JP5122213B2 - Ｈｓｔを備える作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＳＴ即ち油圧式無段変速装置を備える作業車両に関する。より詳しくは、走行中に主クラッチを切った場合におけるＨＳＴの油圧ポンプの可動斜板の制御に関する。

従来、油圧ポンプと油圧モータとで構成されるＨＳＴにおいて、可変容量型の油圧ポンプや油圧モータの可動斜板を、油圧サーボ機構により回動制御して、該油圧ポンプや油圧モータの容量調節を行うように構成した技術が公知となっている。この油圧サーボ機構としては、油圧ポンプやＨＳＴ本体に取り付けた電磁弁によって、油圧ポンプの回転数の増加に比例して自動的に可動斜板を回動させるオートモーティブ機構や、ＨＳＴ本体の外部に装着された主変速レバーによって、油圧ポンプの可動斜板を操作するマニュアルサーボ機構などが知られている。

マニュアルサーボ機構では、主変速レバーを回動することにより、油圧ポンプの吐出量と油圧モータの吸入量を変更し、出力回転数を変更して主変速を行い、さらに主変速レバーを中立位置から互いに逆方向に操作することによって、前後進を切り換える構成が知られている。また、前後進の切り換えを連続的に行う必要がある場合に操作性の向上を図るため、ステアリングハンドル近傍に配設された前後進切換レバーの回動によって制御する構成も知られている。

このような油圧サーボ機構を備えたＨＳＴの可動斜板の制御については、例えば、特許文献１に記載されているようなＨＳＴの可動斜板の制御が開示されている。これでは、主変速レバーの操作によりＨＳＴの変速位置を高速位置に変速した状態で、前後進切換レバーを後進側へ操作された場合に、油圧ポンプの可動斜板を中立位置に回動させることで、高速で後進発進することを防止している。
特開２００２−２５０４３８号公報

特許文献１のようなＨＳＴを備える車両では、走行時に減速する等のために主クラッチが切断されて、エンジンからＨＳＴへの駆動力が断たれると、油圧ポンプの可動斜板が中立位置に回動されるようになっている。ところが、高速走行時には、主クラッチが切断されて、油圧ポンプの可動斜板が回動され、その傾倒角度が中立位置近傍の小角度となると、走行輪からの回転駆動力が油圧モータに伝えられて、油圧モータがポンプとして作動し、油圧ポンプがモータとして作動して、油圧ポンプや、そのポンプ入力軸、更には主クラッチのクラッチディスクが過回転を起こすおそれがあった。

さらに、走行速度検出手段の故障等により走行速度が検出できない場合においては、高速走行であるかを判定できない。そのため、高速走行時に主クラッチを切断し、油圧ポンプ等の過回転を起こすおそれが高まる。このような事態を回避する手段として、走行速度検出手段の故障等で走行速度が検出できない場合は車体を強制的に停止させる手段が知られている。しかし圃場内で車体が強制停止すると、作業者の足場の確保ができない、耕耘など移動作業の継続ができないなどの作業者にとって利便性が悪い。

そこで、本発明においては、設定速度以上の走行速度での走行時に主クラッチが切断された場合に、前記油圧ポンプの可動斜板を制御して、前記過回転を防止し、速度検出手段の故障等によって車速検知が出来ない場合においては、前記油圧ポンプの可動斜板を制御して前記過回転を防止しながらも走行可能とすることを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、油圧ポンプと油圧モータとで構成するＨＳＴを備える作業車両において、前記ＨＳＴとエンジンとの間に配設する主クラッチと、前記ＨＳＴと走行輪との間に配設する動力伝達手段と、前記ＨＳＴの油圧ポンプに有する可動斜板の傾倒角度を変更するアクチュエータと、該アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えるとともに、前記主クラッチの入切状態を検出する主クラッチ入切検出手段と、走行速度を検出する走行速度検出手段とを設けて、各検出手段を前記制御手段と接続し、前記主クラッチを切ったとき、走行速度が設定速度以上であれば、前記油圧ポンプの可動斜板の傾倒角度を、前記主クラッチを切ったときの角度に保持するように制御し、前記動力伝達手段に副変速装置を備え、前記走行速度検出手段により走行速度が検出されない場合、前記副変速装置の変速位置が高速位置に選択された状態であれば、前記油圧ポンプの可動斜板の傾倒角度を走行速度が前記設定速度未満となる傾倒角度に回動させるように制御するものである。

