JP5048449B2 - 油圧変速機制御装置 - Google Patents
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Description
このようなトラクタの中には、ギア式の前後進切替機構とギア式の変速装置を備え、ハンドル下方に備えるいわゆるシャトル式前後進切替レバーにて前後進切替機構を操作するとともに、操縦席側方に備える変速レバーにて変速装置を操作するよう構成されたトラクタがある。このように、ギア式変速装置を備え、前後進切替レバーと変速レバーにて車速を操作する農業用トラクタは、主に前後進を繰り返す高負荷作業、例えばローダ作業等に利用される。
この場合、請求項4のように、制御手段が、状態切替手段を制御して第一連結部材の位置を移動許容位置から移動不許容位置へ移動させることで第二連動部材を前進位置または後進位置から中立位置へ移動させ、その後第一連結部材を移動許容位置へ移動させることで第二連動部材を中立位置から前進位置または後進位置へ移動可能な状態とすることが考えられる。このように構成すれば、第二連動部材がどの位置にあっても、第二連動部材を確実に中立位置に移動させることができる。
[第一実施形態]
図1は、農業用トラクタなどの作業車両に搭載される油圧変速機(HST)およびHSTのポジションを制御する油圧変速機制御装置の概略構成図である。また、図2は油圧変速機制御装置の概略構成図である。
油圧変速機制御装置10は、ブラケット20と、クラッチユニット30と、モータ40と、リミットスイッチ51、ポテンションメータ52および制御回路53からなる制御系50と、を備え、HST1を制御してエンジンの回転動力の伝達機能を制御する機能を有する。以下順に説明する。
次に、ブラケット20の構成を説明する。なお、図3(a)はブラケット20の平面図であり、図3(b)はブラケット20の側面図(1)であり、図3(c)はブラケットの側面図(2)である。
次に、クラッチユニット30の構成を説明する。
図2に示すように、クラッチユニット30は、クラッチケース31と、クラッチ軸A32と、手動操作レバー33と、クラッチ軸B34と、ギア35と、軸受A36と、二つの軸受けB37と、備えている。なお、図4はクラッチケース31の構成図であり、図5はクラッチ軸A32の構成図であり、図6はクラッチ軸B34、ギア35、および手動操作レバー33の構成図である。以下順に説明する。
図4(d)に示すように、クラッチケース31は鉄などの金属製であり、その一方が開口する略円柱形の筒形状に形成されている。つまり、クラッチケース31の円筒軸方向の一端には開口部31aが形成されている。また、クラッチケース31の底部31bの中央部には、挿通孔31cが形成されている。
図6(e)および図6(f)に示すように、手動操作レバー33は、金属材料によって構成され、円板状の取付部33aと、取付部33aから径方向に延出する細長い板状のレバー本体33bと、から構成されている。なお、レバー本体33bの先端部は円弧状に形成されている。この取付部33aの中央部には、その厚み方向に貫通する貫通孔33cが形成されている。なお、取付部33aの貫通孔33cの内径寸法は、クラッチ軸A32の軸部32aの外径寸法よりも若干大きく設定されている。
[クラッチ軸A32の構成の説明]
図5に示すように、クラッチ軸A32は金属材料によって構成され、円筒形状に形成された軸部32aと、軸部32aの中央部から径方向に円盤状に延出する円盤部32bとから構成される。また、このクラッチ軸A32の軸部32aには、その軸中心方向に貫通する三種の形状からなる貫通孔32cが形成されている。なお、以下の説明では、軸部32aの一端側を上端側とし、他端側を下端側とする(図5(b)参照)。
図6(a)および図6(b)に示すように、クラッチ軸B34は円板状に形成された金属材料によって構成されている。このクラッチ軸B34の中央部には、その厚み方向に貫通する貫通孔34aが形成されている。
図6(c)および図6(d)に示すように、ギア35は、金属材料によって構成され、円板状の取付部35aと、取付部35aから径方向に延出する板状のレバー35bと、から構成されている。なお、取付部35aの外径寸法は、クラッチ軸B34の突起部34bを含めた外径寸法とほぼ等しく設定されている。この取付部35aの中心部には、その厚み方向に貫通する貫通孔35cが形成されている。なお、取付部35aの貫通孔35cの内径寸法は、クラッチ軸B34の貫通孔34aの内径寸法とほぼ等しく設定されている。
次に、クラッチケース31への構成部品の組み付け手順を説明する。
