JP4838071B2

JP4838071B2 - 作業車の変速操作構造

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Publication number: JP4838071B2
Application number: JP2006218319A
Authority: JP
Inventors: 栄治西; 啓四郎西; 敦新海
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-08-10
Also published as: JP2008039167A

Description

本発明は、人為操作される変速操作具の操作位置を検出する操作位置検出手段と、無段変速装置における変速操作部の変速操作位置を検出する変速位置検出手段と、前記無段変速装置を変速操作する変速操作手段と、前記変速操作手段の作動を制御する制御手段とを装備し、前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出と前記変速位置検出手段の検出に基づいて、前記変速操作具の操作位置に対応する変速操作位置に前記変速操作部が変速操作されるように前記変速操作手段の作動を制御するように構成してある作業車の変速操作構造に関する。

上記のような作業車の変速操作構造としては、変速レバー（変速操作具）の操作量をポテンショメータ型速度設定器（操作位置検出手段）により検出するとともに、トラニオン軸（変速操作部）の操作アームと油圧シリンダ（変速操作手段）のシリンダロッドとを連動連結し、トラニオン軸の実回動量（変速操作位置）をポテンショメータ型のフィードバックセンサ（変速位置検出手段）により検出して、このフィードバックセンサの検出値が速度設定器による設定値に合致するよう制御装置（制御手段）が油圧シリンダに対する電磁制御弁（変速操作手段）を切り換え制御するように構成したものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平７−２３６１０号公報（段落番号００１２、図１，２）

上記の構成では、トラニオン軸の実回動量（変速操作部の変速操作位置）とトラニオン軸に対する油圧シリンダの操作力（電磁制御弁に供給する電流）との間に存在するヒステリシスが考慮されていないことから、例えば、変速レバーの増速操作から減速操作への切り換えが行われた場合には、そのヒステリシスによって、トラニオン軸に対する操作力が、現在のトラニオン軸の実回動量に対する増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変化するまでの間、変速レバーの減速操作にかかわらずトラニオン軸が現在の実回動量に維持される、といったトラニオン軸の応答遅れが生じることになる。

本発明の目的は、変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力との間に存在するヒステリシスに起因した変速操作部の応答遅れが抑制された応答性の優れた変速操作を行えるようにすることにある。

上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、人為操作される変速操作具の操作位置を検出する操作位置検出手段と、無段変速装置における変速操作部の変速操作位置を検出する変速位置検出手段と、前記無段変速装置を変速操作する変速操作手段と、前記変速操作手段の作動を制御する制御手段とを装備し、前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出と前記変速位置検出手段の検出に基づいて、前記変速操作具の操作位置に対応する変速操作位置に前記変速操作部が変速操作されるように前記変速操作手段の作動を制御するように構成し、前記制御手段に、前記変速操作部の変速操作位置に対する増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との相関関係を示す相関関係データを備え、前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の現在位置を検知するとともに前記変速操作具の操作速度を算出し、これらの検知結果及び算出結果から一定時間後の前記変速操作具の推測操作位置を推測するように構成し、前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の増速操作から減速操作への切り換えを検知した場合において、その切り換えを検知したときに得られる前記変速操作具の現在位置と前記変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値未満であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変更されずに、前記変速操作具の現在位置と変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値以上であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変更されるように、前記相関関係データに基づいて前記変速操作手段の作動を制御するように構成してある。

この特徴構成では、変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力との間に存在するヒステリシスを考慮して、変速操作部の変速操作位置に対する増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との相関関係を示す相関関係データを備えるようにしているのであり、これによって、変速操作具の増速操作から減速操作への切り換えが行われると、その切り換えに基づく制御手段の制御作動で、その切り換えとともに、変速操作部の現在位置に対応する操作力が、増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に迅速に変更される。

これによって、その切り換え操作後の減速操作においては、変速操作具の操作に伴って、変速操作部に対する操作力が、変速操作具の操作位置に対応した減速操作時の操作力に変更され、変速操作部が変速操作具の操作位置に対応した変速操作位置に減速操作される。

つまり、変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力との間に存在するヒステリシスを考慮しないで、増速操作時と減速操作時とに関係なく、変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力とを対応させた場合に生じる、そのヒステリシスに起因した変速操作部の応答遅れを効果的に抑制することができる。

従って、変速操作具の増速操作から減速操作への切り換え後の減速操作時における、前記ヒステリシスに起因した変速操作部の応答遅れを効果的に抑制することができ、結果、応答性に優れた減速操作を行える。

