JP4569461B2 - トロイダル無段変速式トラクター - Google Patents

Description

本発明は、対地作業機を備え、トロイダル機構のバリエータ比を制御して無段変速走行を行うトロイダル無段変速式トラクターに関するものである。

トラクターと連結して作業を行うロータリー耕耘機等の対地作業機は、圃場が硬い場合等に作業開始当初に機体の走行方向において推進力を発生してトラクターを前方に押し出すダッシングを引き起こし、急加速等の走行の不安定化を招くので、この問題を解決する技術として特許文献１の作業車両の車速制御機構等が提案されている。
この車速制御機構は、ＨＳＴと通称される油圧モータによる無段変速機のトラニオン軸をダッシングの検出に応じて傾動制御することにより、機体の速度変動を抑えるものである。
特開平２００２−３２０４０２号公報

しかしながら、トロイダル無段変速機構のバリエータは、傾倒角による回転比で動力伝達を行うことにより、負荷変動と対応した速度変化により伝達動力を確保する伝動特性を有することから、低速における効率のよい大動力伝動を可能とする一方で、ロータリー耕耘機等の対地作業機の推進力又は抵抗力による負荷変動により、大きな車速変化を招くという問題を内包していた。

本発明の目的は、走行車速を制御して作業走行を行うための制御部を有するトロイダル無段変速式トラクターにおいて、対地作業機の作業開始による負荷変動の影響を抑えて安定した作業走行を可能とするトラクターを提供することにある。

請求項１に係る発明は、トラクターに連結されて該トラクターの走行方向において推進力又は抵抗力を生じる対地作業機（Ｒ）を備え、車速調節用トロイダル機構（５ａ）のバリエータ比を制御して作業走行を行うための制御部（Ｃ）を有するトロイダル無段変速式トラクターにおいて、
上記制御部（Ｃ）が、対地作業機（Ｒ）を上げているときは走行負荷変動に合わせた制御をし、
さらに、対地作業機（Ｒ）を下げてブレーキオフの状態の作業中か、対地作業機（Ｒ）を下げてＰＴＯがオンの状態の作業中に、上記対地作業機（Ｒ）を上げているときよりゲインを小さくして圃場の負荷変動に緩やかに対応する制御をするように構成したことを特徴とする。上記制御部の変速制御により、対地作業機の作業開始に関連してトラクターの車速の変速比が変更制御される。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記制御部（Ｃ）が、ローレジーム側またはハイレジーム側のクラッチ（２３Ｌ，２３Ｈ）がオフの場合は、ＰＴＯ独立変速モードの場合であってもＰＴＯの作動を規制するように制御すると共に、走行系に異常が発生して走行系油圧制御を停止した場合にＰＴＯ独立変速をオフするように制御することを特徴とする。上記構成により、走行クラッチが接続されていない時に作業機が下降したり、走行系異常が発生してもＰＴＯが回転しない。

請求項１の構成により対地作業機の稼動のタイミングと合わせてトラクターの車速が制御されることから、対地作業機の作業開始によっても該対地作業機の推進力又は抵抗力による負荷変動の影響を抑えて車速の急増速又は急減速が緩和され、安定した作業走行が可能となる。
また、対地作業機の稼動中は、ゲインを小さくして圃場の負荷変動に緩やかに対応することにより、走行のハンチングを防いで圃場の硬さ変化によるダッシングを防止するとともに作業を容易化することができる。

請求項２の構成により、請求項１の効果に加え、走行クラッチが接続されていない時に作業機が下降したり、走行系異常が発生したりした場合にはＰＴＯが回転せず、トラクターがむやみに走行することによる危険を防止できる。

上記技術思想に基づいて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。

最初にトラクタＴの構成について説明する。
トラクタＴは、図１に示すように、ボンネット１１内部にエンジンＥを備え、このエンジンＥの回転動力をフロントミッションケース２ａとミッドミッションケース２ｂとリヤミッションケース２ｃとからなるミッションケース２内の各種伝動装置を介して走行装置となる後輪９Ｒ、または前後輪９Ｆ，９Ｒへ伝達して走行する構成となっている。

前記エンジンＥには、ガバナ機構Ｇ近傍にアクセル位置センサを設け、エンジン出力軸１２にエンジン回転センサ１３ｂを設けている。
またトラクタＴの車体後部には、作業機昇降用油圧シリンダ１４を内装するシリンダケース１５を備え、同シリンダ１４のピストン伸縮操作によりケース両側の作業機昇降アームとなるリフトアーム３を上下回動し、三点リンク機構１６を介して対地作業機、ここではロータリ作業機Ｒを昇降する構成となっている。また前記リフトアーム３の基部には、作業機の高さを検出するセンサとしてリフトアーム角センサを設け、操縦席１７側方の作業機昇降レバー１８基部のレバー位置センサの検出角と前記リフトアーム３基部のリフトアーム角センサの検出角が一致するように、前記作業機昇降用油圧シリンダ１４を駆動する構成となっている。