まず、クラッチ軸A32の上端部に手動操作レバー33を取り付ける。具体的には、クラッチ軸A32の上端部を手動操作レバー33の貫通孔33cに挿入し、手動操作レバー33の二つの取付孔33dそれぞれを座繰(ざぐり)のある側から挿通した二つのビス(図示省略)を、クラッチ軸A32の二つの取付孔32hにそれぞれ取り付ける。続いて、上述のように手動操作レバー33が取り付けられた状態のクラッチ軸A32の上端部を、クラッチケース31の底部31bの挿通孔31cに、フランジを有する円筒形状の軸受けB37を介して挿入させる。このことにより、クラッチ軸A32が、軸受けB37を介してクラッチケース31に対して回転可能となる。このとき、手動操作レバー33のレバー本体33bが、クラッチケース31の切り欠き31dに挿通された状態となる。
モータ40は、ブラケット20のブラケット本体21に取り付けられている。具体的には、モータ40に形成された三つの取付孔(図示省略)にそれぞれ挿通した三つのビスを、ブラケット本体21に形成された三つの取付孔21gにそれぞれ取り付ける。このとき、モータ40の出力軸に連結された出力歯車41が、ブラケット本体21の開口部21dの内部に位置し、ブラケット本体21の開口部21cの内部に位置するギア35の歯車35dと噛み合う。このことにより、モータ40の出力歯車41が回転することにより、ギア35の歯車35dを介してクラッチ軸A32を回転させることができる。
[油圧変速機制御装置10をHST1に取り付ける手順の説明]
次に、油圧変速機制御装置10をHST1に取り付ける手順を説明する。まず、クラッチユニット30が備えるクラッチ軸A32の上端側貫通孔32dにトラニオン軸3の先端部を挿入する。このとき、ブラケット20のブラケット本体21の取付孔22dが、HST1の上部に形成された取付孔(図示省略)と連通するので、この取付孔22dを貫通させたボルトをHST1の取付孔に取り付ける。なお、クラッチ軸A32の下端側貫通孔32fには、ポテンションメータ52がブラケット本体21の貫通孔21bを介して装着されている。
次に、油圧変速機制御装置10の制御系50を図7のブロック図を参照しながら説明する。この制御系50では、図7に示すように、リミットスイッチ51、ポテンションメータ52、外部の危険検出センサ54および外部の過負荷作業状態検出センサ55が制御回路53に接続されている。
[油圧変速機制御処理の説明]
次に、油圧変速機制御装置10の制御回路53により実行される油圧変速機制御処理を図9のフローチャートおよび図2を参照して説明する。この処理は、制御回路53の電源が投入された際に繰り返し実行される。
ところで、先のS160にて危険信号が入力されていないと判断された場合には(S160:NO)、過負荷作業状態検出センサ55からの出力信号(警告信号)が入力されたか否かを判断する(S200)。警告信号が入力されていないと判断された場合には(S200:NO)、走行作業中に過負荷作業状態とはなっておらず、作業車両のエンジンが停止するおそれがないと判断して、S150に戻る。一方、警告信号が入力されたと判断された場合には(S200:YES)、走行作業中に過負荷作業状態となっており、作業車両のエンジンが停止するおそれがあると判断して、トラニオン軸3をニュートラル位置へ向けて所定割合だけ回転させる減速処理を実行する(S210)。具体的には、制御回路53が、サンプリングしたポテンションメータ52の出力電圧値と先に記憶した電圧値とを比較することで現在のポジション位置を電圧値で検出し、検出したポジションに応じてモータ40を回転させる方向を決定する。このとき、その計測値が先に記憶した電圧値と同じ値であるならば、トラニオン軸3がニュートラル位置にあると判断し、一方、その計測値が先に記憶した電圧値と同じ値でないならば、トラニオン軸3がニュートラル位置にはないと判断する。そして、制御回路53が、HST1の減速比の値が所定の割合だけ大きくなる際の電圧値を算出する。さらに、制御回路53が、その決定した方向へモータ40を回転させるためのモータ制御信号を出力してモータ40をその方向に回転させ、出力歯車41およびギア35を介してクラッチ軸A32を出力歯車41とは反対方向に回転させる。このとき、ポテンションメータ52の出力電圧をサンプリングし続け、その計測値が先に算出した電圧値と同じ値になったら、モータ制御信号の出力を停止してモータ40の回転を停止させ、クラッチ軸A32の回転を停止させる。この際、クラッチ軸A32の回転に伴ってトラニオン軸3も回転し、HST1の減速比の値が所定の割合だけ大きくなる。