請求項２においては、請求項１記載のＨＳＴを備える作業車両において、前記主クラッチを切ったとき、走行速度が設定速度未満であれば、前記油圧ポンプの可動斜板を中立位置に回動させるように制御するものである。

請求項３においては、請求項１又は請求項２記載のＨＳＴを備える作業車両において、前記走行速度検出手段により走行速度が検出されない場合、前記副変速装置の変速位置が低速位置に選択された状態であれば、前記油圧ポンプの可動斜板を任意の傾倒角度に変更可能とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、減速等のために走行時に主クラッチを切った場合に、ＨＳＴの油圧ポンプや、そのポンプ入力軸、更には主クラッチのクラッチディスクなどの過回転が起きるのを防止することができる。したがって、これらの部材やその周辺部材が破損することもなく、安全性を担保することができ、ＨＳＴの耐久性を向上させることもできる。また、主クラッチを切状態から入状態に切り換えた場合でも、油圧ポンプの可動斜板が中立位置にないので、急ブレーキがかかることもない。

更に、請求項１においては、最高速度を設定速度未満に制限することが可能となり、走行速度検出手段の故障などのために走行速度を検出することができなくなった場合でも、ＨＳＴの油圧ポンプや、そのポンプ入力軸、更には主クラッチのクラッチディスクが過回転するのを確実に防止し、さらに圃場内で車体が強制停止した場合、作業者の足場の確保ができない、耕耘など移動作業の継続ができないなどの問題も解決することができる。

請求項２においては、前記走行速度が設定速度以下である場合、ＨＳＴの油圧ポンプや、そのポンプ入力軸、更には主クラッチのクラッチディスクの過回転を起こすことなく、該油圧ポンプの可動斜板を中立位置に戻すことが可能となる。そのため、主クラッチを切状態から入状態に切り換えた場合に、急発進するのを防止することができる。

請求項３においては、設定速度未満の走行速度でＨＳＴにより変速を行いながら走行することができ、移動または作業中であっても、継続して走行を行うことが可能となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係るＨＳＴを備える作業車両の概略構成を示す側面図である。

図２は前記作業車両の動力伝達構成を示すスケルトン図である。

図３はＨＳＴから主変速機構、副変速機構までの動力伝達構成を示す側面図一部断面図である。

図４は制御構成を示すブロック図である。

図５は制御方法を示すフローチャート図である。

図６は変速装置の変速段位置ごとの可動斜板の傾倒角度と走行速度との関係を示す図である。

まず、本発明の一実施例に係るＨＳＴ（油圧式無段変速装置）を備える作業車両をトラクタとして、その概略構成について説明する。

作業車両においては、図１に示すように、機体フレーム２の前下部にフロントアクスルが揺動自在に配設され、該フロントアクスルに軸支された前車軸３の左右両端部に前走行輪４が取り付けられている。また、機体フレーム２の後部にトランスミッション５が固設され、該トランスミッション５の後部の左右両側面にリアクスルケースが配設されて、各リアクスルケースに軸支された後車軸６の端部に後走行輪７が取り付けられている。

機体フレーム２の前後中途部上にはエンジン８が載置されている。エンジン８の前方にはラジエータ９やバッテリ１０が配置され、後方には燃料タンク１２が配置されて、これらのエンジン８や、ラジエータ９や、バッテリ１０や、燃料タンク１２がボンネット１１により覆われている。このボンネット１１の後方にはダッシュボード１３が配設されている。

ダッシュボード１３の後上方にはハンドル１４が配設され、該ダッシュボード１３に内装されたハンドルコラムにハンドル軸で支持されている。ハンドル１４の後方には座席１５が設けられ、該座席１５とダッシュボート１３との間の下方にステップ１６が配設されている。そして、座席１５の周囲にハンドル１４に加えて主変速レバーや、副変速レバーや、クラッチペダルなどの各部の操作手段が配設されて、運転操作部が構成されている。

前記エンジン８の後方には主クラッチ２２が設けられ、該主クラッチ２２の後方に前記トランスミッション５が配設されている。こうして、エンジン８の駆動力が、主クラッチ２２が入状態である場合に、トランスミッション５を経て変速された後、後走行輪７に伝達されるとともに、前走行輪４に伝達可能とされている。