また前記三点リンク機構１６の左右一側のロアリンクとリフトアーム３は、作業機ローリング用油圧シリンダ１９を介して接続され、同シリンダ１９のピストンの伸縮操作により、作業機Ｒの左右一側を上下操作して作業機Ｒの左右ローリング姿勢を調整する構成となっている。また前記ローリング用油圧シリンダ１９の駆動量は、ワイヤーを介してミッションケース２上部のストロークセンサにて検出する構成となっている。

またトラクタＴの操縦席１７の前方には、前記前輪９Ｆを左右操舵するステアリングハンドル２５を設け、この下方に車両の前後進を切り替える前後進切替レバー２６、及びエンジンＥの回転数を調節するアクセルレバーを設けている。また前記アクセルレバーの回動基部には、摩擦材を有するレバー保持機構を設けると共に、ワイヤーを介して前記エンジンＥのガバナ機構Ｇに接続する構成となっている。これにより、エンジンＥのスロットル位置を同レバーの操作位置を変更し任意の位置で保持することができる。

また前記ステアリングハンドル２５の下方には、左右ブレーキペダル７Ｌ，７Ｒ、そして車速変更用のアクセルペダル２８を設け、前記アクセルペダル２８の回動基部には、エンジン回転数を減速側へ戻すよう付勢したスプリングを設けると共に、前記アクセルレバーと同様に、ワイヤーを介して前記エンジンＥのガバナ機構Ｇへ接続する構成となっている。

これにより、前記アクセルレバーにより保持されたスロットル設定位置を下限として、アクセルペダル２８の踏み込み時にだけエンジン回転数を上昇させ、踏み込み解除時には、前記アクセルレバーで設定された元の位置に復帰する構成となっている。

尚、一般的に前記トラクタＴのような作業車両では、作業時には変速位置を低速側に設定し、アクセルレバーをエンジン高回転位置（フルスロットル位置）に設定して一定速で走行する一方、路上走行や圃場内移動時では、変速位置を高速側に設定し、アクセルレバーを低回転位置（アイドリング位置近傍）に設定し、アクセルペダル２８を踏み込んでエンジン回転数、即ち車速を調節する。

また前記ステアリングハンドル２５の前方には、液晶モニタを有するメータパネル３１を設け、この裏面にメータパネル用コントローラを備え、同コントローラに入力された情報を液晶モニタや警報ブザー３２にて報知する構成となっている。

また、トラクタＴの操縦席１７の側方には、前記作業機Ｒの高さを調整する作業機昇降レバー１８と、後述する走行系変速装置５の変速比を無段調整する変速レバー（変速操作具）６と、トラクタＴの状態が「牽引作業」か「ローダ作業」、或いは「路上走行」状態かを指定するモード切換スイッチ４、更に速度設定器２１を備える構成となっている。また前記変速レバー６の基部には、同レバー６の操作位置を検出するポテンショメータ式の変速レバー位置センサを設け、前記コントローラＣでは同レバー６の操作に応じて走行系変速装置５の出力回転を変更する構成となっている。

また前記操縦席１７の下方には、同トラクタＴの制御部Ｃとなる機能別の各種コントローラや、作業機ローリング制御に利用する傾斜センサを備える構成となっている。

次に、図２に基づいてトラクタＴの動力伝達経路について説明する。
前記エンジンＥの回転動力は、ＰＴＯ系動力として、ＰＴＯクラッチ４０及びＰＴＯ変速装置４１を介して車体後部のＰＴＯ軸４２へ伝達すると共に、走行系動力として、減速ギヤ組３５を介して変速装置５（トロイダル型無段変速部５ａ、遊星ギヤ式差動機構部５ｂ、高低切替クラッチ機構部５ｃ）と後輪デフ機構３６Ｒを介して左右後輪９Ｒ，９Ｒへ伝達すると共に、前記変速装置５にて出力された回転を前輪駆動軸３７と前輪デフ機構３６Ｆを介して左右前輪９Ｆへ伝達する構成となっている。
尚、図２中の符号３８はトラクタＴの旋回時に前輪を増速駆動させる所謂前輪増速装置を示し、等速クラッチ３８ａと増速クラッチ３８ｂとを備える構成となっている。

（変速装置）
前記走行系変速装置５について詳細に説明すると、前記トロイダル型無段変速部５ａは、図３に示すように、走行系入力軸となるバリエータ入力軸４５と、同軸４５と一体回転する２つの入力側ディスク４６ａ，４６ａと、伝動下手側の遊星ギヤ式差動機構部５ｂへ動力を伝える前記バリエータ入力軸４５の外側に設けた筒状のバリエータ出力軸４７と、同軸４７と一体の出力側ディスク４６ｂとを夫れ夫れ同一軸芯線上に備えると共に、前記入力側ディスク４６ａ，４６ａと出力側ディスク４６ｂとの間に、シリンダピストンの先端部に支持した回転ローラを複数挟持する構成（バリエータ機構）としている。そして、前記複数の回転ローラ及びシリンダピストン（以下、パワーローラ１，１…）を油圧操作で位置を変更することにより同ローラの傾倒角が変更され、前記入力側ディスク４６ａ，４６ａから出力側ディスク４６ｂへ伝わる動力伝達比が変更されてバリエータ出力軸４７の回転を変速する構成となっている。

