JP4194190B2

JP4194190B2 - Travel speed control device

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Publication number: JP4194190B2
Application number: JP28502999A
Authority: JP
Inventors: 幸雄久保田; 泰彦堀
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JP2001108061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧−機械式変速装置の構成に関するものであり、特に、油圧式無段変速装置のポンプ吐出量と、エンジン回転数を連動して制御し、機体の走行速度が設定速度以上になるのを規制する制御装置の構成、及び、油圧−機械式変速装置のミッション部に具備した副変速装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン動力を一方は遊星歯車機構に伝え、他方は油圧式無段変速装置を介して遊星歯車機構に伝えて合成する構成のミッション装置が油圧−機械式変速装置（以下ＨＭＴとする。）として同一出願人により提案されており、特願平１０−３０６０８２号、特願平１０−３０６０８６号等より出願済みである。この従来構成においては、主変速レバーの操作に伴い油圧式無段変速装置のポンプ吐出量を増加させ、ポンプ吐出量が最大となるまで、ＨＭＴの出力を連続的に増加させるようにしていた。そして、このＨＭＴの出力の増加に伴い本機の走行速度は増加していくこととなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、油圧−機械式無段変速装置をトラクタ等の作業機に搭載した場合、通常の作業及び移動走行において必要な速度には上限がある。一方、法規制により上限速度が３５ｋｍ／ｈ以下の車両に対しては緩和措置が取られるため、上限速度を設定することによるメリットは大きい。そして、上限速度以上の増速を規制する制御方法としては、HMT の出力の最大値、つまり油圧式無段変速装置のポンプ吐出量の最大値に対応する走行速度が上限速度となるような構成とする方法も考えられるが、この場合には、ポンプ吐出量の変位に対応する本機の変速幅を小さくすることとなるため、後進側の速度を確保することができない。このため、本機の変速幅を確保しながら、上限速度以上の増速を規制するためには、前進側においてはポンプ吐出量が設定値以上となった場合には、走行速度が変化しないような制御を行う必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、エンジン（２０）からの動力を、一方は遊星歯車機構（１０）に伝え、他方は油圧式無段変速装置（２１）を介して遊星歯車機構（１０）に伝えて合成する油圧−機械式変速装置において、該油圧−機械式変速装置の後段に、副変速クラッチ（６２）の操作によりギヤ連を選択する副変速装置を設け、該副変速装置の変速段を検出する手段を設け、走行速度が設定速度に達すると、油圧式無段変速装置（２１）の斜板を傾動する手段と、該エンジン（２０）の出力回転数を制御する手段とを連動させて、設定速度を維持するよう構成し、前記副変速装置の変速段が高速段の場合のみ、前記設定速度を維持するように制御し、前記油圧式無段変速装置（２１）の斜板を、前進及び後進を無段変速させる主変速レバー（９１）の回動操作により傾動させる構成とし、該主変速レバー（９１）には副変速装置を切り換える切換スイッチ（９５）を付設し、前記副変速切換スイッチ（９５）は、前記主変速レバー（９１）が中立位置に回動操作された場合のみ、切換操作を可能としたものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載の走行速度制御装置において、前記主変速レバー（９１）の回動操作量に対して、走行速度が略３次曲線を描きながら増減するよう制御し、走行速度が前進及び後進の低速域では徐々に増速・減速し、前進及び後進の高速域では、変速幅が大きくなるように構成し、走行速度が０である点において、最も増減速が緩やかになるように制御したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について説明する。
【０００７】
図１は本発明にかかるＨＭＴのスケルトン図、図２はＨＳＴ及びミッション（前部）の断面展開図、図３はミッション（後部）の断面展開図、図４はＨＳＴモード及びＨＭＴモードにおけるポンプ吐出量と合成出力回転数との関係を示す図、図５はＨＭＴ走行による駆動効率を示す図、図６は主変速レバーを示す図、図７は主変速レバーの操作量と本機速度の関係を示す図である。
【０００８】
図１乃至図３において、油圧−機械式変速装置（以下ＨＭＴとする）の構成について説明する。ＨＭＴはＨＳＴ（油圧式無段変速装置）２１および遊星歯車機構１０を備えるミッション３０により構成されている。図２に示すようにＨＳＴ２１はＨＳＴケース３１およびセンタセクション３２に内包される油圧ポンプ２２および油圧モータ２３を備えており、該センタセクション３２はミッション３０のケース３３に固設されている。
【０００９】
ＨＳＴ２１には駆動源であるエンジン２０の出力を伝達する入力軸２５が挿嵌貫通されており、該入力軸２５には油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａおよびシリンダブロック２２ｂが挿嵌されている。該シリンダブロック２２ｂは入力軸２５に相対回動不能に挿嵌されており、入力軸２５とともにシリンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シリンダブロック２２ｂにはプランジャー２２ｃが複数摺動自在に配設されている。該プランジャー２２ｃの先端には前記可動斜板２２ａが当接しており、該可動斜板２２ａの傾斜角を調節することにより、油圧ポンプ２２の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。油圧ポンプ２２により吐出された作動油はセンターセクション３２に設けられた油路を介して油圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブロック、プランジャ等より構成される油圧モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２３のモータ出力軸２６の回転速度及び回転方向を制御する構成になっている。なお、本実施例では油圧ポンプを可変容量型としているが、油圧ポンプと油圧モータの両方を可変容量型とする構成でも本発明の実施は可能である。
【００１０】
次に、ミッション３０の構成について説明する。ミッション３０はミッションケース３３により被装されており、該ミッションケース３３には入力軸２５、モータ出力軸２６、合成出力軸２７、副変速軸２８、ＰＴＯ軸５３等が平行で前後方向に配設され、回動自在に支持されている。また、ミッションケース３３内には遊星歯車機構１０が設けられている。遊星歯車機構１０は後述するサンギヤ１、プラネタリーギヤ２、出力ギヤ３、そして、遊星歯車機構の加減速手段であるキャリヤ４・５等より構成されている。
【００１１】
モータ出力軸２６には２つのギヤ１１・１２が遊嵌されており、該ギヤ１１・１２の間には油圧クラッチ１３・１４が介装されて、該油圧クラッチ１３・１４の何れか一方を接続させることにより、ギヤ１１・１２の何れか一方に動力が伝達される。前記入力軸２５はセンタセクション３２を貫通してミッションケース３３内に延設しており、該入力軸２５上に遊星歯車機構１０を有している。
【００１２】
入力軸２５の回転出力は、入力軸２５に対して相対回転不能に挿嵌されたサンギヤ１を回転駆動する。そして、サンギヤ１はプラネタリアギヤ２に刻設された２つのギヤの内の一方であるギヤ２ａに噛合し、さらに他方のギヤ２ｂは出力ギヤ３に噛合している。ここでプラネタリアギヤ２は、入力軸２５上に遊嵌されたキャリア４・５に挟まれるようにして回転自在に支持されるとともに、該キャリア４・５と一体となって回転する。また、キャリア５にはギヤ６が固設されており、前記モータ出力軸２６上のギヤ１１と噛合している。また、遊星歯車機構１０の出力ギヤ３は入力軸２５上に遊嵌されたパイプ軸７の前端部に形成されており、該パイプ軸７の後端にはギヤ８が相対回転不能に挿嵌されている。
【００１３】
以上の構成におけるＨＭＴの制御について説明する。まず、ＨＳＴモードの駆動系について説明する。ＨＳＴモードにおいては２つの油圧クラッチ１３・１４のうち、油圧クラッチ１４が接続される。これにより、モータ出力軸２６の回転出力はギヤ１１には伝達されずに、ギヤ１２のみを回転駆動する。
【００１４】
モータ出力軸２６とは平行に合成出力軸２７が配設されており、該合成出力軸２７上に固設されたギヤ１５が前記モータ出力軸２６のギヤ１２に噛合している。これにより、モータ出力軸２６の回転出力がギヤ１２・１５を介して合成出力軸２７に伝達される。合成出力軸２７はミッションケース３３内を後方に延設して、図３で示すように、合成出力軸２７の後部に２つのギヤ１７・１８を回転不能に挿嵌している。
【００１５】
また、合成出力軸２７には副変速軸２８が並設されており、該副変速軸２８にはギヤ６０・６１が遊嵌されており、該ギヤ６０・６１が前記ギヤ１７・１８に噛合して異なる回転数で駆動している。そして、副変速軸２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作することにより、ギヤ６０・６１何れかの回転駆動力を副変速軸２８に伝達するのである。そして、該副変速軸２８の後端に刻設されたベベルギヤ６９を介して後輪ディファレンシャルに動力が伝達される。
【００１６】
また、副変速軸２８の前端部には２つのギヤ６３・６４が固設されており、該ギヤ６３・６４が前輪出力軸２９上に遊嵌されたギヤ６５・６６に噛合し、該ギヤ６５・６６を異なる回転数で駆動している。また、前輪出力軸２９上には２つの油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油圧クラッチ６７・６８のうち何れか一方を接続することにより、ギヤ６５・６６の何れか一方の回転駆動力を前輪出力軸２９に伝達するのである。
【００１７】
