JP3829310B2 - Tractor transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、トラクタに設けられる変速装置に関するものであり、ノークラッチ操作で主変速装置の切り替えができるようにしたものである。
【0002】
【従来技術】
トラクタ等の動力車両において、変速部が油圧ミッションで構成された所謂パワーシフト装置を有するものが知られている。このパワーシフト装置は、メインクラッチ操作なしに変速がなされるものであり、通常はメインクラッチの伝動後位に配設される主変速装置に採用されている。
【0003】
そして、さらに、その伝動後位には、機械式に操作される副変速装置が設けられている。一般的にはトラクタの場合、主変速装置、副変速装置共に4段の変速がなされるように構成されており、これらの変速装置の前側あるいは後側に設けられた前後進切替装置を適宜切り替えることにより、前進16段、後進16段の変速が可能となるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような従来装置においては、主変速装置と副変速装置を操作レバーあるいは押しボタンスイッチ等で切り替え操作するように構成しているが、主変速装置と副変速装置は夫々独立した変速装置であるから、一方を操作したときにそれに連動して他方の変速装置が自動的に切り替わることがなく、従って、副変速装置を操作したときには主変速装置も同時に操作しなければ車速が大きく変わり過ぎる場合があった。
【0005】
これを防止するために、本出願人は、副変速装置を操作したときに主変速装置も同時に切り替えられるものを過去に提案したが、この装置の場合は、作業時も路上走行時の場合も主変速装置の変速切替パターンが常に一定であり、しかも、変速段数には何ら制限がなかったので、不慣れなオペレータは反って判断に迷い使い勝手が良いものではなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記問題点に鑑みて提案するものであり、操作が簡単で、且つ作業目的に応じて適切な車速が得られる自動変速装置を得ることを目的とし、このため、次のような技術的手段を講じた。
即ち、有段式の主変速装置9及び有段式の副変速機構10と油圧式クラッチ装置11とを備え、前記主変速装置9の変速時には、制御用のコントローラ35からの指令により前記油圧式クラッチ装置11を中立状態に戻して前記主変速装置9の変速がなされるようにしたトラクタの変速装置において、前記主変速装置9の変速位置を、変速レバー12の把持部に備えたスイッチ16,17の押し込み操作で増減し、前記副変速装置10の変速位置を前記変速レバー12のシフト操作で切り替え操作するよう構成すると共に、トラクタの設定モードを変更することで、前記副変速装置10の切替可能な変速位置及び前記副変速装置10の変速位置に対応する切替可能な主変速位置並びに前記副変速装置10の変速位置を切り替えたときの主変速の移行位置を変更する切替手段50を設け、更に前記コントローラ35には通信ポート59を設けてこの通信ポート59に外部通信機器62を接続可能に構成し、この外部通信機器62により、前記コントローラ35の不揮発性メモリ60の中に記憶されている前記副変速位置10の変速位置を切り替えたときの主変速の移行位置を変更できるようにしたことを特徴とするトラクタの変速装置とするものである。
【0007】
【実施例】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
まず、構成から説明すると、1はトラクタ、2は前輪、3は後輪である。トラクタ1の機体前部にはエンジン4を搭載し、エンジン4の後部にはメインクラッチ5を収容しているクラッチハウジング6、変速装置を収容しているミッションケース8を連設している。ミッションケース8内には、4段の変速が可能なシンクロメッシュ式の主変速装置9と、同じく4段の変速が可能なシンクロメッシュ式の副変速装置10と、機体の進行方向を変更する油圧切替式の前後進切替装置11が前後に直列に設けられている。前後進切替装置11の油圧クラッチ13は前進(F)側油圧クラッチ13aと後進(R)側油圧クラッチ13bとからなる。
【0008】