また、前記エンジン８の駆動力は、トランスミッション５後端から突出されたＰＴＯ軸４８にも伝達可能とされている。このＰＴＯ軸４８に伝達された駆動力は、当該ＰＴＯ軸４８からユニバーサルジョイントや伝動軸などを介して車両後端の作業機装着装置１７に装着される作業機４９に伝達されるようになっている。

次に、前記作業車両の動力伝達機構の構成について説明する。

図２、図３に示すように、前記エンジン８から出力軸２１が機体後方に延出され、主クラッチ２２を介して主変速装置となるＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１のポンプ入力軸２３に接続されている。この主クラッチ２２は適宜のリンク機構を介して、運転操作部に配設されたクラッチペダルと連動連結されており、その操作によって入切状態が切り換えられるように構成されている。

前記ＨＳＴ５０は可変容量型の油圧ポンプ５１と固定容量型の油圧モータ５２とを備え、これらをＨＳＴハウジング５０ａに内装して構成されている。このＨＳＴ５０で、油圧ポンプ５１はポンプ入力軸２３から入力される駆動力により作動され、可動斜板５５がアクチュエータとしての油圧シリンダ５６の伸縮作動により回動されることで傾倒され、その傾倒角度に基づいて圧油の吐出量および吐出方向を変更するように構成されている。

そして、前記油圧ポンプ５１から吐出される圧油によって、油圧モータ５２が当該圧油の吐出量および吐出方向に応じて作動される、つまり、出力回転が変更されるようになっている。ここで、油圧ポンプ５１に備えられた可動斜板５５の傾倒角度を変更する前記油圧シリンダ５６は、運転操作部に配設された主変速レバーの操作や、後述の制御によって、制御手段１１０を介して作動制御されるようになっている。但し、アクチュエータは油圧シリンダに限定されるものではなく、電動モータやソレノイド等で構成することも可能である。

このＨＳＴ５０からは前記ポンプ入力軸２３が油圧ポンプ５１を貫通して機体後方に延出されるとともに、油圧モータ５２のモータ出力軸５４が機体後方に延出されている。ポンプ入力軸２３の後方には、ＰＴＯクラッチ軸３５が前後方向に延設されて、該ポンプ入力軸２３と同心軸上に位置するように配置されている。

前記ポンプ入力軸２３の後端上には伝達歯車３３が固設され、ＰＴＯクラッチ軸３５上にはＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４が遊嵌されている。また、ＰＴＯクラッチ軸３５と平行に配設された中間軸４５上に伝達歯車４３が固設されるとともに、伝達歯車４１・４２・４４が固設もしくは形設されている。

前記ポンプ入力軸２３上の伝達歯車３３は中間軸４５上の伝達歯車４３と噛合されている。ＰＴＯクラッチ軸３５上のＰＴＯ一速歯車３１とＰＴＯ二速歯車３２とはそれぞれ中間軸４５上の伝達歯車４１・４２と噛合され、同じくＰＴＯクラッチ軸３５上のＰＴＯ逆転歯車３４はカウンタ歯車３６を介して伝達歯車４４に噛合されている。

前記ＰＴＯクラッチ軸３５には、ＰＴＯ一速歯車３１とＰＴＯ二速歯車３２との間において、スライダ３８が軸方向摺動自在にスプライン嵌合される一方、ＰＴＯ逆転歯車３４と伝動歯車３３との間において、スライダ３９が軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。スライダ３８・３９は適宜のリンク機構を介して、運転操作部に配設されたＰＴＯ変速レバーに連動連結されている。

前記ＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４、伝動歯車３３にはそれぞれスライダ３８・３９にスプライン嵌合可能なスプライン部が形成されており、ＰＴＯ変速レバーの操作により、スライダ３８・３９が軸方向に摺動されて、ＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４、伝動歯車３３のうちのいずれか一つの歯車のスプライン部とスプライン嵌合可能とされている。

こうして、ＰＴＯ変速装置３０が構成され、ポンプ入力軸２３の駆動力が当該ポンプ入力軸２３からＰＴＯクラッチ軸３５に伝達可能もしくは不能とされ、またＰＴＯ一速歯車３１、ＰＴＯ二速歯車３２、ＰＴＯ逆転歯車３４のいずれか一つの歯車に出力されて変速された後、ＰＴＯクラッチ軸３５に伝達可能とされている。

そして、前記ＰＴＯクラッチ軸３５の後端に伝達歯車４６が固設され、該伝達歯車４６にＰＴＯ軸４８の前端に固設された伝達歯車４７が噛合されている。このＰＴＯ軸４８がトランスミッション５後方へ突出され、ユニバーサルジョイントや伝動軸を介して機体後端に装着される作業機４９の入力軸に連結されて、該作業機４９に駆動力を伝達することができるようになっている。

