JP2008179198A - 作業車両の走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主変速操作具及び副変速操作具によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行でき、且つ主変速操作具の低速側の操作によって、走行機体が停止したり坂道等で逆進するのを防止できるようにした作業車両の走行装置を提供する。
【解決手段】走行機体にエンジン５からの動力を変速する無段変速機２５と、無段変速機２５の変速比を変更する主変速操作具３６と、無段変速機２５からの変速駆動出力を伝達する多段変速用の副変速機構５９と、副変速機構５９の変速比を変更する副変速操作具４２とを備えてなる作業車両の走行装置において、主変速操作具３６の操作位置を検出する主変速センサ８３と、無段変速機２５の変速駆動出力回転数を検出する変速出力部回転センサと、副変速操作具４２の操作位置を検出する副変速センサ８４とを備え、副変速操作具４２の操作によって、無段変速機２５からの最低主変速出力が変更されるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、農作業に使用されるトラクタ又は土木作業に使用されるホィルローダ等の作業車両の走行変速装置に係り、より詳しくは、無段変速機と、多段変速用の副変速機構とを備えた作業車両の走行装置に関するものである。

従来、一般に、前記したトラクタ又はホィルローダ等の作業車両において、左右の走行車輪または走行クローラ等の走行部に動力伝達するに際しては、作業車両における走行機体に搭載したエンジンからメインクラッチを介してミッションケースに動力伝達されて、ミッションケースの変速機構を介して左右の走行部に対して出力するように構成している。

この場合、従来の作業車両の走行装置においては、その走行機体にクラッチハウジング及びミッションケースを配設し、クラッチハウジングにメインクラッチを内蔵して、油圧式無段変速機にメインクラッチを介してエンジンからの動力を入力し、油圧式無段変速機からギヤ式副変速機構を介して走行部に動力伝達するという構成にしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２２６１６５号公報

前記従来技術は、主変速操作具（主変速操作レバー）を操作して油圧式無段変速機の主変速出力を制御する場合、ギヤ式副変速機構の全ての変速段において、車速が零から最高速に移行するから、副変速機構の低速側駆動出力（例えば１速）時の最高車速より、前記副変速機構の高速側駆動出力（例えば２速）時の最低車速が遅くなることがあり、ギヤ式副変速機構の複数の変速段において、車速が重複する等の問題がある。

その結果、副変速操作具（副変速操作レバー）を操作して、副変速機構の変速段を高速側に変更しても、主変速操作具の操作によっては、副変速機構の変速段を変更する前より車速が遅くなることがある。一方、副変速機構の変速段を低速側に変更しても、主変速操作具の操作によっては、副変速機構の変速段を変更する前より車速が速くなることがある。そのため、運転が不慣れなオペレータ等によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行できない等の問題がある。

また、副変速機構の変速段を高速側（例えば３速、副変速の最高速）に変更した場合、主変速操作具を低速側（油圧ポンプの斜板角が小さい低速）に操作することにより、油圧式無段変速機が失速（ストール）状態になり、エンジンからの動力が、油圧式無段変速機からギヤ式副変速機構に伝わらなくなることがある。したがって、副変速機構を高速側に切換えて、高速で移動する路上走行等において、主変速操作具を低速側に操作することにより、主変速操作具が中立位置に移行する前に、エンジンからの動力が走行部に伝わらなくなり、走行機体が停止したり、坂道等で逆進する等の問題がある。

本発明の目的は、主変速操作具及び副変速操作具によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行でき、且つ主変速操作具の低速側の操作によって、走行機体が停止したり坂道等で逆進するのを簡単に防止できるようにした作業車両の走行装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明の作業車両の走行装置は、走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する無段変速機と、前記無段変速機の変速比を変更する主変速操作具と、前記無段変速機からの変速駆動出力を伝達する多段変速用の副変速機構と、前記副変速機構の変速比を変更する副変速操作具とを備えてなる作業車両の走行装置において、前記主変速操作具の操作位置を検出する主変速センサと、前記無段変速機の変速駆動出力回転数を検出する変速出力部回転センサと、前記副変速操作具の操作位置を検出する副変速センサとを備え、前記副変速操作具の操作によって、前記主変速操作具の操作によって決定される前記無段変速機からの最低主変速出力が変更されるように構成したものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業車両の走行装置において、前記副変速機構の変速比が低速段側のときの最高車速よりも、前記副変速機構の変速比が高速段側のときの最低車速が速くなるように構成したものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の作業車両の走行装置において、前記無段変速機の複数の変速比パターンを記憶するパターン記憶手段と、前記無段変速機の変速比パターンを選択するパターン設定器とを備え、前記主変速操作具の操作量に応じて、前記パターン設定器にて選択された変速比パターンに基づいて前記無段変速機の出力回転数を制御するものである。

