JP5051196B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両の変速制御装置に関するものであり、特に、変速装置の変速位置を現位置からアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式操作部を備えた車両の変速制御装置に関するものである。
従来、農業用トラクタをはじめとする此種車両には、特開平4−259248号公報に示されるように、変速装置の変速位置を現位置からアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部を備え、この変速操作部のスイッチ信号に応じてアクチュエータを駆動させて前記変速装置を切換えるものが知られている。
しかし、前記変速装置のギヤ組合せを多くして変速位置を多段化する場合、最低速位置から最高速位置まで変速するには前記変速操作部を複数度に亙って押す必要があり、所望の変速位置に変速されるのに時間がかかり、且つ、スイッチ操作が煩雑で操作性が悪いという不具合があった。また、1回のスイッチ操作で複数段アップ若しくはダウンさせるように構成することも可能であるが、車体走行中に車速差大の変速をすると変速装置のシンクロメッシュ装置が同期できず、変速装置が故障したり変速後の車速が急変して危険である。
特開平4−259248号公報
そこで、変速装置の変速位置を現位置からアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部を備えた車両に於いて、多段化した変速位置に対して変速操作を簡易化するとともに、車体走行時の変速操作における車速の急変を防止して安全性を確保するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、第1変速装置(41)と第2変速装置(43)とを組合わせて主変速パターンを形成する変速装置であり、この主変速パターンを現位置からアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部(36)を備えた車両の変速制御装置であって、
前記第1主変速装置(41)は高低2段の変速位置を有し、前記第2変速装置(43)は、少なくとも3段以上の変速位置を有し第1主変速装置(41)と連携して切換えることにより少なくとも6段以上の主変速パターンを構成し、
前記スイッチ式変速操作部(36)の押し操作毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせる第1変速制御状態に、或いは、
前記スイッチ式変速操作部(36)の押し操作中の規定時間毎に1段ずつアップ若しくはダウンさせる第2変速制御状態に設定する制御手段(30)を備え、
車体後部にリンク装置(15)を介して作業機(16)を装着し、
車体が走行中であるときに、作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を牽制して第1変速制御状態を可能にしたことを特徴とする車両の変速制御装置、
及び、車体が走行停止中且つ作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の車両の変速制御装置、
及び、前記第1変速装置(41)と第2変速装置(43)とを組合わせてなる主変速パターンの現位置を、副変速装置(44)を変速する変速レバー(18)の近くに設けたインジケータ(37)に表示するように構成したことを特徴とする請求項2に記載の車両の変速制御装置を提供するものである。
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項1記載の発明は、車体が走行中であるときに、作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を牽制して第1変速制御状態を可能にしたので、多段化した変速装置の変速操作を、安全性を確保しながら簡易且つ迅速に行うことができるようになる。
請求項2記載の発明は、車体が走行停止中且つ作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を可能に構成したので、多段化した変速装置の変速操作を、安全性を確保しながら簡易且つ迅速に行うことができるようになる。
請求項3記載の発明は、第1変速装置(41)と第2変速装置(43)とを組合わせてなる主変速パターンの現位置を、副変速装置(44)を変速する変速レバー(18)の近くに設けたインジケータ(37)に表示するように構成したので、変速位置を容易に認識できる。
特に、変速レバー(18)を操作しながら変速位置を認識できる。
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
トラクタの側面図。 変速レバーを示す斜視図。 変速装置のインジケータを示す正面図。 動力伝動系の線図。 油圧回路図。 変速制御系のブロック図。 変速装置の変速パターンを示す一覧図。 変速制御手順を示すフローチャート、その1。 変速制御手順を示すフローチャート、その2。
