JP2007320357A

JP2007320357A - トラクタの走行伝動制御装置

Info

Publication number: JP2007320357A
Application number: JP2006150145A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ono; 弘喜小野; Tomoyuki Ishida; 智之石田
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: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP4946182B2

Abstract

【課題】急停車によるショックや、又変速ギヤ等の伝動機構の破損を防止しながた、機体制動を可能にしようとする。
【解決手段】摩擦多板形態のクラッチ２５〜２８の入り，切りによって多段変速する変速ギヤ６〜９を設けたトラクタにおいて、車速が一定以下の低車速域において、変速ギヤ６〜９の二重噛みにより制動可能に構成する。車速が一定以下の低速域であるときは、二重噛み状態にすることができ、変速ギヤ６〜９はロック状態となって回転しないため、この変速ギヤ以降への伝動を停止して制動状態とすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、多段ギヤ変速する複数段の変速ギヤを同時に噛合させた二重噛み状態にして、クラッチ切りの状態の時の付周り伝動による走行を防止すると共に、的確に、安全に制動するトラクタの走行伝動制御装置に関する。

摩擦多板形態のクラッチの入り、切りによって多段変速する変速ギヤを設けたトラクタにおいて、この変速ギヤの二重噛みにより制動可能に構成する技術（例えば、特許文献１参照）が知られている。
特許第３３７０２３１号公報（第２頁、図１）。

トラクタの多段変速は、変速ギヤを並列的に配置して、この並列配置の内の一つの変速ギヤのみを選択操作して、他の伝動ギヤとの間を直列的に噛合連動させることによって、伝動走行するものである。従って、この並列的配置の変速ギヤが複数同時に噛合する二重噛みの状態では、伝動不能状態となるため、車体走行時に、このような二重噛み状態となるのは、各変速ギヤの入り、切りが摩擦板形態のクラッチを介して行われるとは言え、急停車されるため、ショックが大きく、又、変速ギヤ等の伝動機構の破損を招き易く、危険性を伴い易い。

請求項１に記載の発明は、摩擦多板形態のクラッチ（２５〜２８）の入り，切りによって多段変速する変速ギヤ（６〜９）を設けたトラクタにおいて、車速が一定以下の低車速域において、変速ギヤ（６〜９）の二重噛みにより制動可能に構成したことを特徴とする走行伝動制御装置とする。トラクタの走行伝動は、並列する変速ギヤ（６〜９）の中から一つの変速ギヤが選択されて他の前後方向側の伝動ギヤと直列状に噛合されて伝動される。この走行車速が一定以上の高車速域のときは、何れかの変速ギヤ（６〜９）のうちの噛合伝動以外のもう一つの変速ギヤを噛合させることはできないで、二重噛みさせることはできない。しかしながら、車速が一定以下の低速域であるときは、この噛合伝動中以外のもう一つの変速ギヤ（６〜９）を、この変速ギヤのクラッチ（２５〜２８）を入り操作することによって二重噛み状態にすることができる。この二重噛みされた変速ギヤ（６〜９）はロック状態となって回転しないため、この変速ギヤ以降への伝動を停止して制動状態とすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記二重噛み制動を、副変速が低速Ｌ、又は中速Ｍのとき可能に構成したことを特徴とする。同じ変速ギヤ（６〜９）内での二組以上の変速ギヤの同時噛合の二重噛みによる制動は、車速が一定車速以下の低速域においてのみ可能であるが、更に、付周り走行の発生し易いときの副変速が低速（Ｌ）、又は中速（Ｍ）において可能であり、副変速の高速（Ｈ）や、中立（Ｎ）では二重噛みすることができない。