また、前記ＨＳＴ５０から延出される油圧モータ５２のモータ出力軸５４の後方には、当該ＨＳＴ５０から前後の走行輪４・７に駆動力を伝達するための動力伝達手段が副変速装置８０を有して設置されている。すなわち、伝達軸７０が前後方向に延設されて、モータ出力軸５４と同心軸上に位置するように配置されるとともに、該モータ出力軸５４に連動連結されている。

そして、前記伝達軸７０と平行に副変速軸８４が配置され、該伝達軸７０上に伝達歯車７１・７２・７３が形成もしくは固設され、該副変速軸８４に副変速一速歯車８１、副変速二速歯車８２、副変速三速歯車８３が遊嵌されている。

前記副変速軸８４上の副変速一速歯車８１と副変速三速歯車８３とはそれぞれ伝達軸７０上の伝達歯車７１・７３と噛合され、同じく副変速軸８４上の副変速二速歯車８２は伝達軸７０上の伝達歯車７２と噛合可能とされている。

前記副変速軸８４には、副変速一速歯車８１と副変速三速歯車８３との間において、副変速シフタ８２ａが軸方向摺動自在にスプライン嵌合されている。この副変速シフタ８２ａは副変速二速歯車８２と一体的に構成されており、適宜のリンク機構を介して、運転操作部に配設された副変速レバーに連動連結されている。

前記副変速一速歯車８１と副変速三速歯車８３とにはスプライン部が形成され、前記副変速シフタ８２ａには当該副変速一速歯車８１または副変速三速歯車８３のスプライン部とスプライン嵌合可能なスプライン部が形成されている。そして、副変速レバーの操作により、副変速シフタ８２ａが軸方向に摺動されて、そのスプライン部が副変速一速歯車８１または副変速三速歯車８３のいずれか一方のスプライン部とスプライン嵌合可能、あるいは副変速二速歯車８２が伝達歯車７２と噛合可能とされている。

こうして、副変速装置８０が構成され、伝達軸７０の駆動力が副変速軸８４上の歯車８１・８２・８３のいずれか一つの歯車に出力されて変速された後、副変速軸８４に伝達可能とされている。つまり、本実施例では、副変速装置８０はその変速位置を副変速一速歯車８１または副変速二速歯車８２を用いて低速位置とし、副変速三速歯車８３を用いて高速位置とするように三段変速可能になっている。

さらに、前記副変速軸８４には伝達歯車８５・８６・８７が固設され、これらの伝達歯車８５・８６・８７のうち、副変速軸８４後端に配置された伝達歯車８７に後走行輪７側のデフ装置９１の伝達歯車９２が噛合されている。

デフ装置９１の出力軸９３には伝達歯車９４・９５を介して後車軸６が連動連結され、副変速軸８４の駆動力がデフ装置９１に入力された後、該デフ装置９１の出力軸９３から出力されて、後車軸６上の後走行輪７が駆動されるようになっている。なお、この出力軸９３にはブレーキ装置９６が設けられており、適宜のリンク機構を介して、運転操作部に配設されたブレーキペダルと連動連結されている。

また、前記伝達歯車８５・８６・８７のうち、伝達歯車８５・８６は前輪駆動出力軸１０３に遊嵌された伝達歯車１０１・１０２にそれぞれ噛合され、四輪駆動・前輪増速駆動切換機構１００によって、副変速軸８４の駆動力が伝達歯車１０１・１０２のうちのいずれか一方の歯車を介して前輪駆動出力軸１０３に入力可能とされている。

そして、前輪駆動出力軸１０３に伝達された駆動力が、前輪伝達軸１０４やユニバーサルジョイント等を介して前走行輪４側のデフ装置１０６に入力された後、該デフ装置１０６の出力軸から出力されて、前車軸３上の前走行輪４が駆動されるようになっている。

