JP4506108B2 - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両の変速制御装置の構成に関し、特に１つの変速装置を手動で切り替えると、他の変速装置の変速位置を予め設定された変速位置へ自動で切り替える変速制御装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農用トラクタ等の変速装置においては、従来、シンクロメッシュ式の主変速装置を増速ボタンと減速ボタンのスイッチ操作によって切替制御する例が知られている（特許文献１参照）。この変速制御装置は、オペレータがボタン操作により多段の主変速を切替えることにより、作業に合った目的速度に調節することができる。また、エンジン始動時の初期シフト位置を最低速に設定することにより、急発進等の予期せぬ事態を回避することができる。
【特許文献１】
特開平０７−２１７７２９号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、作業対応性を向上するために多様な走行速度が求められ、この多様な走行速度を実現するべく変速装置の多段化が進んだ結果、特に、高速域の作業を開始する際は、エンジン始動後の最低速の初期シフト位置から目標のシフト位置まで主変速を切替えるために多くのスイッチ操作を要することとなり、操作性が悪いという問題が顕著となっていた。
【０００４】
本発明の目的は、目的のシフト位置までの煩わしい切替操作を要することなく、変速後に能率良く目的のシフト位置を選択制御することができる車両の変速制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジン（ｃ）の回転動力をミッションケース（ｊ）内の変速装置に伝達し、この変速装置で減速された動力を前輪（ａ）と後輪（ｂ）とに伝達すると共に、前記変速装置は、前段側の第一主変速装置（ｇ）、後段側の第二主変速装置（ｄ）及び副変速装置（ｅ）を備え、前記第一主変速装置（ｇ）と第二主変速装置（ｄ）はアクチュエータ（１１ａ，１１ｂ，ｇ１，ｇ２）の駆動を介して切り替えられる構成とし、前記第一主変速装置（ｄ）と第二主変速装置（ｇ）の変速位置を設定する変速操作部（７ａ，７ｂ）を設け、この変速操作部（７ａ，７ｂ）の設定信号に基づいて切替指令を出力し前記第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）の変速位置を切り替える制御部（１）を備え、前記副変速装置（e）は、第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）とは異なり、アクチュエータの駆動を介さずに手動で変速位置を切り替えられる構成とし、前記制御部（１）では、前記副変速装置（ｅ）の変速操作に連動して第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）の変速位置を予め設定された初期変速位置へ自動で切り替える変速制御手段を備えた作業車両において、前記制御部（１）には、前記初期変速位置を、前記副変速装置（ｅ）の変速位置毎に変更する変更操作部（４，５）、及び変更後の変速位置を記憶する記憶手段（１ａ）を設けると共に、変更されていない前記副変速装置（ｅ）の変速位置を一括して初期変速位置（Ｄ）に変更設定できる構成としたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成の変速制御装置は、特定の高速位置だけの初期変速位置を変更し、他の変速位置は、通常走行に合わせて一括して上記初期変速位置（Ｄ）に変更することができる。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の作業車両の変速制御装置は以下の効果を奏する。
上記構成の作業車両の変速制御装置は、作業に良く使用する変速位置、例えば、農業用トラクタであれば、前記副変速装置（ｅ）が３段、更にそれ以上構成されているにも関わらず、主にローダ作業等、運搬作業専用で使用する車両であれば、特定の高速位置だけの初期変速位置を変更し、他の変速位置は、通常走行に合わせて一括して変更することができるので、前記初期変速位置の変更操作を軽減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
本発明に係る車両の変速制御装置は、農用トラクタ等の走行伝動用変速装置の変速制御に適用される。農用トラクタは、図２の側面図のように、機体の前後部に夫々前輪ａと後輪ｂを備え、ボンネット内に搭載したエンジンｃの回転動力をミッションケースｊ内の変速装置に伝達し、この変速装置で適宜減速された動力を前輪ａと後輪ｂとに伝達するとともに、後部のＰＴＯ軸ｋを介して作業機Ｋ１に出力するように構成している。また、オペレータによる操作のために、ステアリングハンドルｈの前側に運転状態を表示するモニタｍ、下部に前後進切替のリバースレバーｎとアクセルペダルｐ、ミッションケースｊの上部に設けた操縦席９の脇に変速レバー７等が配置される。