また前記遊星ギヤ式差動機構部５ｂは、前記バリエータ出力軸４７と、伝動下手側の低速クラッチ２３Ｌへ動力を伝達する低速用出力ギヤ５１と、高速クラッチ２３Ｈへ動力を伝達する高速用出力ギヤ５２を備え、前記バリエータ出力軸４７後端部の出力用サンギヤ４７ａから前記高速用出力ギヤ５２及び低速出力ギヤ５１を夫れ夫れ常時噛み合わせる大ギヤ５４ａ及び小ギヤ５４ｂを有する３つのプラネタリギヤ５４，５４，５４を駆動する構成となっている。

また前記３つのプラネタリギヤ５４，５４，５４は、共通のキャリア５５に支持され、前記出力用サンギヤ４７ａの周りを公転する構成となっている。また前記バリエータ入力軸４５の後部に前記キャリア５５を一体回転するように設け、該キャリア５５と後側の入力側ディスク４６ａとを一体回転するように設ける。

これにより、前記パワーローラ１，１…のローラ傾倒角を変更し、バリエータ入力軸４５の回転とバリエータ出力軸４７の回転に差を付けることにより、プラネタリギヤ５４の回転が変速され、同ギヤ５４に備える高低各出力ギヤ５４ａ，５４ｂから伝達される回転が変速される。

また前記高低切替クラッチ機構部５ｃは，前記高速出力ギヤ５４ａの回転を下手側へ伝達させるために入切操作する高速クラッチ２３Ｈと、前記低速用出力ギヤ５４ｂの回転を、第一カウンター軸５６、第ニカウンター軸５７を介して伝達させるために入切操作する低速クラッチ２３Ｌを備え、両クラッチ２３Ｌ，２３Ｈを夫れ夫れの比例圧力制御弁２３ｖの送油圧調整操作によって接続圧調整する構成となっている。

これにより、前記プラネタリギヤ５４の高速出力ギヤ５４ａ若しくは低速出力ギヤ５４ｂの回転の一方を選択して、後輪デフ機構３６Ｒへの伝動軸５８を駆動する構成となっている。

以上のように構成した走行系変速装置５では、前記エンジンＥの回転をトロイダル型無段変速部５ａへ伝達し、バリエータ出力軸４７とバリエータ入力軸４５の回転を遊星ギヤ式差動機構部５ｂにて合成する。そしてこの際、前記低速クラッチ２３Ｌを入とした状態で、前記パワーローラ１の傾倒角を変更すると、出力回転を低速域内で正転から逆転に亘って無段階で変速、即ちトラクタＴを作業に適した低速域で前進と後進に亘って無段変速する構成となっている。また前記高速クラッチ２３Ｈを入とした状態で、前記パワーローラ１の傾倒角を変更すると、出力回転を正転に保ったまま高速域、即ちトラクタＴを路上走行に適した高速域で無段変速する構成となっている。

次に前記ＰＴＯ系動力について詳細に説明する。
前記エンジンＥの出力回転は、エンジン出力軸１２からフロントミッションケース２ａ前部に位置するＰＴＯ伝動ギヤ６３へ伝達され、同ギヤ６３と一体のＰＴＯ伝動軸６４にて車体後方へ伝達される。また前記ＰＴＯ伝動ギヤ６３には、回転方向を一方向に規制するワンウェイクラッチ６６を備える構成となっている。これにより、例えば前記エンジンＥ停止時のエンジン出力軸１２の振戻しやＰＴＯ軸４２からの付き回りにより、同ギヤ６３及びこれと常時噛み合うギヤ及び同ギヤと一体の軸の逆転を防止することができ、ひいては前記入出力側ディスク４６ａ，４６ｂ間に挟持された前記ローラを安定して保持することができる。

また前記ＰＴＯ伝動軸６４の後部には、傘歯車状のポンプ駆動ギヤ６７を設け、同ギヤ６７を駆動することでミッドミッションケース２ｂ上面に備えた第三ポンプＰ３を駆動する構成となっている。またＰＴＯ伝動軸６４上には、側面視、前記高低切替クラッチ機構部５ｃと後輪デフ機構３６Ｒ間にＰＴＯクラッチ４０を設け、同クラッチ４０にて入切操作された回転をＰＴＯ正逆切替装置６９にて正転、逆転に切り替えて、伝動下手側のＰＴＯ変速装置４１へ伝達する構成となっている。またこのＰＴＯ変速装置４１は、低、中、高の三段変速可能なコンスタントメッシュギヤ式変速機構であり、前記操縦席１７近傍のＰＴＯ変速レバーのシフト操作によりギヤを切り替える構成となっている。