ＨＳＴモードにおいては、以上の駆動系により前輪及び後輪を駆動するものであるが、この駆動系においてはエンジン出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星歯車機構１０を経由しないモードとなっている。つまり、遊星歯車機構１０は空転しており、エンジン出力はＨＳＴ２１により変速された後、副変速されて前後輪に伝達されるのである。
【００１８】
次に、ＨＭＴモードの駆動系について説明する。ＨＭＴモードにおいては２つの油圧クラッチ１３・１４のうち、油圧クラッチ１３が接続される。これにより、モータ出力軸２６の回転出力はギヤ１２には伝達されずに、ギヤ１１のみを回転駆動する。そして、ギヤ１１は前記キャリア５に固設されたギヤ６に噛合しており、モータ出力軸２６の回転出力がキャリア５に伝達される。
【００１９】
また、入力軸２５の回転出力によりサンギヤ１が回転駆動しており、サンギヤ１の回転出力がプラネタリアギヤ２を介して出力ギヤ３を有するパイプ軸７を駆動する。つまり、プラネタリアギヤ２はサンギヤ１により回転駆動するとともに、キャリア５と一体となって回転するので、入力軸２５の回転出力と、ＨＳＴ２１による変速後のモータ出力軸２６の回転出力が合成されてパイプ軸７に伝達されるのである。
【００２０】
そして、パイプ軸７後端のギヤ８が前記合成出力軸２７のギヤ１６に噛合しているので、合成された出力がパイプ軸７から合成出力軸２７に伝達される。以降は、ＨＳＴモードと同様に副変速軸２８を経て前輪及び後輪を駆動するのである。以上の伝達系によりＨＭＴモードによる前輪及び後輪の駆動が行われる。
【００２１】
また、前記入力軸２５の後端はＰＴＯクラッチ４０を介してＰＴＯ入力軸４１に伝達される。ＰＴＯ入力軸４１の後端には３つのギヤ４２・４３・４４が相対回転不能に挿嵌され、それぞれＰＴＯ副変速軸４５に遊嵌されたギヤ４６・４７４８に噛合している。そしてＰＴＯ副変速クラッチ４９の操作により３段階に変速された出力が、ギヤ５０・５２を介して回転軸５１に伝達され、さらにギヤ５２・５４を介してＰＴＯ軸５３に伝達され、作業機等に動力を伝達するよう構成している。
【００２２】
次に、ＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換タイミングについて説明する。まず、ＨＳＴモードにおける伝達系においては、前述の如くモータ出力軸２６の回転出力が直接合成出力軸２７に伝達されるわけであるが、この場合にも、合成出力軸２７のギヤ１６は、ギヤ８を介して前記パイプ軸７を駆動させている。そして、該パイプ軸７の駆動により出力ギヤ３、ギヤ２ｂを介してプラネタリアギヤ２が回転駆動される。一方、前記入力軸２５の回転出力によりサンギヤ１、ギヤ２ａを介してプラネタリアギヤ２が回転駆動される。
【００２３】
このため、プラネタリアギヤ２は入力軸２５側からと、パイプ軸７側からの回転駆動を受ける為、これらの回転数差を吸収すべくキャリア４・５が回転するのである。つまり、ＨＳＴモードにおいてもキャリア５に固設されたギヤ６に駆動されて、モータ出力軸２６上のギヤ１１は回転駆動しているのである。
【００２４】
そして、クラッチ１４を切断し、クラッチ１３を接続させることによりＨＭＴモードへ切換えられた場合には、モータ出力軸２６の回転駆動がギヤ１１に伝えられることとなる。そこで、この切換タイミングをＨＳＴモード時におけるギヤ１１の回転数と、モータ出力軸２６の回転数が同一となった時点で行うよう制御しているのである。このような制御を行うことで、ＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換の前後においてギヤ１１の回転数が変化しないため、クラッチ１３の接続による衝撃が発生せずに、スムーズなＨＭＴモードへの切換が行えるようにしているのである。
【００２５】
図４は、縦軸をＨＳＴ２１のポンプ吐出量、横軸を合成出力回転数としたグラフを表している。そして、図のグラフＧ１はポンプ吐出量が−Ａから＋Ａの範囲で変化した場合のＨＳＴモードによるポンプ吐出量と合成出力回転数の関係を表し、グラフＧ２がＨＭＴモードによるポンプ吐出量と合成出力回転数の関係を表している。つまり、上述したＨＳＴモードからＨＭＴモードへのスムーズな切換操作は、この２つのグラフＧ１・Ｇ２の交点Ｆ1 において行うことを示している。
【００２６】
また、図で示すように、本発明に係るＨＭＴの制御は、後進及び低速前進走行時には、ＨＳＴモードでの走行駆動を行い、中速前進及び高速前進時にはＨＭＴモードによる走行駆動を行うよう制御している。このような制御を行うことで、低速域での微妙な変速を可能とするとともに、後進、前進間の切換をスムーズに行って操作フィーリングを向上させる構成とし、中速または高速前進域においては、ＨＭＴモード走行により油圧駆動による出力の損失を低減させて効率のよい走行を行い低燃費化を図っているのである。
【００２７】
図のＦ₀点は、ＨＭＴモードにおいてＨＳＴ２１のポンプ出力が０となる点、つまりＨＳＴ２１のモータ出力軸２６が回転駆動しない点である。このＦ₀点においては、エンジン駆動力は入力軸２５から遊星歯車機構１０を介して合成出力軸２７側へ伝達されるが、モータ出力軸２６が回転駆動しないため、遊星歯車機構１０のキャリア４・５が固定された状態で動力が伝達されることとなる。
【００２８】
そして、このＦ₀点においては、ポンプ出力が０であるから、油圧モータ２３が駆動されず、エンジン出力は油圧に変換されることなく、入力軸２５から伝達されるため、油圧駆動による損失が低減され、高効率な走行駆動を行える走行域となる。そこで、図５に示すように、ＨＭＴモードにおいて、該Ｆ₀点の走行駆動を行っている場合には、本機の走行速度が約４〜１２ｋｍ／ｈとなるようにしている。つまり、本発明に係るＨＭＴは、主にトラクタに搭載されて利用されることとなるが、トラクタでの作業では土起こしを行うプラウ作業速度域が略４〜１２ｋｍ／ｈの範囲内であるため、もっとも作業頻度の高いプラウ作業速度域に高効率なＦ₀点を合致させることで、さらなる低燃費化が図れるのである。
【００２９】
また、モータ出力軸２６の回転出力は、遊星歯車機構１０の加減速手段であるキャリア５を介して加算（または減算）され、合成された出力はパイプ軸７上に形成された中央の出力ギヤ３から取出される構成としている。つまり、従来の構成においては、合成された出力を遊星歯車機構１０のキャリア５から取出す構成としていたため、モータ出力軸２６が停止している高効率な駆動状態においても、キャリアの回転による攪拌損失等が発生していたが、本構成においては、モータ出力軸２６の停止状態においては、キャリアが固定され、遊星歯車機構１０の中央に位置する出力ギヤ３の回転により動力が伝達されるため、攪拌損失も小さく高効率な駆動伝達が行えるのである。
【００３０】
次に、本発明に係る速度制御装置の構成について説明する。速度制御装置は、ＨＳＴ２１の変速操作を行う主変速レバー９１、副変速クラッチ６２の切換によるＬ−Ｈ（低速段−高速段）切換を行う副変速切換スイッチ９５、エンジン２０の出力回転数を制御する手段である電子ガバナ９３、ＨＳＴ２１の斜板を傾動する手段である斜板アクチュエータ９４、エンジン出力回転数を検出するセンサ８３、主変速レバー９１の回動角を検出するセンサ８４、副変速クラッチ６２の変速段を検出する手段であるセンサ８５等より構成され、図１で示すようにそれぞれ制御部９０に接続されている。
【００３１】
主変速レバー９１は図６で示すように、前進及び後進の速度を無段変速させるレバーであり、該主変速レバー９１には副変速切換スイッチ９５が設けられている。主変速レバー９１にはレバーの回動角を検出するセンサ８４が設けられ、該センサ８４の検出値に基づいて制御部９０が斜板アクチュエータ９４に制御命令を送り、この命令に従って可動斜板２２ａの斜板角が制御される。また、副変速切換スイッチ９５の操作によるＬ−Ｈ切換信号が制御部９０に送られ、この命令に基づいて前記副変速クラッチ６２が切換えられる。
【００３２】
以上の構成において、主変速レバー９１を前進走行速度域で増速していった場合、ポンプ吐出量の増加にともないＨＭＴの合成出力回転数が増加し、これに従って本機の速度が前進増速する。そして、主変速レバー９１がある設定速度に対応した回動角まで傾動された場合には、主変速レバー９１の増速側への傾動操作に伴い、エンジン出力回転数を低減させるよう制御している。つまり、主変速レバー９１の増速側への傾動によりポンプ吐出量が増加するが、設定速度を上回らないように制御部９０が電子ガバナ９３を調整することによりエンジン出力回転数を低減させ、ＨＭＴの出力回転数を増加させないように制御しているのである。このような制御を行うことにより、本機が設定速度に達した後、さらに主変速レバー９１を前進増速側に傾動させても設定速度が維持されるのである。
【００３３】
また、オペレータによるアクセルレバー９２の操作によりエンジン出力回転数が増加した場合には、センサ８３がエンジン出力回転数を検出し、本機の走行速度が設定速度を上回らないように制御を行う。つまり、制御部９０が前記斜板アクチュエータ９４に制御命令を送り、斜板アクチュエータ９４が可動斜板２２ａの斜板角を制御することにより、ＨＳＴ２１側からの出力回転数を低減させる。これにより、ＨＭＴの合成出力回転数を増加させないよう制御し、本機の走行速度を設定速度で維持するよう構成しているのである。
【００３４】
このように、ＨＳＴ２１の斜板を傾動する手段である斜板アクチュエータ９４とエンジン２０の出力回転数を制御する手段である電子ガバナ９３とを連動させて設定速度を維持するよう構成しているので、例えば、設定速度を３５ｋｍ／ｈとすることで、様々な緩和措置の優遇を得られることが可能となる。そして、この緩和措置により本発明に係るＨＭＴを搭載する本機のコストを削減することが可能となった。また、設定速度はＨＭＴの合成出力回転数とタイヤ（駆動輪）の径との関係で決定されるものであるが、仕様変更等でタイヤ径が変更された場合にも対応できるよう、制御部９０は与えられたタイヤ径を加味した設定速度の維持制御を行うようにしている。これにより、例えば駆動輪をタイヤ径の小さいものに変更した場合に、設定速度（３５ｋｍ／ｈ等）が得られないということはなく、一定の設定速度に対する汎用的な制御が可能となるのである。
【００３５】