【００１０】
変速装置は、図３の伝動系統展開図に示すように、前段側の第一主変速装置（第一変速装置）ｇ、後段側の第二主変速装置（第一変速装置）ｄ、副変速装置（第二変速装置）ｅを中心に構成される。第一主変速装置ｇは変速用アクチュエータとなる内部ピストンを備えた低速クラッチｇ１と高速クラッチｇ２により増速と減速の２速が切替えられ、第二主変速装置ｄは変速用アクチュエータとなる油圧シリンダ１１ａ、１１ａ及び油圧クラッチ１１ｂ、１１ｂにより前段側の４速ギヤ組ｄ１から後段側の１速ギヤ組ｄ４が切替えられ、変速レバー７に組み込んだ増速スイッチ７ａと減速スイッチ７ｂによりこれら第一主変速装置ｇと第二主変速装置ｄがシフト操作される。第一主変速装置ｇと第二主変速装置ｄの間には、前後進切換機構ｆが前進クラッチｆ１と後進クラッチｆ２によって機体の進行方向を前後に切り換え可能に介設する。副変速装置ｅは変速レバー７によって３速に切替えられる。
【００１１】
これらの変速部の入力側には、主クラッチｔを介してエンジンｃから動力を受ける。副変速装置ｅの出力側は後輪デフｒに伝動され、後輪デフｒの伝動系にはブレーキ装置ｒ１を備えてアクチュエータｒ２により制動するとともに後輪を駆動する。また、副変速装置ｅの出力は、分岐前輪増速装置ｓに分岐されて前輪デフｓ１に伝動する。作業機動力は、エンジンｃから分けてＰＴＯクラッチｕに受け、ＰＴＯ変速装置ｖを介してＰＴＯ軸ｗに出力される。
【００１２】
このように構成することにより、トラクタの変速構成は、図４に示す変速装置の全２４速の変速位置から所定の速度に調節することができる。詳しくは、「Ｈ」「Ｍ」「Ｌ」の３つの車速帯域を、変速レバー７による手動操作で選択し、増速スイッチ７ａと減速スイッチ７ｂの押し操作によって、制御部となるコントローラ１の指令を介して１速から８速の主変速装置のギヤポジションから１つの変速位置を選択する構成となっている。
【００１３】
変速制御部は、図１の入出力系統図に示すように、コントローラ１の入力側に、前記油圧シリンダ１１ａ、１１ｂの作動位置を検出する主変速センサ２、変速レバー７の操作位置を検出する副変速センサ３、操縦席９の下方に設けられ、車両の各種駆動部の作動を牽制させて検査状態に設定するチェックカプラ（変更操作部）４、前記車両が検査状態に設定された状態で、更にコントローラ１内部の設定値や制御プログラムの変更を可能とする状態に設定する調整ギボシ（変更操作部）５、エンジン始動スイッチ６、増速スイッチ７ａと減速スイッチ７ｂとから成る変速スイッチのほかに各種のセンサと接続して信号を受け、また、コントローラの出力側に、１速から４速までの第二主変速装置ｄの切替ソレノイド群１１、前後進切換機構ｆを切り換える前進と後進の切替ソレノイド群１２、第一主変速ｇの高速クラッチ（ｇ２）低速クラッチ（ｇ１）の切替操作を行う増切替のＨｉ−Ｌｏソレノイド１３、その他の機器の駆動部と接続して制御指令を出力する。
【００１４】
前記増速スイッチ７ａ、減速スイッチ７ｂは、車速帯域を手動で選択操作する変速レバー７のグリップ部に備えられ、増速と減速の操作信号を送る。この増速、減速の操作信号に応じて第一主変速ｇのＨｉ−Ｌｏソレノイド１３と第二主変速ｄの切替ソレノイド群１１へ切替信号が送られ、主変速装置の変速位置が切り替えられる。これらのスイッチ７ａ、７ｂと変速レバー７の操作により、変速走行に際してワンレバーで自在に操作することができる。
【００１５】
本発明の車両の変速制御装置は、図５の変速制御の制御プログラム（変速制御手段）の概要に示すように行なわれる。すなわち、副変速装置の切替えと自動変速位置変更についてチェックし（Ｓ１〜Ｓ３）、条件に該当する場合は、後述の図６（ａ）に従い、副変速装置に応じて主変速位置を設定位置に切替え（Ｓ４〜Ｓ７）、自動変速位置変更に該当しない場合は、後述の図６（ｂ）の初期変速位置に従って主変速位置を切替える（Ｓ８）。さらに変速スイッチ７ａ，７ｂの操作がなされた場合は、従来通り、その操作に応じて主変速位置を１速増減速する（Ｓ１１〜Ｓ１３）ように制御する。
【００１６】
上記構成の車両の変速制御装置は、所定の初期状態の条件が満たされると初期状態判別部の信号によりシフト位置設定部から得た設定シフト位置を初期処理部がシフト指令部に送ることにより、初期状態において、変速操作を要することなく所定のシフト位置に変速装置が切替えられる。
【００１７】