次に、本実施例に係る要部について説明する。

前記作業車両には、図４に示すように、エンジン８の出力軸２１近傍に配置されて出力回転数を検出するエンジン回転数検出手段１１１と、クラッチペダルまたは主クラッチ２２近傍に配置されて当該主クラッチ２２の入切状態を検出する主クラッチ入切検出手段１１２と、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１に備えた可動斜板５５の傾倒角度を検出する傾倒角度検出手段１１３と、主変速レバーの操作位置、即ちＨＳＴ５０の変速位置を検出する主変速レバー検出手段１１４と、副変速レバーの操作位置、即ち副変速装置８０の変速位置を検出する副変速レバー検出手段１１５と、走行速度を検出する走行速度検出手段１１６と、後述の制御に係る設定速度を設定する設定手段１１７とが設けられ、これらの各手段が制御手段１１０と接続されている。

前記傾倒角度検出手段１１３は、たとえば、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１に備えた可動斜板５５の回動軸となるトラニオン軸の回動角度をポテンショメータやロータリエンコーダ等により検出することで、可動斜板５５の傾倒角度を検出するように構成されている。

前記走行速度検出手段１１６は、前記動力伝達手段の後走行輪７と副変速装置８０との間付近に配置され、該後走行輪７の駆動軸となる副変速軸８４の回転に応じてパルス信号を出力する回転検出手段１１６ａと、該回転検出手段１１６ａのパルス信号の周波数に応じて電圧を制御手段１１０に出力するＦ／Ｖ変換手段１１６ｂとで構成されている。なお、前記後走行輪７の駆動軸は、当該後走行輪７と副変速装置８０との間に介設される後車軸６としても、デフ装置９１の出力軸９３としてもよい。

これにより、制御手段１１０では、たとえば、走行速度検出手段１１６のＦ／Ｖ変換手段１１６ｂから出力される電圧として、走行速度がゼロ（停止状態）であれば０．３Ｖが検知され、走行速度が最高速度であれば０．４７Ｖが検知されるように、通常、走行速度に応じて０Ｖよりも大きく電源電圧よりも小さい所定の範囲（０．３〜０．４７Ｖ）の電圧が検知される。ところが、当該制御手段１１０とＦ／Ｖ変換手段１１６ｂとを接続するハーネスが断線した場合には、該Ｆ／Ｖ変換手段１１６ｂから出力される電圧として電源（印加）電圧（５Ｖ）が検知され、該ハーネスが短絡した場合には、該Ｆ／Ｖ変換手段１１６ｂから出力される電圧として０ｖが検知されることになり、走行速度検出手段１１６の不具合の発生時に、ハーネスの断線か短絡かを確実に判断することが可能となる。

また、前記作業車両には、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５５を回動させる油圧シリンダ５６と接続される電磁制御弁１１８や、ランプを点灯もしくは点滅させる等して警報を発する警報手段１１９が設けられて、これらが制御手段１１０と接続されている。よって、走行速度検出手段１１６より走行速度の検出ができない場合、警報手段１１９にて作業者に車速検出手段が機能しない状態であることを伝えることができる。なお、警報手段１１９は座席１５に着座するオペレータが視認しやすい位置に設置することが好ましい。また、警報手段１１９は警報音を鳴らすようなものでもよい。

前記電磁制御弁１１８は、制御手段１１０からの制御信号により切り換えられ、油圧シリンダ５６を伸縮作動させるように構成されている。そしてこの油圧シリンダ５６の伸縮作動により、油圧ポンプ５１の可動斜板５５が回動されて、その傾倒角度が変更されると同時に、傾倒角度検出手段１１３で検知され、設定された角度となるように制御が行われる。

このような構成の作業車両において、前進または後進走行時の減速方法としては、主変速レバーを減速側に操作して、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１の可動斜板５５を中立位置側に回動させる方法、ブレーキペダルを踏込操作して、ブレーキ装置９６を作動させる方法、クラッチペダルを踏込操作して、主クラッチ２２を切ることで、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１の可動斜板５５を走行時の傾倒角度から中立位置側に回動させるように制御する方法等がある。

主変速レバーを減速側に操作して、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１の可動斜板５５を中立位置側に回動させる、もしくは、ブレーキペダルを踏込操作して、ブレーキ装置９６を作動させる操作では、主クラッチ２２が入状態で、油圧ポンプ５１の可動斜板５５が強制的に中立位置側に回動されるため、後述のポンプ入力軸２３および油圧ポンプ５１の過回転は生じない。

