as a shift actuator. The power is transmitted to the forward / reverse switching device 41.
[0021]
The forward / reverse switching device 41 is a hydraulic clutch type switching device having a wet-type multi-plate forward clutch Cf and a reverse clutch Cr, and presses one of the clutches in accordance with the operation position of the forward / reverse switching lever 17. This is a switching device that transmits the rotating power to the second main transmission 5b in a forward rotation or a reverse rotation.
[0022]
Each of the clutches Cf and Cr of the forward / reverse switching device 41 is configured to change the pressing force by the energization output of the controller 10, and after switching the shift position of the main transmission, the rotational power is transmitted to the traveling wheels. It is configured to double as the boost clutch to be finally connected.
[0023]
The second main transmission 5b is a synchromesh gear-type transmission including a “3-4 speed” transmission hydraulic cylinder 8a and a “1-2 speed” transmission hydraulic cylinder 8b, which serve as a transmission actuator. By extending or shortening the piston of one of the two hydraulic cylinders 8a and 8b, more specifically, the piston of the "3-4 speed" transmission hydraulic cylinder 8a is extended to the left in the figure to achieve "4". Speed ", and the piston is shortened to the right side in the figure to become" third speed ", and the piston of the" 1-2 speed "transmission hydraulic cylinder 8b is extended to the left side in the figure to become" second speed ". When the piston is shortened to the right side in the figure, "1st speed" is achieved.
[0024]
Thus, by combining the shift positions of the first main transmission 5a and the second main transmission 5b, the main transmission 5 is configured to have 2 × 4 = 8 total shift positions. When the operator manually shifts, the shift-up switch 21A and the shift-down switch 21B are depressed to sequentially increase or decrease the main shift position by one speed.
[0025]
The auxiliary transmission 6 is a sliding mesh gear type transmission that is switched by a manual operation of the transmission lever 20 via a mechanical interlocking mechanism such as a wire or a link mechanism, and is transmitted from the second main transmission 5b. The rotation power is reduced from one of the three gear sets of “H speed” to “M speed” and “L speed” and output from the output shaft 45.
[0026]
As shown in FIG. 4, the tractor T having the main transmission device 5 and the sub transmission device 6 configured as described above is capable of shifting in all 24 speeds by combining the respective gear sets.
The rotational power transmitted to the output shaft 45 is transmitted to the left and right rear wheels 12R via the rear wheel differential mechanism 46, and is transmitted to the front wheel speed increasing device 48 and the front wheel differential mechanism 49 via the front wheel power split gear 47. This is transmitted to the front wheel 12F via the front wheel.
[0027]
Further, the left and right drive shafts output from the rear wheel differential mechanism 46 are provided with brake devices 50, respectively, for turning by the depressing operation of the left and right brake pedals 19, 19 or by driving a separately provided hydraulic cylinder. In this case, the rear wheels 12R are independently crimped at the time and the like to brake the rear wheel 12R.
[0028]
The front wheel speed increasing device 48 includes a constant speed clutch C1 for outputting input rotation at a constant speed and a double speed clutch C2 for outputting at substantially double speed. When the turning control on / off switch 23 is turned on, the tractor T is turned off. The rotation transmitted to the front wheels 12F is switched from constant speed to double speed in conjunction with the turning operation. In addition, a rotation sensor (hereinafter referred to as a vehicle speed sensor 53) is provided on the lower gear 52 of the front wheel speed increasing device 48, and the vehicle speed of the tractor T is indirectly detected by detecting the rotation speed of the front wheels 12F. It has a configuration.
[0029]
Next, a control system of the tractor T will be described with reference to FIG.
The controller 10 of the tractor T has a configuration in which a CPU for processing information of various sensors and setting devices, a RAM for temporarily storing the information, a ROM for storing a control program for the shift control of the present invention, and the like are provided. I have.
[0030]
The input unit includes an engine rotation sensor 4, an accelerator position sensor 3, an accelerator pedal depression sensor 2s, a brake pedal depression sensor 19s, 19s, a clutch pedal depression sensor 18s, a shift mode changeover switch 25, a shift lever position sensor 20s, An up switch 21A, a shift down switch 21B, a vehicle speed sensor 53, a turning control on / off switch 23, and a brake pressure setting device 24 are provided.