また、上述した設定速度の維持制御は、前記副変速クラッチ６２が高速段に変速されている場合のみ有効となるよう制御している。副変速クラッチ６２が低速段に変速されている場合には、主変速レバー９１を前進増速側に最大限傾動させた場合にも設定速度には達しないよう構成されており、この場合、主変速レバー９１の回動角が設定速度に達する回動角となるまで傾動された場合にも、本機の速度は設定速度には達しないので、設定速度の維持制御は行わないようにしているのである。つまり、副変速クラッチ６２の変速段を検出するセンサ８５が高速段を検出する場合のみ設定速度を維持するよう構成しているのである。
【００３６】
そして、本発明においては前記副変速切換スイッチ９５は、主変速レバー９１が中立位置（図６のＮ位置）にある場合のみ、操作可能としている。つまり、副変速クラッチ６２が低速段に変速されている状態において、主変速レバー９１を前進側に最大限傾動させた状態で、副変速を高速段側に切換えた場合、設定速度を越えるＨＭＴの出力回転数が駆動されることとなる。また、設定速度を維持するためには、エンジン２０の出力回転数の低減を急激に行わなければならない。そこで、主変速レバー９１が中立位置の場合のみ副変速を切換え可能とすることで、設定速度の安定した維持制御を可能としているのである。
【００３７】
また、図７で示すように、本発明に係るＨＭＴにおいては、主変速レバー９１の操作量に対して本機の走行速度が略３次曲線を描いて増速、減速するよう構成している。つまり、低速域と高速域においては、主変速レバー９１の傾動操作による操作量（回動角）が同一であっても、変速幅が異なるように、制御部９０が斜板アクチュエータ９４を介してＨＳＴ２１の斜板角を調整しており、本機の速度が前進及び後進の低速域では徐々に増速、減速し、前進及び後進の高速域では、変速幅が大きくなるようにしているのである。そして、速度が０である点において、最も増減速が緩やかになるように制御しているのである。
【００３８】
このような主変速レバー９１とＨＳＴ２１の斜板角の調整は、一般的にＨＳＴ（ＨＭＴではない）において実施可能である。つまり、主変速レバーの回動操作によりＨＳＴの斜板を傾動させる構成において、主変速レバーの操作量に対してＨＳＴの出力回転数が略３次曲線を描きながら増減するように斜板角を制御させることにより、走行速度が略３次曲線を描きながら増減するよう構成するのである。
【００３９】
このような制御を行うことにより、前進及び後進のスムーズな発進を可能として、急発進を防止して操作性を向上させている。また、比較的高速走行を行う移動中には、変速幅を大きくして変速の感度を上げて、操作性を向上させているのである。
【００４０】
次に、ＨＭＴモードにおける駆動系の異常検出手段について説明する。上述の如く、ＨＭＴモードにおいては、エンジン２０の動力を一方は入力軸２５より遊星歯車機構１０に伝達し、他方はＨＳＴ２１を介してモータ出力軸２６より遊星歯車機構１０に伝達して合成するよう構成している。そして、合成された出力回転数は前記合成出力軸２７に伝達されるが、この合成出力軸２７より下流側で検出される合成出力回転数、及び、前記モータ出力軸２６の回転数を検出することにより異常検出を行う。
【００４１】
図２に示すように、前記モータ出力軸２６の後端には回転数検出用のギヤ９が固設されており、該ギヤ９の近傍にはモータ出力軸２６出力回転数を検出する手段であるセンサ８１が設けられている。また、前記合成出力軸２７に固設されたギヤ１５には、合成出力軸２７の出力回転数を検出する手段であるセンサ８２が設けらている。ここで、ＨＭＴモードにおいては、モータ出力軸２６の出力回転数と、入力軸２５の出力回転数が遊星歯車機構１０において合成された後、合成出力軸２７に伝達される構成であるので、前記センサ８２は合成出力回転数を検出する手段となるのである。そして、図１に示すように該センサ８１・８２は、それぞれ制御部９０に接続されている。
【００４２】
そして、制御部９０はセンサ８１よりモータ出力軸２６の出力回転数を検出するとともに、この検出結果より合成出力回転数を演算するのである。つまり、エンジン回転数より求められる入力軸２５の回転数は、サンギヤ１、プラネタリアギヤ２、出力ギヤ３のギヤ比により変速されてパイプ軸７に伝達される。さらに、検出したモータ出力軸２６の出力回転数がギヤ１１・６のギヤ比により変速されてキャリア５に加算されるため、この加算を加味したパイプ軸７の回転数が求められるのである。そして、ギヤ８・１６のギヤ比より合成出力軸２７に伝達される合成出力回転数が演算により求められるのである。
【００４３】
また、前述の如く、合成出力軸２７にもセンサ８２が設けられているので、このセンサ８２により検出した合成出力回転数と、上記演算より求めた合成出力回転数とを比較するのである。そして、この比較によりそれぞれの合成出力回転数が異なる場合には、ＨＭＴ変速装置に異常が発生していることとなる。異常原因としては、前記クラッチ１３・１４の断接が正常に行われていない場合や、キャリア４・５が正常に駆動していない場合等が挙げられる。
【００４４】
上述した実施例においては合成出力回転数の検出手段としてセンサ８２を合成出力軸２７に設ける構成としているが、このセンサ８２を前記前輪駆動軸２９に遊嵌されたギヤ６６等に設けることにより、前記副変速軸２８における合成出力回転数を検出する構成としてもよい。つまり、合成出力回転数の検出手段は合成出力軸２７より下流側に位置する何れかの軸に設ければよく、前記センサ８１の検出結果より演算で求めた合成出力回転数と、合成出力軸２７より下流側で検出される合成出力回転数とを比較すればよいのである。ただし、センサ８１の検出結果より行う演算においては、センサ８２をギヤ６６等に設けた場合には、副変速装置の変速比を加味する必要がある。
【００４５】
このようにセンサ８２を合成出力軸２７より下流側に設けることにより、ＨＭＴ変速装置に発生した異常を検出することが可能であり、また、前記副変速クラッチ６２等の異常も併せて検出することが可能である。さらに、後輪及び前輪の回転軸に、より近い位置で合成出力回転数を検出する構成となるので、車速の検出センサとして機能し、速度計としての利用が可能となるのである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、以下のような効果を奏するものである。
請求項１に記載の如く、エンジン（２０）からの動力を、一方は遊星歯車機構（１０）に伝え、他方は油圧式無段変速装置（２１）を介して遊星歯車機構（１０）に伝えて合成する油圧−機械式変速装置において、該油圧−機械式変速装置の後段に、副変速クラッチ（６２）の操作によりギヤ連を選択する副変速装置を設け、該副変速装置の変速段を検出する手段を設け、走行速度が設定速度に達すると、油圧式無段変速装置（２１）の斜板を傾動する手段と、該エンジン（２０）の出力回転数を制御する手段とを連動させて、設定速度を維持するよう構成し、前記副変速装置の変速段が高速段の場合のみ、前記設定速度を維持するように制御したので、設定速度を緩和措置の優遇が得られる法規制の枠内とすることにより、コスト削減が可能となった。
また、前記油圧−機械式変速装置に副変速装置を設け、該副変速の変速段を検出する手段を設け、高速段を検出する場合のみ前記設定速度を維持するよう構成したので、安定した設定速度の維持制御が可能となった。
【００４７】
また、前記油圧式無段変速装置（２１）の斜板を、前進及び後進を無段変速させる主変速レバー（９１）の回動操作により傾動させる構成とし、該主変速レバー（９１）には副変速を切り換える切換スイッチ（９５）を付設し、前記副変速切換スイッチ（９５）は、前記主変速レバー（９１）が中立位置に回動操作された場合のみ、切換操作を可能としたので、副変速クラッチ６２が低速段に変速されている状態において、主変速レバー９１を前進側に最大限傾動させた状態で、副変速を高速段側に切換えた場合、設定速度を越えるＨＭＴの出力回転数が駆動されることとなる。そして、本発明により、設定速度を維持するためには、エンジン２０の出力回転数の低減を急激に行わなければならないこととなる。この急激なエンジン２０の出力回転数の低減を危険である。そこで、本発明の如く、主変速レバー９１が中立位置の場合のみ副変速を切換え可能とすることで、設定速度の安定した維持制御が可能となったのである。
【００４８】
請求項２においては、請求項１記載の走行速度制御装置において、前記主変速レバー（９１）の回動操作量に対して、走行速度が略３次曲線を描きながら増減するよう制御し、走行速度が前進及び後進の低速域では徐々に増速・減速し、前進及び後進の高速域では、変速幅が大きくなるように構成し、走行速度が０である点において、最も増減速が緩やかになるように制御したので、前進及び後進のスムーズな発進を可能として、急発進を防止でき、また、比較的高速走行を行う移動中には、変速幅を大きくして変速の感度を上げて、操作性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＨＭＴのスケルトン図である。
【図２】ＨＳＴ及びミッション（前部）の断面展開図である。
【図３】ミッション（後部）の断面展開図である。
【図４】ＨＳＴモード及びＨＭＴモードにおけるポンプ吐出量と合成出力回転数との関係を示す図である。
【図５】ＨＭＴ走行による駆動効率を示す図である。
【図６】主変速レバーを示す図である。
【図７】主変速レバーの操作量と本機速度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０遊星歯車機構
１３油圧クラッチ
１４油圧クラッチ
２１ＨＳＴ
２５入力軸
２６モータ出力軸
２７合成出力軸
９０制御部
９１主変速レバー
９２アクセルレバー
９３電子ガバナ
９４斜板アクチュエータ