請求項１に係る発明によれば、走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する無段変速機と、前記無段変速機の変速比を変更する主変速操作具と、前記無段変速機からの変速駆動出力を伝達する多段変速用の副変速機構と、前記副変速機構の変速比を変更する副変速操作具とを備えてなる作業車両の走行装置において、前記主変速操作具の操作位置を検出する主変速センサと、前記無段変速機の変速駆動出力回転数を検出する変速出力部回転センサと、前記副変速操作具の操作位置を検出する副変速センサとを備え、前記副変速操作具の操作によって、前記主変速操作具の操作によって決定される前記無段変速機からの最低主変速出力が変更されるように構成したものであるから、前記副変速機構の複数の変速段において、車速が重複するのを防止できる。その結果、前記副変速機構の変速段を高速側に変更した場合、前記副変速機構の変速段を変更する前よりも、前記主変速操作具にて選択される車速が遅くなることがない。一方、前記副変速機構の変速段を低速側に変更した場合、前記副変速機構の変速段を変更する前よりも、前記主変速操作具にて選択される車速が速くなることがない。したがって、変速用の油圧ポンプ及び油圧モータ等を用いていない従来のギヤミッション（主変速機構及び副変速機構の両方を複数のギヤにて構成した構造）と同様に、前記主変速操作具及び副変速操作具によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行できるものである。

また、高速で移動する路上走行等において、前記主変速操作具を低速側に操作することにより、前記主変速操作具が中立位置に移行する前に、前記エンジンからの動力が走行部に伝わらなくなるのを阻止できる。そのため、路上走行中、前記エンジンが作動していて、前記主変速操作具が変速位置に操作されているにも係わらず、前記走行機体が停止したり、坂道等で逆進するのを、簡単に防止できるものである。

請求項２に係る発明によれば、前記副変速機構の変速比が低速段側のときの最高車速よりも、前記副変速機構の変速比が高速段側のときの最低車速が速くなるように構成したものであるから、前記副変速機構の複数の変速段において、車速が重複するのを防止できる。前記副変速機構の変速段を高速側（低速側）に変更しても、前記副変速機構の変速段を変更する前よりも、前記主変速操作具にて選択した車速が遅く（速く）なるのを防止できる。前記主変速操作具及び副変速操作具によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行できるものである。

請求項３に係る発明によれば、前記無段変速機の複数の変速比パターンを記憶するパターン記憶手段と、前記無段変速機の変速比パターンを選択するパターン設定器とを備え、前記主変速操作具の操作量に応じて、前記パターン設定器にて選択された変速比パターンに基づいて前記無段変速機の出力回転数を制御するものであるから、オペレータが前記パターン設定器にて変速比パターンを設定した後は、前記主変速操作具を操作するだけで、環境の変化や作業車両の走行負荷の変動により、現実の変速比の値が目標値からずれたときに、自動的に目標変速比の値に近づくように自動制御できるものである。

以下、本発明の実施の形態を、作業車両としての農作業用トラクタに適用した場合の図面について説明する。図１はトラクタの側面図、図２は同平面図、図３は同走行駆動系統図、図４は油圧回路図、図５は走行変速用の制御回路図、図６は主変速出力と車速の関係を表した線図、図７は変速比適応制御のフローチャートである。

図１及び図２に示されるように、トラクタ１は、走行機体２を左右一対の前車輪３と同じく左右一対の後車輪４とで支持し、前記走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて前記両後車輪４及び両前車輪３を駆動することにより、前後進走行するように構成されている。走行機体２は、前バンパ６及び前車軸ケース７を有するエンジンフレーム８と、エンジン５から出力された動力を継断するためのメインクラッチを有するクラッチハウジング１０と、エンジン５の回転を適宜変速して前記両後車輪４及び両前車輪３に伝達するためのミッションケース１１と、クラッチハウジング１０にミッションケース１１を連結するためのミッション前面ケース１２と、クラッチハウジング１０の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される左右一対のステップフレーム１３とからなる。

なお、エンジン５の前方に水冷用のラジエータ９を配置している。エンジンフレーム８の後端側がエンジン５の左右外側面に連結されている。エンジン５の後面側にはクラッチハウジング１０の前面側が連結されている。クラッチハウジング１０の後面側には、ミッション前面ケース１２を介してミッションケース１１の前面側が連結されている。