（変速機油圧系）
次に図４に基づいて走行系変速装置の油圧構成について説明する。
前記トラクタＴのフロントミッションケース２ａは、内部に中壁７１を形成し、前方の区画に前記ＰＴＯ伝動ギヤ６３、ワンウェイクラッチ６６とトロイダル型無段変速部５ａを内装すると共に、後方の区画に前記遊星ギヤ式差動機構部５ｂと高低切替クラッチ機構部５ｃと、前記ポンプ駆動ギヤ６７及びＰＴＯクラッチ４０等を内装する構成となっている。また前記前方の区画には、前記各パワーローラ１のシリンダ室へ送り込む特殊作動油を充填すると共に、後方の区画には、トラクタＴの他のアクチュエータ、例えば昇降用油圧シリンダ１４やローリング用油圧シリンダ１９用の標準作動油を充填する構成となっている。

また専用の油圧ポンプＰ３により、前記特殊作動油をフロントミッションケース２ａの前方の区画から吸い上げ、回路下手側にて二手に分岐し、パワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂそれぞれに比例流量制御弁６２，６２及び逆止弁と絞りから成るダンパ機構７５を介してパワーローラ１のシリンダピストン室に接続する構成となっている。また前記二本のパワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂは、夫れ夫れの比例流量制御弁６２とダンパ機構７５との間の油路同士を、逆止弁を備えたシャトル弁７６にて接続し、同シャトル弁７６にて高圧側の回路から圧油の一部を取り出し、同圧油を回路下手側に備えたリリーフバルブ７７の開度を開放するパイロット圧として利用する構成としている。

また前記パワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂには、前記パワーローラ１，１…のシリンダ室へ接続する油路と並列して、前記同様、高圧側の回路から圧油の一部を取り出す第二のシャトル弁７９を備え、同弁７９から取り出された圧油をリリーフバルブ８０で一定圧に保った状態で前記入出力側ディスク４６ａ，４６ｂを軸方向において互いに接近する方向へ押す所謂エンドロード圧に利用する構成となっている。これにより、比例流量制御弁６２にて作動油を送りパワーローラ１，１…を駆動する際、これに連動して入出力側ディスク４６ａ，４６ｂの押圧力を適度に増加するので、過剰なローラの滑りを防止して円滑に変速することができる。

（制御構成）
制御装置は、その制御構成図を図５に示すように、制御部Ｃの入力側に、前後進切換レバー２６のレバー位置を検出するＦ、Ｒのリニヤシフトセンサ２６ｆ、２６ｒ、変速位置信号を入力する変速レバー６用センサ、走行モード切換スイッチ４、作業速度選択用の速度選択スイッチ２１、左右ブレーキペダル７Ｌ，７Ｒ用センサ、エンジン回転センサ１３ｂ、バリエータ入力回転センサ４６ａ、バリエータ出力ディスク回転センサ４６ｂ、パワーローラ駆動シリンダの圧力センサ６２ｓ、ハイ・ロークラッチの圧力センサ２３ｓ、アクセルペダル２８用センサ、後輪９Ｒの回転を検出する車速センサ８２等の信号を入力し、また、出力側に、モニタの表示装置３１、パワーローラ１の傾倒角を調節する比例流量制御弁ソレノイド６２、Ｈｉ−Ｌｏクラッチの制御弁ソレノイド２３ｖ等を接続して駆動制御する。、

上記構成の制御部Ｃにより、機体の走行を停止する際は、低速系レジームにより停止速と対応する変速比となるギヤードニュートラル位置にバリエータ５ａのパワーローラ１を傾動制御する。このように制御することにより、主クラッチを要することなく、変速伝動装置を構成することができる。また、エンジン始動時においては、ギヤードニュートラル位置への進退制御を含む始動制御を行う。

路上走行の際は、アクセルペダル２８の踏込み位置と対応してパワーローラ１の傾倒角により規定されるトロイダル型バリエータ５ａの回転比と、その回転出力レジームをＨｉＬｏクラッチ２３Ｈ，２３Ｌの切替えにより、アクセルペダル２８の踏込み操作と対応してトラクタの走行車速を変更する。

（ロータリ作業制御）
ロータリ作業を行う場合は、ロータリが接地した瞬間のダッシング（急増速）や急減速を抑えるために、上記制御装置により、対地作業機Ｒの稼動のタイミングと合わせてバリエータ比を変更してトラクターの車速を制御する。

具体的には、図６のフローチャートに示す制御処理を行う。すなわち、設定車速の読み込み処理（Ｓ１ａ）と設定バリエータ比の計算処理（Ｓ１ｂ）の後、作業機Ｒが下降の場合は、作業機下降開始判定処理に基づき、開始時に減速タイマをセットし、開始後はカウントを増加して減速タイマがカウントアップするまでの間（Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄ）について設定バリエータ比の所定値減速設定処理（Ｓ３）をし、そのバリエータ比となるようにローラシリンダの圧力制御処理（Ｓ４ａ〜Ｓ４ｅ）を行う。

