JP2013204783A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】片ブレーキによるエンジン回転数の低下があると、駆動トルクを増大した走行性能を従来より向上させる走行車両を提供すること。
【解決手段】ステージ自動切替スイッチ７２ｃが入りとなってステージ切替弁７３が高速側ステージになっているときに、停止が目的で左右のブレーキペダル１６が踏み込まれてエンジン回転数が設定値以下に落ちると、ＨＳＴ３４のステージが高速側の場合でも低速側ステージに切り替えないので、駆動トルクが上昇してブレーキの作用が効きにくくなることを防止して安全に停止することができる。また、片方のブレーキペダル１６を踏むときは圃場内走行中なのでエンジン回転数低下に対応して駆動トルクを上昇させて圃場内での走行性能を維持する。
【選択図】図５

Description

この発明は、農業用、建築用、運搬用等のトラクタなどの作業車両に関する。

二つの走行モードの切替が自在な切替手段と油圧サーボシリンダを用いる静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）と噛合式変速装置からなる変速装置を備えたトラクタなどの作業車両が、例えば特開２００１−３２４０１３号公報（特許文献１）などに記載されている。

特許文献１の作業車両は、低速走行モードと高速走行モードの切替自在な構成を備えており、低速走行モードでは油圧ポンプの容積の変更に拘わらず、油圧モータの容積は一定であるので低速域での速度の微調整が容易であり、車両に一定の作業を行わせるのに有利であり、一方、高速走行モードでは油圧ポンプの容積の増大に応じて油圧モータの容積が減少される制御が行われるので、無段変速が可能である範囲が高速側に拡張されることとなり、高速走行が可能であるというものである。

また、特開２００６−２５６５５５号公報（特許文献２）には旋回時に負荷が高くなり過ぎると、一旦走行を停止してトルクを変更して走行を再開する発明が開示されている。

特開２００１−３２４０１３号公報 特開２００６−２５６５５５号公報

特許文献１、２の作業車両では、片ブレーキによるエンジン回転が低下したときの作動制御については触れられていない。

そこで、本発明の課題は、片ブレーキによるエンジン回転の低下があると駆動トルクを増大して走行性能を向上させる走行車両を提供することである。

本発明の上記課題は、次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、車輪（２，３）とエンジン（５）を備えた車体（１）と、エンジン（５）からの出力に応じて油圧出力を変える可変油圧ポンプ（３４ａ）と該可変油圧ポンプ（３４ａ）に設けられた斜板（３４ｄ）と該斜板（３４ｄ）の回転角度を変更するトラニオン軸（３０）と可変油圧モータ（３４ｂ）と該可変油圧モータ（３４ｂ）に設けられた斜板（３４ｅ）と該斜板（３４ｅ）の回転角度を変更するトラニオン軸（３１ａ）とを有する油圧式無段変速装置（３４）と、該油圧式無段変速装置（３４）の出力により作動するギヤ噛合式の複数段の副変速装置（３８）と、前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）の斜板（３４ｅ）の回動角度をトラニオン軸（３１ａ）で回動して油圧式無段変速装置（３４）の油圧出力を低速側ステージと高速側ステージの少なくとも２段階に手動で切り替えるそれぞれのステージ切替スイッチ（７２ａ、７２ｂ）と、前記低速側ステージと高速側ステージとの切り替えを自動的に行うステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）と、前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧ポンプ（３４ａ）のトラニオン軸（３０）に連結される斜板（３４ｄ）の前進方向又は後進方向の回転角度を調整して前進方向又は後進方向の油圧出力を踏み込み量に応じて調整するアクセルペダル（１５）と、車輪（２又は３）の車軸に作用する左右一対のブレーキペダル（１６，１６）と、
左右それぞれのブレーキペダル（１６，１６）に対応したブレーキ踏み込みを感知する各ブレーキスイッチ（７７ａ，７７ｂ）と、エンジン（５）が作動していることを検知するエンジン回転センサ（５ａ）と、前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）のステージをそれぞれ低速側又は高速側に切り替えるステージ切替弁（７３）を備えた走行車両において、
前記ステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）が入りとなってステージ切替弁（７３）が高速側ステージになっているときに、左右それぞれのブレーキペダル（１６，１６）に対応したブレーキスイッチ（７７ａ，７７ｂ）が両方のブレーキペダル（１６，１６）が踏み込まれたことを検知し、エンジン回転センサ（５ａ）がエンジン回転数が設定値以下に落ちたことを検知したときに、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）の低速側ステージへの切替を行わず、片方のブレーキペダル（１６）が踏み込まれたときには前記ステージを低速側へ切替を行い、その後エンジン回転が復帰しても高速側ステージに切替を行わない制御構成を有する制御装置（１００）を備えたことを特徴とする走行車両である。

請求項２記載の発明は、制御装置（１００）が、片方のブレーキペダル（１６）が踏み込まれてエンジン回転数が設定回転数まで落ちたときに、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）のステージ切替弁（７３）が高速側ステージにある場合は、低速側ステージに切り替え、その後エンジン回転数が復帰しても、高速側に切り替えない制御構成とし、前記手動の高速側ステージ切替スイッチ（７２ｂ）が入り状態になると、ステージを高速側に切り替える制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両である。

請求項３記載の発明は、制御装置（１００）が、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧ポンプ（３４ａ）のトラニオン軸（３０）の回転角度を最高速に選択できる最高速規制ダイヤル（１４ａ）を設け、該最高速規制ダイヤル（１４ａ）が１００％の位置にあるとき、ステージ切替スイッチ（７２）が低速側ステージにある場合は、該低速側ステージの最高速になり、ステージ切替スイッチ（７２）が高速側ステージにある場合は、該高速側ステージの最高速とし、最高速規制ダイヤル（１４ａ）を１００％の位置から１００％より低い割合の位置に向けて回すことで、それに伴い最高速が比例して遅くなる制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両である。