９５副変速切換スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a hydraulic-mechanical transmission, and in particular, controls a pump discharge amount of a hydraulic continuously variable transmission and an engine speed in conjunction with each other so that a traveling speed of the airframe becomes a set speed or more. The present invention relates to a configuration of a control device that regulates the above and a control method of a sub-transmission device provided in a transmission unit of a hydraulic-mechanical transmission device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a transmission device in which engine power is transmitted to a planetary gear mechanism on one side and transmitted to the planetary gear mechanism on the other side through a hydraulic continuously variable transmission is combined with a hydraulic-mechanical transmission (hereinafter referred to as HMT). And have been filed in Japanese Patent Application Nos. 10-306082 and 10-306086. In this conventional configuration, the pump discharge amount of the hydraulic continuously variable transmission is increased in accordance with the operation of the main transmission lever, and the output of the HMT is continuously increased until the pump discharge amount becomes maximum. As the HMT output increases, the traveling speed of the machine increases.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the hydraulic-mechanical continuously variable transmission is mounted on a working machine such as a tractor, there is an upper limit to the speed required for normal work and traveling travel. On the other hand, since mitigation measures are taken for vehicles with an upper limit speed of 35 km / h or less due to legal restrictions, the advantage of setting the upper limit speed is great. As a control method for restricting the speed increase beyond the upper limit speed, the maximum speed is set to the maximum speed of the HMT output, that is, the traveling speed corresponding to the maximum pump discharge amount of the hydraulic continuously variable transmission is the upper limit speed. However, in this case, since the speed change width of the machine corresponding to the displacement of the pump discharge amount is reduced, the reverse speed cannot be ensured. For this reason, in order to restrict the speed increase above the upper limit speed while securing the speed change width of the machine, the traveling speed does not change when the pump discharge amount exceeds the set value on the forward side. Must be controlled.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
In claim 1, the power from the engine (20) is transmitted to the planetary gear mechanism (10), and the other is transmitted to the planetary gear mechanism (10) via the hydraulic continuously variable transmission (21). In the hydraulic-mechanical transmission that performs, a sub-transmission that selects the gear linkage by operating the sub-transmission clutch (62) is provided at the rear stage of the hydraulic-mechanical transmission, and the shift stage of the sub-transmission is detected. When the traveling speed reaches the set speed, the means for tilting the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) and the means for controlling the output rotational speed of the engine (20) are interlocked, It is configured to maintain a set speed, and is controlled so as to maintain the set speed only when the shift stage of the auxiliary transmission is at a high speed, and the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) is moved forward. And a main transmission lever (91 The main transmission lever (91) is provided with a changeover switch (95) for changing over the auxiliary transmission device, and the auxiliary transmission changeover switch (95) is connected to the main transmission lever (91). The switching operation can be performed only when is turned to the neutral position .
[0005]
According to a second aspect of the present invention, in the traveling speed control device according to the first aspect, the traveling speed is controlled so as to increase or decrease while drawing a substantially cubic curve with respect to the rotational operation amount of the main transmission lever (91). The speed is gradually increased / decreased in the forward and reverse low speed ranges, and the speed change range is increased in the forward and reverse high speed areas. It is controlled to become.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0007]
1 is a skeleton diagram of an HMT according to the present invention, FIG. 2 is a sectional development view of an HST and a mission (front part), FIG. 3 is a sectional development view of a mission (rear part), and FIG. 4 is a pump discharge in the HST mode and HMT mode. FIG. 5 is a diagram showing the driving efficiency by HMT traveling, FIG. 6 is a diagram showing the main transmission lever, and FIG. 7 is a relationship between the operation amount of the main transmission lever and the machine speed. FIG.
[0008]