請求項３に記載の発明は、前記二重噛み制動時のクラッチ（２５〜２８）圧力を、低圧力として半クラッチ状態とすることを特徴とする。この二重噛み制動される変速ギヤ（６〜９）のクラッチ（２５〜２８）接続圧力は、通常の変速時のクラッチ圧力よりも低い低圧力のもとで半クラッチ状態として行われる。このためクラッチ（２５〜２８）の接続が徐々に行われて、このクラッチの滑りによって変速ギヤの二重噛み制動を緩速に行い、制動ショックを少なくする。

請求項４に記載の発明は、前記二重噛み制動を、車速差の近い変速ギヤ（６〜９）の相互間で行わせることを特徴とする。二重噛み制動は、同じ並列変速ギヤ（６〜９）の中の複数の変速ギヤの同時噛合によって行われるが、これらの変速ギヤ（６〜９）は車速差の近い変速ギヤに選択されるため、二重噛みの各変速ギヤ間の回転差を少なくして、二重噛み制動を徐々に行わせる。

請求項１に記載の発明は、車体走行時に変速ギヤ（６〜９）を二重噛みして制動できるのは、車速が一定以下の低速域である場合においてのみ行わせることができるため、制動時の車体の急停止をなくして、ショックを少なくすることができ、無理のない安全な制動を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、副変速の高速（Ｈ）や、中立（Ｎ）での付周り走行の発生しない場合は、二重噛み制動しないものとして構成を簡単にすることができ、特に、副変速が低速（Ｌ）、又は中速（Ｍ）のときの付周りし易い場合においてのみ、安全に二重噛み制動を行わせることができる。

請求項３に記載の発明は、このような変速ギヤ（６〜９）の二重噛みのよる制動は、操作される変速ギヤ（６〜９）のクラッチ（２５〜２８）のクラッチ圧が低圧力の半クラッチ状態のもとにおいて行われるため、二重噛み制動のショックを少なくすることができ、無理のない円滑な制動を行わせることができる。

請求項４に記載の発明は、二重噛み制動は、車速差の近い二組の変速ギヤが選択されて同時噛合されるために、これら二組の変速ギヤの回転差は少なく、二重噛み制動を徐々に行って、無理なく、ショックの少ない、円滑な制動を行わせることができる。

図例に基づいて、トラクタＴＲは、ステアリングハンドル７０によって操向する前輪１と、後輪２を有して、前部に搭載のエンジン３によって、ミッションケース７１、及びアクスルハウジング７２等に内装の伝動機構を介して伝動し走行する乗用四輪駆動走行形態に構成する。そして後部に作業機Ｒを昇降可能に連結している。

上記伝動機構は、エンジン３から前、後進ギヤ４、５を有する前後進切替装置や、一速ギヤ６、二速ギヤ７、三速ギヤ８、及び四速ギヤ９等の四段変速ギヤを有した第一主変速装置、Ｈｉ速ギヤ１０、及びＬｏ速ギヤ１１等の高低二段の変速ギヤを有した第二主変速装置、及び、副変速ギヤ１２、１３、１５等の三段変速ギヤと、中立ギヤ１４を有して副変速を高速Ｈ、中速Ｍ、低速Ｌ、中立Ｎに切替る副変速装置等を経て、リヤデフ機構１６へ連動して、後輪２を伝動する。

又、この副変速装置からは、二駆・四駆ギヤ１７、及び倍速四駆ギヤ１８の切替を可能の四駆切替装置、及び、フロントデフギヤ１９へ連動して前輪１を伝動する。
又、前記エンジン３からは、ＰＴＯ変速クラッチ２０を経て、四段変速のＰＴＯ変速装置２１を介して、ＰＴＯ軸２２を伝動する構成としている。

