JP2018071650A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な速度範囲内で変速すること。
【解決手段】実施形態に係る作業車両１は、変速操作具の操作量に応じて油圧式無段変速装置のトラニオン軸角度を変更して変速制御を行う作業車両１において、アクチュエータ５２と、制御部３とを備える。アクチュエータ５２は、トラニオン軸角度を変更する。制御部３は、アクチュエータ５２を駆動制御するとともに、変速操作具の操作量に対応するアクチュエータ５２の駆動量の組み合わせを変更可能に設定する。
【選択図】図９

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、トラクタなどの作業車両において、変速操作具の操作量に応じて油圧式無段変速装置の出力を制御して走行速度を調節するものがある。油圧式無段変速装置は、例えば、可変容量型の油圧ポンプと、固定容量型の油圧モータとを備え、油圧ポンプの可動斜板に連結されたトラニオン軸を回動して可動斜板の傾きを変えることで、油圧モータの回転を変更（変速）する。

また、このような作業車両において、車両を組み立てた後、例えば制御装置によって、油圧式無段変速装置の出力値を測定しつつ駆動電流値を調整し、最大出力となる電流値から所定の割合を低下させた最大出力付近電流値と車両が動き始める出力開始時の駆動電流値とを記憶し、記憶した駆動電流値に基づいて変速操作具の操作量に対応する駆動電流値を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０２４４０３号公報

ところで、トラクタなどの作業車両は、作業内容が異なれば必要となる速度範囲が異なる場合がある。しかしながら、上記した従来技術では、作業内容に対応する速度範囲内で走行速度を微調節することが難しい。したがって、上記した従来技術は、適切な速度範囲内で変速するという点について改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、適切な速度範囲内で変速することができる作業車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の作業車両は、変速操作具（３０）の操作量に応じて油圧式無段変速装置（８）のトラニオン軸角度を変更して変速制御を行う作業車両（１）において、前記トラニオン軸角度を変更するアクチュエータ（５２）と、前記アクチュエータ（５２）を駆動制御するとともに、前記変速操作具（３０）の操作量に対応する前記アクチュエータ（５２）の駆動量の組み合わせを変更可能に設定する制御部（３）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の作業車両は、請求項１に記載の作業車両において、前記変速操作具（３０）の操作量を検出する変速操作センサ（３５）と、前記アクチュエータ（５２）がシリンダであり、前記シリンダ（５２）を駆動制御するシリンダバルブ（１４２）とをさらに備え、前記制御部（３）は、前記変速操作センサ（３５）の検出値に基づいて前記シリンダバルブ（１４２）に対する出力を制御し、前記変速操作センサ（３５）の検出値に対応する前記シリンダバルブ（１４２）への出力値の組み合わせを変更可能に設定することを特徴とする。

請求項３に記載の作業車両は、請求項２に記載の作業車両において、前記制御部（３）は、前記変速操作センサ（３５）の検出値に対応する前記シリンダバルブ（１４２）への出力値の組み合わせを異なる分解能で複数有し、前記複数の組み合わせから１つを選択して当該選択された組み合わせを設定することを特徴とする。

請求項４に記載の作業車両は、請求項３に記載の作業車両において、前記選択された組み合わせを報知することを特徴とする。

請求項５に記載の作業車両は、請求項４に記載の作業車両において、操縦席（１２）付近に設けられ、各種情報を表示する表示部（２５）をさらに備え、前記表示部（２５）は、前記選択された組み合わせを表示して当該選択された組み合わせを報知することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、変速操作具の操作量に対するトラニオン軸角度を任意に変更することができる。これにより、適切な速度範囲内で変速することができる。これにより、例えば、作業内容に対応する速度範囲内で走行速度を微調節することができる。より具体的には、例えば、中立位置を操作量ゼロとして変速操作具の操作量最大の走行速度（最高速度）を低く設定すれば、中立から最高速度までの速度範囲内で細かく変速することができるため、走行速度の微調節を行い易くなる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、変速操作センサの検出値に基づいてシリンダバルブに対する出力を制御することで、変速操作具の操作量に対するトラニオン軸角度を変更可能とする構成を容易に実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、変速操作具の操作量に対するトラニオン軸角度の組み合わせ、すなわち、変速操作具による操作に対する変速パターンを複数有してこのうちの１つを選択可能とすることで、例えば作業内容が変更された場合に、適切な変速パターンを設定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、複数の変速パターン（変速操作具の操作量に対するトラニオン軸角度の組み合わせ）のうちいずれの変速パターンが選択されているかを、作業者が容易に確認することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、作業者（操縦者）は、例えば、操縦席に着いたまま表示部の表示を見ることで、いずれの変速パターンが選択されているかを容易に確認することができる。

図１Ａは、作業車両の概略平面図（その１）である。 図１Ｂは、作業車両の概略平面図（その２）である。 図２は、作業車両の概略左側面図である。 図３は、ミッションケース内の伝動線図である。 図４は、油圧式無段変速装置の説明図である。 図５は、主変速レバーの説明図である。 図６は、ミッションケース内の伝動構成の一部を示す平面図である。 図７Ａは、油圧式無段変速装置の前進位置を示す平面図である。 図７Ｂは、油圧式無段変速装置の中立位置を示す平面図である。 図７Ｃは、油圧式無段変速装置の後進位置を示す平面図である。 図８は、作業車両の油圧回路図である。 図９は、作業車両の機能ブロック図である。 図１０は、主変速モードの概要説明図である。 図１１は、変速パターンの一例を示すグラフである。 図１２は、表示部の一例を示す図である。 図１３は、表示画面の一例を示す図である。 図１４は、変速指示値設定処理手順の説明図である。