請求項４記載の発明は、制御装置（１００）が、前記ステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）が入りのときには、最高速規制ダイヤル（１４ａ）が１００％の位置にあるときは高速側ステージの最高速となるように自動設定する制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両である。

請求項５記載の発明は、制御装置（１００）が、車両走行速度が増減側でステージが自動的に切り替わる時、及び手動で切り替わる時、ブザー（６０）を短く鳴らし、ステージ切替をオペレータに知らせる制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両である。

請求項１記載の発明によれば、左右の両方のブレーキペダル１６，１６が踏まれていて、エンジン回転数が低下したときにＨＳＴ３４のステージが高速側の場合でも、安全に停止することができるのでステージの切り替えを行わない。即ち、左右の両方のブレーキペダル１６，１６が踏まれるということは走行停止が目的であり、仮に低速側へのステージ切替をしてしまうと駆動トルクが増大してしまい、ブレーキの効きが悪くなって走行距離が伸びたり停止できない状態に陥ることを防止でき、安全に停止することができる。

また、片方のブレーキペダル１６を踏むということは、走行停止が目的ではなく、基本的には圃場内での旋回走行が目的となるために、このようなときには前記ステージを低速側に切り替えてエンジン回転数の低下に対応させて駆動トルクを上昇させて、エンストの防止を図りながら圃場内での走行性を維持する。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、手動優先であり、また、エンジン回転数が復帰したときに急に速度が変わるのを防止できる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、ステージ切り替えに関係なく、最高速規制値を同じにすることができ、操作が容易となる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、ステージ切り替えに関係なく、最高速規制値を同じにすることができ、操作が容易となる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、ステージ切替時に車両の走行速度の変化が起こるため、これをオペレータにブザー６０で知らせることで安全な走行が可能となる。

本発明の実施例のトラクタの側面図である。 図１のトラクタの平面図である。 図１のトラクタの変速装置の動力伝動機構線図である。 図１のトラクタの静油圧式無段変速装置の油圧回路図である。 図１のトラクタの制御ブロック図である。 図１のトラクタのブレーキ作動時の高速側ステージと低速側ステージの切替制御のフローチャートである。 図１のトラクタのブレーキ作動時の高速側ステージと低速側ステージの切替制御のフローチャートである。 図１のトラクタの最高速規制ダイヤルの設定値に対応したアクセルペダルの踏み込み量と車速の関係を示すグラフである。 図１のトラクタのブレーキ作動時の高速側ステージと低速側ステージの切替制御のフローチャートである。 図１のトラクタのブレーキ作動時の高速側ステージと低速側ステージの切替制御のフローチャートである。 図１のトラクタの副変速レバーのグリップ部の側面図（図１１（ａ））と背面図（図１１（ｂ））である。 図１のトラクタのステージ切替ダイヤルの平面図である。

以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
作業車両の一例としてトラクタを例に以下説明する。図１（図１にはフロントローダのない図を示す）に全体側面図、図２に図１のトラクタの平面図（キャビンを除いている）を示している。図３は図１のトラクタの変速装置の動力伝動機構線図、図４は本実施例のトラクタの静油圧式無段変速装置の油圧回路図であり、図５は本実施例のトラクタの制御ブロック図である。
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後ろという。

図１、図２に示すトラクタは走行車体１の前後部に前輪２，２と後輪３，３を備え、車体１の前部に搭載したエンジン５の回転動力を伝動ケース内の変速装置によって適宜減速して、これらの前輪２，２と後輪３，３に伝えるように構成している。
車体１の中央のハンドルポスト６にはステアリングハンドル７が支持され、その後方には座席９が設けられている。

図１に示すように、燃料タンク８をボンネット２２内に収め、燃料タンク８本体の後側はハンドルポスト６内に収納状態となっている。
また、ステアリングハンドル７の下方には車体１の進行方向を前後方向に切り替える前後進レバー１０が設けられている。この前後進レバー１０を前側に移動させると車体１は前進し、後方へ移動させると後進する。また、ハンドルポスト６を挟んで前後進レバー１０の反対側にはエンジン回転数を変更するスロットルレバー１１が設けられ、また、ステップフロア１３の右コーナー部にはアクセルペダル１５と左右のブレーキペダル１６，１６が配置されている。前記アクセルペダル１５は、基本的には路上走行時に使用し、その踏み込み量に応じてエンジン回転数が上昇すると共に、アクセルペダル１５の踏み込み量をアクセルペダル位置センサ１５ａ（図５）が検出し、このアクセルペダル位置センサ１５ａの検出値に応じて静圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４のトラニオン軸３０（図４）の回動角度を変更させることができる。該トラニオン軸３０の回動角度により斜板３４ｄ（図４）の傾斜角度を変化させてＨＳＴの出力を無段状に連続的に変更させることができる。

前記スロットルレバー１１はエンジン回転数を変更するもので、作業走行時に使用する。スロットルレバー１１は操作した位置で手を離してもその位置が保持される構成である。 また、操縦席９の左側に低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー２１が配置され、その後方に前輪２と後輪３の間に装着しているミッド作業機（モーア等）のＰＴＯ軸の入り切りと変速を行うミッドＰＴＯ変速レバー２３ａと、機体後部に装着する作業機（モーア、ロータリ、除雪機等（図示せず））のＰＴＯ軸の入り切りと変速を行うリヤＰＴＯ変速レバー２３ｂが設けられている。また、車体１の後方には作業機（図示せず）を連結する前記リンク３１が設けられている。

エンジン５の回転動力はＨＳＴ入力軸３３からＨＳＴ３４に伝達される。また、ＨＳＴ入力軸３３から導入された動力により図４に示す油圧ポンプ３４ａを作動させて、油圧ポンプ３４ａに設けられた斜板３４ｄの傾斜角度に応じた圧油を油圧閉回路３４ｃから油圧モータ３４ｂに供給し、該油圧モータ３４ｂにより走行出力軸３５を駆動させて噛合式の変速装置３８へ動力を伝達させる。