エンジン５はボンネット１４にて覆われる。また、クラッチハウジング１０の上面には、操縦コラム１５が立設されている。前記両前車輪３を左右に動かすことによってかじ取りするようにした操縦ハンドル１６が操縦コラム１５の上面側に配置されている。ミッションケース１１の上面には、操縦座席１７が配置されている。左右一対のステップフレーム１３の上面には、平坦な床板１８がそれぞれ設けられている。両前車輪３は、前車軸ケース７を介してエンジンフレーム８に取付けられている。また、両後車輪４は、ミッションケース１１に対して、当該ミッションケース１１の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される後車軸ケース１１ａを介して取付けられている。なお、両後車輪４の上面側は、左右のリヤフェンダ４ａにて覆われている。

前記ミッションケース１１の上面には、走行機体２の後部に連結される耕耘機等の作業機（図示省略）を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構２０が着脱可能に取付けられている。さらに、前記ミッションケース１１の後側面には、前記作業機に駆動力を伝えるためのＰＴＯ軸２１が後向きに突出するように設けられている。なお、前記作業機は、ミッションケース１１の後部に、一対の左右のロワーリンク２２及び１本のトップリンク２３からなる３点リンク機構２４を介して連結されている。作業機用昇降機構２０の左右のリフトアーム２０ａがリフトロッド２０ｂを介して左右のロワーリンク２２に連結され、作業機用昇降機構２０を作動させた場合、前記作業機が昇降動することになる。

図３に示されるように、ミッション前面ケース１２の前側面には、後述する静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）２５が配置されている。静油圧式無段変速機２５は、クラッチハウジング１０の後部に内設されている。エンジン５からメインクラッチ１９を介して後ろ向きに主動軸２６を突出し、その主動軸２６を介して、前記エンジン５の回転を無段変速機２５に伝達し、次いで、無段変速機２５からの出力を副変速ギヤ機構５９にて適宜変速して、前記両後車輪４及び両前車輪３に伝達することになる。一方、主動軸２６からの前記エンジン５の回転は、図示しないＰＴＯ伝動軸及びＰＴＯクラッチを介してＰＴＯ変速ギヤ機構を介して、ＰＴＯ軸２１に伝達されることになる。

次に、図１乃至図３を参照して、操縦座席１７のオペレータが操作する操縦部の構造を説明する。操縦座席１７の前方の床板１８から上方に突出する操縦コラム１５より左方には、クラッチペダル３１が配置されている。オペレータがクラッチペダル３１を足踏み操作することにより、エンジン５から無段変速機２５に動力を伝達するためのクラッチハウジング１０内のメインクラッチ１９が切断作動されることになる。

一方、操縦コラム１５より右方には、左右の後車輪４制動用のブレーキ機構３２をそれぞれ作動させる左右のブレーキペダル３３が配置されている。ブレーキペダル３３の足踏み操作によってブレーキ機構３２が作動し、左右の後車輪４が制動されることになる。なお、操縦ハンドル１６の下方で操縦コラム１５の左方には、前進又は後進に移動方向を切換えるリバーサレバー２７を配置する。操縦ハンドル１６の下方で操縦コラム１５の右方には、エンジン５の回転数を変更するアクセルレバー２８を配置する。

図２及び図３に示されるように、操縦座席１７より右方には、主変速用油圧無段変速機２５を変速操作する主変速レバー３６が配置されている。主変速レバー３６の操作によって作動する主変速アクチュエータとしての主変速用油圧シリンダ３７に、主変速用油圧無段変速機２５の変速制御部（トラニオン軸）が連結され、主変速レバー３６の操作によって無段変速機２５が変速動作することになる。また、操縦座席１７より右方には、作業機昇降レバー４０及び耕耘深さ調節レバー４１が配置されている。作業機昇降レバー４０又は耕耘深さ調節レバー４１の操作によって、作業機用昇降機構２０を作動させることになる。