前記前後進切替装置や、第一主変速装置、第二主変速装置、及び副変速装置等の伝動方向に沿う配置を直列方向とすれば、これに対してこれら各装置内の前進ギヤ４と後進ギヤ５は並列方向の配置形態に構成される（図５参照）。この前後進切替装置の前進ギヤ４、後進ギヤ５は、摩擦多板形態の前、後進クラッチ２３、２４を有し、この前、後進クラッチ２３、２４を油圧回路による油圧力によって圧接する（油圧クラッチパック）ことにより、この前進クラッチ２３、又は後進クラッチ２４を入り、切りして、前進ギヤ４、又は後進ギヤ５を回転することができる。これらの前、後進クラッチ２３、２４を選択操作することによって前進伝動と後進伝動とに切替えるように構成する。又、第一主変速装置は、各変速一速ギヤ６〜四速ギヤ９に、前記のような摩擦多板形態の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８を有し、この油圧クラッチパックによって一速クラッチ２５、〜四速クラッチ２８を入り・切りして、一速ギヤ６、ニ速ギヤ７、三速ギヤ８、又は四速ギヤ９を選択して連動する並列状の配置形態に構成している。又、第二主変速装置も同様にＨｉ速ギヤ１０には同形態のＨｉクラッチ３０を有し、Ｌｏ速ギヤ１１にはＬｏクラッチ２９を有して、各々油圧クラッチパックによって入り・切りする構成としている。副変速装置の各副変速ギヤ１２、１３、１５には、ドッグクラッチ形態のクラッチリング３１、３２を有して、シフター操作により前後に移動して入り・切りする構成としている。

前記各装置を操作する油圧回路は、図３において、潤滑油を受けるタンクポートＴと、油圧ポンプＰを設け、パワステ用油圧回路３５、前記油圧クラッチパックを有した第一主変速装置の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８や、第二主変速装置Ｌｏクラッチ２９、Ｈｉクラッチ３０、前進切替装置の前進クラッチ２３、後進クラッチ２４等を設け、又、四駆ギヤ１７、１８の油圧クラッチパックを、及びＰＴＯクラッチ２０の油圧クラッチパック等を設ける。

又、これら各油圧クラッチパックの油圧回路には、コントローラ４４からの電磁出力で作動されるソレノイドバルブ３６〜４２等を配置する。前記コントローラ４４の入力側には、クラッチペダルを踏むことによってＯＮ、ＯＦＦするクラッチペダルスイッチ４５を設け、前記前・後進切替回路のソレノイドバルブ４０を作動して前、後進クラッチ２３、２４を切りにすることができる。これら前、後進クラッチ２３、２４が主クラッチを兼用する構成としている。又、このクラッチペダルの踏込量を検出するクラッチペダルストロークセンサ４６や、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ４７、潤滑油の湯温を検出する湯温センサ４８等を設ける。又、前進クラッチ２３や、後進クラッチ２４、各主変速ギヤ６〜１１のクラッチ２５〜３０の油圧クラッチパックの油圧力を検出する各圧力センサ４９〜５４等を設ける。又、何れの副変速ギヤ１２，１３，１５のクラッチ３１、３２が入りの位置にあるかを検出する副変速位置センサ５５や、前・後進クラッチ２３，２４を切替操作する前後進操作レバーによってＯＮ，ＯＦＦされる前後進操作レバースイッチ５６、アクセルメモリをリセット、又はセットするアクセルメモリスイッチ５７、アクセルメモリを調整するアクセルメモリ調整スイッチ５８、ＰＴＯクラッチ２０を入り，切りするＰＴＯ入り切りスイッチ５９、左右サイドブレーキの油圧クラッチパック６０がソレノイドバルブ６１によって作動されたことを検出するブレーキセンサ６２等を設ける。

更には、前記主変速装置を増速、又は減速するための主変速増減速スイッチ６３、エンジン回転センサ６４、及び車速を検出する車速センサ６８等を設ける。又、前記コントローラ４４の出力側には、各ソレノイドバルブ３６〜４３の他に、前・後進クラッチ２３，２４の油圧を昇圧するための前後進昇圧ソレノイドバルブ６５や、一速クラッチ２５及び三速クラッチ２７の油圧クラッチパック昇圧用の昇圧ソレノイドバルブ６６、及び、二速クラッチ２６及び四速クラッチ２８の油圧クラッチパックを昇圧するための昇圧ソレノイドバルブ６７等を設ける。

