JP2007008320A - Gear shift device in working vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、静油圧式無段変速装置(HST)やベルト式無段変速装置を有する農業、建築、運搬用の作業車両の変速操作装置に関する。 The present invention relates to a gear shifting operation device for work vehicles for agriculture, construction, and transportation having a hydrostatic continuously variable transmission (HST) and a belt type continuously variable transmission.
従来、農業用トラクタには、走行系伝動装置として、HSTを備え、車両の前後進と車速の変更を単一の変速レバー、所謂HSTレバーにて操作する構成が知られている。
また農業用トラクタには、ギヤ式の前後進切替装置とギヤ式の変速装置を備え、車両の前後進と車速を、シャトル操作式の前後進切替レバーと変速レバーの操作にて別々に操作する構成も知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, agricultural tractors are known to have an HST as a traveling system transmission device and operate a single shift lever, a so-called HST lever, to move the vehicle forward and backward and change the vehicle speed.
The agricultural tractor is equipped with a gear-type forward / reverse switching device and a gear-type transmission, and the vehicle's forward / backward movement and vehicle speed are operated separately by operating the shuttle-operated forward / reverse switching lever and the shift lever. The configuration is also known.
前記のようにHSTを備えたトラクタでは、主に細かな車速調整が要望される芝刈作業などに適しており、またギヤ式の変速装置を備えたトラクタでは、主に前後進を繰り返す高負荷作業、例えばローダ作業や圃場での牽引作業などに適している。
そして、トラクタのユーザは、主たる作業に応じて、前記HSTを備え、単一のレバーにて車体を操作する仕様か、若しくはギヤ式変速装置を備え、前後進切替レバーと変速レバーにて車体を操作する仕様を選択するものであるので、主たる作業以外の作業、例えばギヤ式変速装置を備えたトラクタで芝刈作業を行う場合は、細かな車速調整ができず操作性が悪く、またHSTを備えたトラクタでは、前後進を繰り返すローダ作業や圃場内での牽引作業で、前後進を切り替える毎に変速位置を調整する必要が生じて前記同様、操作性を損うものであった。 The tractor user is equipped with the HST according to the main work and is designed to operate the vehicle body with a single lever or with a gear-type transmission, and the vehicle body is moved with the forward / reverse switching lever and the transmission lever. Since the specifications to be operated are selected, when performing lawn mowing work other than the main work, for example, with a tractor equipped with a gear-type transmission, the vehicle speed cannot be finely adjusted and the operability is poor, and the HST is provided. In the tractor, it is necessary to adjust the shift position every time the forward / backward movement is switched in the loader work or the towing work in the field where the forward / backward movement is repeated.
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、請求項1の発明では、エンジン(E)の回転を変速し走行装置(1F,1R)へ伝達する無段変速装置(3)と、前記無段変速装置(3)の出力回転を調整するアクチュエータ(4)を備えた作業車両であって、前記車両には前後進行方向を選択する前後進切替レバー(5)及び同レバー(5)の操作位置を検出する前後進操作検出センサ(5a,5b)と、車両の車速を調整する変速レバー(6)及び同レバー(6)の操作位置を検出する変速位置センサ(6s)を備え、前記各センサ(5a,5b,6s)の検出値に応じて前記アクチュエータ(4)を駆動する制御部(C)を備えた作業車両の変速操作装置とした。
(請求項1の作用)
以上のように構成した請求項1の作業車両では、前後進切替レバー(5)を操作することで、車両の進行方向が設定され、変速レバー(6)を操作すると、車両の速度が設定される。制御部(C)は両レバー(5,6)の操作位置に応じて、アクチュエータ(4)を駆動し、車両が走行する。
In view of the above problems, the present invention is configured as follows.
That is, according to the first aspect of the present invention, the continuously variable transmission (3) for shifting the rotation of the engine (E) and transmitting it to the traveling device (1F, 1R) and the output rotation of the continuously variable transmission (3) are adjusted. A forward / reverse switching lever (5) for selecting a forward / backward traveling direction and a forward / backward operation detection sensor (5a) for detecting an operation position of the lever (5). , 5b), a shift lever (6) for adjusting the vehicle speed of the vehicle, and a shift position sensor (6s) for detecting the operation position of the lever (6), the detected values of the sensors (5a, 5b, 6s) Accordingly, a shift operation device for a work vehicle provided with a controller (C) for driving the actuator (4) according to the above.