図２及び図３に示されるように、操縦座席１７より左方には、副変速ギヤ機構５９を切換える副変速レバー４２が配置されている。副変速レバー４２を操作することによって、低速（１速出力）位置と中速（２速出力）位置と高速（３速出力）位置の３段階に、機械式ミッション構造の副変速ギヤ機構５９の各変速ギヤ（図示省略）が択一的に切換えられることになる。前記低速位置と中速位置の間、及び前記中速位置と高速位置の間には、副変速出力が零になる中立位置をそれぞれ形成している。また、操縦座席１７より左方には、ＰＴＯ軸２１に回転力を伝達するためのＰＴＯ変速機構（図示省略）を切換えるＰＴＯ変速レバー４３を配置している。ＰＴＯ変速レバー４３の操作によって、副変速ギヤ機構５９からの副変速出力が、低速（１速出力）と中速（２速出力）と高速（３速出力）の３段階に、中立状態を挟んで、変速されることになる。

上記の構成により、無段変速機２５からの無段変速出力は、主変速出力軸６０を介して副変速ギヤ機構５９に伝えられることになる。副変速ギヤ機構５９からの副変速出力は、低速（１速出力）と中速（２速出力）と高速（３速出力）の３段階に変速された後、副変速出力軸６１から差動ギヤ機構６２等を介して左右の後車輪４に伝えられることになる。

図４は本実施形態のトラクタ１の油圧回路７０を示し、エンジン５の回転力により作動する作業機用油圧ポンプ７４及びチャージ用油圧ポンプ７５を備える。作業機用油圧ポンプ７４は、作業機用昇降機構２０における単動式の昇降油圧シリンダ７６に作動油を供給するための昇降用油圧切換弁７７に接続している。したがって、オペレータが作業機昇降レバー４０を操作して、昇降用油圧切換弁７７を切換えて、昇降油圧シリンダ７６を作動させ、リフトアーム２０ａを回動させることにより、ロワーリンク２２を介して作業機が上昇または下降されることになる。

図４に示すように、無段変速機２５は、変速用油圧ポンプ６３と、この油圧ポンプ６３にて作動する変速用油圧モータ６４とからなる。上述した油圧無段変速機２５の可変容量形の変速用油圧ポンプ６３と、この油圧ポンプ６３から吐出される高圧の作動油にて作動する定容量形の変速用油圧モータ６４とは、閉ループ油路６５を介してそれらの吸入側及び吐出側が接続されている。閉ループ油路６５には、チャージ用油圧ポンプ７５から作動油が補給される。また、チャージ用油圧ポンプ７５は、主変速用油圧切換弁７８を介して主変速用油圧シリンダ３７に接続している。

したがって、主変速レバー３６の操作によって主変速用油圧切換弁７８を切換えて、主変速用油圧シリンダ３７を作動させた場合、換言すると、変速入力軸６５を介して駆動される変速用油圧ポンプ６３の斜板６３ａを、主変速用油圧シリンダ３７にて角度調節した場合、変速用油圧モータ６４を介して駆動される主変速出力軸６０の回転数が変更されることになる。なお、上述した油圧回路７０には、図４に示すように、リリーフ弁や流量調整弁、チェック弁、オイルクーラ、オイルフィルタ等を備えている。

次に、本実施形態の作業車両（走行車両）の走行制御（変速制御）について説明する。図５は、走行制御手段の機能ブロック図であり、マイクロコンピュータ等の変速用コントローラ８０を備える。変速用コントローラ８０は、制御プログラムを記憶したＲＯＭと、各種データを記憶したＲＡＭとを有する。

また、変速用コントローラ８０には、図５に示すように、入力系の各種センサ及びスイッチ類、即ち、エンジン５の回転数を検出するエンジン回転センサ８１と、副変速軸６１の回転数（トラクタ１の移動速度＝車速）を検出する車速センサ８２と、主変速レバー３６の操作位置（回動量）を検出するポテンショメータ型の主変速センサ８３と、副変速レバー４２の操作位置（回動量）を検出するポテンショメータ型の副変速センサ８４と、副変速レバー４２の低速（１速）操作位置に応答した主変速レバー３６の最低速の操作位置の最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ及び変速比パターンを設定する低速用設定器８５と、副変速レバー４２の中速（２速）操作位置に応答した主変速レバー３６の最低速の操作位置の最低車速ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ及び変速比パターンを設定する中速用設定器８６と、副変速レバー４２の高速（３速）操作位置に応答した主変速レバー３６の最低速の操作位置の最低車速ＦＬＰ３Ｖｍｉｎ及び変速比パターンを設定する高速用設定器８６とが接続されている。なお、各設定器８５，８６，８７は、可変抵抗器にて形成して、主変速レバー３６の最低速の操作位置の最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎを無段階に変更可能に構成している。