これらの昇圧ソレノイドバルブ６５，６６，６７は、電磁比例ソレノイドとして、電磁出力を変更して出力することによって、クラッチ接続圧を比例的に変更して作動することができる。

ここにおいて、この発明に係る走行伝動制御装置は、摩擦多板形態の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８の入り、切りによって多段変速する一速ギヤ６〜四速ギヤ９を設けたトラクタにおいて、車速が一定以下の低車速域においてのみ、一速ギヤ６〜四速ギヤ９の二重噛みにより制動可能に構成したことを特徴とする走行伝動制御装置とする。

トラクタの走行伝動は、並列する一速ギヤ６〜四速ギヤ９の中から一つの変速ギヤが選択されて他の前後方向側の伝動ギヤと直列方向に噛合されて伝動される。この走行車速が一定以上の高車速域のときは、何れかの一速ギヤ６〜四速ギヤ９のうちの噛合伝動以外のもう一つの変速ギヤを噛合させることはできないで、二重噛みさせることはできない。しかしながら、車速が一定以下の低速域であるときは、この噛合伝動中以外のもう一つの一速ギヤ６〜四速ギヤ９を、この変速ギヤの一速クラッチ２５〜四速２８を入り操作することによって二重噛み状態にすることができる。この二重噛みされた一速ギヤ６〜四速ギヤ９はロック状態となって回転しないため、この変速ギヤ以降への伝動を停止して制動状態とすることができる。

又、前記二重噛み制動を、副変速が低速Ｌ、又は中速Ｍのとき可能に構成したことを特徴とする。同じ一速ギヤ６〜四速ギヤ９内での二組以上の変速ギヤの同時噛合の二重噛みによる制動は、車速が一定車速以下の低速域においてのみ可能であるが、更に、付周り走行の発生し易いときの副変速が低速Ｌ、又は中速Ｍにおいて可能であり、副変速の高速Ｈや、中立Ｎでは二重噛みすることができない。

又、前記二重噛み制動時の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８圧力を、低圧力として半クラッチ状態とすることを特徴とする。この二重噛み制動される一速ギヤ６、〜四速ギヤ９の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８接続圧力は、通常の変速時のクラッチ圧力よりも低い低圧力のもとで半クラッチ状態として行われる。このため一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８の接続が徐々に行われて、このクラッチの滑りによって変速ギヤの二重噛み制動を緩速に行い、制動ショックを少なくする。

更には、前記二重噛み制動を、車速差の近い一速ギヤ６〜四速ギヤ９の相互間で行わせることを特徴とする。二重噛み制動は、同じ並列一速ギヤ６〜四速ギヤ９の中の複数の変速ギヤの同時噛合によって行われるが、これらの一速ギヤ６〜四速ギヤ９は車速差の近い変速ギヤに選択されるため、二重噛みの各変速ギヤ間の回転差を少なくして、二重噛み制動を徐々に行わせる。

このような走行伝動制御装置の二重噛み制動作用は、図３のフローチャートのようにして行われる。車体の走行中、又は停車中において、クラッチペダルの踏込み中、又は前後進レバーを中立位置Ｎに操作中にあり、又、車速が一定車速（例えば、１ｋｍ／ｈ）以下の低速域にあり、かつ、副変速が中速Ｍ、又は低速Ｌ位置にある等の条件のもとにおいて、第一主変速装置の各一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８のうち何れか複数のクラッチが同時に入りに作動されて、二重噛み制動の状態となる。クラッチペダルを踏込むと、クラッチペダルスイッチ４５のＯＮで、クラッチペダルソレノイド４０を出力して、前・後進クラッチ２３，２４が切り（ＯＦＦ）になる。これと同時に第二主変速装置のＬｏ，Ｈｉクラッチ２９，３０も切り（ＯＦＦ）になる（図５、図６参照）。又、前後進レバー（リニアレバー）を中立位置Ｎに操作することによってこれら前，後進クラッチ２３，２４を切りにすることもできる。このようにして伝動クラッチを切りにしたとき、車速センサ６８が一定車速以下の低車速域を検出し、又、副変速ギヤ１４（低速Ｌ）、又はギヤ１５（中速Ｍ）が入りにあるか、入り操作することによって、これを副変速位置センサ５５が検出することによって、この第一主変速装置での二重噛み作用が行われる。このとき主変速の出力が出力中であるときは、直ちにこの出力をＯＦＦにして、二重噛み出力が行われる。