(Operation of claim 1)
In the work vehicle according to claim 1 configured as described above, the traveling direction of the vehicle is set by operating the forward / reverse switching lever (5), and the speed of the vehicle is set by operating the shift lever (6). The The control unit (C) drives the actuator (4) according to the operation position of the levers (5, 6), and the vehicle travels.
また請求項2の発明では、前記車両には、エンジン(E)から走行装置(1F,1R)へ伝達される回転動力を入り切りする主クラッチ(7)及び同主クラッチ(7)を操作するクラッチペダル(9)を備え、前記変速レバー(6)を直線シフト形態に構成すると共に、同レバー(6)の一端部の操作位置を最高速位置とし、他端部の操作位置を微速位置に設定したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の変速操作装置。
(請求項2の作用)
以上のように構成した請求項2の作業車両では、前後進切替レバー(5)を操作することで、車両の進行方向が設定され、クラッチペダル(9)を踏み離すと同時にエンジン(E)からの回転動力が走行装置(1F,1R)へ伝達されて車両が発進する。
According to the invention of claim 2, the vehicle includes a main clutch (7) for turning on and off the rotational power transmitted from the engine (E) to the travel device (1F, 1R) and a clutch for operating the main clutch (7). A pedal (9) is provided, the shift lever (6) is configured in a linear shift form, the operating position at one end of the lever (6) is set to the highest speed position, and the operating position at the other end is set to the slow speed position. The shift operation device for a work vehicle according to claim 1, wherein the shift operation device is a work vehicle.
(Operation of claim 2)
In the work vehicle according to claim 2 configured as described above, by operating the forward / reverse switching lever (5), the traveling direction of the vehicle is set, and at the same time when the clutch pedal (9) is depressed and released, the engine (E) Is transmitted to the traveling devices (1F, 1R) to start the vehicle.
これにより、請求項1の発明では、細かな車速調整が必要な作業においては従来通り、変速レバー(6)にて車速を無段階に調整することができ、また前後進を繰り返す作業では、ギヤ式変速装置を有する車両と同様に、前後進切替レバー(5)にて前後進の切り替え操作ができるので、両形態の作業と共に操作性が良い。 As a result, according to the first aspect of the invention, the vehicle speed can be adjusted steplessly with the speed change lever (6) as usual in operations requiring fine vehicle speed adjustment. Since the forward / reverse switching operation can be performed by the forward / reverse switching lever (5) as in the case of the vehicle having the transmission, the operability is good with both forms of work.
また請求項2の発明では、変速レバー(6)の一端部を微速位置に設定しているので、同変速レバー(6)にて車速を調整し、前後進切替レバー(5)にて進行方向を選択し、クラッチペダル(9)にて車両の発進、停止を操作する為、各操作部材の役割が分けられて、例えば変速レバーに停止位置を設定する構成と比較して、操作性が良い。 In the second aspect of the invention, since one end of the speed change lever (6) is set to the slow speed position, the vehicle speed is adjusted by the speed change lever (6) and the traveling direction is changed by the forward / reverse switching lever (5). Since the start and stop of the vehicle is operated by the clutch pedal (9), the roles of the respective operation members are divided, and the operability is better than the configuration in which the stop position is set to the shift lever, for example. .
以下、図面に基づいて、この発明を作業車両となる農業用トラクタTに搭載した形態について説明する。
最初にトラクタTの構成について説明する。
Hereinafter, based on the drawings, an embodiment in which the present invention is mounted on an agricultural tractor T serving as a work vehicle will be described.
First, the configuration of the tractor T will be described.