ちなみに、前記ヒステリシスを考慮しないで、増速操作時と減速操作時とに関係なく、変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力とを対応させた場合には、変速操作具の増速操作から減速操作への切り換えを行った後の減速操作によって、変速操作部に対する操作力が、変速操作具の操作位置に応じて徐々に変更されるのであるが、前記ヒステリシスによって、変速操作部に対する操作力が、変速操作部の現在位置に対する増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変更されるまでの間は、変速操作具の減速操作にかかわらず変速操作部が現在位置に維持されることになる。そのため、変速操作具の増速操作から減速操作への切り換えを行った後の減速操作において変速操作部の応答遅れが生じることになる。

本発明のうちの請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明において、前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の減速操作から増速操作への切り換えを検知した場合において、その切り換えを検知したときに得られる前記変速操作具の現在位置と前記変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値未満であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が減速操作時の操作力から増速操作時の操作力に変更されずに、前記変速操作具の現在位置と変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値以上であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が減速操作時の操作力から増速操作時の操作力に変更されるように、前記相関関係データに基づいて前記変速操作手段の作動を制御するように構成してある。

この特徴構成では、変速操作具の減速操作から増速操作への切り換えが行われると、その切り換えに基づく制御手段の制御作動で、その切り換えとともに、変速操作部の現在位置に対応する操作力が、減速操作時の操作力から増速操作時の操作力に迅速に変更される。

これによって、その切り換え操作後の増速操作においては、変速操作具の操作に伴って、変速操作部に対する操作力が、変速操作具の操作位置に対応した増速操作時の操作力に変更され、変速操作部が変速操作具の操作位置に対応した変速操作位置に増速操作される。

従って、変速操作具の減速操作から増速操作への切り換え後の増速操作時における、前記ヒステリシスに起因した変速操作部の応答遅れを効果的に抑制することができ、結果、応答性に優れた増速操作を行える。

本発明のうちの請求項３に記載の発明では、上記請求項１又は２に記載の発明において、前記変速操作手段に備えた油圧式のアクチュエータに供給する作動油の温度を検出する油温センサを備え、前記制御手段が、作動油の温度が低いほど増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との差が大きくなるように、前記油温センサの検出に基づいて前記相関関係データを変更するように構成してある。

変速操作部の変速操作位置と変速操作部に対する操作力との間に存在するヒステリシスは、アクチュエータに供給する作動油の温度が低いほど、変速操作部の操作位置に対する増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との差が大きくなる。

そこで、請求項３に記載の発明では、上記の構成を採択しているのであり、これによって、変速操作具の増減速の切り換えが行われた場合には、制御手段が、アクチュエータに供給する作動油の温度が考慮された相関関係データに基づいて変速操作手段の作動を制御することになる。
従って、アクチュエータに供給する作動油の温度によるヒステリシスの変化を考慮した、変速操作部の応答遅れをより適正に抑制することができる良好な変速操作を行える。

本発明のうちの請求項４に記載の発明では、上記請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記変速操作具が、中立位置から前進方向及び後進方向に操作自在な変速ペダルである。

図１には、作業車の一例であるトラクタの全体側面が示されている。このトラクタは、エンジン１を防振支持する前部フレーム２の左右に前輪３を配備し、エンジン１に連結されるフレーム兼用のミッションケース４の左右に後輪５を配備し、ミッションケース４の上方に、ステアリングホイール６や運転座席７などを備える搭乗運転部８を形成して構成されている。

図２〜４に示すように、エンジン１から取り出された動力は、乾式の主クラッチ９などを介して、主変速装置として備えた静油圧式無段変速装置（無段変速装置の一例）１０に伝達される。

静油圧式無段変速装置１０から取り出される動力のうち、走行用動力は、副変速装置として備えたギヤ式変速装置１１や、前輪用差動装置１２又は後輪用差動装置１３などを介して左右の前輪３及び左右の後輪５に伝達される。ギヤ式変速装置１１は、高中低の３段に変速切り換え可能に構成されている。

静油圧式無段変速装置１０から取り出される動力のうち、作業用動力は、油圧式の作業クラッチ１４などを介して動力取出軸１５に伝達される。

ミッションケース４は、主クラッチ９などを内装する第１ケーシング部４Ａ、静油圧式無段変速装置１０などを内装する第２ケーシング部４Ｂ、作業クラッチ１４などを内装する第３ケーシング部４Ｃ、及び、ギヤ式変速装置１１などを内装する第４ケーシング部４Ｄ、などを連結して構成されている。