前進または後進走行時の減速は、クラッチペダルを踏込操作して、主クラッチ２２を切ることで、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１の可動斜板５５を走行時の傾倒角度から中立位置側に回動させるように制御して行われることもある。この操作では、主クラッチ２２が切状態で、油圧ポンプ５１のポンプ入力軸２３がエンジン８の出力軸２１と切り離されて回転自在となるため、後走行輪７からの回転駆動力が油圧モータ５２のモータ出力軸５４に伝達されて、油圧モータ５２が油圧ポンプとして、油圧ポンプ５１がモータとして作動され、ポンプ入力軸２３が回転される。

このときのポンプ入力軸２３の回転数は、後走行輪７の回転数と油圧ポンプ５１の可動斜板５５の傾倒角度にて決定され、該可動斜板５５が中立位置側に回動するほど高くなるようになっている。そのため、低速走行の場合には問題は生じないが、高速走行の場合には、油圧モータ５２から油圧ポンプ５１への送油量が多くなることから、可動斜板５５がその傾倒角度が中立位置近傍の小角度となる位置まで回動されると、ポンプ入力軸２３の回転数が非常に高くなり、該ポンプ入力軸２３および油圧ポンプ５１が過回転を起こすことがあった。

そこで、走行速度検出手段１１６が正常に作動している状態において、前進または後進走行時の減速が主クラッチ２２を切って行われる場合、ポンプ入力軸２３および油圧ポンプ５１の過回転を防止するために、以下の流れで制御が行われるように構成されている。

図５に示すように、前進または後進走行時において、走行速度検出手段により走行速度が検出される（ステップＳ１）場合、主クラッチの入切状態の判定が行われる（ステップＳ２）。減速するために、クラッチペダルの踏込操作が行われて、主クラッチ２２が切断され、主クラッチ入切検出手段１１２で主クラッチ２２の切状態が検出されると、続いて制御手段１１０で前記走行速度が設定手段１１７によりあらかじめ設定された設定速度以上か否かの判定が行われる（ステップＳ３）。

ここでの設定速度は、前述のように可動斜板５５の傾倒角度が小さくなって、後走行輪７側から油圧モータ５２が作動されたときに、ポンプ入力軸２３の過回転が生じるおそれがある走行速度とされる。

走行速度が設定速度以上と判定された場合、制御手段１１０により電磁制御弁１１８に制御信号が送られて、油圧シリンダ５６の作動制御が行われ、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１の可動斜板５５が中立側に回動されずに、主クラッチ２２を切ったときの傾倒角度のまま保持される（ステップＳ４）。つまり、可動斜板５５を中立位置に回動させない制御が行われて、後走行輪７により回転されるポンプ入力軸２３の回転数の抑制が図られ、該ポンプ入力軸２３および油圧ポンプ５１および主クラッチ２２のクラッチディスクの過回転が防止される。

そして、前記ステップＳ１〜Ｓ４が繰り返される過程で、走行速度が更に減速されて、ステップＳ３において、設定速度未満と判定された場合、後走行輪７により回転されるポンプ入力軸２３の回転数が油圧ポンプ５１等を破損するほど大きくはならないため、制御手段１１０により電磁制御弁１１８に制御信号が送られて、油圧シリンダ５６の作動制御が行われ、油圧ポンプ５１の可動斜板５５が中立位置に回動される（ステップＳ５）。こうして、クラッチペダルの踏込操作が解除されて、主クラッチ２２が入状態となった場合において、急発進の防止が図られる。

また、前進または後進走行時において、走行速度検出手段１１６により走行速度が検出されない場合には、警報手段１１９により警報が発せられるとともに、最高速度を制限して、前記過回転を防止する制御が行われる。この際、作業車両は強制停止されることなく、走行可能とされる。

すなわち、走行速度検出手段１１６が故障したり、該走行速度検出手段１１６と制御手段１１０との接続に不具合が生じたりして、現在の走行速度が検出されないと、制御手段１１０により警報手段１１９が作動され（ステップＳ６）、ランプが点灯もしくは点滅する等の警報が発せられる。

そして、副変速レバー検出手段１１５により副変速装置８０の変速位置が検出され、制御手段１１０で当該副変速装置８０の変速位置が低速位置であるか否かの判定が行われる（ステップＳ７）。

副変速装置８０の変速位置が低速位置でなく、高速位置であれば、主変速レバーの操作によりＨＳＴ５０の変速位置、即ち油圧ポンプ５１の可動斜板５５の傾倒角度が変更されると、走行速度が設定速度以上まで増速可能であることから、制御手段１１０により電磁制御弁１１８に制御信号が送られて、油圧シリンダ５６の作動制御が行われ、油圧ポンプ５１の可動斜板５５が回動されて、その傾倒角度が走行速度が設定速度未満となる所定角度以下に保持される（ステップＳ８）。