以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１Ａおよび図１Ｂは共に、作業車両１の概略平面図である。このうち、図１Ｂには、作業車両１の下部に設けられるミッションケース４０を示している。また、図１Ｂでは、後述する操縦席１２やステアリングホイール１３などを省略している。図２は、作業車両１の概略左側面図である。なお、図１Ａ、図１Ｂおよび図２は、作業車両１の概要説明のための図である。このため、図１Ａおよび図１Ｂと、図２とは、要部以外の部分において一致しない場合がある。また、以下では、作業車両１としてトラクタを例に説明する。

作業車両としてのトラクタ１は、自走しながら圃場などで作業を行う農用トラクタである。なお、以下の説明において、前後方向とは、作業車両、すなわち、トラクタ１の直進時における進行方向であり、進行方向前方側を「前」、後方側を「後」と規定している。なお、トラクタ１の進行方向とは、トラクタ１の直進時において、操縦席１２からステアリングホイール１３へ向かう方向である（図１Ａ参照）。

また、左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。以下では、「前」側へ向けて左右を規定している。すなわち、操縦者が操縦席１２に着席して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。また、上下方向とは、鉛直方向である。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、互いに直交している。

図１Ａ、図１Ｂおよび図２に示すように、トラクタ１は、機体２前部のボンネット６内にエンジン７が搭載されている。エンジン７からの回転動力は、ミッションケース４０内の走行伝達装置１５（図３参照）へ伝達され、走行伝達装置１５において減速され、走行車輪、すなわち、トラクタ１の前輪４や後輪５へ伝達される。また、ボンネット６内には、後述するチェックヒューズ８１を内部に有するヒューズボックス８０が設けられている。

機体２後部には操縦席１２が設けられている。操縦席１２の前方には前輪４を操舵するステアリングホイール１３が設けられている。ステアリングホイール１３の前方には表示部（メータパネル）２５が設けられている。また、トラクタ１は、機体２後部にロータリ作業機などの作業機が連結される。作業機は、ミッションケース４０から後方へ突出しているＰＴＯ（Power Take-Off）出力軸１１の回転動力によって駆動される。なお、機体２後部には、ＰＴＯ出力軸１１の他、機体２に作業機を連結するリフトアーム１７やロワリンク１８などが設けられている。

例えば、操縦席１２の左方には、変速操作具として、主変速レバー３０、副変速レバー３１およびＰＴＯ変速レバー３２が設けられている。例えば、操縦席１２の右方にはポジションレバー３３、ステアリングホイール１３の左方には前後進切替レバー２７、ステアリングホイール１３の右方にはアクセルレバー１６が設けられている。また、例えば、ステアリングホイール１３の下方には、左方にクラッチペダル２０、右方にブレーキペダル２１などの各種操作ペダルが設けられている。なお、ブレーキペダル２１は、左右一対（左側のブレーキペダル２１Ｌおよび右側のブレーキペダル２１Ｒ）で構成されている。

前後進切替レバー２７は、トラクタ１（機体２）の前進および後進を切り替えるための操作レバーである。前後進切替レバー２７は、トラクタ１を前進させる場合は前側へ傾倒し、トラクタ１を後進させる場合は後側に傾倒することで、エンジン７からの回転動力による機体２の前進および後進を切り替える。

また、前後進切替レバー２７は、「前進位置」と「後進位置」との間に「中立位置」を有している。「中立位置」は、トラクタ１が前方にも後方にも進まない位置（すなわち、ニュートラル位置）である。前後進切替レバー２７は、図示しない前後進レバー位置センサによって前後進切替レバー２７の操作位置（前進位置、後進位置および中立位置）が検出される。前後進レバー位置センサは、検出結果を制御部３（図９参照）へ出力する。

主変速レバー３０は、トラクタ１（機体２）の走行時における変速に関する操作を行い、例えば、前後方向に傾倒することで、例えば１速から８速まで油圧式無段変速装置８を変速する。副変速レバー３１は、機体２の走行速度を、例えば低速、中速、高速の３段に副変速装置９（図３参照）を変速する。なお、副変速装置９は、低速、中速、高速の状態で互いにギヤ比が異なる。すなわち、副変速装置９は、選択的に設定可能な複数のギヤ比を有している。副変速装置９のギヤ比（の値）は、副変速装置９の状態が低速、中速、高速の順で（すなわち、ギヤ段が高くなるほど）小さくなる。

また、副変速レバー３１は、複数の位置に変位可能であり、各位置に対応する副変速装置９のギヤ比を設定する。具体的には、副変速レバー３１は、副変速装置９を低速に設定する「低速位置」と、副変速装置９を中速に設定する「中速位置」と、副変速装置９を高速に設定する「高速位置」とに変位可能である。なお、副変速レバー３１が変速する低速および中速は、圃場内で作業する場合の作業走行速度範囲であり、副変速レバー３１が変速する高速は、圃場間の移動などで路上走行する場合の路上走行速度範囲である。ＰＴＯ変速レバー３２は、機体２後部に装着される作業機を駆動するＰＴＯ出力軸１１の回転駆動を断続する。