さらに、変速用コントローラ８０には、図５に示すように、出力系の各種電磁弁及びモニタ等の表示器類、即ち、油圧比例電磁弁型の主変速用油圧切換弁７８の電磁ソレノイド等が接続されている。上述した主変速センサ８３と、副変速センサ８４と、低速用設定器８５と、中速用設定器８６と、高速用設定器８６との各出力に基づき、主変速用油圧切換弁７８が作動して、主変速用油圧シリンダ３７を作動させ、主変速用油圧無段変速機２５の油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度を制御し、主変速用油圧無段変速機２５の主変速比を変更するように構成している。なお、オペレータが作業条件等に応じて副変速レバー４２を操作可能に、副変速機構５９の各変速段毎に最低車速及び変速比パターンを設定可能に、低速用設定器８５と、中速用設定器８６と、高速用設定器８６とをそれぞれ設けたが、単一の設定器で各設定器８５，８６，８７を兼用してもよく、保守点検者がメンテナンス作業によって初期設定する半固定式の構造に各設定器８５，８６，８７を形成してもよい。

次に、主変速用油圧無段変速機２５の主変速比の適応制御について説明する。ここで、主変速比とは、エンジン５回転数に対する油圧式無段変速機２５の主変速出力軸６０の回転数の比率をいう。また、主変速レバー３６の操作位置及び副変速レバー４２の操作位置に応答させて、目標車速に近接若しくは一致させる制御を、変速比適応制御という。換言すると、主変速レバー３６の操作位置及び副変速レバー４２の操作位置に応答した車速が目標車速となるように、油圧式無段変速機２９の変速比を制御するための主変速用油圧切換弁７８を制御するものである。そのため、主変速レバー３６の操作位置及び副変速レバー４２の操作位置に対する油圧式無段変速機２９における主変速出力軸６０の回転数の変速比の変速比パターンを、変速用コントローラ８０におけるパターン記憶手段としてのＲＡＭ（随時読み書き可能メモリ）に記憶させる。

この変速比パターンは、主変速レバー３６の操作量が増大するのに比例して、車速が大きくなるパターンであり、その比例関数は一次関数である。なお、変速比パターンの比例関数は２次曲線の関数であっても良い。パターン記憶手段には複数の変速比パターンが関数表形式またはマップ形式（図６に示すような変速比線図を参照）にて記憶されている。低速（１速出力）位置と中速（２速出力）位置と高速（３速出力）位置の３段階の副変速レバー４２の操作に応じて、図６の実施形態では３種類の変速比パターン（変速比線）を準備して、予めパターン記憶手段に記憶させている。オペレータが副変速レバー４２を操作すると、３種類の変速比パターンのうちから副変速操作位置に対応した１つのパターンが選択（指示）される。換言すると、副変速レバー４２は、主変速レバー３６の操作量に対応する主変速比の変化率を変えるためのものである。

図６に示す実施形態では、横軸に主変速比Ｐ（主変速レバー３６の操作量）を採り、縦軸（左縦軸参照）には車速Ｖ（副変速出力軸６１の回転数）を採って変速比パターンの線図を示す。図６において下の線から順に副変速低速（１速）出力ＦＬＰ１、副変速中速（２速）出力ＦＬＰ２、副変速高速（３速）出力ＦＬＰ３としている。主変速用油圧無段変速機２５の油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度は、主変速出力軸６０の回転数が略零になる中立から、最大傾斜角（最大車速）になる回動範囲、即ち、最低車速から最高車速になる主変速用油圧無段変速機２５の変速範囲（ＳＬＰ、１＝ＳＬＰｍｉｎ〜１０＝ＳＬＰｍａｘの範囲）が設定されている。主変速用油圧無段変速機２５の主変速範囲（１＝ＳＬＰｍｉｎ〜１０＝ＳＬＰｍａｘ）のうち、最低車速（１＝ＳＬＰｍｉｎ）に応じた車速Ｖが、副変速の低速出力ＦＬＰ１の最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ、又は中速出力ＦＬＰ２の最低車速ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ、又は高速出力ＦＬＰ３の最低車速ＦＬＰ３Ｖｍｉｎのいずれか一つと一致するように、主変速用油圧無段変速機２５の主変速範囲における主変速用油圧無段変速機２５の油圧モータ６４の最低回転数を維持させる。