そして、主変速装置9と副変速装置10の組合せにより、図6の表に示すような16段の変速段数が前後進共に得られるように構成している。主変速装置9と副変速装置10は単一の変速レバー12で操作されるものであり、この変速レバー12のアーム部は、図2に示すように操縦席14横のH型をした変速ガイド15のガイド溝15aに挿通されている。副変速装置10を切り替え操作する場合には、クラッチペダル7を踏み込んでメインクラッチ5を切ってから変速を行なうように構成している。即ち、メインクラッチ5を切った後に、変速レバー12を変速ガイド溝15aに沿って前後あるいは左右に動かせば、高速(H速),低速(L速),中速(M速),超低速(LL速)の4段の変速がなされるものである。なお、メインクラッチ5の代わりに前記前後進切替装置11の油圧クラッチ13を切って変速を行なわせるようにしても良い。
【0009】
また、変速レバー12の把手部分には速度増速用の押しボタン式変速スイッチ16と、減速用の変速スイッチ17が設けられ、例えば増速用の変速スイッチ16を押すと、1速から4速側に順次シフトアップされ、減速用の変速スイッチ17を押すと、逆に4速から1速側にシフトダウンされ、このように変速スイッチ16,17を適宜操作して主変速装置9を1速から4速の範囲で変速操作する。
【0010】
この場合、主変速操作はノークラッチ操作で変速が行なわれるものであって、変速レバー12の変速スイッチ16,17を押して主変速装置9が切り替え操作されるときには、まず、前後進切替装置11の油圧式クラッチ13が中立状態に切り替えられ、ついで主変速装置9のシフター31,32を操作するアクチュエータとしてのピストンロッド33,34が油圧によって強制的に軸長手方向に移動され(図4参照)、シフター31,32が所定の変速位置に達したことが電気的に検出されると再び前後進切替装置11の油圧クラッチ13が接続される。これらの切り替えは後述するコントローラ35によって制御されるものである。
【0011】
また、前記変速ガイド15の後方には作業モードを設定する作業モード設定ダイヤル50が設けられ、この作業モード設定ダイヤル50を適宜操作することによって変速パターンの選択が行えるようにしている。即ち、この作業モード設定ダイヤル50は「標準位置」、「代掻位置」、「ロータリ位置」、「路上走行位置」の4つの変速モードの切替が可能であり、作業モード設定ダイヤル50を操作すれば、副変速操作時における主変速装置9の変速パターンが変更されるようにしている。
【0012】
図5はその制御系を構成するコントローラ35と各センサ、スイッチ類からなる入力手段と、ソレノイド等の出力手段との関係を説明したブロック図である。コントローラ35には、主変速装置9のシフター31,32操作用の電磁弁18、19を切り替えるためのソレノイド37,38,39,40と、前後進切替装置11の油圧クラッチ13を切り替える電磁弁22のソレノイド41,42と、前後進切替装置11の昇圧制御用比例減圧弁45を制御する比例ソレノイド47が接続されている。この比例ソレノイド47はパルス電流のデューティ比を変えて油圧クラッチ13を接続するタイミングを制御するものである。具体的には、油圧クラッチ13を接続する場合、図示は省略するが接続初期の段階ではピストンを目標位置まで素速く動かすために、短時間(イニシャル時間として50〜100msec設定)だけ100%デューティのパルス電流を流し、その後、一旦、パルス電流値を下げて圧力を降下させ、徐々にパルス電流のデューティ比を上げてクラッチを滑らかに接続する構成としている。
【0013】
図5において、符号48はモニターランプ、49は主変速装置9を操作するシフターの位置を検出する位置センサである。また、このコントローラ35には、エンジン4の回転数を検出する回転センサ52、後輪3の回転数を検出する車輪回転センサ53、前後進切替用レバー30に設けたFーR切替スイッチ54、副変速装置10の変速位置を検出する位置センサ20,21、警報器としてのブザー55、各センサ類の動作状態を確認する点検モードに切り替えるときに押すチェックスイッチ56、電源を各部に供給するためのメインキースイッチ57、作業モード設定ダイヤル50が接続されている。
【0014】
そして、コントローラ35の記憶装置(ROM)の中には、主変速装置9の自動変速のためのプログラムが書き込まれている。即ち、作業モード設定ダイヤル50を「標準位置」に切り替えると、図6の変速段数表に示すような16段の変速が可能となり、副変速装置10を1段増速側に切り替えると主変速装置9は必ず1速にシフトダウンされ、反対に副変速装置10を1段減速すると主変速装置9は必ず4速にシフトアップされるようにしている。
【0015】