上記制御処理は、図７（ａ）のモード切替スイッチによる「作業」から「ロータリ」作業を選択することによって適用され、対地作業機Ｒの稼動のタイミングと対応してバリエータ比が変更制御される。すなわち、設定バリエータ比は、ユーザが設定したエンジン定格回転数における車速（例えば２ｋｍ／ｈ）から計算して決定し、作業機が下降開始した時点から一定時間（例えば１〜２秒）は設定バリエータ比を小さく設定してトラクターを抑速する。具体的には、図７（ｂ）のバリエータ比の制御線図に示すように、作業機の下降時点Ｔ０から所定の待ち時間経過後の一定時間（Ｔ１〜Ｔ２）はバリエータ比を減速側（Ｒ１→Ｒ２）に変更制御する。上記待ち時間（Ｔ０〜Ｔ１）は下降速度により調整する。

このようにして、ダッシングの少ない固定式のギヤ変速による従来の４輪駆動トラクターと同程度にまでダッシングを抑えることができるので、負荷を受けるとバリエータが動いて変速比が変化するというトロイダル式無段変速機構の特性を改善して走行の安定化を図ることができる。

また、別の制御方法として、ロータリＲの上げ下げの動作に応じて、定速制御またはペダル変速操作の目標車速を徐々に変更するように制御処理し、すなわち、ロータリＲの下降時にダッシングと対抗して負のトルクを出力し、一方、ロータリＲの上昇時の旋回動作中に大きな正トルクを出力することにより、ダッシングの防止と作業性の向上を図ることができる。

すなわち、作業機の上げ下げに応じ、旋回中は走行負荷変動に合わせて大きなゲインにより敏感に制御し、一方、ロータリＲが下がった瞬間は目標車速の半分に設定し、その後ある一定時間の経過を待って通常の設定速度制御に復帰するように制御部を構成する。

その具体的な処理手順は、図８のフローチャートに示すように、旋回判定処理（Ｓ１１）によって該当すればゲインによる敏感制御処理（Ｓ１１ａ）を行い、非該当なら作業機下げの判定処理（Ｓ１２）により該当すれば所定時間ｔ１を経過するまで目標車速を半分に設定処理（Ｓ１３，Ｓ１４）し、その後通常速度制御処理（Ｓ１５）で元に復帰するように構成する。

また、上記処理手順において、作業機下げの上記判定処理（Ｓ１２）に代えてロータリＲがある位置以下に下がったことについての判定処理をし、または、目標車速を半分とする上記設定処理（Ｓ１３）に代えてギヤードニュートラル制御処理をすることによっても、上記同様にダッシングを防止することができる。

また、前記処理手順における目標車速を半分とする前記設定処理（Ｓ１３）について、ＰＴＯのオン判定を条件として加入し、ＰＴＯの回転に応じて目標車速を徐々に変更することにより、ダッシングを防止することができる。

また、上記ゲイン変更制御については、ロータリＲの上げ下げの動作に応じてゲインを変更制御し、すなわち、旋回中は走行負荷変動に合わせて敏感な制御、大きなゲインにて制御し、一方、ロータリによる耕耘作業中は、ゲインを小さくして圃場の負荷変動に緩やかに対応することにより、走行のハンチングを防いで圃場の硬さ変化によるダッシングを防止するとともに作業を容易化することができる。

上記の他に、ゲイン変更制御については、上記ロータリＲの上げ下げとともにブレーキのオン・オフを条件に加え、ロータリＲを下げてブレーキオフの状態の作業中に限りゲインを小さくし、また、上記ロータリＲの上げ下げとともにＰＴＯの入り切りを条件に加え、ロータリＲを下げてＰＴＯがオンの状態の作業中に限りゲインを小さくすることにより、圃場の負荷変動に緩やかに対応し、走行のハンチングを防いで圃場の硬さ変化によるダッシングを防止するとともに作業を容易化することができる。この場合において、低ゲインによる制御は、必要によりロータリＲの下げ信号が入ってから一定時間内に限定し、その後、元に戻すようにしても良い。

また、トラクターの定車速制御または定バリエータ比制御については、ロータリ作業モード時のリフトアーム下降の瞬間から後の一定時間につき、正転ロータリの場合に減速側に、逆転ロータリの場合に増速側にバリエータの圧力（Ｓ１，Ｓ２）を制御する。

詳細には、作業機Ｒが上昇しているときは設定値と測定値との差（誤差）に応じて操作量を計算してＰＩ制御出力する。作業機Ｒが下降した場合は、図９の圧力線図に示すように、下降の瞬間（Ｔ１〜Ｔ２の１〜２秒間）は、正転ロータリの時に強制的なＳ１圧力増（Ｐ１→Ｐ２）によって減速側、逆転ロータリの時に強制的なＳ２圧力増によって増速側に制御する。このようにバリエータを制御することにより、受ける負荷によってバリエータが動いて変速比が変化するトロイダル式無段変速トラクターのロータリ作業におけるダッシングおよび急激な減速ショックを低減することができる。

また、上記バリエータ比制御においては、リフトアームの下降の後の一定時間について制御感度（ゲイン）を高く構成してもよい。具体的には、図１０のゲイン線図に示すように、ＰＩ制御により、作業機Ｒが下降（作業機昇降信号が下降）したときから一定時間（Ｔ１〜Ｔ２）についてゲインを高く（Ｇ１→Ｇ２）した後に元のゲインＧ１に戻す。このように制御することにより、作業機Ｒが下降した直後の大きなゲインＧ２により、ロータリＲからトラクターＴを押す力が作用しても、それによる車速増大を低減することができ、その後は元のゲインＧ１によりハンチングを抑えることができる。