即ち、副変速レバー４２が低速（１速出力）位置に操作された状態では、主変速レバー３６が最低車速（１＝ＳＬＰｍｉｎ）に操作されることによって、車速Ｖが、油圧モータ６４の最低回転数の維持に必要な最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎとなるように、油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度が制御される。換言すると、副変速機構５９の変速比が高い低速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２側で主変速レバー３６を最高車速１０＝ＳＬＰｍａｘ位置に操作したときの副変速出力の最高車速ＦＬＰ１ｍａｘ，ＦＬＰ２ｍａｘよりも、副変速機構５９の変速比が低い高速段ＦＬＰ２，ＦＬＰ３側で主変速レバー３６を最低車速１＝ＳＬＰｍｉｎ位置に操作したときの副変速出力の最低車速ＦＬＰ１ｍｉｎ，ＦＬＰ２ｍｉｎが速くなるように構成している。その結果、主変速レバー３６の超低速（最低車速１＝ＳＬＰｍｉｎ）操作によって、主変速用油圧無段変速機２５がストール（油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度を中立より大きくしたにも関らず、油圧モータ６４の回転数が零のままを維持）して、トラクタ１が停止するのを防止できる。

例えば、従来は、農作業等において、主変速レバー３６の超低速（最低車速１＝ＳＬＰｍｉｎ）操作によって主変速用油圧無段変速機２５がストールした状態が、オペレータの勘違いによって、主変速レバー３６の中立操作によってトラクタ１が停止した状態と誤認された場合、エンジン５の負荷の減少等によって、主変速用油圧無段変速機２５がストールした状態から解除されると、オペレータの意図とは別に、トラクタ１が超低速の車速で移動する問題があったが、本実施形態では、主変速用油圧無段変速機２５のストールを阻止して、主変速レバー３６を超低速操作できる。

一方、副変速レバー４２が中速（２速出力）位置に操作された状態、又は副変速レバー４２が高速（３速出力）位置に操作された状態では、主変速レバー３６が最低車速（１＝ＳＬＰｍｉｎ）に操作されることによって、車速Ｖが、油圧モータ６４の最低回転数の維持に必要な最低車速ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎとなるように、油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度が制御される。その結果、副変速レバー４２がいずれの変速段位置にあっても、主変速レバー３６の中立操作によって車速が零になるが、本実施形態では、副変速低速（１速出力）の最高車速ＦＬＰ１Ｖｍａｘより副変速中速（２速出力）の最低車速ＦＬＰ２Ｖｍｉｎを大きく設定し、副変速中速（２速出力）の最高車速ＦＬＰ２Ｖｍａｘより副変速高速（３速出力）の最低車速ＦＬＰ３Ｖｍｉｎを大きく設定したから、副変速レバー４２の各変速段において、主変速レバー３６の変速操作によって車速Ｖが重複するのを防止できる。

即ち、副変速レバー４２の変速段の切換操作に関らず、副変速低速から副変速高速の間の大きな変速範囲で、主変速レバー３６の変速操作によって車速Ｖが直線的に増速又は減速されるから、オペレータが移動速度の変化を簡単に予測しながら、副変速低速段から副変速高速段に亘って、主変速レバー３６をスムーズに変速操作でき、農作業条件等に適応した車速Ｖに簡単に変更でき、農作業等の作業能率等を向上できる。

また、副変速レバー４２が低速（１速出力）位置に操作された場合と同様に、中速（２速出力）位置又は高速（３速出力）位置に副変速レバー４２が操作されている状態でも、主変速レバー３６の超低速（最低車速１＝ＳＬＰｍｉｎ）操作によって、主変速用油圧無段変速機２５がストールして、トラクタ１が停止するのを防止できる。したがって、無段変速機２５を有するミッション構造であっても、無段変速機２５の代わりに主変速ギヤを有する従来のギヤミッション構造のように走行駆動力をスムーズに変速できる。

次に、変速比制御のフローチャート（図７）を参照しながら主変速比適応制御態様を説明する。上述のように、主変速レバー３６の操作量に比例させて主変速用油圧切換弁７８を作動し、これからの作動油で主変速用油圧シリンダ３７を駆動させて主変速機構である油圧無段変速機２５の油圧ポンプ２５の圧油吐出量を制御する。その場合、各設定器８５，８６，８７で設定した最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎを維持する自動制御であり、より詳しくは、主変速レバー３６の操作量と副変速レバー４２の操作位置とを自己監視し、主変速レバー３６の操作量と副変速レバー４２の操作位置との変化に応じて各設定器８５，８６，８７で設定される最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎを維持するように自動制御するものである。これにて主変速出力軸３６の回転数を無段階に変更調節できるものである。