トラクタTは、図2に示すように、ボンネット11内部にエンジンEを備え、このエンジンEの回転動力をミッションケース12内の各種伝動装置を介して走行装置となる後輪1R、または前後輪1F,1Rへ伝達して走行する構成となっている。
As shown in FIG. 2, the tractor T includes an engine E inside the
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13を内装するシリンダケース15を備え、同シリンダ13のピストン伸縮によりケース両側のリフトアーム14を上下回動し、三点リンク機構を介して各種作業機を昇降する構成となっている。また前記リフトアーム14の基部には、作業機Rの高さを検出するセンサとしてリフトアーム角センサ14sを設け、操縦席17側方に備えた作業機昇降レバー18基部のレバー位置センサ18sの検出角が一致するように、前記作業機昇降用油圧シリンダ13のピストンを駆動する構成となっている。
A tractor T has a
またトラクタTの操縦席17の前方には、前記前輪1Fを左右操舵するステアリングハンドル19を設け、この下方に車両の前後進を切り替える所謂シャトル式前後進切替レバー5を前後回動自在に備える構成となっている。そしてこの前後進切替レバー5の回動基部には、オペレータの前後進操作を検出するセンサとして前進スイッチ5aと後進スイッチ5bを設けると共に、同レバー5の操作位置を強制的に移動させるレバー位置操作用電動モータ28を備え、これら信号線を、操縦席17下方のコントローラCへ接続する構成となっている。また前記ステアリングハンドル19の前方には、報知手段となる液晶モニタや25aやブザー25bを有するメータパネル25を設けている。
Further, a
また前記ステアリングハンドル19の下方には、主クラッチ7を断続操作するクラッチペダル9や、左右後輪1R,1Rのブレーキ装置24L,24Rを夫々独立して制動する左右ブレーキペダル8L,8Rを設け、前記左右各ブレーキペダル8L(8R)の回動基部には、この踏込み操作を検出するブレーキペダル踏込操作検出スイッチ8Ls,8Rsを設けている。
Also, below the
また、トラクタTの操縦席17の側方には、前記作業機Rの高さを調整する作業機昇降レバー18、主変速装置となるHST3の出力回転数を調整するHSTレバー(主変速レバー)6、後述する副変速装置31の変速位置を切り替える副変速レバー27を設ける構成となっている。また前記HSTレバー6は、図3に示すように、操縦席17の左側方で前後に回動させる所謂直線シフト形態に構成され、このレバーガイドの前端部操作位置を副変速の最低速位値(L速)において、超低速作業を想定した微速、凡そ0.3km/hの車速となる位置に設定され、後端部操作位置を同じくL速においての最高速位置、凡そ0.5km/hの車速なる位置に設定されている。
Further, on the side of the cockpit 17 of the tractor T, a work
次に、図4に基づいてトラクタ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、主クラッチ7にて入り切り操作され、走行系動力として、エンジン出力軸を介して主変速装置となるHST3とギヤ式副変速装置31、後輪デフ機構32を介して左右後輪1R,1Rへ伝達すると共に、前記副変速装置31にて出力された回転を前輪駆動軸33と前輪デフ機構34を介して左右前輪1F,1Fへ伝達する構成となっている。
Next, the power transmission path of the tractor T will be described with reference to FIG.
The rotational power of the engine E is turned on and off by the main clutch 7, and travel system power is supplied via the engine output shaft via the
また前記HST3は、油圧ポンプ3Pと油圧モータ3Mを備え、前記油圧ポンプ3Pの動力入力軸3iから伝達された回転動力を、閉回路内に充填した油圧の流れを介して油圧モータ3Mの出力軸3oから出力すると共に、ポンプ3P内部の斜板の傾倒角をトラニオン軸3aの回動位置を変更し、前記モータ3Mの出力軸3oの回転方向と回転速度、即ちトラクタTの前後進と車速を変更する構成となっている。また前記トラニオン軸3a近傍のミッションケース12には、同軸3aを強制的に回動させるトラニオン軸操作用電動モータ4を備える構成となっている。
The HST 3 includes a hydraulic pump 3P and a hydraulic motor 3M, and the output shaft of the hydraulic motor 3M is supplied via a hydraulic flow in which the rotational power transmitted from the
また前記副変速装置31は、コンスタントメッシュギヤ式変速装置であって、操縦席17側方の副変速レバー27の前後回動操作にて、シフタ及びスライドギヤを操作し、L,M,H速の全三段の内の1つの変速段を選択する構成となっている。
The
尚、図4中の符号38は、入力回転を同速で出力する等速クラッチ38aと二倍速で出力する増速クラッチ38bを有する所謂前輪増速装置を示し、トラクタTの旋回時に前記コントローラCからの操作にて旋回内側後輪のブレーキと共に前記前輪1Fの駆動速を通常速から二倍速に増速する構成となっている。またこの前輪増速装置38の前輪側動力伝達軸に電磁ピックアップ式の車速センサ45を備える構成となっている。
4 denotes a so-called front wheel speed increasing device having a constant speed clutch 38a that outputs the input rotation at the same speed and a speed increasing clutch 38b that outputs the input speed at the double speed. The driving speed of the
次に図5に基づいてトラクタTの油圧構成について説明する。
トラクタTには前記エンジンEの回転により駆動される第一油圧ポンプP1と第二油圧ポンプP2を設け、第一の油圧ポンプP1は、作動油タンクを兼ねるミッションケース12から油を吸い上げ、圧油をパワーステアリング用回路40へ送り込むと共に、この余剰油をオイルクーラ41及びフィルター42を介して前記HST3の閉回路へ、詳しくはチャージ油として送り込む構成としている。また前記第二油圧ポンプP2は、前記ミッションケース12から油を吸い上げ、作業機昇降用切替制御弁43を介して作業機昇降用油圧シリンダ13へ圧油を送り込む構成となっている。
Next, the hydraulic configuration of the tractor T will be described with reference to FIG.