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図1は車両の一例として農業用トラクタ10を示し、車体の前部にエンジン11を搭載し、該エンジン11の回転動力を後述するようにミッションケース12内の各種変速装置により適宜変速した後に、後輪13または前後輪14,13へ伝達するように構成してある。車体の後部にはリンク装置15を介してロータリ等の作業機16を牽引する。
一方、運転席17の近傍には変速操作を行うための変速レバー18や、作業機16の高さを変更するポジションレバー19等の各種レバーと、耕深制御スイッチ20や旋回制御スイッチ21等の各種スイッチ類が設けられている。該運転席17の前方にはハンドルポスト24が設けられ、このハンドルポスト24にステアリングハンドル25が装着されている。該ステアリングハンドル25を回転操作することにより、操向輪である前輪14が回向して車体が旋回する。
また、ハンドルポスト24の側面に前後進切換えレバー26を突設し、ステアリングハンドル25の前方にメータパネル27を設けるとともに、該ステアリングハンドル25の下方にクラッチペダル28や左右ブレーキペダル(図示せず)等のペダル類を設ける。尚、符号30は後述の制御手段であるコントローラ、31は作業機の高さを検出するリフトアーム角センサである。
図2は前記変速レバー18を示し、該変速レバー18はh字型のレバーガイド34から上方に突出され、「高速」「中速」「低速」の3段の変速パターンを有し、該変速レバー18をレバーガイド34に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置44がリンク機構を介して「高速」「中速」「低速」の何れかに手動で切換わるように構成されている。また、該変速レバー18の把持部には、後述の第1主変速装置41を「高速」「低速」の何れかにアップ若しくはダウン指令するスイッチ式第1変速操作部35と、該第1主変速装置41と後述の第2主変速装置43とを連携して組合わせた主変速パターンを、現位置からアップ若しくはダウンする1対のモーメンタリスイッチからなる第2変速操作部36とを備えてある。
前記第1変速操作部35は、水平方向に1対のモーメンタリスイッチ35a,35bを設けてアップ若しくはダウン指令するものであるが、シーソー式のモーメンタリスイッチでアップ若しくはダウン指令するもの、或いは、1個のモーメンタリスイッチにて操作する都度交互にアップ若しくはダウン指令をするものであってもよい。また、前記第2変速操作部36は、上下方向に1対のモーメンタリスイッチ36a,36bを設けてアップ若しくはダウン指令するものである。そして、変速レバー18の近くに変速位置のインジケータ37を設け、第1主変速装置41と第2主変速装置43とを連携して組合わせた主変速パターンの現位置がどこであるかを表示する。
或いは、図3に示すように、前記メータパネル27内にインジケータ38を設け、第1主変速装置41と第2主変速装置43とを連携して組合わせた主変速パターンの現位置と、副変速装置44の副変速パターンの現位置とを同時に表示するようにしてもよい。後述するように、第1主変速装置41は高低2段の変速パターンを有し、第2主変速装置43は少なくとも3段以上、本実施の形態では4段の変速パターンを有する。従って、第2主変速装置43の4段が夫々高低に切換え可能となって、第1主変速装置41と第2主変速装置43とを連携して組合わせた主変速パターンは、少なくとも6段以上、本実施の形態では8段の変速パターン(第1速〜第8速)を有することになり、更に、副変速装置44は3段の副変速パターン3段を有する。
図4は動力伝動系の線図であり、図5は油圧回路図、図6は変速制御系のブロック図である。前記エンジン11の回転動力は、クラッチハウジング内の主クラッチ40にて断続操作され、順次ミッションケース12内の第1主変速装置41、前後進切換え装置42、第2主変速装置43、副変速装置44へと伝達するように構成されている。
第1主変速装置41は、「高速」「低速」二つのギヤ組45,46を切換えるための湿式多板形のHi−Loクラッチ47を有する変速装置であり、制御手段であるコントローラ30によりHi−Loクラッチバルブ48を「高速」位置に切換えれば、前記Hi−Loクラッチ47がHi側に「入」となり、一方のギヤ組45を介して動力が「高速」で伝達される。また、Hi−Loクラッチバルブ48を「低速」位置に切換えれば、前記Hi−Loクラッチ47がLo側に「入」となり、前記一方のギヤ組45よりも減速比の高い他方のギヤ組46を介して動力が「低速」で伝達される。このように、第1主変速装置41は高低2段の変速位置を有し、該第1主変速装置41で変速された回転動力は前後進切換え装置42に伝達される。
前後進切換え装置42は、「前進」「後進」二つのギヤ組49,50を切換える湿式多板形の前後進クラッチ51を有する変速装置であり、前述の前後進切換えレバー26が前進側に操作されているときは前進操作位置スイッチ52がオンとなり、コントローラ30から前後進バルブ54の前進ソレノイドに信号が送られて、前後進クラッチ51の前進用クラッチが「入」となり、一方のギヤ組49を介して前進方向回転にて動力が第2主変速装置43に伝達される。