従って、変速比適応制御では、エンジンを始動させ（Ｓ１）、続いて副変速レバー４２の操作位置を読み込み（Ｓ２）、変速用コントローラ８０のＲＡＭ（随時読み書き可能メモリ）に記憶された所定の変速比パターンＦＬＰ１，ＦＬＰ２，ＦＬＰ３を読み出す。

次に、オペレータがトラクタ１を前進（後進）させるために主変速レバー３６を操作することにより、主変速センサ８３から主変速レバー３６の操作量を変速用コントローラ８０に読み込む（Ｓ３）。この読み込み数値に基づいて、変速用コントローラ８０の演算部では、上記の選択された変速比パターンＦＬＰ１，ＦＬＰ２，ＦＬＰ３上の主変速レバー３６の操作量に対応する目標車速（目標変速比値）を算出する（Ｓ４）。

他方、変速用コントローラ８０では、走行中に常時一定時間間隔（サンプリング時間間隔）毎に、エンジン回転センサ８１からエンジン５回転数を読み込み、車速センサ８２により、副変速出力軸６１回転数を検出して読み込む（Ｓ５）。サンプリング時間（現在）でのエンジン回転数（分母）と副変速出力軸６１回転数（分子）との比率から現在車速Ｖを演算し、現在車速Ｖが変速比パターンＦＬＰ１，ＦＬＰ２，ＦＬＰ３上の目標車速に略等しいか否かを判別する（Ｓ６）。

現在車速Ｖ（現在変速比値）が目標車速（目標変速比値）から大小の所定％以上離しているときは（Ｓ６：no）、変速用コントローラ８０が油圧切換弁７８の印加電圧値を補正することにより、油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度を変更調節し、油圧モータ６４への作動油吐出量を制御して主変速出力軸６０の回転数を増加または減少させるという主変速操作を実行する（Ｓ７）。現在車速Ｖが目標車速に略等しければ（目標車速に対して現在車速Ｖが±所定％以内の場合）（Ｓ６：yes ）、主変速出力軸６０の回転数を維持させる（Ｓ８）。

したがって、副変速レバー４２が低速（１速出力）位置に操作された状態、又は副変速レバー４２が中速（２速出力）位置に操作された状態、又は副変速レバー４２が高速（３速出力）位置に操作された状態では、主変速レバー３６が最低車速（１＝ＳＬＰｍｉｎ）に操作されることによって、車速Ｖが、油圧モータ６４の最低回転数の維持に必要な最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎになるように、油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度が制御される。その結果、副変速レバー４２がいずれの変速位置にあっても、主変速レバー３６の中立操作によって車速が零になるが、主変速レバー３６の変速操作によって最低車速ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎが維持されるから、副変速レバー４２の各変速段において、主変速レバー３６の変速操作によって車速Ｖが重複するのを防止でき、且つ主変速レバー３６を超低速（最低車速１＝ＳＬＰｍｉｎ）操作での主変速用油圧無段変速機２５のストール（油圧ポンプ６３の斜板６３ａ角度が中立位置より大きいにも関らず油圧モータ６４が停止している過負荷運転状態の発生）を防止できる。

上記の記載及び図３、図５、図６から明らかなように、走行機体２に搭載されたエンジン５からの動力を変速する無段変速機２５と、無段変速機２５の変速比を変更する主変速操作具としての主変速レバー３６と、無段変速機２５からの変速駆動出力を伝達する多段変速用の副変速機構５９と、副変速機構５９の変速比を変更する副変速操作具としての副変速レバー４２とを備えてなる作業車両の走行装置において、主変速レバー３６の操作位置を検出する主変速センサ８３と、無段変速機２５の変速駆動出力回転数を検出する変速出力部回転センサとしての車速センサ８２と、副変速レバー４２の操作位置を検出する副変速センサ８４とを備え、副変速レバー４２の操作によって、主変速レバー３６の操作によって決定される無段変速機２５からの最低主変速出力ＦＬＰ１Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎが変更されるように構成したものであるから、副変速機構５９の複数の変速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２，ＦＬＰ３において、車速ＦＬＰ１Ｖが重複するのを防止できる。その結果、副変速機構５９の変速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２を高速側に変更した場合、副変速機構５９の変速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２を変更する前よりも、主変速レバー３６にて選択される車速が遅くなることがない。一方、副変速機構５９の変速段ＦＬＰ２，ＦＬＰ３を低速側に変更した場合、副変速機構５９の変速段ＦＬＰ２，ＦＬＰ３を変更する前よりも、主変速レバー３６にて選択される車速が速くなることがない。したがって、変速用の油圧ポンプ６３及び油圧モータ６４等を用いていない従来のギヤミッション（主変速機構及び副変速機構の両方を複数のギヤにて構成した構造）と同様に、主変速レバー３６及び副変速レバー４２によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行できる。