図２〜５に示すように、静油圧式無段変速装置１０は、第２ケーシング部４Ｂに内装したアキシャルプランジャー型の可変容量ポンプ１６やアキシャルプランジャー型の可変容量モータ１７などを備え、可変容量ポンプ１６からの非変速動力を作業用動力として出力し、可変容量モータ１７からの変速動力を走行用動力として出力する。

可変容量ポンプ１６と可変容量モータ１７は、第１油路１８及び第２油路１９を介して接続され、その接続で形成された閉回路２０に、エンジン動力で駆動されるチャージポンプ２１からのチャージ油が、チャージ油路２２やチェックバルブ２３などを介して供給される。

図１及び図４〜６に示すように、このトラクタには、搭乗運転部８に備えた変速ペダル（変速操作具の一例）２４の操作などに基づいて、可変容量ポンプ１６の斜板〔変速操作部の一例（以下、ポンプ斜板と称する）〕１６Ａを変速操作するサーボコントロール機構２５が装備されている。

変速ペダル２４は、図外のバネによる付勢で中立位置に自動復帰する中立復帰型に構成されている。

図４〜６に示すように、サーボコントロール機構２５は、ポンプ斜板１６Ａを無段階に変速操作する油圧式のポンプ用シリンダ（油圧式のアクチュエータの一例）２６、ポンプ用シリンダ２６に対する作動油の流動を制御するサーボバルブ２７、サーボバルブ２７などに対する油圧を設定圧に維持するレギュレータバルブ２８、変速ペダル２４の操作位置を検出するポテンショメータからなるペダルセンサ（操作位置検出手段の一例）２９、ポンプ用シリンダ２６の操作量からポンプ斜板１６Ａの変速操作位置（斜板角）を検出するポテンショメータからなる斜板センサ（変速位置検出手段の一例）３０、及び、ペダルセンサ２９の検出や斜板センサ３０の検出などが入力されるマイクロコンピュータを備えた制御装置（制御手段の一例）３１、などを備えて構成されている。

そして、ポンプ用シリンダ２６及びサーボバルブ２７によって、ポンプ斜板１６Ａを変速操作する変速操作手段Ａが構成されている。

ポンプ用シリンダ２６は、ポンプ斜板１６Ａを中立位置に復帰付勢する前進減速バネ３２や後進減速バネ３３とともに第２ケーシング部４Ｂに内装されている。

そして、その前進変速用の油室３４に作動油が供給されることで、前進減速バネ３２の付勢に抗してポンプ斜板１６Ａを前進増速方向に変速操作し、前進変速用の油室３４から作動油が排出されることで、前進減速バネ３２の付勢によるポンプ斜板１６Ａの前進減速方向への変速操作を許容する。

又、その後進変速用の油室３５に作動油が供給されることで、後進減速バネ３３の付勢に抗してポンプ斜板１６Ａを後進増速方向に変速操作し、後進変速用の油室３５から作動油が排出されることで、後進減速バネ３３の付勢によるポンプ斜板１６Ａの後進減速方向への変速操作を許容する。

サーボバルブ２７は、ポンプ用シリンダ２６の前進変速用の油室３４に対する作動油の流動を制御する電磁式の前進用比例バルブ３６、及び、ポンプ用シリンダ２６の後進変速用の油室３５に対する作動油の流動を制御する電磁式の後進用比例バルブ３７、などを備えて構成されている。

レギュレータバルブ２８は、パワーステアリング用の供給ポンプ３８から圧送される作動油を、作業クラッチ１４と油圧式のパワーステアリング装置３９とに、それぞれの作動に適した設定圧で分配するように構成されている。

そして、作業クラッチ１４に対する供給油路４０が接続されるレギュレータバルブ２８の圧力ポート２８Ａに、サーボバルブ２７に対する供給油路４１が接続されている。

図６に示すように、制御手段３１には、変速ペダル２４の操作位置に応じた速度に変速する変速制御手段３１Ａが備えられている。

図６及び図７に示すように、変速制御手段３１Ａは、変速ペダル２４の操作位置とポンプ斜板１６Ａの変速操作位置との相関関係を示す相関関係データとしてのマップデータ、及び、そのマップデータやペダルセンサ２９の検出などに基づいて前進用比例バルブ３６又は後進用比例バルブ３７の作動を制御する制御プログラム、などを備えて構成されている。

変速制御手段３１Ａのマップデータは、変速ペダル２４の中立位置から前進増速方向への操作量が大きくなるほど、ポンプ斜板１６Ａの中立位置から前進増速方向への操作量が大きくなり、変速ペダル２４の中立位置から後進増速方向への操作量が大きくなるほど、ポンプ斜板１６Ａの中立位置から後進増速方向への操作量が大きくなるように、変速ペダル２４の操作位置とポンプ斜板１６Ａの変速操作位置とを対応させたものである（図７参照）。