これに対して、前後進切換えレバー26が後進側に操作されているときは後進操作位置スイッチ53がオンとなり、コントローラ30から前後進バルブ53の後進ソレノイドに信号が送られて、前後進クラッチ51の後進用クラッチが「入」となり、カウンタギヤを含む他方のギヤ組50を介して後進方向回転にて動力が第2主変速装置43に伝達される。そして、前後進切換えレバー26が中立位置にあるときは前進操作位置スイッチ52及び後進操作位置スイッチ53の双方がオフで前後進クラッチ51が「切」となり、回転動力が遮断されて第2主変速装置43に伝達されない。
第2主変速装置43は、四つのギヤ組からなるシンクロメッシュギヤ式変速装置であり、前後進切換え装置42から出力された回転動力を、動力上手側から4速ギヤ組56、3速ギヤ組57、2速ギヤ組58、1速ギヤ組59の何れか一つを通じて副変速装置44へ伝達する。4速ギヤ組56と3速ギヤ組57との駆動側ギヤ間にはシンクロメッシュ機構を有するシフタリングを設け、このシフタリングを変速用アクチュエータである第1変速用油圧シリンダ60の伸縮により前後スライドさせるように構成し、これと同様に、2速ギヤ組58と1速ギヤ組59との駆動側ギヤ間にもシンクロメッシュ機構を有するシフタリングを設け、このシフタリングを変速用アクチュエータである第2変速用油圧シリンダ61の伸縮により前後スライドさせるように構成してある。
コントローラ30から主変速「3−4速」バルブ62の4速ソレノイドに信号が送られると、第1変速用油圧シリンダ60の伸長により、前記4速ギヤ組56を介して動力が伝達されて「4速」となり、主変速「3−4速」バルブ62の3速ソレノイドに信号が送られると、該第1変速用油圧シリンダ60の収縮により、前記3速ギヤ組57を介して動力が伝達されて「3速」となる。また、コントローラ30から主変速「1−2速」バルブ63の2速ソレノイドに信号が送られると、第2変速用油圧シリンダ61の伸長により、前記2速ギヤ組58を介して動力が伝達されて「2速」となり、主変速「1−2速」バルブ63の1速ソレノイドに信号が送られると、該第2変速用油圧シリンダ61の収縮により、前記1速ギヤ組59を介して動力が伝達されて「1速」となる。このように、前記第2主変速装置43は「1速」から「4速」までの4段の変速位置を有し、該第2主変速装置43で変速された回転動力は副変速装置44へ伝達される。
副変速装置44は、前記変速レバー18の手動操作によりリンク機構を介して切換えるスライディングメッシュギヤ式変速装置となっており、「低速」「中速」のギヤ組65,66と、「高速」(直結)のギヤ組67との3段の変速位置を有している。前記第2主変速装置43で変速された回転動力は、この副変速装置44にて更に変速される。
ここで、前記第2主変速装置43には、ギヤ組合わせを検出する手段として主変速「1−N−2速」位置センサ68と、主変速「3−N−4速」位置センサ69とが設けられ、副変速装置44にはギヤ組合わせを検出する手段として副変速「低速」位置センサ70と、副変速「中速」位置センサ71と、副変速「高速」位置センサ72とが設けられている。これらのセンサ68乃至72の検出信号はコントローラ30に送られる。尚、符号73は前記クラッチペダル28の踏み込み操作を検出するクラッチペダルセンサ、74は車体の走行速度を検出する車速センサ、75は車体が走行状態か作業状態かを指定する手段としての走行/作業切換えスイッチである。また、76は作業機16を昇降させるリフトシリンダ、77はステアリングハンドル25の回転操作により作動するパワーステアリング装置、78は前輪14へ伝達する動力を「等速」若しくは「増速」に切換える四駆切換えクラッチ、79L,79Rは左右の後輪を独立して制動する左右のブレーキシリンダである。
そして、前記副変速装置44で変速された回転動力は、リヤデファレンシャル装置81を経てリヤアクスルの減速ギヤ82にて減速され、後輪13が駆動される。また、前記副変速装置44で変速された回転動力は四駆切換えクラッチ78にも伝達され、該四駆切換えクラッチ78にて「等速」或いは「増速」に切換えられた後、フロントデファレンシャル装置84を経てフロントアクスルの減速ギヤ85にて減速され、前輪14が駆動される。更に、エンジン11の回転動力は主クラッチ40の前段にてPTO系に分岐され、PTOクラッチ86にて断接されて順次PTO逆転装置87、PTO変速装置88を経て、車体後部に突設されたPTO取出し軸89に伝達される。
斯くして、図3及び図7に示すように、第1主変速装置41と第2主変速装置43とを連携して8段の主変速パターンが得られ、更に、副変速装置44の副変速パターン3段を組合わせて、24段の変速パターンを得ることができる。そして、前述の変速レバー18の把持部に設けた第1変速操作部35の操作により、第1主変速装置41が「高速」若しくは「低速」のどちらかに切換わり、第2主変速装置43の変速パターンが「1速」乃至「4速」の何れに位置している場合であっても、第2主変速装置43の現位置は切換えずに第1主変速装置41の変速パターンのみを現位置からアップ若しくはダウンすることによって、変速段が1段アップ若しくはダウンする。例えば、連携された主変速パターンが「1段目」のときに第1変速操作部35のHiスイッチ35aを押圧操作すれば主変速パターンが「2段目」にアップし、また、例えば主変速パターンが「6段目」のときに第1変速操作部35のLoスイッチ35bを押圧操作すれば主変速パターンが「5段目」にダウンする。