また、高速で移動する路上走行等において、主変速レバー３６を低速側に操作することにより、主変速レバー３６が中立位置に移行する前に、エンジン５からの動力が走行部としての後車輪４に伝わらなくなるのを阻止できる。そのため、路上走行中、エンジン５が作動していて、主変速レバー３６が変速位置に操作されているにも係わらず、走行機体２が停止したり、坂道等で逆進するのを、簡単に防止できる。

上記の記載及び図３、図６から明らかなように、副変速機構５９の変速比が低速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２側のときの最高車速ＦＬＰ１Ｖｍａｘ，ＦＬＰ２Ｖｍａｘよりも、副変速機構５９の変速比が高速段ＦＬＰ２，ＦＬＰ３側のときの最低車速ＦＬＰ２Ｖｍｉｎ，ＦＬＰ３Ｖｍｉｎが速くなるように構成したものであるから、副変速機構５９の複数の変速段ＦＬＰ１，ＦＬＰ２，ＦＬＰ３において、車速Ｖが重複するのを防止できる。副変速機構５９の変速段を高速側ＦＬＰ２，ＦＬＰ３（低速側ＦＬＰ１，ＦＬＰ２）に変更しても、副変速機構の変速段を変更する前よりも、主変速レバー３６にて選択した車速が遅く（速く）なるのを防止できる。主変速レバー３６及び副変速レバー４２によってスムーズな増速操作又は減速操作を簡単に実行できる。

上記の記載及び図５、図６から明らかなように、無段変速機２５の複数の変速比パターンを記憶するパターン記憶手段としての変速用コントローラ８０と、無段変速機２５の変速比パターンを選択するパターン設定器としての低速用設定器８５及び中速用設定器８６及び高速用設定器８７とを備え、主変速レバー３６の操作量に応じて、各設定器８５，８６，８７にて選択された変速比パターンに基づいて無段変速機２５の出力回転数を制御するものであるから、オペレータが各設定器８５，８６，８７にて変速比パターンを設定した後は、主変速レバー３６を操作するだけで、環境の変化や作業車両の走行負荷の変動により、現実の変速比の値が目標値からずれたときに、自動的に目標変速比の値に近づくように自動制御できる。

本発明の実施例に係る農作業用トラクタの側面図である。 同平面図である。 同走行駆動系統図である。 油圧回路図である。 走行変速用の制御回路図である。 主変速出力と車速の関係を表した線図である。 変速比適応制御のフローチャートである。

符号の説明

２ 走行機体
５ エンジン
２５ 無段変速機
３６ 主変速レバー（主変速操作具）
４２ 副変速レバー（副変速操作具）
８０ 変速用コントローラ（パターン記憶手段）
８２ 車速センサ（変速出力部回転センサ）
８３ 主変速センサ
８４ 副変速センサ
８５ 低速用設定器（パターン設定器）
８６ 中速用設定器（パターン設定器）
８７ 高速用設定器（パターン設定器）

Claims (3)

1. 走行機体に搭載されたエンジンからの動力を変速する無段変速機と、前記無段変速機の変速比を変更する主変速操作具と、前記無段変速機からの変速駆動出力を伝達する多段変速用の副変速機構と、前記副変速機構の変速比を変更する副変速操作具とを備えてなる作業車両の走行装置において、
   前記主変速操作具の操作位置を検出する主変速センサと、前記無段変速機の変速駆動出力回転数を検出する変速出力部回転センサと、前記副変速操作具の操作位置を検出する副変速センサとを備え、
   前記副変速操作具の操作によって、前記主変速操作具の操作によって決定される前記無段変速機からの最低主変速出力が変更されるように構成したことを特徴とする作業車両の走行装置。
2. 前記副変速機構の変速比が低速段側のときの最高車速よりも、前記副変速機構の変速比が高速段側のときの最低車速が速くなるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の走行装置。
3. 前記無段変速機の複数の変速比パターンを記憶するパターン記憶手段と、前記無段変速機の変速比パターンを選択するパターン設定器とを備え、
   前記主変速操作具の操作量に応じて、前記パターン設定器にて選択された変速比パターンに基づいて前記無段変速機の出力回転数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両の走行装置。

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