（ＰＴＯ制御）
次に、ＰＴＯ制御について説明する。
ＰＴＯ制御については、ローレジーム、ハイレジームのクラッチセンサ２３ｓ、ＰＴＯクラッチ制御弁等を加えた制御構成に基づき、ローレジーム側またはハイレジーム側のクラッチ２３Ｌ，２３Ｈがオフの場合は、ＰＴＯ独立変速モードの場合であってもＰＴＯの作動を規制するように制御をする。

詳細には、図１１のフローチャートのように、ギヤードニュートラルの判定処理（Ｓ２１）、リニヤシフト２６ｆ、２６ｒによる前後進切換レバーの中立判定処理（Ｓ２２）、ローレジーム側クラッチのＯＮ処理（Ｓ２３）、クラッチ切換状態がクラッチオン（例えば２０ｋｇ以上）であるかを判定するクラッチステータスＯＮ判定処理（Ｓ２４）、作業機上昇によりＰＴＯを自動オフするＰＴＯオートの判定処理（Ｓ２５）、作業機下げ判定処理（Ｓ２６）の各ステップによってＰＴＯのオン・オフを制御（Ｓ２７ａ，Ｓ２７ｂ）する。

従来のトラクターではメインクラッチを切っておくだけでよかったが、メインクラッチがないトロイダル型変速トラクターＴにおいては、作業機がロータリＲ等の回転するものである場合は、走行クラッチが接続されていない時に作業機が下降してＰＴＯが回転すると、ＰＴＯの力で走行して危険である。そこで、上記のようにローまたはハイのレジーム切替えクラッチ２３Ｌ，２３Ｈがオフの場合は、ＰＴＯの作動を規制制御することにより、上記問題を解消することができる。

次に、走行系異常時におけるＰＴＯ制御については、走行系に異常が発生して走行系油圧制御を停止した場合については、ＰＴＯ独立変速もオフするように制御する。その具体的な制御手順は、図１２のフローチャートに示すように、前記同様のクラッチステータスＯＮ判定処理（Ｓ２４）からＰＴＯ制御処理（Ｓ２７ａ，Ｓ２７ｂ）に続けて、エラー発生判定処理（Ｓ２８）により、該当すればＰＴＯオフおよびロークラッチ又はハイクラッチオフの処理（Ｓ２９、Ｓ３０）を行う。

トロイダル変速では、クラッチのスリップエラー等が発生した場合はクラッチをオフし、ローラシリンダ圧（Ｓ１・Ｓ２）の制御も停止するが、この時、ロータリ作業を行っていてＰＴＯが回転していたらその力で走行して危険である。そこで、走行系異常が発生したら、走行系油圧をオフにするとともに、ＰＴＯクラッチ４０をオフするように制御することによって上記問題を解消することができる。

（定レシオ制御）
次に、前記定レシオ制御の別例について説明する。
定レシオ制御については、前後進を判定するリニヤシフト信号２６ｆ、２６ｒ等を加えた制御構成に基づき、前進側のみに定レシオ制御を限定し、後進側はアクセルペダル２８による速度操作による制御に切換える。

具体的には、図１３のフローチャートに示すように、前後進を判定するリニヤシフトレバー位置検出判定処理（Ｓ３１）により、前進時は、制御モードが定バリエータ比モードを条件（Ｓ３２，Ｓ３３）とする一連の変速処理（Ｓ３４ａ〜Ｓ３４ｇ）により設定されたバリエータ比で走行し、後進はアクセルペダル２８によって決定されるトルクに基づいてバリエータを制御（Ｓ３５ａ〜Ｓ３５ｄ）する。

上記制御構成は、図１４のバリエータ比線図（ａ）のように、後進速度はオペレータの意志に任せるモードを設置することにより、前進より後進を速くしたい場合に利便性の向上を図ることができる。この場合において、前進時のバリエータ比は、モード切換パネル構成図（ｂ）の設定ダイヤルで設定する。

また、定車速制御についても、上記定レシオ制御に準じて、図１５のフローチャートに示すように、制御モードが定車速モードを条件（Ｓ３２，Ｓ３３ａ）とする一連の処理（Ｓ３６ａ〜Ｓ３６ｄ）により設定された定車速で走行制御を行う。
このような制御構成は、図１６の車速線図のように、前記定レシオ制御に準じて機能することにより前記同様の効果を得ることができる。

（ＰＴＯ伝動係）
次に、ＰＴＯ伝動係の構成について説明する。
ＰＴＯ伝動係の構成については、一軸タイプの遊星機構５ｂを有し、低速高速の切換クラッチ５ｃを用いて減速比を変更するトロイダルトラクターにおいて、遊星キャリアからＰＴＯ動力を取出すために、図１７の要部拡大軸線展開図に示すように、キャリア５５とＰＴＯギヤ４０ｇが別素材であり、キャリアフロントにスプライン４０ｓを構成する。この場合、ＰＴＯクラッチ４０をバリエータ５ａの後方でキャリア５５の前方に配置する。また、バリエータ５ａと遊星部５ｂのオイルは別々であり、ＰＴＯクラッチ４０は遊星部５ｂのオイルを使用する。