図３に示すように、噛合式の変速装置３８の副変速クラッチシフタ３９は、変速軸４３の回転がデフ装置４６を介して後輪３が副変速高速段の走行速度で駆動される。
前記ＨＳＴ３４から出力された動力は、走行出力軸３５から回転軸３６に伝達される。変速装置３８による変速段は次のように設定される。すなわち、副変速高速段（３速）はギヤ３８ａからギヤ３８ｂで変速された動力が変速軸４３へ伝達される。また、副変速中速段（２速）は、ギヤ３８ｃからギヤ３８ｄで変速された動力が変速軸４３へ伝達され、副変速低速段（１速）は、ギヤ３８ｅからギヤ３８ｆで変速された動力が変速軸４３へ伝達される。これら副変速の３段変速は、副変速レバー２１を操作してシフタ３９が左右にスライドすることで切り替わる。変速軸４３の回転がデフ装置４６を介して後輪３が副変速中速段の走行速度で駆動される。

一方、ＨＳＴ入力軸３３から容量可変式の油圧ポンプ３４ａ（図４）に入力された動力はポンプ出力軸５１（図３にのみ図示）からＰＴＯ油圧クラッチ５４などを経由してＰＴＯ軸５２に設けられたＰＴＯ用の駆動系に伝達される。ＰＴＯ軸５２にはリヤＰＴＯ軸５５とミッドＰＴＯ軸５６に動力伝達される。
また、変速軸４３の副変速下手側のギヤ５８からＰＴＯ軸５２のギヤ４７、このギヤ４７と一体のギヤ５９を経由して、前輪出力軸４８のギヤ５７に伝達され、前輪２が駆動される。

さらに、車体１の前方又は後方にローダ（図示せず）を取り付けたときはローダ昇降シリンダ（図示せず）でローダを昇降させる。
また、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４はトラニオン軸３０（図４）の回動角度、すなわち斜板３４ｄの回動角度により、制御装置１００で設定されているトラニオン軸３０の回転数が決まり、詳細な説明は省略するが、アクセルペダル１５の踏み込み量がアクセルペダル位置センサ１５ａで検出されると、アクセルペダル位置センサ１５ａの検出値に応じてトラニオン軸３０の作動量（回転数）が制御装置１００により自動的に設定され、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４の油圧出力が自動的に適切な値に設定される。

なお、前後進レバー１０の前進側又は後進側への切り替えで前後進レバー１０の回動基部に設けている図示しない切替スイッチを作動させる等の方法で、制御装置１００が静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４のトラニオン軸３０の回動方向を前進側又は後進側に設定する。このトラニオン軸３０の回動方向は、切替弁６３（図４）で決定する。そして、トラニオン軸３０の回動角度が、アクセルペダル１５の踏み込み量に応じて変化する。トラニオン軸３０の回動角度は、比例弁６５の電磁弁への電流量で決定する。

さらに、バルブスティック時などの緊急時には、操縦部にあるブレーキペダル１６，１６を目一杯踏み込むと強制的にＨＳＴトラニオン軸３０をニュートラルに戻すことができる。ブレーキ１６，１６を踏むときは、オペレータはアクセルペダル１５から足を離しているので、トラニオン軸３０は中立に戻る。このときトラニオン軸３０が自然に戻る又は強制的に高速で戻すかは、機種により異なる。

図４に示すＨＳＴ３４の油圧回路３４ｃにおいて、不純物でバルブなどが詰まる（バルブスティック）際には、操縦部にある緊急停止レバー（図示せず）を引いて、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０をニュートラルに戻す。

図２に示すトラクタの全体平面図に示すように、ハンドル７の回りのハンドルポスト６にはスロットルレバー１１と前後進レバー１０が左右に配置されている。スロットルレバー１１の右側のステップフロア１３上にはアクセルペダル１５が配置されている。アクセルペダル１５はＨＳＴ３４のトラニオン軸３０の回動角度の調整を行うことができる。

さらに、操縦席９の右側のレバーガイド１２ａには最高速設定ダイヤル１４ａ、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂ及びクルーズ走行スイッチ１４ｃが前側から後側に順に一列に配置されている。なお、前記ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃは前後方向に一列に順に配置されていれば良く、ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの配列順序にはこだわらない。
最高速設定ダイヤル１４ａはダイヤル式であり、トラニオン軸３０の回動角度を調整して車体の最高速度を規制するものであり、所定の最高速を操縦者が決めることができるように、例えば約１５〜３０ｋｍ／ｈの範囲にダイヤル式に変更できる構成としている。したがって、アクセルペダル１５を最大まで踏み込んでも、最高速設定ダイヤル１４ａで規制している速度までしか出せない構成としている。

車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂもトラニオン軸３０の回動速度を変更設定するものである。アクセルペダル１５を踏むと、アクセルペダルセンサ１５ａで目標となる速度、すなわち目標となるトラニオン軸３０の回動角度が決まるが、この目標となるトラニオン軸３０の回動角度の位置までに、トラニオン軸３０が到達する時間を変更するものである。例えば、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂを鈍感（スロー）にしておくと、アクセルペダル１５を素早く踏んでも、トラニオン軸３０の目標となる回動角度への到達時間がゆっくりとなるので、ゆっくりと加速していく構成である。この目標位置への到達時間の変更は、比例弁６５（図４）への電流のデューティー比を変更することで行う。この車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂによる所定の車速に達するまでの時間は、例えば約３秒間から約６秒間までとダイヤル式に変更できる構成としている。