作業モード設定ダイヤル50を「代掻位置」にすると図7に示すように6段の変速が可能であり、副変速装置10がL速のときは必ず主変速装置9は4速、副変速装置10がH速のときは必ず主変速装置9は1速になり、副変速装置10がM速にあるときに限り4段の主変速操作が可能となるようにしている。この場合も副変速装置10を1段増速させると主変速装置9は1速になり、逆に副変速装置10を1段減速させると主変速装置9は4速になるようにしている。
【0016】
作業モード設定ダイヤル50を「ロータリ位置」に切り替えると、図8に示すように7段の変速が可能となる。副変速装置10がLL速のときは主変速装置9は3速と4速の2段のみ、副変速装置10がM速のときは主変速装置9は1速にされ、それ以上の増速はできないように構成されている。なお、この場合、副変速操作に伴う主変速装置9の切り替えは上記の場合と同様である。
【0017】
そして、作業モード設定ダイヤル50を「路上走行位置」に切り替えると図9に示すように5段の変速が行える。この場合、副変速装置10がM速では主変速装置9は4速に固定され、副変速装置10がH速のときは主変速装置9は4段の切り替えが行えるように構成している。この実施例では副変速装置10をM速からH速にすると主変速装置9は必ず3速になるようにしている。
【0018】
以上のように上記実施例によれば、作業条件に最も適した変速パターンの選択が行えることになり、不慣れな者であっても間違いなく機体の変速操作を行うことができる。なお、上記実施例では、副変速装置10を操作したときにこれに応じて変速される主変速装置9のシフト位置が固定されたものであったが、使用される地域によって、あるいは操作するオペレータの熟練度によって主変速装置9の主変速切替パターンを任意に書き替えするようにしても良く、以下、このような場合の書き替え方法について簡単に説明する。
【0019】
図10は書き替えのための構成を示したものであり、コントローラ35aには主変速切替パターンを記憶した不揮発性メモリ60(電気的に書き替え可能なEEPROM)が搭載されている。また、コントローラ35aには通信ポート59が設けられ、この通信ポート59にCPUを有する外部通信機器62(マイコンチェッカー)を接続し、本機側コントローラ35aと外部通信機器62との間で通信を行いながら主変速装置9のシフトパターンを変更させる。外部通信機器62は各種設定器やセンサ類のチェックを行う機能の他、不揮発性メモリ60に記憶されているプログラムの定数、基準値等を書き替えることができる。
【0020】
例えば、前記の例で「路上走行位置」では、副変速装置10をM速からH速に切り替えたときに主変速装置9が自動的に3速にシフトされるように構成したが、不慣れな者であれば1速にするように書き替えれば良い。具体的には、3速を選択するAパターンと、1速にするBパターンとが外部通信機器62側のICカード58に用意されており、書き替えを行う場合には、本機コントローラとマイコンチェッカー62とを接続させ、相互に通信を行いながらパターン変更処理を行う。図11は本機側コントローラ35aとマイコンチェッカー62との間で通信が行われている様子を説明したものであり、本機側コントローラ35aがマイコンチェッカー62側の書き替え内容を読み取り、書き替え情報(AパターンからBパターンにする情報)がある場合には、本機側コントローラ35aの不揮発性メモリ60を書き替える。
【0021】
このような変速パターンの変更設定は、通常トラクタが出荷される段階で行われるが、市場においてユーザーからの要望によりサービス員が任意に書き替えを行うようにしても良い。図13は前記実施例で説明したトラクタ1の他の機構について説明したものである。このトラクタ1にはブレーキペダル70が1個しかなく、ステアリングハンドル72の操舵角を見ながら後輪ブレーキ装置74を制動するようにしている。
【0022】
このため、ブレーキペダル70の回動基部とステアリングハンドル72の回動基部には夫々アナログ式のセンサ75が設けられており、ブレーキペダル70の踏み込み量とステアリングハンドル72の操舵角を検出する。ブレーキペダル70を軽く踏んだ状態でステアリングハンドル72が左右何れかの方向に操舵されていれば操舵した側のブレーキ装置74が作動し、ブレーキペダル70が大きく踏み込まれたときはステアリングハンドル72の操舵角に拘らず左右のブレーキ装置74が同時に効くように構成している。図14において、符号80は油圧ポンプ、81は開閉弁、82は油路切替弁である。開閉弁81はソレノイド83が励磁されると開側に切り替わり、油路切替弁82はソレノイド84を励磁することによって左側の油室に切り替わり、左側のブレーキ装置74Lが作動する。