JP2005172025A - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路上走行においてアクセルペダル操作に応じた自動変速を可能とするとともに、状況に応じて細かい速度調節をも可能とする操作性の良い作業車両の変速制御装置を得ることにある。
【解決手段】アクチュエータの駆動を介して切り替えられる第一変速装置ｄ，ｇと、この第一変速装置ｄ，ｇの変速位置を手動設定する変速設定部８と、この変速設定部８の設定に応じて切替指令を出力し前記第一変速装置ｄ，ｇの変速位置を切り替える制御部と、手動操作用のシフトレバー７を介して変速位置の切替えが可能な第二変速装置ｅと、走行方向を前後に切り替える前後進切替装置ｆとを備えた作業車両において、前記シフトレバー７は作業用ポジションと路上用ポジションを選択可能に形成し、前記制御部はアクセルペダル操作に応じて前記第一変速装置ｄ，ｇの変速位置を切り替えるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業車両の変速制御装置の構成に関するものである。

農用トラクタ等の変速装置においては、従来、シンクロメッシュ式の主変速装置を増速ボタンと減速ボタンのスイッチ操作によって切替制御する例が知られている（特許文献１参照）。この変速制御装置は、オペレータがボタン操作により多段の主変速を切替えることにより、作業に合った目的速度に調節することができる。

この場合において、作業場所を移動するための道路走行の際は、他の走行車両や通行人等との関係から頻繁に車速調節の必要が生じるので、その都度オペレータがボタン操作するのは煩に耐えないという問題があったので、これを解決するために、自動変速式の変速制御装置が提案された。この自動変速式の変速制御装置は、路上走行の場合にアクセルペダル操作に応じて自動変速するように構成したものであり、この変速制御装置により、オペレータの操作負担を軽減して走行状況に合わせた変速調節が可能となる。しかし、路上走行であっても、機体後進の際には路面や周囲の状況に合わせて細かい速度調節を要するので、自動変速では対応できないという問題が生じていた。
特開平０７−２１７７２９号公報

解決しようとする問題点は、路上走行においてアクセルペダル操作に応じた自動変速を可能とするとともに、状況に応じて細かい速度調節をも可能とする操作性の良い作業車両の変速制御装置を得ることにある。

請求項１に係る発明は、アクチュエータの駆動を介して切り替えられる第一変速装置と、この第一変速装置の変速位置を手動設定する変速設定部と、この変速設定部の設定に応じて切替指令を出力し前記第一変速装置の変速位置を切り替える制御部と、手動操作用のシフトレバーを介して変速位置の切替えが可能な第二変速装置と、走行方向を前後に切り替える前後進切替装置とを備えた作業車両において、前記シフトレバーは、第二変速装置のいずれかの変速位置で作業用ポジションと路上用ポジションを選択可能に形成し、前記制御部は、前記シフトレバーの変速位置が路上用ポジションに切り替えられ、かつ、前記前後進切替装置が前進状態の場合に限り、アクセルペダル操作に応じて前記第一変速装置の変速位置を切り替えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記制御部は、前記シフトレバーの変速位置が路上用ポジションに切り替えられた場合に、前記作業車両の前輪または後輪のいずれか一方のみを走行駆動することを特徴とする。

本発明の作業車両の変速制御装置は、以下の効果を奏する。
作業用ポジションと路上用ポジションとを選択可能なシフトレバーと制御部とにより、シフトレバーを作業速用ポジションにシフトした場合は変速設定部の設定に応じた速度で機体が走行する。また、シフトレバーを路上用ポジションにシフトした場合は、前後進切替装置が前進の場合に限り、アクセルペダル操作に応じて前記第一変速装置の変速位置が自動的に切替えられる。したがって、路上用ポジションで走行する場合に、前進では、オペレータの操作を煩わせることなく、アクセルペダル操作に応じて自動変速でき、一方、後進の際は、アクセルペダルを操作しても、自動変速することなくオペレータの操作に応じた細かい速度調節が可能となるので、操作性を向上することができる（請求項１）。

上記制御部により、路上用ポジションで走行する場合に４輪駆動から前輪または後輪のいずれか一方のみが走行駆動される２輪駆動に切替えられることから、路上面との摩擦を少なくして効率良く路上走行することができる（請求項２）。

本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る車両の変速制御装置は、農用トラクタ等の走行伝動用変速装置の変速制御に適用される。農用トラクタは、図１の側面図のように、機体の前後部に夫々前輪ａと後輪ｂを備え、ボンネット内に搭載したエンジンｃの回転動力をミッションケースｊ内の変速装置に伝達し、この変速装置で適宜減速された動力を前輪ａと後輪ｂとに伝達するとともに、後部のＰＴＯ軸ｋを介して作業機Ｋ１に出力するように構成している。また、オペレータによる操作のために、ステアリングハンドルｈの前側に運転状態を表示するモニタｍ、下部に前後進切替のリバースレバーｎとアクセルペダルｐ、ミッションケースｊの上部に設けた操縦席ｑの脇に変速レバー７、レバー式の変速設定部８等が配置される。