一方、変速レバー18の把持部に設けた第2変速操作部36の操作により、第1主変速装置41と第2主変速装置43とを連携して組合わせた主変速パターンを現位置からアップ若しくはダウンさせる。この第2変速操作部36の増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bを押圧操作したときは、後述する車体の走行状態や作業状態に応じて、コントローラ30が前記増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bの押し操作毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせる第1変速制御状態に、或いは、前記増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bの押し操作中の規定時間毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせる第2変速制御状態に設定する。
本実施の形態では、前記第1変速制御状態では前記増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bの押し操作毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせるが、前記スイッチの押し操作毎に現位置から2段以上の複数段ずつアップ若しくはダウンさせるようにしてもよい(第3変速制御状態)。また、第2変速制御状態では前記増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bの押し時間毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせるが、前記スイッチの押し時間毎に現位置から2段以上の複数段ずつアップ若しくはダウンするようにしてもよい(第4変速制御状態)。
いま、第1変速制御状態である場合、例えば主変速パターンが「1段目」のときに第2変速操作部36の増速スイッチ36aを押圧操作すれば主変速パターンが「2段目」にアップし、主変速パターンが「2段目」のときに該増速スイッチ36aを押圧操作すれば主変速パターンが「3段目」にアップする。また、例えば主変速パターンが「6段目」のときに第2変速操作部36の減速スイッチ36bを押圧操作すれば主変速パターンが「5段目」にダウンし、主変速パターンが「5段目」のときに該減速スイッチ36bを押圧操作すれば主変速パターンが「4段目」にダウンする。
これに対して、第2変速制御状態である場合は、例えば主変速パターンが「1段目」のときに第2変速操作部36の増速スイッチ36aを連続的に押圧操作すれば、規定時間毎に主変速パターンが「2段目」「3段目」……と順次1段ずつアップする。また、例えば主変速パターンが「7段目」のときに第2変速操作部36の減速スイッチ36bを連続的に押圧操作すれば、規定時間毎に主変速パターンが「6段目」「5段目」……と順次1段ずつダウンする。
ここで、油圧クラッチ(Hi−Loクラッチ47)を有した第1主変速装置41と、シンクロメッシュ機構を有した第2主変速装置43とを組合わせた動力伝達系では、前記第2変速操作部36による変速操作では、シフタリングの移動時間の中にシンクロメッシュ機構の同期時間等があるため変速にやや時間がかかる。従って、前記第1変速操作部35の操作にてHi−Loクラッチ47を切換える変速操作のほうが、短時間で変速パターンをアップ若しくはダウンさせることができる。
次に、図8及び図9に従って、本発明の変速制御装置の制御手順について説明する。先ず各種スイッチやセンサ類の読込みを行い(ステップ101)、車速センサ74によって検出した車速が規定値以下である場合(ステップ102)、或いは、クラッチペダルセンサ73の検出により主クラッチ40が「断」である場合(ステップ103)、或いは、前後進切換えレバー26が中立位置にあり前進操作位置スイッチ52と後進操作位置スイッチ53の双方がオフである場合(ステップ104)、或いは、副変速装置の各位置センサ70乃至72がすべてオフである場合(ステップ105)の何れか一つが検出された場合は、コントローラ30は車体が走行系動力伝動が遮断されていると判別し第2変速操作部35の連続操作受付フラグをセットする(ステップ107)。続いて、リフトアーム角センサ31の信号から作業機16の高さを検出し、作業機16が上昇中であれば非作業状態であると判断して2段飛びフラグをセットし(ステップ108→109)、作業機16が下降していれば作業状態であると判断して2段飛びフラグをリセットする(ステップ108→109)。或いは、各種センサの検出に代えて、走行/作業切換えスイッチ75の設定操作にて走行中か作業中かを判別してもよい。