したがって、作業に適した設定シフト位置を別途設定しておくことにより、変速装置の伝動比が多段に選択可能な場合において、たとえば、エンジン始動時やシフト指令のための操作信号を受けていない時等の所定の初期状態からの変速操作を要することなく、設定の伝動比により能率良く作業を開始することができる。すなわち、オペレータの意図に応じて一番都合のいい（使用頻度の高い）シフト位置に設定することができ、たとえば、主変速８速の場合、最高速の８速で走行したいとすると、従来ではエンジン始動の度に７回も増速ボタンを操作する必要があったが、そのような煩わしさを回避することができる。
【００１８】
前記コントローラでは、変速装置の伝動比帯域を選択する副変速部の副変速位置別に処理し、すなわち、副変速位置別に自動変速位置および初期状態の判別による自動変速処理をする。具体的には、図６（ａ）の設定シフト位置に示すように、３速Ｌ，Ｍ，Ｈの副変速と対応して主変速位置Ａ，Ｂ，Ｃを設定した場合に、Ｌ速についての初期状態、すなわち、Ｌ速位置でエンジン始動した時、中立ＮからＬ速にシフトした時、Ｍ速からＬ速にシフトした時、Ｈ速からＬ速にシフトした時に主変速をＡ速にシフトする。同様に、Ｍ速についての初期状態では主変速をＢ速にシフトし、Ｈ速についての初期状態では主変速をＣ速にシフトする。その他、中立Ｎ位置でエンジン始動した時はＤ速にシフトする。このようにコントローラを構成することにより、副変速シフト位置別に独立してシフト処理されることから、副変速位置に応じて主変速のジャンプ位置が決められてその伝動比帯域と対応するシフト位置に変速装置が切替えられるので、作業対応の緊密化を図ることができる。
【００１９】
尚、前記Ｄ速は、変更されていない副変速装置ｅの初期変速位置に対し、一括して初期位置を変更設定できる初期変速位置である。したがって、作業に良く使用する変速位置、例えば、農業用トラクタであれば、副変速装置ｅが３段、更にそれ以上構成されているにも関わらず、主にローダ作業等、運搬作業専用で使用する車両であれば、特定の高速位置だけの初期変速位置を変更し、他の変速位置は、通常走行に合わせて一括して変更することができるので、前記初期変速位置の変更操作を軽減することができる。
【００２０】
従来は、図６の（ｂ）に示すように、変速時の速度差が少なくなるように、すなわち、副変速を増速側に操作した場合（Ｌ→Ｍ、Ｍ→Ｈ、Ｌ→Ｈ）は主変速を最低速（１速）、減速側に操作した場合（Ｈ→Ｍ、Ｍ→Ｌ、Ｈ→Ｌ）は最高速（主変速８速の例では８速）に自動変速していたが、本件の構成とすることにより、副変速位置の切替に応じて、その初期状態からの煩わしい変速操作を要することなく、オペレータの意図した所定の伝動比により能率良く対応する作業を開始することができる。
【００２１】
シフト位置設定部は、設定のための所定の条件を満たした時に、変速装置に備えたシフト位置センサ２，３により検出されたシフト位置信号を受け、このシフト位置信号を設定シフト位置として設定するように構成する。このシフト位置設定部により、設定のための条件が満たされた時は、シフト位置センサによりその時の変速装置のシフト位置がシフト位置設定部に設定されるので、シフト位置を入力するための特段の入力手段を要することなく、スイッチ操作等のシフト位置設定のための操作のみにより、多段のシフト位置から設定シフト位置として入力することができる。
【００２２】
設定のためのプログラム処理手順は、▲１▼前記チェックカプラ４が非接続状態（論理＝"Ｈ"）であり、▲２▼通常時非結合状態の調整ギボシ５が接続状態から非接続状態（Ｈ→Ｌ）になり、▲３▼その状態が２秒以上継続したことをもってシフト位置記憶モードに移行し、その時の主変速位置をＥＥＰＲＯＭ１ａ（記憶手段＝電源を落としても消えないメモリ）に記憶する。また、その時の副変速の位置毎の別のエリアに記憶する。記憶終了と同時にブザー出力（２秒）を１回行う。誤書き込み防止のため、本書き込みモードは電源投入１回につき１回のみとする（２回目を実行するには、一度電源をＯＦＦする）。
【００２３】
自動変速位置を変更する際の具体的な操作手順は、▲１▼エンジン始動スイッチを電源オフとし、▲２▼調整ギボシ５を予め抜いておき、▲３▼メインキーオンでエンジンを始動し、▲４▼変更したい副変速位置および主変速位置にし（たとえば、Ｍ→Ｈの時の主変速位置を４速にしたい場合は、副変速をＨ速にして主変速を位置を４速にする）、▲５▼チェックカプラを抜き、▲６▼変更用ギボシを接続し、▲７▼上記操作後、約２秒後に２秒間ブザーが鳴れば記憶が完了し、▲８▼メインキーをオフにし、▲９▼チェックカプラを接続して終了する。再度他の変速位置を変更したい場合は▲１▼〜▲９▼をもう１回行う。したがって、シフト位置記憶モードに移行するためには、▲１▼チェックカプラを外し、▲２▼調整ギボシを接続し、▲３▼調整ギボシを外して２秒以上その状態を保持するという３段構えの操作を条件とすることにより、誤操作等による条件成立の可能性を低く抑えることができる。