The configuration of a hydraulic-mechanical transmission (hereinafter referred to as HMT) will be described with reference to FIGS. The HMT is configured by a mission 30 including an HST (hydraulic continuously variable transmission) 21 and a planetary gear mechanism 10. As shown in FIG. 2, the HST 21 includes a hydraulic pump 22 and a hydraulic motor 23 contained in an HST case 31 and a center section 32, and the center section 32 is fixed to a case 33 of the mission 30.
[0009]
An input shaft 25 that transmits the output of the engine 20 that is a drive source is inserted through the HST 21, and a movable swash plate 22 a and a cylinder block 22 b of the hydraulic pump 22 are inserted into the input shaft 25. The cylinder block 22b is inserted into the input shaft 25 so as not to rotate relative to the input shaft 25, and the cylinder block 22b is driven together with the input shaft 25. Plural plungers 22c are slidably disposed on the cylinder block 22b. The movable swash plate 22a is in contact with the tip of the plunger 22c, and the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22 can be adjusted by adjusting the inclination angle of the movable swash plate 22a. . The hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 22 is sent to the hydraulic motor 23 through an oil passage provided in the center section 32. Similarly, the rotational speed and direction of the motor output shaft 26 of the hydraulic motor 23 are controlled by driving the hydraulic motor 23 including a cylinder block and a plunger. In the present embodiment, the hydraulic pump is of a variable displacement type, but the present invention can also be implemented with a configuration in which both the hydraulic pump and the hydraulic motor are of a variable displacement type.
[0010]
Next, the configuration of the mission 30 will be described. The mission 30 is covered by a mission case 33. The transmission case 33 includes an input shaft 25, a motor output shaft 26, a composite output shaft 27, an auxiliary transmission shaft 28, a PTO shaft 53, and the like arranged in parallel in the front-rear direction. And is rotatably supported. A planetary gear mechanism 10 is provided in the mission case 33. The planetary gear mechanism 10 includes a sun gear 1, a planetary gear 2, an output gear 3, which will be described later, and carriers 4 and 5 which are acceleration / deceleration means of the planetary gear mechanism.
[0011]
Two gears 11 and 12 are loosely fitted on the motor output shaft 26, and hydraulic clutches 13 and 14 are interposed between the gears 11 and 12, and either one of the hydraulic clutches 13 or 14 is connected. By making the connection, power is transmitted to one of the gears 11 and 12. The input shaft 25 passes through the center section 32 and extends into the mission case 33, and the planetary gear mechanism 10 is provided on the input shaft 25.
[0012]
The rotational output of the input shaft 25 rotationally drives the sun gear 1 inserted so as not to rotate relative to the input shaft 25. The sun gear 1 meshes with one of the two gears engraved on the planetary gear 2, and the other gear 2 b meshes with the output gear 3. Here, the planetary gear 2 is rotatably supported so as to be sandwiched between carriers 4 and 5 that are loosely fitted on the input shaft 25, and rotates together with the carriers 4 and 5. A gear 6 is fixed to the carrier 5 and meshes with the gear 11 on the motor output shaft 26. The output gear 3 of the planetary gear mechanism 10 is formed at the front end portion of the pipe shaft 7 that is loosely fitted on the input shaft 25, and the gear 8 is inserted into the rear end of the pipe shaft 7 so as not to be relatively rotatable. Has been.
[0013]
The HMT control in the above configuration will be described. First, a drive system in the HST mode will be described. In the HST mode, of the two hydraulic clutches 13 and 14, the hydraulic clutch 14 is connected. As a result, the rotational output of the motor output shaft 26 is not transmitted to the gear 11 and only the gear 12 is rotationally driven.
[0014]
A combined output shaft 27 is disposed in parallel with the motor output shaft 26, and a gear 15 fixed on the combined output shaft 27 meshes with the gear 12 of the motor output shaft 26. As a result, the rotational output of the motor output shaft 26 is transmitted to the combined output shaft 27 via the gears 12 and 15. The composite output shaft 27 extends rearward in the mission case 33, and two gears 17 and 18 are non-rotatably inserted into the rear portion of the composite output shaft 27 as shown in FIG.