こうして、図６に示すように、高速位置が選択された状態では、主変速レバーの操作に関わらず、最高速度が設定速度よりも小さくなるように制限され、主クラッチ２２を切って減速するときに、ポンプ入力軸２３や油圧ポンプ５１の過回転が確実に防止される。なお、この場合、油圧ポンプ５１の可動斜板５５を中立位置に回動させて、その状態を保持し、走行不能とすることも可能である。

このときにはまた、走行速度検出手段１１６に故障や異常などが発生し、走行速度が制限されていることを報知するために、制御手段１１０により警報手段１１９が作動され、ランプが点灯もしくは点滅する等の警報が発せられる。

副変速装置８０の変速位置が低速位置であれば、主変速レバーの操作によりＨＳＴ５０の変速位置、即ち可動斜板５５の傾倒角度がどのように変更されても、図６に示すように、走行速度が設定速度よりも小さくなることから、過回転防止のための制御手段１１０による可動斜板５５の制御は行われない。つまり、低速位置が選択された状態では、最高速度が設定速度よりも小さくなり、後走行輪７により回転されるポンプ入力軸２３の回転数が油圧ポンプ５１等を破損するほど大きくはならないため、制御手段１１０による可動斜板５５の制御は行われない。そのため、油圧ポンプ５１の可動斜板５５は、その傾倒角度が所定角度内であれば、主変速レバーの操作に応じて自在に回動可能とされる（ステップＳ９）。

ここで、副変速で高速位置を選択している場合であっても主変速の変速段によっては最高速度が設定速度以下である場合がある。その場合の可動斜板５５の制御については、低速段を選択している場合と同様、過回転防止のための制御手段１１０による可動斜板５５の制御は行わない構成とすることで、作業車両の操作性を良くすることが可能である。

なお、走行速度検出手段１１６で走行速度が検出されずに、油圧ポンプ５１の可動斜板の制御が行われた場合には、たとえ再び走行速度が検出されるようになっても、急速に走行速度が速くなるおそれがあるため、たとえばキースイッチが一度オフにされるまで、当該可動斜板５５の制御を継続して、走行速度が設定速度以上にならないように制限する構成とすることもできる。

以上のように、油圧ポンプ５１と油圧モータ５２とで構成するＨＳＴ５０を備える作業車両において、前記ＨＳＴ５０とエンジン８との間に配設する主クラッチ２２と、前記ＨＳＴ５０と後走行輪７の間に配設する動力伝達手段と、前記ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１に有する可動斜板５５の傾倒角度を変更する油圧シリンダ（アクチュエータ）５６と、該油圧シリンダ５６の作動を制御する制御手段１１０とを備えるとともに、前記主クラッチ２２の入切状態を検出する主クラッチ入切検出手段１１２と、走行速度を検出する走行速度検出手段１１６とを設けて、各検出手段１１２・１１６を前記制御手段１１０と接続し、前記主クラッチ２２を切ったとき、走行速度が設定速度以上であれば、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５５の傾倒角度を、前記主クラッチ２２を切ったときの角度に保持するように制御することにより、減速等のために高速走行時に主クラッチ２２を切った場合に、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１や、そのポンプ入力軸２３、更には主クラッチ２２のクラッチディスクなどの過回転が起きるのを防止することができる。したがって、これらの部材やその周辺部材が破損することもなく、安全性を担保することができ、ＨＳＴ５０の耐久性を向上させることもできる。また、主クラッチ２２を切状態から入状態に切り換えた場合でも、油圧ポンプ５１の可動斜板５５が中立位置にないので、急ブレーキがかかることもない。

また、前記作業車両において、前記主クラッチ２２を切ったとき、走行速度が設定速度未満であれば、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５５を中立位置に回動させるように制御することにより、前記走行速度が設定速度以下である場合、油圧ポンプ５１や、そのポンプ入力軸２３、更には主クラッチのクラッチディスクの過回転を起こすことなく、該油圧ポンプ５１の可動斜板５５を中立位置に戻すことが可能となる。そのため、主クラッチ２２を切状態から入状態に切り換えた場合に、急発進するのを防止することができる。