右側ソレノイド85が励磁されると右側の油室に切り替わり、右側のブレーキ装置74Rが作動する。ブレーキペダル70を大きく踏み込むと、開閉弁81は開側に作動し、油路切替弁82は中立位置に保持される。このため、トラクタ1は左右のブレーキ装置74が作動することになって、機体を停止させることができる。旋回時には油路切替弁82が左右何れかの方向に切り替わり、ブレーキペダル70を踏み込むと、開閉弁81が開側に切り替えられる。上述のような構成のため、ブレーキペダル70は従来の2本から1本に削減されてコストが安くなると共に、路上走行時に左右のブレーキペダルを連結する、といった注意を払うことに一切考慮する必要がないから操作が楽になる。
【0023】
【発明の効果】
この発明は前記の如く、有段式の主変速装置9及び有段式の副変速機構10と油圧式クラッチ装置11とを備え、前記主変速装置9の変速時には、制御用のコントローラ35からの指令により前記油圧式クラッチ装置11を中立状態に戻して前記主変速装置9の変速がなされるようにしたトラクタの変速装置において、前記主変速装置9の変速位置を、変速レバー12の把持部に備えたスイッチ16,17の押し込み操作で増減し、前記副変速装置10の変速位置を前記変速レバー12のシフト操作で切り替え操作するよう構成すると共に、トラクタの設定モードを変更することで、前記副変速装置10の切替可能な変速位置及び前記副変速装置10の変速位置に対応する切替可能な主変速位置並びに前記副変速装置10の変速位置を切り替えたときの主変速の移行位置を変更する切替手段50を設け、更に前記コントローラ35には通信ポート59を設けてこの通信ポート59に外部通信機器62を接続可能に構成し、この外部通信機器62により、前記コントローラ35の不揮発性メモリ60の中に記憶されている前記副変速位置10の変速位置を切り替えたときの主変速の移行位置を変更できるようにしたものであるから、作業目的に応じて最適な主変速の切替位置と、副変速装置10の変速位置を切り替えたときの主変速切替パターン、詳しくは主変速の移行位置を前記切替手段50にて同時に変更できることとになり、しかも、外部通信機器62により前記副変速後の主変速の移行位置を変更できるから、この結果、使い勝手が良い変速装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】トラクタの全体側面図である。
【図2】トラクタの平面図である。
【図3】動力伝達線図である。
【図4】前後進切替装置及び主変速装置の油圧回路図である。
【図5】制御ブロック図である。
【図6】標準時の変速段数を説明した表である。
【図7】代掻時の変速段数を説明した表である。
【図8】ロータリ時の変速段数を説明した表である。
【図9】路上走行時の変速段数を説明した表である。
【図10】制御ブロック図である。
【図11】フローチャートである。
【図12】フローチャートである。
【図13】要部の側断面図である。
【図14】油圧回路図である。
【符号の説明】
1 トラクター
2 前輪
3 後輪
4 エンジン
9 主変速装置
10 副変速装置
11 前後進切替装置
12 変速レバー
50 作業モード設定ダイヤル[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a transmission device provided in a tractor, and allows a main transmission device to be switched by a no-clutch operation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A power vehicle such as a tractor is known that has a so-called power shift device in which a transmission unit is configured by a hydraulic transmission. This power shift device performs gear shifting without operating the main clutch, and is usually employed in a main transmission device disposed at the rear of transmission of the main clutch.