[0015]
The composite output shaft 27 is provided with a sub-transmission shaft 28, and gears 60 and 61 are loosely fitted to the sub-transmission shaft 28, and the gears 60 and 61 mesh with the gears 17 and 18. And driving at different speeds. Then, by operating a sub-transmission clutch 62 provided on the sub-transmission shaft 28, the rotational driving force of either the gear 60 or 61 is transmitted to the sub-transmission shaft 28. Then, power is transmitted to the rear wheel differential via a bevel gear 69 formed on the rear end of the auxiliary transmission shaft 28.
[0016]
Two gears 63 and 64 are fixed to the front end portion of the auxiliary transmission shaft 28, and the gears 63 and 64 mesh with the gears 65 and 66 loosely fitted on the front wheel output shaft 29. 65 and 66 are driven at different rotational speeds. In addition, two hydraulic clutches 67 and 68 are provided on the front wheel output shaft 29, and either one of the hydraulic clutches 67 and 68 is connected to rotate one of the gears 65 and 66. The force is transmitted to the front wheel output shaft 29.
[0017]
In the HST mode, the front wheels and the rear wheels are driven by the above drive system. In this drive system, the engine does not pass through the planetary gear mechanism 10 until the engine output is transmitted to the front and rear wheels. It has become. That is, the planetary gear mechanism 10 is idling, and the engine output is shifted by the HST 21 and then sub-shifted and transmitted to the front and rear wheels.
[0018]
Next, a drive system in the HMT mode will be described. In the HMT mode, of the two hydraulic clutches 13 and 14, the hydraulic clutch 13 is connected. As a result, the rotational output of the motor output shaft 26 is not transmitted to the gear 12, but only the gear 11 is rotationally driven. The gear 11 meshes with the gear 6 fixed to the carrier 5, and the rotational output of the motor output shaft 26 is transmitted to the carrier 5.
[0019]
Further, the sun gear 1 is rotationally driven by the rotational output of the input shaft 25, and the rotational output of the sun gear 1 drives the pipe shaft 7 having the output gear 3 via the planetary gear 2. That is, the planetary gear 2 is driven to rotate by the sun gear 1 and rotates together with the carrier 5, so that the rotation output of the input shaft 25 and the rotation output of the motor output shaft 26 after the shift by the HST 21 are combined. It is transmitted to the pipe shaft 7.
[0020]
Since the gear 8 at the rear end of the pipe shaft 7 meshes with the gear 16 of the combined output shaft 27, the combined output is transmitted from the pipe shaft 7 to the combined output shaft 27. Thereafter, like the HST mode, the front wheels and the rear wheels are driven through the auxiliary transmission shaft 28. With the above transmission system, the front and rear wheels are driven in the HMT mode.
[0021]
The rear end of the input shaft 25 is transmitted to the PTO input shaft 41 via the PTO clutch 40. Three gears 42, 43, and 44 are inserted into the rear end of the PTO input shaft 41 so as not to rotate relative to each other, and mesh with gears 46 and 4748 that are loosely fitted to the PTO auxiliary transmission shaft 45, respectively. The output shifted in three stages by the operation of the PTO auxiliary transmission clutch 49 is transmitted to the rotating shaft 51 through the gears 50 and 52, and further transmitted to the PTO shaft 53 through the gears 52 and 54, and so on. It is configured to transmit power to.
[0022]
Next, switching timing from the HST mode to the HMT mode will be described. First, in the transmission system in the HST mode, the rotational output of the motor output shaft 26 is directly transmitted to the combined output shaft 27 as described above. In this case as well, the gear 16 of the combined output shaft 27 is a gear. The pipe shaft 7 is driven via 8. The planetary gear 2 is rotationally driven by driving the pipe shaft 7 via the output gear 3 and the gear 2b. On the other hand, the planetary gear 2 is rotationally driven through the sun gear 1 and the gear 2 a by the rotational output of the input shaft 25.
[0023]
For this reason, since the planetary gear 2 receives rotational driving from the input shaft 25 side and from the pipe shaft 7 side, the carriers 4 and 5 rotate to absorb these rotational speed differences. That is, even in the HST mode, the gear 11 on the motor output shaft 26 is driven to rotate by being driven by the gear 6 fixed to the carrier 5.
[0024]
When the clutch 14 is disconnected and the clutch 13 is connected to switch to the HMT mode, the rotational drive of the motor output shaft 26 is transmitted to the gear 11. Therefore, this switching timing is controlled to be performed when the rotation speed of the gear 11 in the HST mode and the rotation speed of the motor output shaft 26 become the same. By performing such control, the rotation speed of the gear 11 does not change before and after switching from the HST mode to the HMT mode, so that the shock is not generated by the engagement of the clutch 13 and the smooth switching to the HMT mode is possible. You can do it.
[0025]
FIG. 4 shows a graph in which the vertical axis represents the pump discharge amount of the HST 21 and the horizontal axis represents the combined output rotation speed. The graph G1 in the figure shows the relationship between the pump discharge amount in the HST mode and the combined output rotation speed when the pump discharge amount changes in the range of -A to + A, and the graph G2 shows the pump discharge amount and the combined output in the HMT mode. Represents the relationship of rotation speed. That is, the smooth switching operation from the HST mode to the HMT mode described above is performed at the intersection F1 of the two graphs G1 and G2.
[0026]
Further, as shown in the figure, the control of the HMT according to the present invention is such that the travel drive in the HST mode is performed during reverse travel and low speed forward travel, and the travel drive in the HMT mode is performed during medium speed forward travel and high speed forward travel. ing. By performing such control, it is possible to make subtle shifts in the low speed range, and to smoothly switch between reverse and forward to improve the operation feeling, in the middle speed or high speed forward range In the HMT mode traveling, output loss due to hydraulic drive is reduced, and efficient traveling is performed to reduce fuel consumption.
[0027]
The F ₀ point in the figure is a point where the pump output of the HST 21 becomes 0 in the HMT mode, that is, the motor output shaft 26 of the HST 21 is not rotationally driven. At this point F ₀ , the engine driving force is transmitted from the input shaft 25 to the combined output shaft 27 side via the planetary gear mechanism 10, but the motor output shaft 26 is not driven to rotate, so the carrier 4 of the planetary gear mechanism 10 is not driven.・ Power will be transmitted with 5 fixed.
[0028]
At this point F ₀ , since the pump output is 0, the hydraulic motor 23 is not driven, and the engine output is transmitted from the input shaft 25 without being converted into hydraulic pressure, so that the loss due to hydraulic drive is lost. This is a reduced travel range that enables highly efficient driving. Therefore, as shown in FIG. 5, in the HMT mode, when traveling driving at the point F ₀ is performed, the traveling speed of the machine is set to about 4 to 12 km / h. In other words, the HMT according to the present invention is mainly mounted on a tractor and used, but the plow work speed range for raising the tractor is within a range of about 4 to 12 km / h in the work with the tractor. The fuel efficiency can be further reduced by matching the high-efficiency F ₀ point with the plow work speed range where the work is most frequently performed.