そして、前記第2変速操作部36の増速スイッチ36aが操作されたときは「変速」出力に「Up」を設定し(ステップ111→112)、減速スイッチ36bが操作されたときは「変速」出力に「Dn」を設定する(ステップ113→114)。ステップ115では前記連続操作受付フラグの有無を判別し、連続操作受付フラグがないときはステップ116に進み、2段飛びフラグの有無を判別する。ステップ116に於いて2段飛びフラグがセットされていないときは、スイッチ操作中に1回だけ「変速」出力を実行し、「Up」若しくは「Dn」に応じて変速目標を1段だけアップ若しくはダウンさせる第1変速制御状態となる(ステップ118)。ステップ116に於いて2段飛びフラグがセット中のときは、スイッチ操作中に1回だけ「変速」出力を実行し、「Up」若しくは「Dn」に応じて変速目標を2段アップ若しくはダウンさせる第3変速制御状態となる(ステップ119)。
一方、ステップ115で前記連続操作受付フラグがあるときはステップ117に進み、ステップ117に於いて2段飛びフラグがセットされていないときは、スイッチ操作中の規定時間毎(例えば0.5sec毎)に「変速」出力を実行し、「Up」若しくは「Dn」に応じて変速目標を1段ずつアップ若しくはダウンさせる第2変速制御状態となる(ステップ120)。ステップ117に於いて2段飛びフラグがセット中のときは、スイッチ操作中の前記規定時間毎に「変速」出力を実行し、「Up」若しくは「Dn」に応じて変速目標を2段ずつアップ若しくはダウンさせる第4変速制御状態となる(ステップ121)。而して、ステップ118乃至121にて決められた現在の変速目標位置に基づいて変更目標位置をセットし、変速完了時の各バルブ目標位置をセットする(ステップ122)。
即ち、車体が走行中であるときに、作業機16が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を牽制して第1変速制御状態となり、第2変速操作部36の増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bを押圧操作毎に変速パターンを現在位置から1段ずつアップ若しくはダウンして変速される。また、車体が走行停止中且つ作業機16が下降して作業状態であれば第2変速制御状態となり、第2変速操作部36の増速スイッチ36a若しくは減速スイッチ36bを規定時間以上連続してオンすれば、規定時間毎に変速パターンを現在位置から自動的に1段ずつアップ若しくはダウンして変速される。
斯くして、車体の走行状態及び作業状態等に応じて、変速パターンを自動的に1段ずつ若しくは2段ずつ以上にアップ若しくはダウンさせて、変速段数が多段数に増加した変速装置に於ける変速操作を、車速の急変や変速ショックを生じさせずに安全性を確保しつつ、簡易且つ迅速に行うことができる。尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
15 リンク装置
16 作業機
18 変速レバー
30 コントローラ
31 リフトアーム角センサ
35 第1変速操作部
36 第2変速操作部
37 インジケータ
38 インジケータ
41 第1主変速装置
43 第2主変速装置
44 副変速装置
52 前進操作位置スイッチ
53 後進操作位置スイッチ
60 第1変速用油圧シリンダ
61 第2変速用油圧シリンダ
70 副変速「低速」位置センサ
71 副変速「中速」位置センサ
72 副変速「高速」位置センサ
73 クラッチペダルセンサ
74 車速センサ

Claims (3)

  1. 第1変速装置(41)と第2変速装置(43)とを組合わせて主変速パターンを形成する変速装置であり、この主変速パターンを現位置からアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部(36)を備えた車両の変速制御装置であって、
    前記第1主変速装置(41)は高低2段の変速位置を有し、前記第2変速装置(43)は、少なくとも3段以上の変速位置を有し第1主変速装置(41)と連携して切換えることにより少なくとも6段以上の主変速パターンを構成し、
    前記スイッチ式変速操作部(36)の押し操作毎に現位置から1段ずつアップ若しくはダウンさせる第1変速制御状態に、或いは、
    前記スイッチ式変速操作部(36)の押し操作中の規定時間毎に1段ずつアップ若しくはダウンさせる第2変速制御状態に設定する制御手段(30)を備え、
    車体後部にリンク装置(15)を介して作業機(16)を装着し、
    車体が走行中であるときに、作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を牽制して第1変速制御状態を可能にしたことを特徴とする車両の変速制御装置。
  2. 車体が走行停止中且つ作業機(16)が下降して作業状態であれば第2変速制御状態を可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の車両の変速制御装置。
  3. 前記第1変速装置(41)と第2変速装置(43)とを組合わせてなる主変速パターンの現位置を、副変速装置(44)を変速する変速レバー(18)の近くに設けたインジケータ(37)に表示するように構成したことを特徴とする請求項2に記載の車両の変速制御装置。
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