【００２４】
上記に対して従来は、１本のデジタル入力ともう１本の跳ね返り式スイッチ等を使用したデジタル入力が共にＬで電源投入が行われた時に対象のセンサの値を記憶する例があった。このように、シフト位置を記憶しようとした場合には、エンジンが始動していて油圧が駆動し主変速出力が行われている必要があるので、このような仕様では不適切であった。また、簡単にシフト位置記憶モードに移行する点も不適切であったが、上記構成により、突入条件を意図的に行うことを条件化することによってそのような課題をクリヤすることができる。
【００２５】
また、ＥＥＰＲＯＭ１ａに記憶した変更された自動変速位置は、別に設けている主変速位置センサの初期調整を行うモードに突入した時に、各データをリセットして工場出荷状態（ＦＦ［ｈ］）に戻すように構成する。
【００２６】
仮に、ＥＥＰＲＯＭ１ａに記憶したシフト位置をリセットするための専用モード（操作）を設け、それを行うまでリセットされないようにした場合、例えば、緊急対応で別の機械からコントローラを借用した場合に、エンジン始動時及び副変速操作時に別の機械で別のオペレータが設定したシフト位置に出力されてしまうこととなり、オペレータの意図していないシフト位置で走行開始するので、非常に危険である。
【００２７】
一般に、主変速位置センサ２，２の初期調整は、コントローラ交換時（初めて実機に搭載するときも含む）、及び、主変速位置センサ２，２交換時に必ず行う調整であることから、上記のタイミングで同時に自動変速位置もリセットするようにすることで、コントローラ借用時も、記憶シフト位置は必ず初期出荷状態に戻るので、上記不具合が解消されるとともに、別のモードを設けることによる煩雑化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両の変速制御装置の変速制御部の入出力系統図
【図２】 本発明に係る車両の変速制御装置の適用対象となる農用トラクタの側面図
【図３】 本発明に係る車両の変速制御装置の制御対象となる多段変速装置伝動系統展開図
【図４】 図３の変速装置の変速組合わせテーブル
【図５】 変速制御部の変速制御処理の１例を示すフローチャート
【図６】 副変速位置別の設定主変速位置（ａ）と初期主変速位置（ｂ）
【符号の説明】
１ 制御部（コントローラ）
１ａ ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
２ 主変速センサ
３ 変速レバー
３ 副変速センサ
４ チェックカプラ（変更操作部）
５ 調整ギボシ（変更操作部）
７ 変速レバー
７ａ，７ｂ 変速スイッチ（変速操作部）
１１ 主変速ソレノイド
１１ａ 油圧シリンダ
１１ｂ 油圧クラッチ
１３ Ｈｉ−Ｌｏソレノイド
ｄ 第二主変速装置（第一変速装置）
ｅ 副変速装置（第二変速装置）
ｇ 第一主変速装置（第一変速装置）

Claims (1)

1. エンジン（ｃ）の回転動力をミッションケース（ｊ）内の変速装置に伝達し、この変速装置で減速された動力を前輪（ａ）と後輪（ｂ）とに伝達すると共に、
   前記変速装置は、前段側の第一主変速装置（ｇ）、後段側の第二主変速装置（ｄ）及び副変速装置（ｅ）を備え、
   前記第一主変速装置（ｇ）と第二主変速装置（ｄ）はアクチュエータ（１１ａ，１１ｂ，ｇ１，ｇ２）の駆動を介して切り替えられる構成とし、
   前記第一主変速装置（ｄ）と第二主変速装置（ｇ）の変速位置を設定する変速操作部（７ａ，７ｂ）を設け、
   この変速操作部（７ａ，７ｂ）の設定信号に基づいて切替指令を出力し前記第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）の変速位置を切り替える制御部（１）を備え、
   前記副変速装置（e）は、第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）とは異なり、アクチュエータの駆動を介さずに手動で変速位置を切り替えられる構成とし、
   前記制御部（１）では、前記副変速装置（ｅ）の変速操作に連動して第一主変速装置（ｄ）及び第二主変速装置（ｇ）の変速位置を予め設定された初期変速位置へ自動で切り替える変速制御手段を備えた作業車両において、
   前記制御部（１）には、前記初期変速位置を、前記副変速装置（ｅ）の変速位置毎に変更する変更操作部（４，５）、及び変更後の変速位置を記憶する記憶手段（１ａ）を設けると共に、
   変更されていない前記副変速装置（ｅ）の変速位置を一括して初期変速位置（Ｄ）に変更設定できる構成としたことを特徴とする作業車両の変速制御装置。

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