クルーズ走行スイッチ１４ｃは入り切り式のスイッチであり、ある特定の速度で走行しているときにこのクルーズ走行スイッチ１４ｃを入りにすると、アクセルペダル１５から足を離しても、そのときの速度を維持する構成である。すなわち、クルーズ走行スイッチ１４ｃは該クルーズ走行スイッチ１４ｃを入れたときの車速に合致するように、トラニオン軸３０の回動角度を一定とし、したがってＨＳＴ３４の出力が一定に保持されて車速が一定に保持される。クルーズ走行スイッチ１４ｃを入れた後でアクセルペダル１５から足を離しても、そのときの速度を維持する。

このように最高速設定ダイヤル１４ａ、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂ及びクルーズ走行スイッチ１４ｃのいずれかを入りとするだけで、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０の回動角度を予め設定された３種類のいずれかに設定できるので、これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃを設けない場合に比較して操縦性が良くなる。しかも、ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃは操縦席９の隣接位置に前後方向に一列に並べて配置されるので、これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの選択に迷うことがなく、目的のダイヤル、スイッチを素早く入れることができる。

これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃはまとめてサーボスイッチとも呼ばれているが、操縦席９に隣接する右のレバーガイド１２ａに前後方向に一列に並べる順序としては前側から後側に最高速設定ダイヤル１４ａ、クルーズ走行スイッチ１４ｃ及び車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂの順に配置しても良い。

また、操縦席９の左側には副変速レバー２１、ミッドＰＴＯレバー２３ａ、リヤＰＴＯレバー２３ｂ及び４ＷＤレバー２４が配置されている。４ＷＤレバー２４の外側には副変速レバー２１が配置され、リヤＰＴＯレバー２３ｂの外側にはミッドＰＴＯレバー２３ａが配置されている。
バルブスティック時などの緊急時には、図２に示す操縦部にあるブレーキペダル１６，１６を目一杯踏み込むと強制的にＨＳＴトラニオン軸３０をニュートラルに戻すことができる。

ＨＳＴサーボ付きのトラクタにおいて、スロットルレバーセンサ１１ａで検知するスロットルレバー１１の操作位置がハーフスロットル位置の近傍にある場合（エンジン回転数は最高回転数の約半分の場合）には、機体の前方に昇降自在に取り付けられるローダ（図示せず）のバケット内に負荷のかかる荷をのせて作業中であると判定して、前後進レバー１０が前進側にある場合（トラニオン軸３０の回転方向が前進側にある場合）は、スロットルレバー１１はそのままとしてエンジン回転数を一定に維持し、アクセルペダル１５を踏み込んでＨＳＴ３４の油圧出力を上げて車速のみを上げるが、前後進レバー１０が後進側にある場合にはアクセルペダル１５の踏み込み量に応じたトラニオン軸３０の回動角度に対応した回転数で、かつダイヤル１４ｂで設定される車速緩慢応答速度より遅い変速速度で変化させて、車速を緩やかに上げる制御を行うようにしても良い。

また、アクセルペダル１５の踏み込みによりトラニオン軸３０の回動角度を上げていき、エンジン回転数がハーフスロットル相当以上になってもアクセルペダル１５の踏み込みがさらに続くと、エンジン回転数を上げる。このような車速の上げ方はアクセルペダル１５の踏み込み量に応じてコントローラ１００で制御されるトラニオン軸３０の回動角度調整用の比例弁６５の作動量の増加により行われる。

上記したエンジン回転数の制御によりハーフスロットル状態では低燃費化が図れる。特に後進時にはエンジン回転数を緩やかに上げることで、エンジン駆動力を減らすことができて低燃費化が図れる。

また、前後進レバー１０の基部に設けた前後進レバー切替速度センサ１０ａで検出される前後進レバー１０の前後進切替速度に応じて目標速度への到達速度を変更することができる。例えば、オペレータの意図を考慮して前後進レバー１０が速く切り替わった場合は目標速度に達する時間を短くすることができる。

さらに、前後進レバー１０の前後進の切替速度に応じて目標速度への到達速度を変更することができる制御構成（前後進レバー１０の前後進の切替速度に応じて、オペレータの意図を考慮し、速く前進と後進が切り替わると、目標とする速度に達するまでの時間を短くする構成）を採用した上で、さらに、このとき後進から前進への切替速度は前進から後進への切替速度に比べて、目標とする速度に達するまでの時間を長くする。これは、オペレータが後進から前進への切り替えに恐怖感を感じやすいので、それを防ぐためである。

上記ＨＳＴサーボ付きトラクタにおいて、前後進レバー１０の前後進の切替速度に応じて目標速度への到達速度を変更する制御と同時に、後進から前進への切替速度はその反対の前進から後進への切替速度より遅くして、目標速度への到達速度が遅くなるようにすることで、オペレータの恐怖感をなくすと共に、さらにＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの検出値とトラニオン軸回動角度センサ３０ａの検出値との偏差（両検出値の差異における所定値からのずれ）により作業機の牽引負荷を判断し、その牽引負荷に応じて静油圧式無段変速装置３４の出力の変更速度を調節することで、ローダ作業などの作業を容易に行うことができる。例えば、トラクタの牽引負荷を判断してローダ（図示せず）のバケットに土砂が入っていると判断されると、ローダバケットから土砂を落とさないように、土砂が入っていないときより緩やかに前後進の切り替えを行う制御構成を採用する。
この制御構成もオペレータが後進から前進への切り替えに恐怖感を感じやすいので、それを防ぐために行う。

また、トラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの両検出値の差異が所定値からずれていると、トラクタに牽引負荷があると判断してフィードバックのスピードを変更することができる。