[0003]
Further, a sub-transmission device that is mechanically operated is provided at the rear of the transmission. In general, in the case of a tractor, both the main transmission and the sub-transmission are configured to perform a four-stage shift, and the forward / reverse switching device provided on the front side or the rear side of these transmissions is appropriately switched. Thus, it is configured to be able to shift 16 forward speeds and 16 reverse speeds.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional device as described above, the main transmission and the sub-transmission device are configured to be switched by an operation lever or a push button switch. However, the main transmission and the sub-transmission device are independent of each other. Therefore, when one is operated, the other transmission does not automatically switch accordingly. Therefore, when the sub-transmission is operated, the vehicle speed changes greatly unless the main transmission is also operated at the same time. There was a case too.
[0005]
In order to prevent this, the applicant of the present invention has proposed in the past that the main transmission can be switched at the same time when the sub-transmission is operated. Since the shift switching pattern of the main transmission is always constant, and there is no limit to the number of shift stages, an unfamiliar operator is unwilling to make a judgment and is not convenient.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is proposed in view of the above-mentioned problems, and aims to obtain an automatic transmission that is easy to operate and can obtain an appropriate vehicle speed according to the work purpose. Took appropriate measures.
That is, a stepped
[0007]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, from the configuration, 1 is a tractor, 2 is a front wheel, and 3 is a rear wheel. An
[0008]
The combination of the
[0009]
Further, the handle portion of the
[0010]
In this case, the main speed change operation is performed by a no-clutch operation. When the main
[0011]
Further, a work
[0012]
FIG. 5 is a block diagram for explaining the relationship between the
[0013]
In FIG. 5, reference numeral 48 is a monitor lamp, and 49 is a position sensor that detects the position of a shifter that operates the
[0014]
In the storage device (ROM) of the
[0015]
When the work
[0016]
When the work
[0017]
When the work
[0018]
As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to select a shift pattern that is most suitable for the working conditions, and it is possible to definitely perform a shift operation of the aircraft even if it is an inexperienced person. In the above embodiment, when the
[0019]
FIG. 10 shows a configuration for rewriting, and a non-volatile memory 60 (an electrically rewritable EEPROM) storing a main shift switching pattern is mounted on the
[0020]
For example, in the above-mentioned example, at the “road running position”, the
[0021]
Such a shift pattern change setting is normally performed when the tractor is shipped, but a service person may arbitrarily rewrite the tractor according to a request from a user in the market. FIG. 13 illustrates another mechanism of the
[0022]
For this reason, an
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes the stepped
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of a tractor.
FIG. 2 is a plan view of a tractor.
FIG. 3 is a power transmission diagram.
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of a forward / reverse switching device and a main transmission.
FIG. 5 is a control block diagram.
FIG. 6 is a table explaining the number of shift stages at the standard time.
FIG. 7 is a table explaining the number of gears at the time of machining.
FIG. 8 is a table illustrating the number of gears at the time of rotary.
FIG. 9 is a table explaining the number of shift stages when traveling on the road.
FIG. 10 is a control block diagram.
FIG. 11 is a flowchart.
FIG. 12 is a flowchart.
FIG. 13 is a side sectional view of a main part.
FIG. 14 is a hydraulic circuit diagram.
[Explanation of symbols]
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