図１Ａに示すように、ステアリングホイール１３の前方にはダッシュボードカバー１４が設けられている。ダッシュボードカバー１４には、操縦席１２の操縦者から見えるように、機体２や作業機、作業状況などの各種情報が表示される表示部（メータパネル）２５が設けられている。なお、表示部（メータパネル）２５の詳細については、図１２および図１３を用いて後述する。

また、図１Ａに示すように、例えば、ダッシュボードカバー１４においてステアリングホイール１３を支持する支持部の右方には、主変速モード切替スイッチ３６が設けられている。主変速モード切替スイッチ３６が操作されると、主変速レバー３０による変速が、複数の変速パターンの中から選択された変速パターンで制御される。なお、主変速モードや変速パターンについては、図１０および図１１を用いて後述する。

また、機体２下部にはミッションケース４０が設けられている。次に、図３を参照してミッションケース４０内における動力伝達について説明する。図３は、ミッションケース４０内の伝動線図である。図３に示すように、ミッションケース４０内には走行伝達装置１５が設けられている。走行伝達装置１５は、油圧式無段変速装置８と、副変速装置９と、前輪増速切替機構１０と、を備えている。

トラクタ１のエンジン７の回転動力は、ミッションケース４０などを介して増減速され、前輪４、後輪５およびＰＴＯ出力軸１１へ伝達される。なお、ミッションケース４０は、前ケース４１（図６参照）および他の４つのケースが一体的に連結され、操縦席１２の下方において機体２のメインフレームとしても機能している。

走行伝達装置１５は、エンジン７で発生した回転動力を、油圧式無段変速装置８および副変速装置９で適宜減速（変速）して、後輪５へ伝達する。後輪５は、伝達された動力によって駆動される。また、走行伝達装置１５は、エンジン７で発生し、かつ、油圧式無段変速装置８および副変速装置９で減速した動力を、前輪増速切替機構１０を介して前輪４へも伝達することができる。

なお、トラクタ１は、前輪増速切替機構１０が動力を伝達すると、エンジン７から伝達される回転動力によって左右の前輪４および後輪５の四輪が駆動され、前輪増速切替機構１０が動力の伝達を遮断すると、エンジン７から伝達される回転動力によって後輪５のみの二輪が駆動される。すなわち、トラクタ１（走行伝達装置１５）は、エンジン７の回転動力を左右の前輪４および後輪５へ伝達する四輪駆動状態と、エンジン７の動力を左右の前輪４および左右の後輪５のうちの一方へ伝達する二輪駆動状態とに切り替える。

また、走行伝達装置１５では、エンジン７の出力軸の回転動力（駆動力）が、クラッチペダル２０（図１Ａ参照）によって断続されるメインクラッチ４２を介してミッションケース４０の入力軸４３へ伝達される。入力軸４３の回転は、増速ギア４４，４５で増速されて油圧式無段変速装置８の入力軸４６へ伝達される。このように、油圧式無段変速装置８にはエンジン７の回転動力が入力される。

油圧式無段変速装置８は、ＨＳＴ（Hydro Static Transmission）と呼ばれる静油圧式の無段変速機であり、エンジン７からの駆動力を後輪５などの駆動輪へ伝達する。油圧式無段変速装置８は、可変容量型の油圧ポンプ４７と、固定容量型の油圧モータ４９とを備え、油圧ポンプ４７の可動斜板４８の傾きを変えることで、油圧モータ４９の回転を変更する。

ここで、図４を参照して油圧式無段変速装置８について説明する。図４は、油圧式無段変速装置８の説明図である。なお、図４には、油圧式無段変速装置８の一例を示すとともに、油圧式無段変速装置８の概略平（底）断面を示している。図４に示すように、油圧ポンプ４７において可動斜板４８の傾きは、主変速レバー３０および前後進切替レバー２７（いずれも、図１Ａ参照）の操作量に基づいてアクチュエータ５２（図６参照）によって変更される。なお、アクチュエータ５２としては、油圧シリンダ（以下、「ＨＳＴシリンダ」という）が用いられる。可動斜板４８の傾きが変更されることで、油圧ポンプ４７の容量が変わり、油圧モータ４９の回転数が変化する。

このとき、可動斜板４８が油圧式無段変速装置８の入力軸４６と共に回転することで、各ピストン４７０が可動斜板４８の表面を滑ることで動き、作動油がメタル８ａ内に形成された油路を流れて油圧モータ４９へ供給される。また、油圧モータ４９は、油圧ポンプ４７とは逆の要領で、供給された作動油によって動かされた各ピストン４９０が斜板４９ａ上を滑ることでモータ出力軸５０を回転させる。

これにより、油圧モータ４９のモータ出力軸５０の回転が変速される。なお、油圧ポンプ４７に直接接続されたポンプ出力軸５１の回転は、入力軸４６の回転数と同じである。また、油圧ポンプ４７において可動斜板４８の傾斜角度が油圧式無段変速装置８の入力軸４６に対して垂直になると、油圧ポンプ４７の容量が「０」となり、油圧モータ４９が回転しなくなる。このように、油圧モータ４９が回転しないことを「中立（ニュートラル）」という場合がある。