ちなみに、変速制御手段３１Ａに、上記のマップデータに代えて、変速ペダル２４の操作位置とポンプ斜板１６Ａの変速操作位置との相関関係を示す相関関係式を相関関係データとして備えるようにしてもよい。

変速制御手段３１Ａの制御プログラムは、記憶装備したマップデータとペダルセンサ２９の検出に基づいて、ペダルセンサ２９が検出した変速ペダル２４の操作位置に対応するポンプ斜板１６Ａの変速操作位置を、ポンプ斜板１６Ａの目標操作位置に設定し、その設定した目標操作位置と斜板センサ３０の検出に基づいて、ポンプ斜板１６Ａの目標操作位置に斜板センサ３０で検出される変速操作位置が一致するように、前進用比例バルブ３６又は後進用比例バルブ３７の作動を制御するように構成されている。

この制御作動によって、変速ペダル２４を中立位置に自動復帰させるだけの比較的小さい復帰力に抗して変速ペダル２４を操作することで、変速ペダル２４の操作位置に応じた速度で車体を前進又は後進させることができる。

そして、サーボコントロール機構２５は、ペダルセンサ２９の検出及び斜板センサ３０の検出に基づいて、変速制御手段３１Ａが、前進用比例バルブ３６又は後進用比例バルブ３７の作動を制御することで、ポンプ用シリンダ２６を作動させて静油圧式無段変速装置１０のポンプ斜板１６Ａを変速操作する電子式で、かつ、レギュレータバルブ２８の圧力ポート２８Ａを経由した前進用比例バルブ３６又は後進用比例バルブ３７の出力圧力でポンプ用シリンダ２６をダイレクトに駆動する直動型に構成されている。

これによって、静油圧式無段変速装置１０の閉回路２０での圧力変動やエンジン回転数の変動で圧力が変動するチャージ油路２２からの出力圧力でポンプ用シリンダ２６を駆動する場合に比較して、安定したサーボパイロット圧を得ることができ、ポンプ用シリンダ２６の作動制御を精度良く行えるようになる。

その結果、サーボコントロール機構２５を安価な直動型に構成しながらも、ペダルセンサ２９の検出及び斜板センサ３０の検出に基づいて、変速ペダル２４の操作位置に応じた速度で車体を前進又は後進させる変速制御を精度良く行わせることができる。

図６に示すように、制御手段３１には、変速ペダル２４の操作位置に応じた速度に変速する際の操作速度を設定する操作速度設定手段３１Ｂが備えられている。

図６及び図８に示すように、操作速度設定手段３１Ｂは、変速制御手段３１Ａで設定されたポンプ斜板１６Ａの目標操作位置と斜板センサ３０の検出とに基づいて、ポンプ斜板１６Ａの目標操作位置と実際の変速操作位置との偏差を算出する演算プログラム、ポンプ斜板１６Ａの目標操作位置と実際の変速操作位置との偏差と、ポンプ斜板１６Ａの操作速度との相関関係を示す相関関係データとしての複数のマップデータ、及び、それらのマップデータと演算プログラムの算出結果に基づいてポンプ斜板１６Ａの目標操作速度を設定する制御プログラム、などを備えて構成されている。

操作速度設定手段３１Ｂの各マップデータは、斜板センサ３０で検出されるポンプ斜板１６Ａの実際の変速操作位置と、変速制御手段３１Ａで設定されるポンプ斜板１６Ａの目標操作位置との偏差が大きい場合に、ポンプ斜板１６Ａの操作速度が速くなるように、又、後進時でのポンプ斜板１６Ａの偏差に対するポンプ斜板１６Ａの操作速度が、前進時でのポンプ斜板１６Ａの偏差に対するポンプ斜板１６Ａの操作速度よりも遅くなるように、ポンプ斜板１６Ａの偏差とポンプ斜板１６Ａの操作速度とを対応させたものである。

ちなみに、操作速度設定手段３１Ｂに、上記のマップデータに代えて、ポンプ斜板１６Ａの目標操作位置と実際の操作位置との偏差と、ポンプ斜板１６Ａの操作速度との相関関係を示す相関関係式を相関関係データとして備えるようにしてもよい。

操作速度設定手段３１Ｂの制御プログラムは、記憶装備したマップデータと演算プログラムの算出結果とに基づいて、算出したポンプ斜板１６Ａの偏差に対応するポンプ斜板１６Ａの操作速度をポンプ斜板１６Ａの目標操作速度に設定し、その設定した目標操作速度を変速制御手段３１Ａに出力するように構成されている。