前記クラッチペダル操作時の油圧クラッチの作動タイミングは、前記図５に示した通りであるが、車体が走行しているときの主変速クラッチの出力タイミングは、図６のように、前記前後進クラッチ２３、２４、及びＬｏ，Ｈｉクラッチ２９，３０を共にＯＦＦ（クラッチ切り）にし、この走行による車速が遅くなってから、主変速を低圧で二箇所（例えば、一速クラッチ２５と二速クラッチ２６）を出力する。又、車体が停車しているときの主変速クラッチの出力タイミングは、図７のように、目標変速位置を一旦ＯＦＦした後二箇所（例えば、一速クラッチ２５と二速クラッチ２６）を低圧出力（ＯＦＦを入れないと比例弁のヒステリシス影響がでるため）する。

前記二重噛み出力条件の発生時には、現在変速中の主変速出力を一旦規定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）にわたりＯＦＦにして、この後に二重噛み出力を行う。そして、二重噛み作動は、主変速目標位置出力（主変速クラッチ）を低速に変更し、目標位置以外の主変速クラッチ出力を低圧で実施する。この目標位置切替バルブは、二重噛み出力条件であるクラッチペダル操作状態が切り、又は前後進切替レバーが中立状態にあり、かつ、車速が一定以下の低速域に下降するまで目標位置を保持する。この二重噛みする主変速クラッチ、例えば、一速クラッチ２５と二速クラッチ２６、又は三速クラッチ２７と四速クラッチ２８のように、変速位置及びクラッチトルクの近いもの相互間で行わせる。主変速目標位置が例えば一速クラッチ２５の場合は、主変速クラッチの二重噛み作動の条件の発生により、この主変速一速クラッチ２５を前記規定時間１００ｍｓｅｃにわたってＯＦＦ（切り）にして、その後に設定圧にする。このとき比例バルブ４３を高圧状態から低圧側に変更制御する場合、バルブ４３のヒステリシスでコントロール圧力が指示圧力より高くなることが多い。一旦ＯＦＦ（切り）にすることによって二重噛みさせる他のクラッチと同じように低い圧力からコントロールできる。この場合副変速レバーの抜け荷重によっては、条件発生前に全クラッチをＯＦＦする場合もある。又、この条件発生により目標位置に対し二重噛み対象の二速クラッチ２６をＯＮ（入り）する。このときの目標圧力は、二重噛みさせるクラッチの車軸トルク換算値を略同程度にして、かつ、低圧力とする。例えば、一速クラッチ＝２．５（ｋｇｆ／ｃｍ²）、二速クラッチ＝２．９（ｋｇｆ／ｃｍ²）、三速クラッチ＝２．５（ｋｇｆ／ｃｍ²）、四速クラッチ＝３．０（ｋｇｆ／ｃｍ²）。

次に、前記条件の解除に伴い、主変速を目標位置へ全圧力（例えば、２０ｋｇｆ／ｃｍ²）で復帰させる。又、他のバルブ類は、操作部位置により各々に従って作動する。又、Ｌｏバルブ３８、Ｈｉバルブ３９は目標変速位置に出力する。