（制御メモリ処理）
次に、制御メモリ処理について説明する。
制御メモリ処理については、図１８のフローチャートに示すように、要求ある場合において不揮発メモリに記憶してあるセンサの基準値を書き込む際（Ｓ４４ａ）に、既にメモリに記憶してある値とこれから書き込もうとしている値を比較（Ｓ４２〜Ｓ４３）し、その差が大きい（例えば、Ａ／Ｄ値５０以上）時は、不揮発メモリの書き込みを行わず、「○○センサ取付け不良」の旨を液晶パネルに表示（Ｓ４４ｂ）する。

上記不揮発メモリの書き込みに際し、アナログセンサの取付けが不十分であったり、取付け位置がずれていたりした際に、そのセンサ位置を不揮発メモリに記憶してしまうと制御が正常に行えない。ペダル位置センサやトラニオン位置センサなどの走行系に関わるセンサは本機が暴走する恐れもあり危険であることから、上記処理を行うことによって上記不安を解消し、誤ったセンサ位置を不揮発メモリに書込むことを防止できる。また、オペレータに対してペダル位置センサやトラニオン位置センサの取付け位置がずれていることを通知することができる。

（フットアクセル）
次に、フットアクセルについて説明する。
フットアクセルは、ロッドの取付けプレート上にケーブルホルダも構成することにより、ある程度のペダル踏み込みによりエンジン回転数を上昇することができる。
トロイダルトラクターTのフットアクセル２８は、図１９の要部斜視図、図２０の平面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、その回動支点上にポテンショセンサ２８ｐを取付けてアクセル開度の信号をコントローラCに入力するように構成し、そのフットペダル２８とセンサ回動支点をつなぐロッド２８ｒの取付けプレート２８ｔ上に現行のケーブル方式のスプリング２８ｓを取付けて共用使用する。また、スプリング２８ｓの引っ掛けプレートにケーブルホルダも構成する。スプリング２８ｓは、ロッド２８ｒの邪魔にならないように、連動動作する取付け支点に配置する。

このように構成することにより、従来のケーブルによるエンジン回転数の上昇とトロイダルミッションによる変速制御を共に使用することができる。例えば、トロイダルミッションの変速がＨ速ＭＡＸになった後にケーブルによるエンジン回転数が上昇するように構成できる。通常は、エンジン回転を抑えて燃料消費量を最小にし、トルクが足りない場合はスピードが落ちるので、さらにスピードあるいはトルクを要求する場合は、エンジン回転数が上がるようにする。

また、ポジションセンサ２８ｐにつながるハーネス２８ｗ等を考慮した場合、フロアFの下方向から差し込むのがよく、そのために、アーム（センサ）にコの字プレート２８ｋを使用することにより、フロアF下のサブアセンブリをセンサ回動支点上にコンパクトにまとめることができる。また、スプリング２８ｓによりフットアクセルセンサに踏み応え感を出すことができる。

（定速モード）
次に、定速モードの制御について説明する。
定速モードにおけるローラシリンダに印加する背圧は、ペダル踏込みにより変速操作するトルク制御モードより高く設定する。例えば、図２１（ａ）のスイッチパネルの操作によって「定速」モードにすると、図２１（ｂ）の圧力線図に示すように、背圧を所定値増加して印加するように構成する。これにより、ロータリ、プラウ等の定速作業時は背圧を高くし、負荷に対する応答性を向上させて作業性能を優先し、一方、路上走行時等はローラシリンダの背圧を低くし、燃費を優先する最適な性能を得ることができる。

また、別の背圧制御例として、図２２のスイッチパネル（ａ）の操作による「作業」選択時において、圧力線図（ｂ）に示すように作業機が下降したら背圧を上昇させる制御処理を制御部に構成することにより、負荷変動の大きい作業時は背圧を高くして負荷に対する応答性を向上させ、作業性能を向上するとともにダッシングを防止できる。その一方、作業以外は不必要な圧力印加はやめて燃費を向上させることができる。

定速モードへの移行については、図２３（ａ）のスイッチパネルのモード選択手段で他のモードから定速モードに移行したときは、同図（ｂ）のペダル値線図に示すように、車速変更ペダル２８の位置が所定値以下の値から所定値以上に変化したときに定速制御を開始する制御処理を制御部に構成する。この場合は、走行モードを「定速」に切換えても車速変更ペダル２８を踏まないと定速制御に移行しないことから、安全性向上、高速走行から低速設定車速に移行したときに急激な減速を防止することができる。

また、別の定速モードへの移行処理については、所定車速以上の車速で走行中に図２４（ａ）のスイッチパネルにより「定速」モードを選択した場合は、同図（ｂ）の車速線図に示すように、車速が定速モードで設定された車速以下になってから定速制御を開始する制御処理を制御部に構成する。このように構成することによっても安全性を向上することができる。