通常はトラニオン軸回動角度とＨＳＴ出力軸回転数とは比例関係にあるが、走行負荷によってはトラニオン軸回動角度が一定でも、負荷が掛かるとＨＳＴ出力軸回転数が変化する。エンジン回転数が一定のときに、エンジン回転数の変化を読み取り、その時間当たりの変化量に応じてＨＳＴトラニオン比例弁６５の変更速度を調整する。例えば、ＨＳＴトラニオン比例弁６５（図５）の変更速度をゆっくりすると、車速もゆっくり下げることができる。
なお、本実施例のトラクタの制御装置の制御ブロック図を図５に示す。

また、トラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの前記偏差により、トラクタの牽引負荷を判断してフィードバックのスピードを変更する際に、トラクタの牽引負荷に変化がないにも拘わらず、ＰＴＯ負荷によりエンジン回転数が減少する場合には、ＰＴＯ負荷があると判断して車速を下げる制御を行い、ＰＴＯ負荷によるエンストを防止する。

また、トラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの前記偏差により、トラクタの牽引負荷を判断して、牽引負荷に変化がなく、スロットルレバー１１を操作していないためにスロットルレバーセンサ１１ａによるスロットルレバー１１の動きの検知がない場合に、ＰＴＯ負荷によるエンジン回転数の変動があったときにはＨＳＴトラニオン比例弁６５の変更速度を調整して車速を下げる。
これはＰＴＯ作業時に一定車速で走行中にＰＴＯ負荷によりエンジンドロップがあった場合は、最悪の場合にエンストするので、そのエンストの防止のためである。

また、トラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの前記偏差とエンジン回転数の変動を総合的に判断して（トラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの検出値にズレがあり、かつエンジン回転数が低下しているときは、負荷大と判定する。またトラニオン軸回動角度センサ３０ａとＨＳＴ出力軸回転センサ３５ａの検出値にズレがあっても、エンジン回転数が低下していない場合は、負荷ではなく機械的な部材の構成によるトラブルが考えられる）、トラクタの牽引負荷とＰＴＯ負荷の変動とを両方感知してＨＳＴトラニオン比例弁６５の変更速度を調整して車速を変更する制御構成としても良い。
こうしてＰＴＯ負荷と牽引負荷の変動を検出し、この負荷に応じて車速を下げることでエンストの防止を図ることができる。

本実施例の電子制御式のＨＳＴ３４では、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０の斜板３４ｄの傾斜角度を低速側と高速側の２ステージ仕様に切替可能とした構成としても良い。

図４に示すように、ＨＳＴ３４のポンプ３４ａ側に斜板３４ｄがあり、斜板３４ｄは傾斜角度を変更可能であり、一般に可変ポンプ３４ａという。一方、モータ３４ｂ側に一般に斜板はなく、定量モータ３４ｂという。このように以下に述べるＨＳＴ３４のステージの切替機能がない定量モータ３４ｂを用いる場合は、ステージが固定されており、この固定は機種によりいろいろ異なるため、通常は高速、高速近傍、又は高速と低速の中間などである。

また、モータ３４ｂ側に斜板３４ｅを設けたモータ３４ｂを可変モータ３４ｂという。本実施例では、モータ３４ｂ側にも斜板３４ｅを設けて、この斜板３４ｅを動かす制御を行うことができる構成を採用しても良い。そして、可変式としたモータ３４ｂの出力を高速と低速の２段切り替えとしている。これを、斜板３４ｅを有する可変モータ３４ｂのステージ切替という。

低速側と高速側の２ステージ仕様は、可変油圧モータ３４ｂの斜板３４ｅ角度を変化させることで行い、可変油圧ポンプ３４ａではできない。可変油圧ポンプ３４ａの斜板３４ｄは、変速ペダル１５の踏み込み量に応じて、その回転角度が変化する。

ＨＳＴ３４の特性として、ポンプ３４ａ側で斜板３４ｄの傾斜角度を変更して速度を変えてもトルクは変わらず、トルクの変動はエンジン回転数が変更されたときのみ発生する。しかし、モータ３４ｂ側の斜板３４ｅの傾斜角度を変更して速度を変えると、トルクも変わり、低速にするとトルクが大きくなり、高速にするとトルクは小さくなる。

エンジン負荷が大きくなり、エンジン回転数が低下すると、モータ３４ｂ側の斜板３４ｅの傾斜角度を変更してＨＳＴステージを低速にすることにより、ＨＳＴ３４の出力速度が低速になるとトルクが大きくなるので、エンスト防止ができ、安定した作業ができるようになる。このときポンプ３４ａ側の斜板３４ｄを低速側にしてもトルクが大きくならないので、安定した駆動力を得られない。

このように可変油圧モータ３４ｂの斜板３４ｅの回転角度を変えて車両の走行速度を変えることでトルクが変化するが、可変油圧ポンプ３４ａで速度を変えてもトルクは変化しないのが油圧式無段変速装置３４の特徴であり、本発明は前記ＨＳＴ３４の特徴点を利用したものである。

また、前記２ステージ切替用のステージ切替スイッチ７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）は図５のブロック図に示す。低速ステージ切替スイッチ７２ａ、高速ステージ切替スイッチ７２ｂ、ステージ自動切替スイッチ７２ｃをそれぞれ別々のスイッチとしても良いし、図１２に示すように１つのダイヤルスイッチで前記３種類のステージを選択できる構成としてもよい。
ステージ自動切替スイッチ７２ｃを選択すると、例えば負荷が作用してエンジン回転数が下がると、可変油圧モータ３４ｂの斜板３４ｅの回転角度を低速側（低速ステージ）に自動的に切り替えてトルク増大を図ることができる。

また、本実施例の制御構成では高速側ステージで、車両の作業負荷又は走行負荷でエンジン回転数が低下した場合は、低速側ステージに自動切替が出来るようにステージ切替弁７３（図４参照）が設けられている。この場合の制御ブロック図を図５に示す。