図３に戻り、ポンプ出力軸５１の回転は、ＰＴＯ正逆クラッチ５３を介して、ＰＴＯ第１中間軸５４からＰＴＯ第２中間軸５５へ伝達され、さらに、ＰＴＯ変速クラッチ５６を介して最終的にＰＴＯ出力軸１１によってミッションケース４０の外部へ取り出されて、ロータリ作業機などの作業機を駆動する。

また、油圧モータ４９のモータ出力軸５０は、副変速装置９を介して前輪４および後輪５を駆動し、さらに、副変速装置９に加えて、前輪増速切替機構１０を介して前輪４を駆動する。

また、ミッションケース４０内の走行伝達装置１５の油圧式無段変速装置８は、主変速レバー３０（図１Ａ参照）によって変速される。ここで、図５を参照して主変速レバー３０を例に各種操作レバーの構成について説明する。図５は、主変速レバー３０の説明図である。なお、図５には、主変速レバー３０を左方から見た場合を示している。

図５に示すように、主変速レバー３０は、ミッションケース４０（図１Ｂ参照）の側面に設けられたピン６０を中心として、例えば８箇所で係止されて、操縦者が変速段を８段階に感じるように回転自在に支持されている。また、主変速レバー３０は、回動（傾倒）位置が変速操作センサである主変速レバー位置センサ３５によって検出され、検出結果が制御部３（図９参照）へ出力される。

また、図６は、ミッションケース４０内の伝動構成の一部を示す平面図である。図７Ａは、油圧式無段変速装置８の前進位置を示す平面図である。図７Ｂは、油圧式無段変速装置８の中立位置を示す平面図である。図７Ｃは、油圧式無段変速装置８の後進位置を示す平面図である。また、図８は、作業車両（トラクタ）１の油圧回路図である。

図６に示すように、油圧式無段変速装置８は、ミッションケース４０を構成する前ケース４１内に設けられている。前ケース４１内には、可動斜板４８に連結されたトラニオン軸６１およびトラニオンアーム６２を「中立位置」に保持する中立保持機構６３が設けられている。トラニオン軸６１およびトラニオンアーム６２と可動斜板４８とは、互いに連動し、トラニオン軸６１およびトラニオンアーム６２の回動角度（位置）と可動斜板４８の傾斜角度とは、互いに対応して変化する。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、トラニオンアーム６２は、「前進位置」と、「中立位置」と、「後進位置」とに変位可能である。油圧式無段変速装置８は、トラニオンアーム６２が「前進位置」に位置する場合にエンジン７の動力を機体２を前進させる力として出力し、トラニオンアーム６２が「後進位置」に位置する場合にエンジン７の動力を機体２を後進させる力として出力する。また、油圧式無段変速装置８は、トラニオンアーム６２が「中立位置」に位置する場合にエンジン７の動力を機体２を前進および後進させる力として出力しない。

トラニオンアーム６２は、油圧シリンダであるＨＳＴシリンダ５２によって駆動される。なお、ＨＳＴシリンダ５２は、トラニオン軸角度の変更のためにトラニオンアーム６２を駆動するアクチュエータの一例である。

図８に示すように、ＨＳＴシリンダ５２には、サブポンプ１４３からシリンダバルブ（以下、「ＨＳＴシリンダバルブ」という）１４２を介して作動油が供給される。ＨＳＴシリンダバルブ１４２は、例えばソレノイドバルブであり、前進側ソレノイド１４２ａと、後進側ソレノイド１４２ｂと、を備えている。このような構成では、ＨＳＴシリンダバルブ１４２の前進側ソレノイド１４２ａおよび後進側ソレノイド１４２ｂを制御することで、ＨＳＴシリンダ５２の駆動を制御することができる。また、ＨＳＴシリンダバルブ１４２の前進側ソレノイド１４２ａおよび後進側ソレノイド１４２ｂに対する出力値（電流値）を制御部３によって制御することで、ＨＳＴシリンダ５２の駆動量、すなわち、トラニオン軸角度を変更することができる。

なお、ＨＳＴシリンダ５２の作動速度は、例えば、基準速度と、基準速度よりも速い高速度と、基準速度よりも遅い低速度とに選択的に設定可能である。ＨＳＴシリンダ５２の基準速度は、例えば、路上走行時の状態、すなわち、副変速装置９が高速度、かつ、走行伝達装置１５が二輪駆動状態の場合に、衝撃の発生が少ない、または、衝撃の発生が無いように、比較的スムーズに機体２の停止や発進が可能な速度であればよい。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、中立保持機構６３は、油圧式無段変速装置８の上面において、油圧ポンプ４７および油圧モータ４９を内装しているケース６４の内部から突出したトラニオン軸６１にカムプレート６５（図６参照）を固定し、カムプレート６５の周縁カム部にリターンバネ６６ａによって付勢された筒体６６によりローラ６７を図７Ａ〜図７Ｃの図中右下へ向けて押し付けている。