（ロータリモード）
次に、ロータリ作業における走行制御について説明する。
ロータリ作業については、図２５（ａ）のスイッチパネルの操作による「ロータリ作業」モード時おいて、同図（ｂ）の圧力線図に示すように、リフトアーム３の上昇時は定車速制御に、また、リフトアーム３の下降時は定バリエータ比制御に切換える制御処理を制御部に構成する。車速設定はスイッチパネルの車速設定ＶＲで行う。定レシオ制御時の車速は定格エンジン回転数における車速を設定することにより目標バリエータ比を計算する。定車速はボリウムで設定した値となる。
上記構成により、ロータリ作業において、耕耘時は耕耘ピッチを等しく保つ定レシオ制御、旋回時はエンジン回転に関係なく一定速でくるっと回れる定車速制御とすることで、作業性、作業フィーリングを向上することができる。

また、ロータリ作業においては、耕耘負荷によるＰＴＯ回転数の変動に追随してバリエータを制御して車速を制御できるように構成し、ＰＴＯ回転数に対する車速比を自在に変更できる変速比設定手段を設ける。この変速比設定手段の代わりに、図２６（ａ）のスイッチパネルのように「耕耘ピッチ」の設定でもよい。

基本的には、同図（ｂ）のフローチャートに示すように、バリエータ比が一定になるようにローラシリンダの圧力（Ｓ１，Ｓ２）を制御する（Ｓ４１〜Ｓ４４）。車速比は、例えば、エンジンが２５００ｒｐｍ時基準で車速１〜４ｋｍ／ｈの範囲をボリウムで設定できるようにすれば、エンジンとＰＴＯ回転数は比例する。このように構成することにより、作業精度が向上し、耕耘ピッチが一定になることから、従来の如く、エンジンの回転に関係なく車速を一定に制御するとピッチが変化するという問題を解決することができる。

農用トラクタの側面図である。 変速伝動装置の伝動系統展開図である。 変速伝動装置の軸線展開断面図である。 変速伝動装置の油圧制御回路図である。 制御装置の入出力構成図である。 バリエータ比制御のフローチャートである。 スイッチパネル構成図（ａ）およびバリエータ比の制御線図（ｂ）である。 別例のフローチャートである。 圧力線図である。 ゲイン線図である。 ＰＴＯ制御のフローチャートである。 別例のフローチャートである。 定レシオ制御についてのフローチャートである。 バリエータ比線図（ａ）およびモード切換パネル構成図（ｂ）である。 定車速制御についてのフローチャートである。 定車速制御についての車速線図である。 要部拡大軸線展開図である。 制御メモリ処理のフローチャートである。 フットアクセル部の要部斜視図である。 フットアクセル部の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 スイッチパネル（ａ）および圧力線図（ｂ）である。 別例のスイッチパネル（ａ）および圧力線図（ｂ）である。 別例のスイッチパネル（ａ）およびペダル値線図（ｂ）である。 定速制御のスイッチパネル（ａ）および車速線図（ｂ）である。 ロータリ作業のスイッチパネル（ａ）および圧力線図（ｂ）である。 スイッチパネル（ａ）およびフローチャート（ｂ）である。

１ パワーローラ
３ リフトアーム
３ｓ リフトアーム角センサ
４ 走行モード切換スイッチ
５ 走行系変速装置
５ａ トロイダル型バリエータ（無段変速部）
１４ 作業機昇降用油圧シリンダ
１８ｓ レバー位置センサ
１８ 作業機昇降レバー
６２ 比例流量制御弁
Ｃ 制御部
Ｅ エンジン
Ｒ ロータリ作業機（対地作業機）
Ｔ トラクタ

Claims (2)

1. トラクターに連結されて該トラクターの走行方向において推進力又は抵抗力を生じる対地作業機（Ｒ）を備え、車速調節用トロイダル機構（５ａ）のバリエータ比を制御して作業走行を行うための制御部（Ｃ）を有するトロイダル無段変速式トラクターにおいて、
   上記制御部（Ｃ）が、対地作業機（Ｒ）を上げているときは走行負荷変動に合わせた制御をし、
   さらに、対地作業機（Ｒ）を下げてブレーキオフの状態の作業中か、対地作業機（Ｒ）を下げてＰＴＯがオンの状態の作業中に、上記対地作業機（Ｒ）を上げているときよりゲインを小さくして圃場の負荷変動に緩やかに対応する制御をするように構成したことを特徴とするトロイダル無段変速式トラクター。
2. 前記制御部（Ｃ）が、ローレジーム側またはハイレジーム側のクラッチ（２３Ｌ，２３Ｈ）がオフの場合は、ＰＴＯ独立変速モードの場合であってもＰＴＯの作動を規制するように制御すると共に、走行系に異常が発生して走行系油圧制御を停止した場合にＰＴＯ独立変速をオフするように制御することを特徴とする請求項１に記載のトロイダル無段変速式トラクター。

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