また、ステージ切替弁７３の切り替えは走行開始前に高速か低速かを選択しておく必要があり、制御装置１００が、選択されたステージで走行中にステージを自動で切り替えた方が良いと判断すると一時的に変更可能である。ただし、本実施例とは別の考えで、ステージの切り替えを全自動で行う構成もある。この場合は、車速センサ等により自動切替を行う。また、本実施例では高速ステージと低速ステージの２段のステージ切替の例を示したが、高速と低速の２段に限らず、３段、４段などとしてもよい。

エンジン回転数が低下しており、左右両ブレーキ１６，１６が作動するときは、モータ３４ｂ側の斜板３４ｅが高速側にあっても低速側に切り替えない構成とすることができる。すなわち、左右のブレーキペダル１６，１６が踏み込まれたことを検知するスイッチ７７ａ，７７ｂを左右に設けておけば、左右のブレーキペダル１６，１６のいずれかが踏み込まれてエンジン回転数が低下しているときは、前記ＨＳＴ３４が高速側のステージにある場合は、前記２ステージの切り替えを行わない制御構成とする。この制御のフローチャートを図６に示す。

この図６に示す制御のフローチャートは、ＨＳＴ３４の出力回転がそのままで動力が車輪に伝わっている状態で、ＨＳＴ３４の出力が高速側ステージにある場合に、ブレーキペダル１６，１６を踏むと、エンジン回転数が落ちて低速側ステージに自動で切り替わり、駆動トルクが上がり、ブレーキペダル１６，１６で車両を止めることができなくなるおそれがあるので、これを防ぐために、上記構成にすることでステージを高速側のままにすることで安全に停止できるというものである。

図６のフローチャートで、左右のブレーキペダル１６，１６を踏んでエンジン回転数が低下したときに、ＨＳＴ３４のステージが高速側の場合でもステージの切替は行わないが、片方のブレーキペダル１６を踏んだときにエンジン回転数が落ちた場合は切替を行う制御構成としたが、これは、左右のブレーキペダル１６，１６を踏むということは停車が目的なので、ステージを高速側のままにしてトルクを増大させずに安全に停止させるためである。また、片ブレーキのときには旋回走行であるため負荷の高い作業走行状態であるので、エンジン回転が落ちた場合は、エンスト防止のためにステージを低速側に切り替えて低速走行にしてトルクを増大させる。

なお、図６に示す制御では走行開始後において、エンジン回転数が低下して左右ブレーキ１６，１６の操作状況を見てステージを判断しており、また、「ステージを設定されているレンジにする」なるステップは走行前にステージをステージ切替スイッチ７２で設定することである。また、図６の最後のステップではエンジン回転数が低下して、片ブレーキのときに高速側ステージであるときには、低速側ステージに切り替えることができる。

前記した電子制御ＨＳＴ２ステージ仕様を有するトラクタにおいて、作業走行負荷でエンジン回転数が設定回転数（例えば、アイドリング回転数＋３００ｒｐｍ程度）まで落ちたときに、図７のフローチャートに示すように、ＨＳＴ３４のステージが高速側の場合に低速側にステージを切り替え、その後エンジン回転数が復帰しても高速側には切り替えない制御とする。

これは、トラクタが作業（走行）負荷でエンジン回転数が落ちたときに自動でステージを低速側に切り替えることでトルクを増大させて安定した作業（走行）ができるようになる。また、エンジン回転数が復帰した時に速度が急に変わるのを防止することで安全性が増す。また、エンジン回転数が復帰しても、一旦エンジン回転数が低下するということは湿田などの負荷が作用してエンジン回転数が低下しやすい状況が予測されるため、その後エンジン回転数が復帰しても高速側には切り替えない制御としている。

ただし、ステージ切替スイッチ７２を手動で高速側にした場合は操縦者の意思が反映されているので、高速側ステージに切り替える構成とする。

また、速度の増減側でステージが自動で切り替わる時及びステージが手動で切り替わる時にブザー６０を短く鳴らし、ステージの切替をオペレータに知らせる構成とする。

さらに、最高速規制ダイヤル１４ａの１００％の位置でステージ切替スイッチ７２の位置が低速の場合（スイッチ７２ａがオンのとき）、低速ステージの最高速となり、高速の場合（スイッチ７２ｂがオンのとき）も高速ステージの最高速とし、最高速規制ダイヤル１４ａを回すことで、それに伴い最高速が比例で遅くなるような構成とする。

例えば、「高速５０％」とある場合は、最高速規制ダイヤル１４ａの５０％のダイヤル位置でステージ切替スイッチ７２の位置が低速の場合（スイッチ７２ａがオンのとき）、低速の最高速の半分の速度となり、高速の場合（スイッチ７２ｂがオンのとき）も高速の最高速の半分の速度となる構成である。こうして、ステージ切替に関係なく最高速規制値を同じにすることができ、操作が容易となる。

制御装置１００は、ステージ切替スイッチ７２が「自動」の場合、すなわち前記ステージ自動切替スイッチ７２ｃが入りのときには、最高速規制ダイヤル１４ａが１００％の位置にあるときは高速側ステージの最高速となるように自動的に設定する構成とする。

図８について説明すると、「高速」は高速ステージ選択時において、アクセルペダル１５を踏み込んで行ったときの高速での速度変化を示し、「低速」は低速ステージ選択時においてアクセルペダル１５を踏み込んで行ったときの速度変化である。「自動」を選択したときのアクセルペダル１５を最大踏んだときの最高速度は、高速ステージの最高速度にするという内容である。

実線の高速１００％は、最高速規制ダイヤルを１００％（最大速度）の位置に合わせることで、アクセルペダル１５を最大に踏み込むと可変油圧ポンプ３４ａのトラニオン軸３０が１００％回動する。点線の高速５０％は、最高速規制ダイヤルを５０％の位置に合わせることで、アクセルペダル１５を最大に踏み込んでもトラニオン軸３０は５０％までしか回動しない。即ち、アクセルペダル１５を最大に踏み込んでもトラニオン軸３０は５０％までしか回動しないので、速度は半分までしか出ない。