The tractor T is provided with a first hydraulic pump P1 and a second hydraulic pump P2 that are driven by the rotation of the engine E, and the first hydraulic pump P1 sucks up oil from the
次に図1と図6と図7に基づいて、トラクタTの制御系について説明する。
前記トラクタTの制御部となるコントローラCは、各種情報を処理するCPU、制御プログラムを記憶するEEPROM、センサ情報や設定器情報を一時記憶するRAM等を備える構成となっている。
Next, a control system for the tractor T will be described with reference to FIGS. 1, 6, and 7.
The controller C serving as the control unit of the tractor T includes a CPU that processes various types of information, an EEPROM that stores a control program, a RAM that temporarily stores sensor information and setting device information, and the like.
またコントローラCの入力部には、前後進切替レバー5のレバー位置を検出する前進スイッチ5aと後進スイッチ5b、HSTレバー6の変位置を検出するレバー位置センサ6s、左ブレーキペダル踏込スイッチ8Ls、右ブレーキペダル踏込スイッチ8Rs、車速センサ45、そして車両の旋回操作を検出する前輪切角センサ1Fs、作業昇降レバー18基部のレバー位置センサ18s、リフトアーム角センサ14s等を接続して設けている。
The input part of the controller C includes a
またコントローラCの出力部には、前記トラニオン軸操作用電動モータ4、前後進切替レバー操作用電動モータ28、液晶モニタ25a、警報ブザー25b、作業機昇降昇用制御弁43のソレノイド43a,43b等を接続して設けている。
The output part of the controller C includes the trunnion shaft operating electric motor 4, the forward / reverse switching lever operating
以上のように構成したトラクタTでは、前記コントローラCにより、図6に示す変速制御が行われる。
まずトラクタTの電源系がONされると、各種センサや設定器類の状態が読み込まれ、最初に前記前進スイッチ5aまたは後進スイッチ5bがON状態であるかどうかを判定、即ち前後進切替レバー5が前進位置若しくは後進位置に操作されているかどうかを判定する。この判定がYESである場合は、HSTレバー6の操作角度とトラニオン軸3aの設定角度が一致する様、トラニオン軸操作用電動モータ4へ通電を行う。
In the tractor T configured as described above, the speed change control shown in FIG.