中立保持機構６３は、カムプレート６５の周縁カム部の凹部６５ａにローラ６７を落ち込ませるように付勢してトラニオン軸６１およびトラニオンアーム６２が「中立位置」（図７Ｂ参照）に戻るように構成されている。なお、トラニオンアーム６２が「中立位置」にあるときはＨＳＴシリンダ５２がフリーであり、ローラ６７が中立保持機構６３（カムプレート６５）を押圧することで、トラニオンアーム６２、すなわち、トラニオン軸６１を「中立位置」に保持する。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、カムプレート６５には、トラニオンアーム６２の一端部が回転自在に連結し、トラニオンアーム６２の他端部がリンク６８を介してＨＳＴシリンダ５２のロッド６９に連結されている。ＨＳＴシリンダ５２のロッド６９を伸縮させると、リンク６８、トラニオンアーム６２、カムプレート６５を介してトラニオン軸６１が回動して油圧式無段変速装置８の変速を行うことができる。

なお、図６に示すように、ＨＳＴシリンダ５２は、前ケース４１に取り付けられたブラケット７０に支持されている。また、油圧式無段変速装置８は、トラニオンアーム６２の回動角（トラニオン軸角度）を検出するトラニオンアーム角度センサ７１を備えている。

図８に示すように、ＨＳＴシリンダ５２に作動油を供給する油圧系統では、トラクタ１は、機体２の走行制御と作業機の制御に使うメインポンプ１４０と、油圧式無段変速装置８およびパワーステアリング１４４の作動油を送るサブポンプ１４３と、を備えている。サブポンプ１４３からの作動油は、ＨＳＴシリンダバルブ１４２へ供給され、ＨＳＴシリンダバルブ１４２からトラニオン軸６１を回動するＨＳＴシリンダ５２へ供給されるため、作動圧が安定している。また、サブポンプ１４３からの作動油は、パワーステアリング１４４へ供給された後、例えば、リリーフバルブ１４５およびオイルクーラ１４６を流れて、油圧式無段変速装置８へ供給される。

なお、メインポンプ１４０からの作動油は、メインリリーフバルブ１５１を介して走行バルブ１４７を流れてメインクラッチ４２を制御するとともに、ブレーキバルブ１４８を介して左右のブレーキシリンダ１５０Ｌ，１５０Ｒを制御し、分流した作動油が作業機関係の制御のために供給される。

作業機関係に供給された作動油は、分流バルブ１５２から水平シリンダ１５４とメイン昇降シリンダ１５７とへ供給される。水平シリンダ１５４は、水平バルブ１５３によって制御され、メイン昇降シリンダ１５７は電子油圧バルブ１５５とスローリターンチェックバルブ１５６とによって制御され、作動油がセーフティリリーフバルブ１５８を流れてミッションケース４０内へ戻される。

次に、図９を参照して制御部３による「主変速制御」および「主変速モード制御」について説明する。図９は、作業車両（トラクタ）１の機能ブロック図である。図９において示す「主変速制御」は、変速操作具の１つである主変速レバー３０（図１Ａ参照）の操作量に対するアクチュエータ（ＨＳＴシリンダ）５２の駆動量を制御して、トラニオン軸角度を変更する制御である。「主変速モード」は、主変速レバー３０の操作量に対するトラニオン軸角度を所定の変速パターンで変更して、適切な速度範囲内での変速を可能とする制御モードであり、「主変速モード制御」は「主変速モード」を実行する制御である。

図９に示すように、トラクタ１は、「主変速制御」および「主変速モード制御」を行うために、制御部３と、変速操作センサ（主変速レバー位置センサ）３５と、主変速モード切替スイッチ３６と、トラニオン軸アーム角度センサ７１と、ＨＳＴシリンダバルブ１４２と、トラニオン軸角度を変更するためのアクチュエータであるＨＳＴシリンダ５２と、を備えている。

図９に示すように、制御部３は、機体２（図１Ａ参照）の走行に関する制御を行う走行系ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３ａを備えている。また、制御部３は、走行系ＥＣＵ３ａの他、エンジン７（図１Ａ参照）を制御するエンジンＥＣＵと、作業機の昇降などを制御する作業機昇降系ＥＣＵと、を備えている。なお、各コントローラ（ＥＣＵ）は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信によって制御信号の交信を行う。

「主変速制御」においては、走行系ＥＣＵ３ａには、走行系ＥＣＵ３ａに接続された変速操作センサ３５からの出力信号が入力される。変速操作センサ３５は、主変速レバー３０（図１Ａ参照）の位置（操作量）を検出する主変速レバー位置センサであり、主変速レバー３０の操作量に対応する検出値を出力する。変速操作センサである主変速レバー位置センサ３５では、主変速レバー３０が中立位置の場合に操作量ゼロ（検出値＝０）とする。

走行系ＥＣＵ３ａは、主変速レバー位置センサ３５による検出値に基づいて、また、トラニオン軸角度の目標値、すなわちトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値を設定し、実際の検出値と目標値との差分のフィードバックに基づいて、ＨＳＴシリンダバルブ１４２における前進側ソレノイド１４２ａまたは後進側ソレノイド１４２ｂの電流値を制御して、ＨＳＴシリンダ５２を駆動制御する。このような制御を行うことで、主変速レバー３０の操作量に応じてトラニオン軸角度を変更することができる。