[0031]
The output unit includes solenoids 55a and 55b of proportional pressure control valves for pressing the clutches Ch and Cl of the first main transmission 5a, and solenoids 56a of proportional pressure control valves for pressing the clutches Cf and Cr of the forward / reverse switching device 41. , 56b, solenoids 57a, 57b of switching control valves for expanding and contracting the pistons of the shifting hydraulic cylinders 8a, 8b of the second main transmission, solenoids 58a of switching control valves for pressing the clutches C1, C2 of the front wheel speed increasing device 41, 58b, and solenoids 59a and 59b of proportional pressure control valves for driving hydraulic brake cylinders for braking the left and right rear wheels 21R, respectively.
[0032]
In the tractor T configured as described above, the shift control is performed as in the flow chart showing the outline of the control shown in FIGS. 6 and 7.
First, when the power is turned on by turning on the key switch of the tractor T, the controller 10 reads the states of the sensors and the operation switches and determines the setting state of the shift mode changeover switch 25. Here, if the changeover switch 25 is set to the "automatic" mode, the shift control of the present invention is performed.
[0033]
In the "automatic" mode, in the subsequent processing of STEP3 and STEP4, it is determined whether or not the clutch pedal 18 is continuously depressed for a predetermined time, whether or not the detected vehicle speed of the vehicle speed sensor 53 is 0, that is, whether the tractor T It is determined whether or not the vehicle is in the stop state. If both are YES, the main shift is switched to the lowest speed position (first speed, ninth speed, and 17th speed in FIG. 4).
[0034]
Thus, when the vehicle is started when the depressing operation of the clutch pedal 18 is continuously performed, or when the brake pedal 19 is depressed and the vehicle speed is reduced, the vehicle can be started from the low speed position. The engine stall at the time of starting can be prevented as much as possible.
[0035]
On the other hand, if any one of the determinations in STEP2 and STEP3 is NO, it is determined that the vehicle is running, and in the processing in STEP6, it is determined whether the engine speed has continued for a predetermined time or more for a predetermined time or more, It is determined whether or not the rotational speed is stable, and in STEP 7, it is determined whether or not the engine load (rate) has a margin.
[0036]
Here, as shown in FIG. 8, the engine load is determined by determining whether the accelerator position for each shift position is within a predetermined range and the engine speed is also within a predetermined speed range. ing.
If both the determinations are YES and the depression state of the accelerator pedal 2 is detected by the depression sensor 2s of the accelerator pedal 2, the shift actuators 7, 9 are driven in the processing of STEP9 to change the shift position to the current position. Move up one speed.
[0037]
At this time, since the accelerator pedal 2 and the speed control mechanism G are connected via a mechanical interlocking mechanism, the accelerator position is operated toward the engine speed increasing side regardless of the determination in STEP6 or STEP7.
Accordingly, in the tractor T, when the accelerator position and the engine speed are in a predetermined state, that is, when there is a margin for the load applied to the engine, the engine speed is increased by depressing the accelerator pedal 2 and the engine speed is increased. Also, the shift position is increased. On the other hand, when there is no margin for the load applied to the engine, for example, when the work with a large load is performed or the accelerator position itself is set to the idling level, only the engine speed is increased.
[0038]
As a result, it is possible to prevent the fuel efficiency from deteriorating or stalling after the shift, and to make the tractor T run smoothly.
When it is determined in step 7 that there is no margin for the engine load, that is, when the depression of the accelerator pedal 2 is detected in a state where the engine rotation in FIG. The position may be lowered by one speed.
[0039]
As a result, similarly to the above-described configuration, it is possible to secure the engine torque when the accelerator pedal 2 is depressed, and to prevent the fuel consumption from deteriorating or stalling after the shift, and make the tractor T run smoothly, as described above. Can be.
After the shift in STEP 9 or STEP 5, as shown in STEP 10 in FIG. 7, manual shift is determined by the shift up switch 21A or shift down switch 21B, and it is determined whether the shift is being performed by the accelerator operation. If the answer is NO, the current vehicle speed is compared with the reference vehicle speed at each shift position as shown in FIG. 4, and the clutch pressure increase pattern (clutch pressure increase pattern) to the forward clutch Cf or the reverse clutch Cr of the forward / reverse switching device 41 is determined. Initial pressure and pressure rise curve) are determined. Here, as shown in FIG. 9, a standard step-up curve A is set in the ROM, and the curve is corrected to be steeper (the B side in the figure) as the reduction ratio is smaller, that is, as the vehicle speed changes. The curve is corrected to have a gentler gradient (the C side in the figure) as the reduction ratio becomes larger, that is, as the vehicle speed changes.