低速ステージを選択した場合においても同じであり、低速の速度が高速の速度より低いのは、可変油圧モータ３４ｂ側のトラニオン軸３１ａで斜板３４ｅを低速側に回動させているためである。
この場合はステージ切替に関係なく最高速規制値を同じにすることができ、操作が容易となる。

オートクルーズスイッチ１４ｃが「オン」の場合は図９のフローチャートに示すように、ステージ切替スイッチ７２を自分で高速から低速に切り替えた時だけステージを切り替える構成としている。これにより、作業（走行）負荷でエンジン回転が落ちたときに自動でステージを低速側に切り替えることで駆動トルクが上昇し、安定した作業（走行）が可能になる。またオートクルーズ自体の目的はあくまでも一定の速度で走行を維持することであるので、オートクルーズスイッチ１４ｃがオンの時にステージを低速側にしないことで速度変動が防止できる。なお、オートクルーズスイッチ１４ｃがオンである時にも前述のように手動操作でステージを切替ができ、作業性が向上する。

図１０のフローチャートに示すように、オートクルーズスイッチ１４ｃが「オフ」の時には、作業（走行）負荷でエンジン回転数が設定回転数まで落ちた時にＨＳＴ３４のステージが高速側の場合に、低速側にステージの切替をする構成を採用する。そして、作業（走行）負荷でエンジン回転数が設定回転数まで落ちた時にオートクルーズスイッチ１４ｃが「オン」の場合はステージ切替スイッチ７２が自動の場合（スイッチ７２ｃがオン）のみステージを切り替える構成とする。

こうして、作業（走行）負荷でエンジン回転数が落ちたときに自動でステージを低速側に切り替えることで駆動トルクが上昇し、安定した作業（走行）ができるようになり、また、オートクルーズ走行を実行中の時に速度変動が防止できる。また、オートクルーズ走行を実行中でも手動操作で切替ができ、作業性が向上する。

図１１の副変速レバー２１のグリップ部の側面図（図１１（ａ））と背面図（図１１（ｂ））に示すようにステージ切替スイッチ７２を副変速レバー２１のグリップの背面に設けた。また、副変速レバー２１のグリップの側面上にオートクルーズ１４ｃの増速スイッチ１４ｃａを設け、グリップの側面下に減速スイッチ１４ｃｂを設けても良い。

このように変速操作をするレバー２１にステージ切替スイッチ７２とオートクルーズ１４ｃの増速スイッチ１４ｃａと減速スイッチ１４ｃｂを設けることで、これらのスイッチ７２、１４ｃａ、１４ｃｂが変速に関するスイッチであることをオペレータが認識しやすく、間違った操作を防止できる。また、ステージ切替スイッチ７２が副変速レバー２１のグリップの背面にあるため、不用意に操作することがない。

なお、図１１に示す場合は、高速スイッチ７２ｂ、低速スイッチ７２ａ及び自動スイッチ７２ｃが別々に設けられるのではなくダイヤル式のスイッチ７２でステージ低速、ステージ自動、ステージ高速を選択するものであり、スイッチ７２の配置位置を示したものである。

このように、副変速レバー２１のグリップ部の側面図（図１１（ａ））に示すようにダイヤル式のステージ切替スイッチ７２を副変速レバー２１のグリップの背面に設けることで変速に関するスイッチ７２であることをオペレータが認識し易く、間違った操作を防止できる。また、切替操作が容易にでき、自動的なステージ切替についてはステージ切替スイッチ７２が副変速レバー２１のグリップの背面にあるため不用意に操作することがない。

図１１（ａ）に示すようにダイヤル式のステージ切替スイッチ７２を副変速レバー２１のグリップの背面に設けているが、副変速レバー２１は操縦席９の左側にあり、操縦席９の右側のレバーガイド１２ａにオートクルーズ自動スイッチ１４ｃやオートクルーズ自動スイッチ１４ｃの増速スイッチ１４ｃａを配置している。このようにステージ切替スイッチ７２とオートクルーズ関連のスイッチ１４ｃ、１４ｃａが互いに離れた場所に配置されるので、誤操作を防止できる。また、副変速レバー２１のグリップの側面下に減速スイッチ１４ｃｂを設けても良い。

図１２に示すように、ステージ自動切替スイッチ７２ｃとステージ切替スイッチ７２の低速スイッチ７２ａと高速スイッチ７２ｂに代えて一つのダイヤルスイッチ７２で自動ステージ切替とステージ低速切替、ステージ高速切替が可能な構成として操縦席の側に配置すると、一つのダイヤルスイッチ７２でステージ切替を行うことができ、この場合はオペレータによるステージ切替の誤操作をなくして、操作性が優れたものとなり、省スペース、低コスト化が図れる。