変速装置は、図２の伝動系統展開図に示すように、後段側の第一主変速装置（第一変速装置）ｇ、前段側の第二主変速装置（第一変速装置）ｄ、副変速装置（第二変速装置）ｅを中心に構成される。第一主変速装置ｇは、第二主変速装置ｄと合わせて主変速装置を構成する。第一主変速装置ｇは変速用アクチュエータとなる内部ピストンを備えた低速クラッチと高速クラッチにより増速と減速の２速が切替えられ、第二主変速装置ｄは変速用アクチュエータとなる２つの油圧シリンダ８ａ，８ａ及びクラッチにより後段側の１速ギヤ組から前段側の４速ギヤ組が切替えられ、変速設定部８によりこれら第一主変速装置ｇと第二主変速装置ｄがシフト操作される。その第二主変速装置ｄの更に前段には、センサｎ１を備える前後進切換レバーｎの操作により前後進切換機構ｆが前進クラッチと後進クラッチによって機体の進行方向を前後に切り換え可能に介設する。副変速装置ｅは変速レバー７によって３速に切替えられる。

これらの変速部の入力側には、主クラッチｔを介してエンジンｃから動力を受ける。エンジンｃにはアクセル位置センサｃ１、回転センサｃ２を備えてその運転条件を検出する。副変速装置ｅの出力側は後輪デフｒに伝動され、後輪デフｒの伝動系にはブレーキ装置ｒ１を備えてアクチュエータｒ２により制動するとともに後輪ｂを駆動する。また、副変速装置ｅの出力は、分岐前輪増速装置ｓに分岐されて前輪デフｓ１に伝動する。作業機動力は、エンジンｃから分けてＰＴＯクラッチｕに受け、ＰＴＯ変速装置ｖを介してＰＴＯ軸ｗに出力される。

このように構成することにより、トラクタの変速構成は、図３（ａ）に示す変速装置の全２４速の変速位置について所定の速度に調節することができる。詳しくは、図３（ｂ）の「Ｈ」「Ｍ」「Ｌ」の３つの車速帯域を手動でギヤチェンジ操作する変速レバー７によって副変速装置ｅのシフト位置を選択し、図３（ｃ）の８速のレバーポジションを有する変速設定部８の操作により、制御部の指令を介して主変速装置を構成する第一主変速装置ｇと第二主変速装置ｄの組み合わせによる１速から８速のギヤポジションから対応する１つの変速位置を選択する構成となっている。

上記変速レバー７には、副変速装置ｅの「Ｈ」ポジションにおける最高速側の複数位置（図例は２１速〜２４速）の範囲に限定した「路上」ポジションを更に設け、前後進切替装置ｆが前進状態である場合に限り、アクセルペダルｐの操作に応じて主変速装置ｄ，ｇの変速位置をエンジントルクと車速とで定まる変速位置に自動切替えを行い、一方、後進側に切替えた時は、後進操作の直前の主変速位置を保持するように制御部を構成する。アクセルペダルｐの操作による自動変速は、アクセル位置センサｃ１の検出信号に応じたエンジン回転が一定時間に亘り検出された時、すなわち、エンジンの回転に余裕が検出された時に１速ずつアップして負荷とバランスするように切替えられる。

上記構成の変速制御装置は、「Ｈ」「Ｍ」「Ｌ」の３つの車速帯域について、その制御部により、レバー式変速設定部８の設定に応じた速度で機体が走行する。シフトレバー７を路上ポジションにシフトした場合は、制御部により、前後進切替装置ｆが前進の場合にのみ、アクセルペダル操作に応じて前記主変速装置ｄ，ｇの変速位置が自動的に切替えられ、また、後進操作した場合は、直前の主変速位置に保持した上で、自動変速することなくアクセルペダル操作に応じて速度調節することができる。したがって、路上ポジションにシフトした場合に、前進では、オペレータを煩わせることなく、アクセルペダル操作に応じて自動変速することができ、後進の際は、アクセルペダルを操作しても自動変速することなく、直前の主変速位置で、ペダル操作を介してオペレータの意図に沿った速度調節が可能となるので、操作性を向上することができる。

この場合において、路上ポジションで前進の場合に、自動変速が可能であることを、モニタランプ、切替時液晶表示、音声等によって報知する手段を設けることにより、アクセルペダルｐの操作によって自動変速できる自動変速モードであることをオペレータが確実に認識することができる。また、自動変速モードの設定スイッチ７ａを、変速レバー７のグリップ部等に備えることにより、自動変速モードの適用と解除についてオペレータの管理下で状況に合わせた取扱いが可能となる。