このような二重噛み出力は、二重噛み出力条件発生時、又は発生直前の第一主変速装置の一速ギヤ６〜四速ギヤ９と近い車速差位置の変速ギヤによって二重噛みする。直前の噛合連動が行われている変速ギヤが一速ギヤ６の場合は、これと同時に噛合して二重噛みするのは二速ギヤ７において噛合される。又、直前の変速ギヤが二速ギヤ７である場合は、この二速ギヤ７と、一速ギヤ６とにおいて同時噛み合いが行われる。同様にして、直前の変速ギヤが三速ギヤ８、又は四速ギヤ９である場合は、これら三速ギヤ８と四速ギヤ９において同時噛み合いが行われる。又、この二重噛み作用の油圧回路は昇圧ソレノイド６６、６７によって低圧域に切替られていて、これら二重噛みする一速ギヤ６〜四速ギヤ９の一速クラッチ２５〜四速クラッチ２８は、低圧の油圧力によって半クラッチ状態に圧接されて入り作動される。

なお、図４において、図上半部には、作業機Ｒ用昇降シリンダ７５を備え、比例上昇バルブ７６、比例下降バルブ７７を備える。また、左右のリフトアーム７８，７９のうち一方のリフトアーム７９には水平シリンダ８０を備え、作業機Ｒの左右水平制御を行う構成としている。ところで、水平制御用切替バルブ８１のソレノイド８２，８３には左右水平センサの検出結果に基づき制御部から指令信号が送られる構成であるが、水平シリンダがストロークエンドまで作動したときには、その状態が所定時間継続すると水平出力を停止させるように構成しておく。このように構成すると、水平油圧回路中のリリーフバルブが作動すると作業機昇降シリンダ７５への流量が確保できず上下し難くなるが、上記のように停止する構成とすることによって水平リリーフ中でも確実に作業機を昇降させることができる。

また、水平シリンダのストロークを検出するストロークセンサが異常のときは、昇降シリンダ７５による作動でもって、作業機を一定以上にあげない構成とする。このように構成することによって、作業中作業機が傾いたままであっても、昇降シリンダ７５で最上げ位置まで上昇させないため、本機と作業機の干渉が未然に防止できる。

伝動機構図。二重噛み制御のブロック。そのフローチャート。油圧回路図。油圧クラッチのブロック図と、タイムチャート。二重噛み制御のタイムチャート。二重噛み制御のタイムチャート。トラクタの側面図。

符号の説明

４前進ギヤ
５後進ギヤ
６一速ギヤ
７ニ速ギヤ
８三速ギヤ
９四速ギヤ
１０Ｈｉギヤ
１１Ｌｏギヤ
１２高速ギヤ
１３中速ギヤ
１４中立ギヤ
１５低速ギヤ
２３前進クラッチ
２４後進クラッチ
２５一速クラッチ
２６二速クラッチ
２７三速クラッチ
２８四速クラッチ
２９Ｌｏクラッチ
３０Ｈｉクラッチ
６６昇圧ソレノイドバルブ
６７昇圧ソレノイドバルブ

Claims

摩擦多板形態のクラッチ（２５〜２８）の入り、切りによって多段変速する変速ギヤ（６〜９）を設けたトラクタにおいて、車速が一定以下の低車速域において、変速ギヤ（６〜９）の二重噛みにより制動可能に構成したことを特徴とする走行伝動制御装置。
前記二重噛み制動を、副変速が低速（Ｌ）、又は中速（Ｍ）のとき可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のトラクタの走行伝動制御装置。
前記二重噛み制動時のクラッチ（２５〜２８）圧力を、低圧力として半クラッチ状態とすることを特徴とする請求項１，又は請求項２に記載のトラクタの走行伝動制御装置。
前記二重噛み制動を、車速差の近い変速ギヤ（６〜９）の相互間で行わせることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のトラクタの走行伝動制御装置。