[0040]
The symbol ti in the figure indicates the time of the initial pressure applied to the clutch, and this initial pressure is corrected to a higher pressure as the reduction ratio becomes smaller, that is, as the change in the vehicle speed becomes smaller, similarly to the above-described boosting curve. The configuration is such that the lower the pressure, the higher the ratio, ie, the greater the change in vehicle speed, the lower the pressure.
[0041]
As a result, sudden acceleration and sudden deceleration of the tractor T are prevented, and a shift with good feeling can be obtained.
If the determination in step 11 is YES, that is, if the manual shift and the shift by the accelerator operation are simultaneously performed, the clutch is set so as to obtain faster acceleration and faster deceleration than the boosting pattern obtained in step 13. The pressure is corrected to a high pressure by a predetermined ratio (X%).
[0042]
As a result, a quick shift according to the manual operation of the operator can be performed.
The shifts in STEP12 and STEP13 are configured so that the vehicle speed and the clutch pressure are detected even during each step-up, and feedback control is performed so that the curve is set at each point.
[0043]
As a result, a stable gear shift can be performed at all times even if the state of the vehicle changes due to a work load, inclination, or the like during the gear shift.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a power transmission path of a tractor.
FIG. 2 is an overall side view of the tractor.
FIG. 3 is a view showing various operation devices on the side of a cockpit.
FIG. 4 is a diagram showing a correspondence between a shift position and a reference vehicle speed.
FIG. 5 is a diagram showing a connection state of a controller.
FIG. 6 is a control flowchart (1).
FIG. 7 is a control flowchart (2).
FIG. 8 is a diagram showing an area where a gear can be shifted by an accelerator operation.
FIG. 9 is a diagram showing a pressure increase curve of a clutch.
FIG. 10 is a diagram showing a reference vehicle speed with respect to an engine reference rotation speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Accelerator lever 2 Accelerator pedal 3 Accelerator position sensor 4 Engine rotation sensor 5 Main transmission 5a First main transmission 5b Second main transmission 6 Sub transmission 7 Clutch piston 8 Shift hydraulic cylinder 10 Controller E Engine R Rotary work machine T tractor

Claims

An accelerator lever (1) for setting the output speed of the engine (E);
An accelerator pedal (2) that operates to increase the speed only when the engine (E) rotation speed set by the accelerator lever (1) is depressed;
An accelerator position sensor (3) for detecting an accelerator operation position of the engine (E) operated by the accelerator lever (1) and an accelerator pedal (2);
An engine rotation sensor (4) for detecting an output rotation speed of the engine (E);
With
Transmissions (5a, 5b) are provided in a power transmission path from the engine (E) to the running wheels (12F, 12R), and the transmissions (5a, 5b) can be shifted by driving actuators (7, 8). In the work vehicle configured in
When the depression operation of the accelerator pedal (2) is detected in a state where there is a margin for the engine rotation with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the shift position of the transmission (5a, 5b) is shifted to the high speed side. A shift control device for a work vehicle, comprising a control means (10) for changing the speed of the work vehicle.

An accelerator lever (1) for setting the output speed of the engine (E);
An accelerator pedal (2) that operates to increase the speed only when the engine (E) rotation speed set by the accelerator lever (1) is depressed;
An accelerator position sensor (3) for detecting an accelerator operation position of the engine (E) operated by the accelerator lever (1) and an accelerator pedal (2);
An engine rotation sensor (4) for detecting an output rotation speed of the engine (E);
With
Transmissions (5a, 5b) are provided in a power transmission path from the engine (E) to the running wheels (12F, 12R), and the transmissions (5a, 5b) can be shifted by driving actuators (7, 8). In the work vehicle configured in
When the depression of the accelerator pedal (2) is detected when the engine speed is lower than a predetermined speed with respect to the accelerator operation position of the engine (E), the transmission (5a, 5b) A) a shift control device for a work vehicle, comprising: control means (10) for changing the shift position to the lower speed side.