また、「主変速モード制御」においては、走行系ＥＣＵ３ａには、主変速レバー位置センサ３５からの信号に加えて、走行系ＥＣＵ３ａに接続された主変速モード切替スイッチ３６からの出力信号が入力される。走行系ＥＣＵ３ａは、主変速レバー３０の操作量に対応するＨＳＴシリンダ５２の駆動量、すなわちトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値の組み合わせを変速パターンとして設定するとともに、変速パターンを変更可能とする。

走行系ＥＣＵ３ａは、主変速モード切替スイッチ３６が操作されると、走行系ＥＣＵ３ａの例えば記憶部に記憶された変速パターンが選択され、選択された変速パターンに基づいて、ＨＳＴシリンダバルブ１４２における前進側ソレノイド１４２ａまたは後進側ソレノイド１４２ｂの駆動電流値を制御（調節）して、ＨＳＴシリンダ５２を駆動制御する。このような制御を行うことで、主変速レバー３０の操作量に対するトラニオン軸角度を変更することができる。

ここで、図１０を参照して「主変速モード」の概要について説明する。図１０は、「主変速モード」の概要説明図である。なお、図１０には、主変速レバー３０によって８段階に変速する場合を示している。また、図１０には、２つの変速パターンＰ０，Ｐ１を例示し、それぞれの変速パターンＰ０，Ｐ１において、主変速レバー３０の位置（中立〜８速）すなわち主変速レバー３０の操作量と、主変速レバー３０の操作量に対応する主変速レバー位置センサ３５（図９参照）による検出値に対応するトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値（「トラニオン目標値」ともいう）と、を示している。

トラクタなどの作業車両において、作業内容が異なれば、必要となる走行速度範囲が異なる場合がある。「主変速モード」は、例えば作業内容に応じた変速パターンＰ０，Ｐ１を用いて、適切な走行速度範囲内で変速するために設けたものである。

図１０に示すように、変速パターンＰ０は、主変速レバー３０の操作量における分解能（すなわち、１変速あたりの変速量）を所定値として設定している。図１０に示す例では、主変速レバー位置センサ３５による検出値によって１変速あたりの変速量を決めている。変速パターンＰ０では、主変速レバー３０の操作によって１速変化するごとに、主変速レバー位置センサ３５による検出値に対応するトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値を「±１００」として積算するように制御する。なお、図１０に示す例の場合、主変速レバー３０が「４速」の場合に、主変速レバー位置センサ３５による検出値が「４００」で出力され、検出値「４００」に対応するトラニオン軸角度となる。

例えば、低速で走行することが好ましいような作業内容の場合、図１０に示すように、変速パターンＰ０から変速パターンＰ１に変更する。変速パターンＰ１では、主変速レバー３０の操作によって１速変化するごとに、主変速レバー位置センサ３５による検出値に対応するトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値を、変速パターンＰ０の半分となる「±５０」として積算するように制御する。なお、図１０に示す例の場合、主変速レバー３０が「４速」の場合に、主変速レバー位置センサ３５による検出値に対応するトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値が「２００」で出力され、検出値「２００」に対応するトラニオン軸角度となる。

このような構成によれば、主変速レバー３０の操作量に対するトラニオン軸角度を、主変速レバー３０の操作量に対する主変速レバー位置センサ３５の検出値に対応するトラニオンアーム角度センサ７１検出値の目標値を変更することで、任意に変更することができる。これにより、適切な速度範囲内で変速することができる。これにより、例えば、作業内容に対応する速度範囲内で走行速度を微調節することができる。より具体的には、例えば、中立位置を操作量ゼロとして主変速レバー３０の操作量最大（例えば、８速）の走行速度（最高速度）を低く設定すれば、中立から最高速度までの速度範囲内で細かく変速することができ、走行速度の微調節を行い易くなる。

なお、変速パターンＰ０，Ｐ１は、上記したように、主変速レバー３０の操作量に対応するＨＳＴシリンダ５２の駆動量の組み合わせである。具体的には、変速パターンＰ０，Ｐ１を、主変速レバー位置センサ３５による検出値に対応するＨＳＴシリンダバルブ１４２（前進側ソレノイド１４２ａおよび後進側ソレノイド１４２ｂ）への出力値（電流値）の組み合わせと言い換えてもよい。

このような構成によれば、主変速レバー位置センサ３５による検出値に基づいてＨＳＴシリンダバルブ１４２に対する出力を制御することで、主変速レバー３０の操作量に対するトラニオン軸角度を変更可能とする構成を容易に実現することができる。

また、トラクタ１は、制御部３（走行系ＥＣＵ３ａ）の例えば記憶部に複数の変速パターンが記憶されている。ここで、図１１を参照して複数の変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃについて説明する。図１１は、変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの一例を示すグラフである。なお、図１１には、主変速レバー３０の位置（操作量）とトラニオン軸角度との関係に基づいて、様々なバリエーションの変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを示している。また、図１１において、縦軸は、トラニオン軸角度の開度を示し、上側ほどトラニオン軸角度が開いて車速が上がる。なお、トラニオン軸開度を「速度」と言い換えてもよい。横軸は、主変速レバー３０の位置（操作量）を示し、右側ほど高速段側（例えば、１〜８段階の変速であれば８速側）となる。