１ 走行車体 ２ 前輪
３ 後輪 ４ メインスイッチ（キースイッチ）
５ エンジン ５ａ エンジン回転センサ
６ ハンドルポスト ７ ステアリングハンドル
８ 燃料タンク ９ 操縦席（座席）
９ｂ 操作パネル １０ 前後進レバー
１０ａ 前進側ソレノイド １０ｂ 後進側ソレノイド
１０ｃ 前後進レバー １１ スロットルレバー
１１ａ スロットルセンサ １２ａ，１２ｂ レバーガイド
１３ ステップフロア １４ａ 最高速規制ダイヤル
１４ｂ 車速緩慢度応答用ダイヤル
１４ｃ オートクルーズスイッチ
１４ｃａ オートクルーズ増速スイッチ
１４ｃｂ オートクルーズ減速スイッチ
１５ アクセルペダル １５ａ アクセルペダル位置センサ
１５ アクセルペダル １６ ブレーキペダル
２１ 副変速レバー ２１ａ 副変速レバー位置センサ
２２ ボンネット ２３ａ ミッドＰＴＯ変速レバー
２３ｂ リヤＰＴＯ変速レバー ２４ ４ＷＤレバー
３０ トラニオン軸 ３０ａ トラニオン軸回動角度センサ
３１ リンク ３２ トラニオン軸回動用モータ
３３ ＨＳＴ入力軸 ３４ 静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）
３４ａ 油圧ポンプ ３４ｂ 油圧モータ
３４ｃ 油圧閉回路 ３４ｄ、３４ｅ 斜板
３５ 走行出力軸 ３７ 伝動軸
３８ 噛合式変速装置 ３９ 副変速クラッチ
４１ ギア ４２ 高速段ギア
４３ 変速軸 ４５ ギア
４６ デフ装置 ４８ 前輪出力軸（４ＷＤ軸）
４９ デフ装置 ５１ ポンプ出力軸
５２ ＰＴＯ軸 ５３ 回転速度センサ（車速センサ）
５４ 油圧クラッチ ５５ リヤＰＴＯ軸
５６ ミッドＰＴＯ軸 ５７ ギア
６０ ブザー ６３ 切替弁
６５ トラニオン油圧比例弁
７２ ステージ切替スイッチ（ダイヤル）
７２ａ ステージ低速切替スイッチ
７２ｂ ステージ高速切替スイッチ ７２ｃ ステージ自動切替スイッチ
７３ ステージ切替弁 １００ コントローラ

Claims (5)

1. 車輪（２，３）とエンジン（５）を備えた車体（１）と、エンジン（５）からの出力に応じて油圧出力を変える可変油圧ポンプ（３４ａ）と該可変油圧ポンプ（３４ａ）に設けられた斜板（３４ｄ）と該斜板（３４ｄ）の回転角度を変更するトラニオン軸（３０）と可変油圧モータ（３４ｂ）と該可変油圧モータ（３４ｂ）に設けられた斜板（３４ｅ）と該斜板（３４ｅ）の回転角度を変更するトラニオン軸（３１ａ）とを有する油圧式無段変速装置（３４）と、該油圧式無段変速装置（３４）の出力により作動するギヤ噛合式の複数段の副変速装置（３８）と、
   前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）の斜板（３４ｅ）の回動角度をトラニオン軸（３１ａ）で回動して油圧式無段変速装置（３４）の油圧出力を低速側ステージと高速側ステージの少なくとも２段階に手動で切り替えるそれぞれのステージ切替スイッチ（７２ａ、７２ｂ）と、
   前記低速側ステージと高速側ステージとの切り替えを自動的に行うステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）と、
   前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧ポンプ（３４ａ）のトラニオン軸（３０）に連結される斜板（３４ｄ）の前進方向又は後進方向の回転角度を調整して前進方向又は後進方向の油圧出力を踏み込み量に応じて調整するアクセルペダル（１５）と、
   車輪（２又は３）の車軸に作用する左右一対のブレーキペダル（１６，１６）と、
   左右それぞれのブレーキペダル（１６，１６）に対応したブレーキ踏み込みを感知する各ブレーキスイッチ（７７ａ，７７ｂ）と、
   エンジン（５）が作動していることを検知するエンジン回転センサ（５ａ）と、
   前記油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）のステージをそれぞれ低速側又は高速側に切り替えるステージ切替弁（７３）を備えた走行車両において、
   前記ステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）が入りとなってステージ切替弁（７３）が高速側ステージになっているときに、左右それぞれのブレーキペダル（１６，１６）に対応したブレーキスイッチ（７７ａ，７７ｂ）が両方のブレーキペダル（１６，１６）が踏み込まれたことを検知し、エンジン回転センサ（５ａ）がエンジン回転数が設定値以下に落ちたことを検知したときに、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）の低速側ステージへの切替を行わず、片方のブレーキペダル（１６）が踏み込まれたときには前記ステージを低速側へ切替を行い、その後エンジン回転が復帰しても高速側ステージに切替を行わない制御構成を有する制御装置（１００）を備えたことを特徴とする走行車両。
2. 制御装置（１００）は、片方のブレーキペダル（１６）が踏み込まれてエンジン回転数が設定回転数まで落ちたときに、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧モータ（３４ｂ）のステージ切替弁（７３）が高速側ステージにある場合は、低速側ステージに切り替え、その後エンジン回転数が復帰しても、高速側に切り替えない制御構成とし、
   前記手動の高速側ステージ切替スイッチ（７２ｂ）が入り状態になると、ステージを高速側に切り替える制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両。
3. 制御装置（１００）は、油圧式無段変速装置（３４）の可変油圧ポンプ（３４ａ）のトラニオン軸（３０）の回転角度を最高速に選択できる最高速規制ダイヤル（１４ａ）を設け、該最高速規制ダイヤル（１４ａ）が１００％の位置にあるとき、ステージ切替スイッチ（７２）が低速側ステージにある場合は、該低速側ステージの最高速になり、ステージ切替スイッチ（７２）が高速側ステージにある場合は、該高速側ステージの最高速とし、最高速規制ダイヤル（１４ａ）を１００％の位置から１００％より低い割合の位置に向けて回すことで、それに伴い最高速が比例して遅くなる制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両。
4. 制御装置（１００）は、前記ステージ自動切替スイッチ（７２ｃ）が入りのときには、最高速規制ダイヤル（１４ａ）が１００％の位置にあるときは高速側ステージの最高速となるように自動設定する制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両。
5. 制御装置（１００）は、車両走行速度が増減側でステージが自動的に切り替わる時、及び手動で切り替わる時、ブザー（６０）を短く鳴らし、ステージ切替をオペレータに知らせる制御構成を備えたことを特徴とする請求項１記載の走行車両。

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