(1)このように第一実施形態の油圧変速機制御装置10によれば、油圧変速機制御処理において、過負荷作業状態検出センサ55からの出力信号(警告信号)が入力されたと判断された場合には(S200:YES)、走行作業中に過負荷作業状態となっており、作業車両のエンジンが停止するおそれがあると判断して、トラニオン軸3をニュートラル位置へ向けて所定割合だけ回転させる減速処理を実行する(S210)。このことにより、上述の減速処理によってHST1のギヤ比が高くなるために作業車両のエンジンの回転数が一時的に高くなり、その後にエンジンにエンジンブレーキがかかってエンジンの回転数が低下して作業車両の走行速度が低下するので、走行作業中の過負荷作業状態が解消される。したがって、HST1を備えるトラクタなどの作業車両が走行作業中に過負荷作業状態となってエンジンの回転数が低下する状況となっても、運転者の操作によらずに作業車両の速度を下げてエンジン停止を回避することができる。
Claims (5)
- トラニオン軸の回転角度に応じて前進状態、後進状態または中立状態の何れかに切り替わり、前進状態である場合には駆動源の駆動力を順方向に伝達することで駆動輪を前進方向に回転させ、後進状態である場合には前記駆動源の駆動力を逆方向に伝達することで前記駆動輪を後進方向に回転させ、前進状態または後進状態から中立状態へ向けて移行するに従ってその減速比の値が大きくなるよう変化して中立状態である場合には前記駆動源の駆動力を前記駆動輪に伝達しない油圧変速機を搭載する作業車両において、当該作業車両のエンジンが停止するおそれがあることを示す警告信号を受信可能な警告信号受信手段と、
前記トラニオン軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記油圧変速機を中立状態、前進状態または後進状態の何れかの状態にあることを許容する移動許容状態と前記油圧変速機を中立状態として前進状態または後進状態への移行を許容しない移動不許容状態との間で変化させるクラッチ機構と、
前記クラッチ機構を移動許容状態と移動不許容状態との間で変化させる状態切替手段と、
前記警告信号受信手段が前記警告信号を受信した場合に、前記回転角度検出手段によって検出されたトラニオン軸の回転角度を参照しながら、前記状態切替手段を制御して前記油圧変速機の減速比の値が所定の割合だけ大きくなるまで前記クラッチ機構を移動許容状態から移動不許容状態へ向けて移行させる減速処理を実行する制御手段と、
を備えることを特徴とする油圧変速機制御装置。 - 請求項1に記載の油圧変速機制御装置において、
前記制御手段は、前記減速処理を実行した後に前記警告信号受信手段が前記警告信号を受信した場合には、前記減速処理を再度実行することを特徴とする油圧変速機制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の油圧変速機制御装置において、
前記クラッチ機構は、前記状態切替手段と連動して移動可能な第一連動部材と前記操作レバーと連動して中立状態に対応する中立位置、前進状態に対応する前進位置または後進状態に対応する後進位置の間で移動可能な第二連動部材とを有し、前記第二連動部材は被当接部を有するとともに、前記第一連動部材は前記第二連動部材の被当接部に当接可能な当接部を有し、前記第一連動部材は、前記当接部が前記被当接部に当接せずに前記第二連動部材が前進位置、後進位置または中立位置の何れかに位置することを許容する移動許容位置と前記当接部が前記被当接部に当接することで前記第二連動部材を中立位置としてそれ以外への移動を許容しない移動不許容位置との間で移動可能であり、
前記制御手段は、前記油圧変速機を前進状態または後進状態から中立状態へ移行させる場合には、前記状態切替手段を制御して、前記クラッチ機構の第一連結部材を移動許容位置から移動不許容位置へ向けて移動させることで前記クラッチ機構の第二連動部材を前進位置または後進位置から中立位置へ向けて移動させて前記クラッチ機構を移動許容状態から移動不許容状態へ向けて変化させることを特徴とする油圧変速機制御装置。 - 請求項3に記載の油圧変速機制御装置において、
前記制御手段は、前記状態切替手段を制御して前記第一連結部材の位置を移動許容位置から移動不許容位置へ移動させることで前記第二連動部材を前進位置または後進位置から中立位置へ移動させ、その後前記第一連結部材を移動許容位置へ移動させることで前記第二連動部材を中立位置から前進位置または後進位置へ移動可能な状態とすることを特徴とする油圧変速機制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載の油圧変速機制御装置において、
前記第一連動部材と前記第二連動部材とは同軸上で回転可能であり、前記当接部は、前記第二連動部材に伴って回転する前記被当接部の軌跡上に位置されていることを特徴とする油圧変速機制御装置。
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