[0029]
Further, the rotation output of the motor output shaft 26 is added (or subtracted) via the carrier 5 which is the acceleration / deceleration means of the planetary gear mechanism 10, and the synthesized output is a central output gear formed on the pipe shaft 7. 3 is taken out. That is, in the conventional configuration, since the combined output is taken out from the carrier 5 of the planetary gear mechanism 10, even in a highly efficient driving state where the motor output shaft 26 is stopped, the stirring loss due to the rotation of the carrier However, in this configuration, when the motor output shaft 26 is stopped, the carrier is fixed and the power is transmitted by the rotation of the output gear 3 located in the center of the planetary gear mechanism 10. The stirring loss is small and highly efficient drive transmission can be performed.
[0030]
Next, the configuration of the speed control device according to the present invention will be described. The speed control device controls the main transmission lever 91 that performs the shifting operation of the HST 21, the auxiliary transmission changeover switch 95 that performs LH (low speed-high speed) switching by switching the auxiliary transmission clutch 62, and the output rotation speed of the engine 20. An electronic governor 93 that is a means for performing the operation, a swash plate actuator 94 that is a means for tilting the swash plate of the HST 21, a sensor 83 that detects the engine output rotational speed, a sensor 84 that detects the rotation angle of the main transmission lever 91, and the auxiliary transmission clutch The sensor 85 is a means for detecting 62 shift stages, and is connected to the controller 90 as shown in FIG.
[0031]
As shown in FIG. 6, the main speed change lever 91 is a lever for continuously changing the forward speed and the reverse speed, and the main speed change lever 91 is provided with an auxiliary speed change switch 95. The main transmission lever 91 is provided with a sensor 84 for detecting the rotation angle of the lever, and the control unit 90 sends a control command to the swash plate actuator 94 based on the detected value of the sensor 84, and the movable swash plate 22a is transmitted according to this command. The swash plate angle is controlled. Further, an LH switching signal by the operation of the auxiliary transmission changeover switch 95 is sent to the control unit 90, and the auxiliary transmission clutch 62 is changed based on this command.
[0032]
In the above configuration, when the main transmission lever 91 is increased in the forward travel speed range, the combined output rotation speed of the HMT increases as the pump discharge amount increases, and the speed of the machine increases accordingly. To do. When the main transmission lever 91 is tilted to a rotation angle corresponding to a certain set speed, control is performed so as to reduce the engine output rotational speed as the main transmission lever 91 is tilted to the speed increasing side. Yes. That is, although the pump discharge amount increases due to the tilting of the main transmission lever 91 toward the speed increasing side, the control unit 90 adjusts the electronic governor 93 so as not to exceed the set speed, thereby reducing the engine output rotational speed, and the HMT The output speed is controlled so as not to increase. By performing such control, the set speed is maintained even when the main transmission lever 91 is further tilted to the forward acceleration side after the machine reaches the set speed.
[0033]
Further, when the engine output rotational speed increases due to the operation of the accelerator lever 92 by the operator, the sensor 83 detects the engine output rotational speed and performs control so that the traveling speed of the machine does not exceed the set speed. That is, the control unit 90 sends a control command to the swash plate actuator 94, and the swash plate actuator 94 controls the swash plate angle of the movable swash plate 22a, thereby reducing the output rotation speed from the HST 21 side. Thus, control is performed so as not to increase the combined output rotation speed of the HMT, and the traveling speed of the machine is maintained at the set speed.
[0034]
In this way, the swash plate actuator 94 that is a means for tilting the swash plate of the HST 21 and the electronic governor 93 that is a means for controlling the output rotation speed of the engine 20 are linked to maintain the set speed. For example, preferential treatment of various mitigation measures can be obtained by setting the set speed to 35 km / h. This mitigation measure makes it possible to reduce the cost of the machine equipped with the HMT according to the present invention. The set speed is determined by the relationship between the combined output rotation speed of the HMT and the diameter of the tire (drive wheel), but the control unit can cope with the case where the tire diameter is changed due to a specification change or the like. 90 is configured to perform maintenance control of a set speed in consideration of a given tire diameter. Thereby, for example, when the driving wheel is changed to a tire having a small tire diameter, a set speed (35 km / h or the like) is not obtained, and general-purpose control for a constant set speed becomes possible. .
[0035]
Further, the set speed maintenance control described above is controlled so as to be effective only when the auxiliary transmission clutch 62 is shifted to a high speed. When the subtransmission clutch 62 is shifted to a low speed, the main transmission lever 91 is configured not to reach the set speed even when the main transmission lever 91 is tilted to the forward acceleration side as much as possible. Even when the shift lever 91 is tilted until the rotation angle reaches the set speed, the speed of the apparatus does not reach the set speed, so that the maintenance control of the set speed is not performed. It is. In other words, the setting speed is maintained only when the sensor 85 that detects the shift speed of the auxiliary transmission clutch 62 detects the high speed.
[0036]
In the present invention, the auxiliary transmission changeover switch 95 can be operated only when the main transmission lever 91 is in the neutral position (N position in FIG. 6). In other words, when the auxiliary transmission clutch 62 is shifted to the low speed stage and the main transmission lever 91 is tilted to the forward side as much as possible and the auxiliary transmission is switched to the high speed stage, the HMT exceeding the set speed is set. The output rotation speed is driven. In order to maintain the set speed, the output speed of the engine 20 must be rapidly reduced. Therefore, by making it possible to switch the sub-shift only when the main shift lever 91 is in the neutral position, stable maintenance control of the set speed is possible.
[0037]
Further, as shown in FIG. 7, the HMT according to the present invention is configured such that the traveling speed of the machine increases and decreases in a substantially cubic curve with respect to the operation amount of the main shift lever 91. . That is, in the low speed range and the high speed range, the control unit 90 passes through the swash plate actuator 94 so that the shift width is different even if the operation amount (rotation angle) by the tilting operation of the main shift lever 91 is the same. The swash plate angle of HST21 is adjusted so that the speed of the machine gradually increases and decreases in the forward and reverse low speed ranges, and the shift width increases in the forward and reverse high speed ranges. . Then, at the point where the speed is 0, the control is performed so that the acceleration / deceleration becomes the slowest.
[0038]
Such adjustment of the swash plate angle of the main transmission lever 91 and the HST 21 can generally be performed in the HST (not the HMT). In other words, in a configuration in which the swash plate of the HST is tilted by the rotation operation of the main transmission lever, the swash plate angle is set so that the output rotation speed of the HST increases or decreases while drawing a substantially cubic curve with respect to the operation amount of the main transmission lever. By being controlled, the traveling speed is configured to increase or decrease while drawing a substantially cubic curve.
[0039]
By performing such control, the vehicle can smoothly start forward and backward, prevent sudden start and improve operability. In addition, during traveling at a relatively high speed, the shift width is increased to increase the sensitivity of the shift, thereby improving the operability.
[0040]
Next, drive system abnormality detection means in the HMT mode will be described. As described above, in the HMT mode, the power of the engine 20 is transmitted from the input shaft 25 to the planetary gear mechanism 10 and the other is transmitted from the motor output shaft 26 to the planetary gear mechanism 10 via the HST 21 for synthesis. It is composed. The combined output rotation speed is transmitted to the combined output shaft 27. The combined output rotation speed detected downstream of the combined output shaft 27 and the rotation speed of the motor output shaft 26 are detected. Anomaly detection is performed.