First, when the power supply system of the tractor T is turned on, the states of various sensors and setting devices are read, and it is first determined whether or not the
詳しくは、図7に示すように、HSTレバー6の傾倒角度が大きくなるに従い、トラニオン軸3aの角度も比例して大きく変更する。また同HSTレバー6では同じレバー操作角において後進操作時の設定車速を、前進操作時の設定車速よりも低速となる設定となっている。
Specifically, as shown in FIG. 7, as the tilt angle of the
また前記判定がNOである場合、即ち前進スイッチ5aと後進スイッチ5bが共にOFFである場合は、トラニオン軸3aの設定角度を前記HSTレバー6の位置に関わらず、前進微速位置、凡そ0.3km/hの車速となる位置に待機させる構成となっている。これにより、前後進切替レバー5を前進位置へ操作し、前記トラニオン軸操作用電動モータ4によりHSTレバー6の操作位置に応じた位置まで車速を上げるときに、トラクタTを極力スムーズに加速することができる。
When the determination is NO, that is, when both the
尚、トラクタTを後進させるべく前記後進スイッチ5bをONした場合は、コントローラにより直ちに車速が0に設定され、徐々に増速する構成となっている。またトラクタTを完全に停止させるには、左右ブレーキペダル8L,8Rを踏み込むかまたはクラッチペダル23を踏み込む。
When the
また前記トラクタTでは、走行中、常に左右ブレーキペダル8L,8Rの踏込状態を検知し、両ペダル8L,8Rの踏込み状態がONした時には、トラクタTの停止操作と想定し、前記車速センサ45の検出値が0となる様、トラニオン軸操作用電動モータ4へ通電を行い、また同時に前記前後進切替レバー操作用電動モータ28へ通電を行って、同レバー5を中立位置へ移動させる。
Further, the tractor T always detects the depression state of the left and
これにより、前記ブレーキペダル8L,8Rの制動操作と共に、HST3の出力回転数を低下させるので、トラクタTは迅速に停止することができる。また前後進切替レバー5の位置が、中立位置へ移動するので、例えば前後進切替レバー位置を前進位置に維持し、同レバー5の位置とトラニオン軸3aの位置のずれを所定の操作で解除する構成と比較して、再度発進するときの操作性が良い。
As a result, the braking operation of the
また前記コントローラCでは、前記前輪切角センサ1Fsの検出値が所定角以上となると旋回制御を実行、詳しくは前記トラニオン軸操作用電動モータにて車速を一定割合だけ減速すると共に、各制御弁へ通電を行ってリフトアームを上昇回動させ、前輪1Fを増速駆動し、旋回内側の後輪にブレーキを掛ける構成となっている。
The controller C executes turning control when the detected value of the front wheel turning angle sensor 1Fs exceeds a predetermined angle. Specifically, the controller C decelerates the vehicle speed by a certain rate by the electric motor for operation of the trunnion shaft, and sends it to each control valve. By energizing, the lift arm is lifted and rotated to drive the
以上のように構成したトラクタTでは、HST3を備える仕様でも、細かな車速調整が必要な作業においては従来通り、HSTレバー6にて車速を無段階に調整することができ、また前後進を繰り返す作業では、ギヤ式変速装置を有する車両と同様に、前後進切替レバー5にて前後進の切り替え操作ができるので、両形態の作業と共に操作性が良い。
In the tractor T configured as described above, the vehicle speed can be adjusted steplessly with the
またHSTレバーは、直線シフト式に構成され、一端部の操作位置を最高速位置とし、他端部の操作位置を微速位置に設定しているので、同レバーにて車速を調整し、前後進切替レバー5にて進行方向を選択し、クラッチペダル9にて車両の発進、停止を操作する為、各操作部材の役割が分けられて、例えばHSTレバーに停止位置を設定する構成と比較して、操作性が良い。
In addition, the HST lever is configured as a linear shift type, and the operation position at one end is set to the highest speed position and the operation position at the other end is set to the slow speed position. In order to select the traveling direction with the switching
尚、上記形態の別形態としては、左右ブレーキペダル8L,8Rを踏み込んだときに、前後進切替レバー5の位置を中立位置へ移動する構成に代えて、HSTレバー6に同レバーを強制的に操作するアクチュエータを備え、ブレーキ操作時に同レバーを最低速位置に移動する構成としても良い。
As another form of the above-described form, instead of the configuration in which the position of the forward /
また前記HSTレバー6の操作角とトラニオン軸3aの設定角との関係は、図8に示すように、二次曲線的に比例する構成としても良い。これにより、低車速域では増速率が小さく車速を設定でき、高速域では増速率が大きく迅速な変速を行うことができる。
The relationship between the operating angle of the
C コントローラ(制御部)
E エンジン
T トラクタ
1F 前輪
1R 後輪
3 HST
4 トラニオン軸操作用電動モータ(アクチュエータ)
5 前後進切替レバー
5a 前進スイッチ
5b 後進スイッチ
6 HSTレバー(変速レバー)
6s レバー位置センサ
C controller (control unit)
E
4. Electric motor (actuator) for trunnion shaft operation
5 Forward /
6s lever position sensor
Claims (2)
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JP2005191725A JP2007008320A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Gear shift device in working vehicle |
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2005
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Legal Events
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