図１１に示すように、複数（３つ）の変速パターンのうち、変速パターンＰａは、主変速レバー３０の操作量に対してトラニオン軸角度が比例開放され、例えば、工場において組み立て後に設定されるような基準となる変速パターン（以下、「基準変速パターン」ともいう）である。また、変速パターンＰｂは、変速パターンＰａと同様、主変速レバー３０の操作量に対してトラニオン軸角度が比例開放されるが、変速パターンＰａよりも緩やかに変速するように設定された変速パターンである。変速パターンＰｂは、例えば、低速で走行するような作業向けの変速パターンである。また、変速パターンＰｃは、主変速レバー３０による所定の操作量までは変速パターンＰａよりも急な変速幅に設定され、所定の操作量以上の操作において緩やかに変速するように設定された変速パターンである。この場合、例えば、中立から２速までを急な変速とし、３速から８速までを緩やかに変速する。

このように、制御部３の走行系ＥＣＵ３ａは、異なる分解能の変速パターンを複数有し、複数の変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃから１つを選択して、選択された変速パターンを設定する。このような構成によれば、例えば作業内容が変更された場合に、適切な変速パターンを設定することができる。また、例えば、分解能を上げることで、すなわち、１変速あたりの変速量の幅をより小さくすることで、より細かな変速が可能となる。なお、上記したように、変速パターンの切り替えを主変速モード切替スイッチ３６の操作で行うため、作業者（操縦者）は作業内容に必要な速度範囲にあわせた変速設定を容易に行うことができ、これにより、作業適応性を向上させることができる。

また、図９に戻り、制御部３の走行系ＥＣＵ３ａには、ステアリングホイール１３（図１Ａ参照）の前方に設けられた表示部であるメータパネル２５と接続されている。走行系ＥＣＵ３ａとメータパネル２５との間には、例えばＣＡＮ通信で制御信号を交信可能な通信ユニット１２０が設けられている。このため、走行系ＥＣＵ３ａからの出力信号（変速パターンに関する情報）は、メータパネル２５に表示されるとともに、通信ユニット１２０を介して、作業者が個別に所持する外部通信端末であるモバイル端末１３０にも表示させることができる。

このように、トラクタ１は、走行系ＥＣＵ３ａにおいて選択された変速パターンを、例えば表示することで、作業者や周囲へ報知する。ここで、図１２および図１３を参照して表示部であるメータパネル２５に表示される変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃの表示例について説明する。図１２は、表示部（メータパネル）２５の一例を示す図である。図１３は、表示画面（変速指示値設定画面）２６の一例を示す図である。

図１２に示すように、メータパネル２５には、例えば、エンジン回転計（タコメータ）２５０、左右のウィンカーパイロットランプ２５１、各種表示部２５２などが設けられている。また、メータパネル２５における例えば中央部には、例えば液晶モニタによる表示画面２６が設けられている。表示画面２６は、例えば、所定の表示画面に切り替え可能に構成されている。なお、図１２には、例えば図１１に示すような複数の変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃがグラフ表示される表示画面（この場合は、変速パターン表示画面）２６を示している。図１２に示すように、変速パターン表示画面２６には、例えば、現在選択されている変速パターン（図示の例では、変速パターンＰｂ）が実線表示、選択されていない変速パターン（図示の例では、変速パターンＰａ，Ｐｃ）が破線表示される。

このような構成によれば、複数の変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃのうちいずれの変速パターンが選択されているかを、作業者が容易に確認することができる。また、作業者は、例えば、操縦席１２に着いたままメータパネル２５の変速パターン表示画面２６を見ることで、いずれの変速パターンが選択されているかが一目でわかる。すなわち、選択されている変速パターンを容易に確認することができる。

また、図１２に示すように、メータパネル２５は、主変速モード表示部２５３を備えている。主変速モード表示部２５３には、例えば、ＬＥＤランプによって、現在選択されている変速パターン（図示の例では、変速パターンＰｂ）が点灯表示される。なお、図１２に示す例では、メータパネル２５において、複数の変速パターンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃをそれぞれ「丸１、丸２、丸３」などの記号で示している。このような構成によれば、作業者は、操縦席１２に着いたままいずれの変速パターンが選択されているかが一目でわかり、選択されている変速パターンを容易に確認することができる。

また、図１３に示すように、表示画面２６は、例えば作業者（操縦者）が任意に変速指示値（変速パターン）を設定する変速指示値設定画面に切り替えることができる。かかる表示画面、すなわち、変速指示値設定画面２６では、作業者は、例えば、画面のカーソルＣにて選択するなどして、変速先ごとに変速指示値を入力して変速パターンを設定する。なお、図１３には、１速から４速までの速度が設定された状態を示している。

また、図１３に示すように、基準変速パターンＰａを例えば破線で表示することで、設定した変速パターンＰｃを基準変速パターンＰａと対比させることができる。このような構成によれば、作業者が主に利用する速度範囲で変速パターンを設定することで、実作業時に、より細かい変速が可能となり、例えば、圃場の隅々まで作業が行き届くようになる。これにより、これまで人手で作業していた場所も機械による作業が可能となり、作業範囲を拡大することができる。また、作業に際して作業者の経験による速度範囲内の変速設定が可能となり、作業性を向上させることができる。