[0041]
As shown in FIG. 2, a gear 9 for detecting the number of rotations is fixed at the rear end of the motor output shaft 26, and in the vicinity of the gear 9, there is means for detecting the output number of rotations of the motor output shaft 26. A certain sensor 81 is provided. The gear 15 fixed to the combined output shaft 27 is provided with a sensor 82 as means for detecting the output rotation speed of the combined output shaft 27. Here, in the HMT mode, the output rotational speed of the motor output shaft 26 and the output rotational speed of the input shaft 25 are combined in the planetary gear mechanism 10 and then transmitted to the combined output shaft 27. The sensor 82 is a means for detecting the combined output rotational speed. As shown in FIG. 1, the sensors 81 and 82 are connected to the control unit 90, respectively.
[0042]
Then, the control unit 90 detects the output rotational speed of the motor output shaft 26 from the sensor 81, and calculates the combined output rotational speed from the detection result. That is, the rotational speed of the input shaft 25 obtained from the engine rotational speed is shifted by the gear ratio of the sun gear 1, the planetary gear 2, and the output gear 3 and transmitted to the pipe shaft 7. Furthermore, since the detected output speed of the motor output shaft 26 is shifted by the gear ratio of the gears 11 and 6 and added to the carrier 5, the rotational speed of the pipe shaft 7 is calculated taking this addition into account. Then, the combined output rotational speed transmitted to the combined output shaft 27 is obtained by calculation from the gear ratio of the gears 8 and 16.
[0043]
Since the combined output shaft 27 is also provided with the sensor 82 as described above, the combined output rotational speed detected by the sensor 82 is compared with the combined output rotational speed obtained from the above calculation. If the combined output rotation speeds differ from each other by this comparison, an abnormality has occurred in the HMT transmission. As the cause of the abnormality, there are a case where the clutches 13 and 14 are not normally connected and disconnected, a case where the carriers 4 and 5 are not normally driven, and the like.
[0044]
In the embodiment described above, the sensor 82 is provided on the composite output shaft 27 as a means for detecting the composite output rotational speed. However, by providing the sensor 82 on the gear 66 or the like loosely fitted on the front wheel drive shaft 29, The combined output rotation speed in the auxiliary transmission shaft 28 may be detected. In other words, the combined output rotational speed detection means may be provided on any shaft located downstream from the combined output shaft 27, and the combined output rotational speed obtained by calculation from the detection result of the sensor 81 and the combined output shaft Therefore, it is only necessary to compare the combined output rotational speed detected on the downstream side of 27. However, in the calculation performed from the detection result of the sensor 81, when the sensor 82 is provided in the gear 66 or the like, it is necessary to consider the gear ratio of the auxiliary transmission.
[0045]
By providing the sensor 82 on the downstream side of the combined output shaft 27 in this way, it is possible to detect an abnormality that has occurred in the HMT transmission, and also to detect an abnormality in the auxiliary transmission clutch 62 and the like. Is possible. Further, since the combined output rotational speed is detected at a position closer to the rotational axes of the rear wheels and the front wheels, it functions as a vehicle speed detection sensor and can be used as a speedometer.
[0046]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
As described in claim 1, the power from the engine (20) is transmitted to the planetary gear mechanism (10), and the other is transmitted to the planetary gear mechanism (10) via the hydraulic continuously variable transmission (21). In the hydraulic-mechanical transmission device to be combined, a sub-transmission device for selecting a gear linkage by operating the sub-transmission clutch (62) is provided at the rear stage of the hydraulic-mechanical transmission device, and the gear stage of the sub-transmission device is changed. Means for detecting are provided, and when the traveling speed reaches the set speed, the means for tilting the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) and the means for controlling the output rotational speed of the engine (20) are interlocked. The set speed is maintained, and the set speed is controlled to be maintained only when the shift stage of the auxiliary transmission is a high speed stage. Cost reduction is possible by using the frame. It became.
In addition, since the hydraulic-mechanical transmission is provided with a sub-transmission device, and a means for detecting the gear position of the sub-transmission is provided so that the set speed is maintained only when the high-speed gear is detected, stable setting is achieved. Speed maintenance control became possible.
[0047]
Further, the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) is tilted by a rotation operation of a main transmission lever (91) for continuously moving forward and backward, and the main transmission lever (91) includes Since a change-over switch (95) for changing over the sub-shift is provided, and the sub-change-over switch (95) can be switched only when the main shift lever (91) is turned to the neutral position. In the state where the sub-transmission clutch 62 is shifted to the low speed stage, when the sub-shift is switched to the high speed stage with the main transmission lever 91 tilted to the forward side as much as possible, the output rotation of the HMT exceeding the set speed The number will be driven. In order to maintain the set speed according to the present invention, the output rotational speed of the engine 20 must be rapidly reduced. It is dangerous to rapidly reduce the output speed of the engine 20. Thus, as in the present invention, the sub-shift can be switched only when the main shift lever 91 is in the neutral position, thereby enabling stable control of the set speed.
[0048]
According to a second aspect of the present invention, in the traveling speed control device according to the first aspect, the traveling speed is controlled so as to increase or decrease while drawing a substantially cubic curve with respect to the rotational operation amount of the main transmission lever (91). The speed is gradually increased / decreased in the forward and reverse low speed ranges, and the speed change range is increased in the forward and reverse high speed areas. Since it is controlled so that it can be smoothly started forward and backward, sudden start can be prevented, and during movements that run at relatively high speed, the shift width is increased to increase the sensitivity of the shift, The operability could be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram of an HMT according to the present invention.
FIG. 2 is a developed sectional view of an HST and a mission (front part).
FIG. 3 is a developed sectional view of a mission (rear part).
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a pump discharge amount and a combined output rotation speed in the HST mode and the HMT mode.
FIG. 5 is a diagram showing drive efficiency by HMT travel.
FIG. 6 is a diagram showing a main transmission lever.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the operation amount of the main transmission lever and the speed of the machine.
[Explanation of symbols]
10 planetary gear mechanism 13 hydraulic clutch 14 hydraulic clutch 21 HST
25 Input shaft 26 Motor output shaft 27 Composite output shaft 90 Control unit 91 Main shift lever 92 Accelerator lever 93 Electronic governor 94 Swash plate actuator 95 Sub shift switch

Claims

Hydraulic-mechanical transmission for synthesizing power from the engine (20), one being transmitted to the planetary gear mechanism (10) and the other being transmitted to the planetary gear mechanism (10) via the hydraulic continuously variable transmission (21). In the device, a sub-transmission device for selecting a gear linkage by operating the sub-transmission clutch (62) is provided at a subsequent stage of the hydraulic-mechanical transmission, and a means for detecting a shift stage of the sub-transmission device is provided. When the engine reaches the set speed, the means for tilting the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) and the means for controlling the output speed of the engine (20) are linked to maintain the set speed. And the control is performed so that the set speed is maintained only when the speed of the auxiliary transmission is a high speed, and the swash plate of the hydraulic continuously variable transmission (21) is continuously variable for forward and reverse. Tilted by turning the main speed change lever (91) The main transmission lever (91) is provided with a changeover switch (95) for changing over the auxiliary transmission, and the auxiliary transmission changeover switch (95) rotates the main transmission lever (91) to the neutral position. A traveling speed control device characterized in that a switching operation can be performed only when operated .

The travel speed control device according to claim 1, wherein the travel speed is controlled to increase or decrease while drawing a substantially cubic curve with respect to the rotation operation amount of the main speed change lever (91), and the travel speed is determined to be forward or backward. The speed was gradually increased / decreased in the low speed range, and the speed range was increased in the forward / reverse high speed range, and the speed was controlled so that the increase / decrease was the slowest at the point where the running speed was zero. A travel speed control device characterized by the above.