変速制御手段３１Ａの制御プログラムは、その制御作動において、操作速度設定手段３１Ｂで設定された目標操作速度でポンプ斜板１６Ａが変速操作されるように、前進用比例バルブ３６又は後進用比例バルブ３７の作動を制御するように構成されている。

この制御作動によって、変速ペダル２４の操作に対するポンプ斜板１６Ａの応答性を高めながらハンチングの発生を抑制することができ、結果、変速ペダル２４の操作位置に応じた速度に、車速を迅速かつ正確に到達させることができる。

又、後進時でのポンプ斜板１６Ａの操作速度が、前進時でのポンプ斜板１６Ａの操作速度よりも遅くなって、後進時での静油圧式無段変速装置１０の変速操作が、前進時での静油圧式無段変速装置１０の変速操作に比較して緩やかに行われることから、前進時に比較して速度感覚をつかみ難い後進時での静油圧式無段変速装置１０の変速操作が行い易くなる。

図６に示すように、制御装置３１には、操作速度設定手段３１Ｂなどが使用するマップデータを変更するデータ変更手段３１Ｃが制御プログラムとして備えられている。

データ変更手段３１Ｃは、搭乗運転部８に備えたポテンショメータからなる調節ダイヤル４２の操作位置に基づいて、調節ダイヤル４２の操作位置が基準位置からクイック側に大きく変更されるほど、ポンプ斜板１６Ａの変速操作が速やかに行われるように、操作速度設定手段３１Ｂが使用するマップデータを、ポンプ斜板１６Ａの偏差に対するポンプ斜板１６Ａの操作速度が速くなるようにポンプ斜板１６Ａの偏差とポンプ斜板１６Ａの操作速度とを対応させたマップデータに変更する。

又、調節ダイヤル４２の操作位置が基準位置からスロー側に大きく変更されるほど、ポンプ斜板１６Ａの変速操作が緩やかに行われるように、操作速度設定手段３１Ｂが使用するマップデータを、ポンプ斜板１６Ａの偏差に対するポンプ斜板１６Ａの操作速度が遅くなるようにポンプ斜板１６Ａの偏差とポンプ斜板１６Ａの操作速度とを対応させたマップデータに変更する。

つまり、調節ダイヤル４２を操作することで、変速ペダル２４で静油圧式無段変速装置１０を変速操作する際の操作フィーリングを、運転者の好みに応じたものに変更することができ、操作フィーリングや変速操作性の向上を図ることができる。

図６及び図９に示すように、電子式のサーボコントロール機構２５でポンプ斜板１６Ａの変速操作を行うように構成すると、ポンプ斜板１６Ａの操作位置とサーボ圧力（ポンプ斜板１６Ａに対する操作力）との間にヒステリシスが発生する（図９参照）。

そのため、このヒステリシスを考慮しないで、変速ペダル２４の操作に基づく変速制御手段３１Ａの制御作動でポンプ斜板１６Ａの変速操作を行うように構成すると、変速ペダル２４による増減速の切り換え操作が行われた場合に、そのヒステリシスによるポンプ斜板１６Ａの現在位置に対する増速操作時のサーボ圧力と減速操作時のサーボ圧力との差に起因して、その差が、変速ペダル２４の操作に基づくサーボコントロール機構２５の作動で解消されるまでの間、変速ペダル２４の操作にかかわらずポンプ斜板１６Ａが現在位置に維持されることになる。

つまり、変速ペダル２４による増減速の切り換えを行った後の変速操作において、ポンプ斜板１６Ａの応答性が低下することになり、運転者に違和感を与えることがある。

そこで、図６に示すように、制御装置３１には、変速ペダル２４による増減速の切り換えが行われた場合に、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対する増速操作時のサーボ圧力と減速操作時のサーボ圧力との差を補う補正手段３１Ｄが備えられている。

補正手段３１Ｄは、ペダルセンサ２９の検出に基づいて変速ペダル２４の一定時間後の操作位置を算出する演算プログラム、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力と減速操作時のサーボ圧力との相関関係を示す相関関係データ、及び、演算プログラムの算出結果と相関関係データとに基づいてサーボバルブ２７の作動を制御する制御プログラム、などを備えて構成されている。

補正手段３１Ｄの演算プログラムは、ペダルセンサ２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の現在位置θを検知するとともに操作速度ωを算出し、それらの検知結果と算出結果から一定時間後の変速ペダル２４の操作位置β（＝θ＋ω・ｔ）を推測する。