走行車輪ａ，ｂの駆動系については、通常は変速装置によって４ＷＤの伝動走行を行い、また、所定の条件に限り、すなわち、前記シフトレバー７の変速位置が路上ポジションに切替えられ、かつ、前後進切替装置ｆが前進状態の場合に限り、前記作業車両の前輪ａまたは後輪ｂのいずれか一方のみ（図例では後輪ｂ）を走行駆動するように制御部を構成する。このように構成することにより、路上ポジションで前進走行する場合は、２ＷＤによる効率の良い走行が可能となる。

つぎに、変速時のクラッチ昇圧制御について説明する。
主変速装置ｄ，ｇの切替えの際の油圧制御は、図４の特性線図に示すように、いわゆるダブルクラッチ操作のように、主変速装置ｄ、ｇのギヤ切替時において前後進切換機構ｆのクラッチ圧力を抜いて低圧のニュートラルとするとともに、その間に瞬間的にクラッチに昇圧を行うように圧力カーブを設定する。

この圧力カーブにしたがってクラッチ圧を制御することにより、図５の変速機の軸線展開断面図に示すように、主変速装置ｄ，ｇの切替えの際に、前後進切換機構ｆの一瞬のクラッチ伝動動作によってギヤ軸ｘ１が回動されることから、カウンタシャフトｘ２側の回転と同調しやすくなるので、従来のようなクラッチの伝動中断時におけるギヤ切替と比較して変速が容易となる。

このようなクラッチ圧力制御をする場合は、図６（ａ）の入出力構成図のように、シフト位置センサ等の信号をコントローラ（制御部）に受けて昇圧クラッチバルブその他を制御するべく構成する。制御部においては、図６（ｂ）のフローチャートのように、通常の変速処理によって変速できなかったときにそれを補うようにクラッチ昇圧制御モードを付加するべく信号処理を行う。このように制御処理することにより、通常の変速制御で変速できなかった場合（坂道走行などで起こる可能性がある）にクラッチ昇圧制御モードに切替わり、確実に変速することができる。

つぎに、上記クラッチ昇圧制御モードを飛び段変速に適用した場合について説明する。飛び段変速の場合は、図７のフローチャートのように、通常の変速処理の代わりにクラッチ昇圧制御モードとするように信号処理を行う。飛び段変速は、その回転数差が大きくなるため、変速できないおそれがあるので、通常では飛び段変速を制限しているが、上記のように制御処理することにより、そのような制限が不要となることから、飛び段変速による変速の自由度を求める根強い市場要望に対応することができる。

本発明に係る車両の変速制御装置の適用対象となる農用トラクタの側面図 本発明に係る車両の変速制御装置の制御対象となる多段変速装置の伝動系統展開図 図２の変速装置の変速組合わせテーブル（ａ）、副変速シフトポジション（ｂ）、主変速シフトポジション（ｃ） クラッチの油圧制御特性線図 変速機の軸線展開断面図 クラッチ圧力制御の入出力構成図（ａ）とフローチャート（ｂ） 飛び段変速のフローチャート

符号の説明

７ シフトレバー
７ａ 設定スイッチ
８ 設定レバー
８ａ 油圧シリンダ
ｄ 第二主変速装置（第一変速装置）
ｅ 副変速装置（第二変速装置）
ｆ 前後進切替装置
ｇ 第一主変速装置（第一変速装置）
ｐ アクセルペダル
ｘ１ ギヤ軸
ｘ２ カウンタシャフト

Claims (2)

1. アクチュエータの駆動を介して切り替えられる第一変速装置（ｄ，ｇ）と、
   この第一変速装置（ｄ，ｇ）の変速位置を手動設定する変速設定部（８）と、
   この変速設定部（８）の設定に応じて切替指令を出力し前記第一変速装置（ｄ，ｇ）の変速位置を切り替える制御部と、
   手動操作用のシフトレバー（７）を介して変速位置の切替えが可能な第二変速装置（ｅ）と、
   走行方向を前後に切り替える前後進切替装置（ｆ）とを備えた作業車両において、
   前記シフトレバー（７）は、第二変速装置（ｅ）のいずれかの変速位置で作業用ポジションと路上用ポジションを選択可能に形成し、
   前記制御部は、前記シフトレバー（７）の変速位置が路上用ポジションに切り替えられ、かつ、前記前後進切替装置（ｆ）が前進状態の場合に限り、アクセルペダル操作に応じて前記第一変速装置（ｄ，ｇ）の変速位置を切り替えることを特徴とする作業車両の変速制御装置。
2. 前記制御部は、前記シフトレバー（７）の変速位置が路上用ポジションに切り替えられた場合に、前記作業車両の前輪または後輪のいずれか一方のみを走行駆動するように伝動切替えすることを特徴とする請求項１記載の作業車両の変速制御装置。
   

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