また、前記作業車両において、前記走行速度検出手段１１６により走行速度が検出されない場合、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５５の傾倒角度を走行速度が前記設定速度未満となる傾倒角度に回動させるように制御することにより、最高速度を設定速度未満に制限することが可能となり、走行速度検出手段１１６の故障などのために走行速度を検出することができなくなった場合でも、ＨＳＴ５０の油圧ポンプ５１や、そのポンプ入力軸、更には主クラッチ２２のクラッチディスクが過回転するのを確実に防止し、さらに圃場内で車体が強制停止した場合、作業者の足場の確保ができない、耕耘など移動作業の継続ができないなどの問題も解決することができる。

また、前記作業車両において、前記動力伝達手段に副変速装置８０を備え、前記走行速度検出手段１１６により走行速度が検出されない場合、前記副変速装置８０の変速位置が低速位置に選択された状態であれば、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５５を任意の傾倒角度に変更可能とすることにより、設定速度未満の走行速度でＨＳＴ５０により変速を行いながら走行することができ、移動または作業中であっても、継続して行うことが可能となる。

また、前記作業車両において、前記後走行輪７の駆動軸となる副変速軸８４の回転に応じてパルス信号を出力する回転検出手段１１６ａと、該回転検出手段１１６ａのパルス信号の周波数に応じて電圧を出力するＦ／Ｖ変換手段１１６ｂとで構成することにより、走行速度検出手段１１６を回転検出手段１１６ａのみで構成した場合に比べて、走行速度検出手段１１６の故障や異常を容易に検知することができる。

また、前記作業車両において、前記走行速度検出手段１１６により走行速度が検出されない場合に警報を発する警報手段１１９を備えることにより、走行速度検出手段１１６の故障や異常について注意を喚起して、オペレータに走行速度が制限されていることを認識させることができる。

本発明の一実施例に係るＨＳＴを備える作業車両の概略構成を示す側面図。 前記作業車両の動力伝達構成を示すスケルトン図。 ＨＳＴから主変速機構、副変速機構までの動力伝達構成を示す側面図一部断面図。 制御構成を示すブロック図。 制御方法を示すフローチャート図。 変速装置の変速段位置ごとの可動斜板の傾倒角度と走行速度との関係を示す図。

８ エンジン
２２ 主クラッチ
２３ ポンプ入力軸
５０ ＨＳＴ（油圧式無段変速装置）
５１ 油圧ポンプ
５２ 油圧モータ
５４ モータ出力軸
５５ 可動斜板
５６ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
８０ 副変速装置
１１０ 制御手段
１１２ 主クラッチ入切検出手段
１１３ 傾倒角度検出手段
１１６ 走行速度検出手段
１１６ａ 回転検出手段
１１６ｂ Ｆ／Ｖ変換手段
１１７ 設定手段
１１８ 電磁制御弁
１１９ 警報手段

Claims (3)

1. 油圧ポンプと油圧モータとで構成するＨＳＴを備える作業車両において、前記ＨＳＴとエンジンとの間に配設する主クラッチと、前記ＨＳＴと走行輪との間に配設する動力伝達手段と、前記ＨＳＴの油圧ポンプに有する可動斜板の傾倒角度を変更するアクチュエータと、該アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えるとともに、前記主クラッチの入切状態を検出する主クラッチ入切検出手段と、走行速度を検出する走行速度検出手段とを設けて、各検出手段を前記制御手段と接続し、前記主クラッチを切ったとき、走行速度が設定速度以上であれば、前記油圧ポンプの可動斜板の傾倒角度を、前記主クラッチを切ったときの角度に保持するように制御し、前記動力伝達手段に副変速装置を備え、前記走行速度検出手段により走行速度が検出されない場合、前記副変速装置の変速位置が高速位置に選択された状態であれば、前記油圧ポンプの可動斜板の傾倒角度を走行速度が前記設定速度未満となる傾倒角度に回動させるように制御することを特徴とするＨＳＴを備える作業車両。
2. 請求項１記載のＨＳＴを備える作業車両において、前記主クラッチを切ったとき、走行速度が設定速度未満であれば、前記油圧ポンプの可動斜板を中立位置に回動させるように制御することを特徴とするＨＳＴを備える作業車両。
3. 請求項１又は請求項２記載のＨＳＴを備える作業車両において、前記走行速度検出手段により走行速度が検出されない場合、前記副変速装置の変速位置が低速位置に選択された状態であれば、前記油圧ポンプの可動斜板を任意の傾倒角度に変更可能とすることを特徴とするＨＳＴを備える作業車両。

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