補正手段３１Ｄの相関関係データとしては、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力Ｆａと減速操作時のサーボ圧力Ｆｂとの差Δｆを補うのに必要な、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対して増速操作時にサーボバルブ２７に供給する電流値Ｉａと減速操作時にサーボバルブ２７に供給する電流値Ｉｂとの差の値（平均値）Δｉが備えられている。

補正手段３１Ｄの制御プログラムは、演算プログラムの算出結果である推測操作位置βと現在位置θとを比較し、その差が予め設定した設定値α以上になった場合に、相関関係データに基づいて、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対する増速操作時のサーボ圧力Ｆａと減速操作時のサーボ圧力Ｆｂとの差Δｆが補われるようにサーボバルブ２７の作動を制御する。

具体的には、ペダルセンサ２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の前進増速操作から前進減速操作への切り換えを検知した場合には、そのときに得られる変速ペダル２４の現在位置θと演算プログラムの算出結果である推測操作位置βとを比較し、その差が予め設定した設定値α以上になった場合（β＜θ−α）に、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆが、増速操作時のサーボ圧力Ｆａから減速操作時のサーボ圧力Ｆｂまで迅速に低下するように、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する増速操作時のサーボ圧力Ｆａを得るための電流値Ｉａから差の値Δｉを引いて、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する減速操作時のサーボ圧力Ｆｂを得るための電流値Ｉｂまで一挙に低下させる。

ペダルセンサ２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の前進減速操作から前進増速操作への切り換えを検知した場合には、そのときに得られる変速ペダル２４の現在位置θと演算プログラムの算出結果である推測操作位置βとを比較し、その差が予め設定した設定値α以上になった場合（β＞θ＋α）に、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆが、減速操作時のサーボ圧力Ｆｂから増速操作時のサーボ圧力Ｆａまで迅速に上昇するように、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する減速操作時のサーボ圧力Ｆｂを得るための電流値Ｉｂに差の値Δｉを加えて、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する増速操作時のサーボ圧力Ｆａを得るための電流値Ｉａまで一挙に上昇させる。

ペダルセンサ２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の後進増速操作から後進減速操作への切り換えを検知した場合には、そのときに得られる変速ペダル２４の現在位置θと演算プログラムの算出結果である推測操作位置βとを比較し、その差が予め設定した設定値α以上になった場合（β＜θ−α）に、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆが、増速操作時のサーボ圧力Ｆａから減速操作時のサーボ圧力Ｆｂまで迅速に低下するように、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する増速操作時のサーボ圧力Ｆａを得るための電流値Ｉａから差の値Δｉを引いて、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する減速操作時のサーボ圧力Ｆｂを得るための電流値Ｉｂまで一挙に低下させる。

ペダルセンサ２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の後進減速操作から後進増速操作への切り換えを検知した場合には、そのときに得られる変速ペダル２４の現在位置θと演算プログラムの算出結果である推測操作位置βとを比較し、その差が予め設定した設定値α以上になった場合（β＞θ＋α）に、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆが、減速操作時のサーボ圧力Ｆｂから増速操作時のサーボ圧力Ｆａまで迅速に上昇するように、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する減速操作時のサーボ圧力Ｆｂを得るための電流値Ｉｂに差の値Δｉを加えて、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応する増速操作時のサーボ圧力Ｆａを得るための電流値Ｉａまで一挙に上昇させる。

これによって、変速ペダル２４の前進増速から前進減速への切り換え操作を行った後の前進減速操作においては、変速ペダル２４の操作に伴って、ポンプ斜板１６Ａに対するサーボ圧力Ｆａが、変速ペダル２４の操作位置に対応した前進減速操作時のサーボ圧力Ｆｂに速やかに低下するようになり、ポンプ斜板１６Ａが変速ペダル２４の操作位置に対応した前進用の変速操作位置に応答性よく減速操作されることになる。

変速ペダル２４の前進減速から前進増速への切り換え操作を行った後の前進増速操作においては、変速ペダル２４の操作に伴って、ポンプ斜板１６Ａに対するサーボ圧力Ｆｂが、変速ペダル２４の操作位置に対応した前進増速操作時のサーボ圧力Ｆａに速やかに上昇するようになり、ポンプ斜板１６Ａが変速ペダル２４の操作位置に対応した前進用の変速操作位置に応答性よく増速操作されることになる。