また、上記した変速指示値設定画面２６は、所定の手順によってのみ切り替わる構成としてもよい。例えば、ボンネット６内に配置されたヒューズボックス８０のチェックヒューズ８１（図２参照）を抜いて（チェックオンにして）、主変速モード切替スイッチ３６（図１Ａ参照）を押したまま、エンジン７を始動させた場合に、変速指示値設定画面２６に切り替わるように構成されることが好ましい。このように構成することで、誤操作を防止することができる。

ここで、図１４を参照して変速指示値設定画面２６における変速指示値設定の処理手順について説明する。図１４は、変速指示値設定処理手順の説明図である。なお、以下で説明する処理手順は一例であり、変速指示値設定の処理手順はこれに限定されない。また、変速指示値設定は例えば制御部３（走行系ＥＣＵ３ａ）によって処理される。図１４に示すように、変速指示値を設定する場合、まず、主変速モード切替スイッチ３６のオン操作が検出されると、例えば記憶部に主変速レバー３０の現在位置（第１の位置）を記憶する。なお、図示の例では、主変速レバー３０の第１の位置として「２速」の位置を記憶する。

次いで、主変速レバー３０を操作した後に主変速モード切替スイッチ３６のオン操作が再度検出されると、主変速レバー３０の操作後の位置（第２の位置）を記憶する。なお、図示の例では、主変速レバー３０の第２の位置として「６速」の位置を記憶する。そして、例えば制御部３は、第１の位置（２速）と第２の位置（６速）との間の速度範囲を変速に関する速度範囲として設定する。

このような構成によれば、設定後の速度範囲は狭くなり、狭い速度範囲内で変速することができるため、より細かい変速設定が可能となる。これにより、作業の内容にあわせて適切な変速範囲を設定できるようになり、作業時の速度調節が容易となる。

また、例えば制御部３は、第１の位置（２速）と第２の位置（６速）との間の速度範囲を８等分して、８段階の変速（１速から８速）に割り当てるようにしてもよい。このような構成によれば、より細かい変速設定が可能となる。これにより、作業時の速度調節が容易となる。

なお、制御部３は、４段変速の場合には、第１の位置と第２の位置との間の速度範囲を４等分して１速から４速に割り当てる。また、制御部３は、６段変速の場合には、第１の位置と第２の位置との間の速度範囲を６等分して１速から６速に割り当てる。

また、上記した変速指示値設定処理では、主変速レバー３０の位置（第１の位置、第２の位置）を例えば記憶部において記憶することとしているが、かかる記憶部は制御部３に内蔵のものを用いてもよいし、これとは別に外部メモリなどを用いてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 作業車両（トラクタ）
２ 機体
３ 制御部
３ａ 走行系ＥＣＵ
４ 前輪
５ 後輪
６ ボンネット
７ エンジン
８ 油圧式無段変速装置
９ 副変速装置
１０ 前輪増速切替機構
１１ ＰＴＯ出力軸
１２ 操縦席
１３ ステアリングホイール
１５ 走行伝達装置
２５ 表示部（メータパネル）
２６ 表示画面
３０ 主変速レバー
３５ 変速操作センサ（主変速レバー位置センサ）
３６ 主変速モード切替スイッチ
４０ ミッションケース
４７ （可変容量型の）油圧ポンプ
４８ 可動斜板
４９ （固定容量型の）油圧モータ
４９ａ 斜板
５０ モータ出力軸
５１ ポンプ出力軸
５２ アクチュエータ（ＨＳＴシリンダ）
６１ トラニオン軸
６２ トラニオンアーム
６３ 中立保持機構
７１ トラニオンアーム角度センサ
１２０ 通信ユニット
１３０ 外部通信端末（モバイル端末）
１４０ メインポンプ
１４２ シリンダバルブ（ＨＳＴシリンダバルブ）
１４３ サブポンプ

Claims (5)

1. 変速操作具の操作量に応じて油圧式無段変速装置のトラニオン軸角度を変更して変速制御を行う作業車両において、
   前記トラニオン軸角度を変更するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを駆動制御するとともに、前記変速操作具の操作量に対応する前記アクチュエータの駆動量の組み合わせを変更可能に設定する制御部と
   を備えることを特徴とする作業車両。
2. 前記変速操作具の操作量を検出する変速操作センサと、
   前記アクチュエータがシリンダであり、前記シリンダを駆動制御するシリンダバルブと
   をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記変速操作センサの検出値に基づいて前記シリンダバルブに対する出力を制御し、前記変速操作センサの検出値に対応する前記シリンダバルブへの出力値の組み合わせを変更可能に設定すること
   を特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御部は、
   前記変速操作センサの検出値に対応する前記シリンダバルブへの出力値の組み合わせを異なる分解能で複数有し、前記複数の組み合わせから１つを選択して当該選択された組み合わせを設定すること
   を特徴とする請求項２に記載の作業車両。
4. 前記選択された組み合わせを報知すること
   を特徴とする請求項３に記載の作業車両。
5. 操縦席付近に設けられ、各種情報を表示する表示部
   をさらに備え、
   前記表示部は、
   前記選択された組み合わせを表示して当該選択された組み合わせを報知すること
   を特徴とする請求項４に記載の作業車両。

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