変速ペダル２４の後進増速から後進減速への切り換え操作を行った後の後進減速操作においては、変速ペダル２４の操作に伴って、ポンプ斜板１６Ａに対するサーボ圧力Ｆａが、変速ペダル２４の操作位置に対応した後進減速操作時のサーボ圧力Ｆｂに速やかに低下するようになり、ポンプ斜板１６Ａが変速ペダル２４の操作位置に対応した後進用の変速操作位置に応答性よく減速操作されることになる。

変速ペダル２４の後進減速から後進増速への切り換え操作を行った後の後進増速操作においては、変速ペダル２４の操作に伴って、ポンプ斜板１６Ａに対するサーボ圧力Ｆｂが、変速ペダル２４の操作位置に対応した後進増速操作時のサーボ圧力Ｆａに速やかに上昇するようになり、ポンプ斜板１６Ａが変速ペダル２４の操作位置に対応した後進用の変速操作位置に応答性よく増速操作されることになる。

つまり、電子式のサーボコントロール機構２５によって、ポンプ斜板１６Ａの操作位置とサーボ圧力との間に存在するヒステリシスを考慮したポンプ斜板１６Ａの変速操作を行えることから、そのヒステリシスに起因したポンプ斜板１６Ａの応答遅れを効果的に抑制することができ、運転者に違和感を与えることのない応答性に優れた変速操作を行えるようになる。

ところで、ポンプ斜板１６Ａの操作位置とサーボ圧力との間に存在するヒステリシスは、ポンプ用シリンダ２６に供給する作動油の温度によって影響されるものであり、その作動油の温度が低いほど、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力Ｆａと減速操作時のサーボ圧力Ｆｂとの差Δｆが大きくなる。

そこで、ポンプ用シリンダ２６に対する油圧回路には、レギュレータバルブ２８に供給される作動油の温度を検出する油温センサ４３が備えられている。

そして、補正手段３１Ｄは、レギュレータバルブ２８に供給される作動油の温度が低いほど、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力Ｆａと減速操作時のサーボ圧力Ｆｂとの差Δｆが大きくなることを考慮して、油温センサ４３の検出に基づいて、増速操作時にサーボバルブ２７に供給する電流値Ｉａと減速操作時にサーボバルブ２７に供給する電流値Ｉｂの差の値Δｉを変更するように構成されている。

詳述すると、補正手段３１Ｄには、レギュレータバルブ２８に供給される作動油の温度と、電流値の差の値Δｉを補正する補正係数との相関関係を示すマップデータが相関関係データとして備えられている。

マップデータは、作動油の温度が低いほど電流値の差の値Δｉが大きくなるように、作動油の温度と補正係数とを対応させたものである。

そして、補正手段３１Ｄの制御プログラムが、そのマップデータと油温センサ４３の検出に基づいて、そのときの作動油の温度に応じた補正係数を選択し、その補正係数を電流値の差の値Δｉに乗じて、電流値の差の値Δｉを、そのときの作動油の温度に応じた適正な値に補正するように構成されている。

つまり、レギュレータバルブ２８に供給される作動油の温度が低いほど、ポンプ斜板１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力Ｆａと減速操作時のサーボ圧力Ｆｂとの差Δｆが大きくなるのに対応して、電流値の差の値Δｉが大きい値に変更されるようになっている。

これによって、変速ペダル２４による増減速の切り換え操作を検知した場合には、ポンプ用シリンダ２６に供給する作動油の温度にかかわらず、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆを、切り換え操作後の変速操作に対応するサーボ圧力に迅速に変更することができる。

その結果、ポンプ用シリンダ２６に供給する作動油の温度によるヒステリシスの変化を考慮した、ポンプ斜板１６Ａの応答遅れをより適正に抑制することができる良好な変速操作を行えるようになる。

〔別実施形態〕

〔１〕作業車としては、田植機やコンバインあるいは草刈機やホイールローダなどであってもよい。

〔２〕無段変速装置１０としてはベルト式のものなどであってもよい。

〔３〕変速操作具２４としては変速レバーなどであってもよい。

〔４〕変速操作手段Ａとして電動シリンダや電動モータなどであってもよく、又、変速操作手段Ａに備える油圧式のアクチュエータ２６としては油圧モータなどであってもよい。

〔５〕サーボバルブ２７に高速応答バルブを採用し、変速ペダル（変速操作具）２４による増減速の切り換え操作を検知した場合には、サーボバルブ２７に対するデューティー比を変更することで、ポンプ斜板（変速操作部）１６Ａの現在位置に対応するサーボ圧力Ｆを、切り換え操作後の変速操作に対応するサーボ圧力に迅速に変更するように構成してもよい。

〔６〕補正手段３１Ｄ（制御装置３１）におけるポンプ斜板（変速操作部）１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力（操作力）と減速操作時のサーボ圧力（操作力）との相関関係を示す相関関係データとしては、マップデータや相関関係式などであってもよい。

〔７〕補正手段３１Ｄ（制御装置３１）に、ポンプ斜板（変速操作部）１６Ａの操作位置に対する増速操作時のサーボ圧力（操作力）と減速操作時のサーボ圧力（操作力）との相関関係を示す相関関係データとして、作動油の温度に対応させた複数のマップデータを備え、補正手段３１Ｄが、油温センサ４３の検出に基づいて使用するマップデータを変更するように構成してもよい。

〔８〕補正手段３１Ｄ（制御装置３１）としては、ペダルセンサ（操作位置検出手段）２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の増速操作から減速操作への切り換えを検知した場合にのみ、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対する増速操作時のサーボ圧力と減速操作時のサーボ圧力との差を補って、減速操作時でのポンプ斜板１６Ａの応答性を高めるように構成したものであってもよい。

〔９〕補正手段３１Ｄ（制御装置３１）としては、ペダルセンサ（操作位置検出手段）２９の検出に基づいて、変速ペダル２４の前進変速領域での増減速の切り換え操作を検知した場合にのみ、ポンプ斜板１６Ａの現在位置に対する増速操作時のサーボ圧力と減速操作時のサーボ圧力との差を補って、前進変速操作時でのポンプ斜板１６Ａの応答性を高めるように構成したものであってもよい。

トラクタの全体側面図トラクタの伝動構造を示す概略図トラクタの伝動構造を示す要部の縦断側面図トラクタの伝動構造を示す要部の横断平面図油圧回路図制御構造を示すブロック図変速ペダルの操作位置とポンプ斜板の変速操作位置との相関関係を示す図ポンプ斜板の偏差と目標操作速度との相関関係を示す図ポンプ斜板の操作位置とサーボ圧力との間に存在するヒステリシスを示す図

符号の説明

１０無段変速装置
１６Ａ変速操作部
２４変速操作具
２６油圧式のアクチュエータ
２９操作位置検出手段
３０変速位置検出手段
３１制御手段
４３油温センサ
Ａ変速操作手段
Ｆ現在位置に対する操作力
Ｆａ増速操作時の操作力
Ｆｂ減速操作時の操作力
Δｆ操作力の差

Claims

人為操作される変速操作具の操作位置を検出する操作位置検出手段と、無段変速装置における変速操作部の変速操作位置を検出する変速位置検出手段と、前記無段変速装置を変速操作する変速操作手段と、前記変速操作手段の作動を制御する制御手段とを装備し、
前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出と前記変速位置検出手段の検出に基づいて、前記変速操作具の操作位置に対応する変速操作位置に前記変速操作部が変速操作されるように前記変速操作手段の作動を制御するように構成し、
前記制御手段に、前記変速操作部の変速操作位置に対する増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との相関関係を示す相関関係データを備え、
前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の現在位置を検知するとともに前記変速操作具の操作速度を算出し、これらの検知結果及び算出結果から一定時間後の前記変速操作具の推測操作位置を推測するように構成し、
前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の増速操作から減速操作への切り換えを検知した場合において、その切り換えを検知したときに得られる前記変速操作具の現在位置と前記変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値未満であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変更されずに、前記変速操作具の現在位置と変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値以上であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が増速操作時の操作力から減速操作時の操作力に変更されるように、前記相関関係データに基づいて前記変速操作手段の作動を制御するように構成してあることを特徴とする作業車の変速操作構造。
前記制御手段が、前記操作位置検出手段の検出に基づいて前記変速操作具の減速操作から増速操作への切り換えを検知した場合において、その切り換えを検知したときに得られる前記変速操作具の現在位置と前記変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値未満であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が減速操作時の操作力から増速操作時の操作力に変更されずに、前記変速操作具の現在位置と変速操作具の推測操作位置との差が予め設定した設定値以上であると、前記変速操作部の現在位置に対する操作力が減速操作時の操作力から増速操作時の操作力に変更されるように、前記相関関係データに基づいて前記変速操作手段の作動を制御するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の作業車の変速操作構造。
前記変速操作手段に備えた油圧式のアクチュエータに供給する作動油の温度を検出する油温センサを備え、
前記制御手段が、作動油の温度が低いほど増速操作時の操作力と減速操作時の操作力との差が大きくなるように、前記油温センサの検出に基づいて前記相関関係データを変更するように構成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車の変速操作構造。
前記変速操作具が、中立位置から前進方向及び後進方向に操作自在な変速ペダルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業車の変速操作構造。