JP5125353B2 - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行伝動系にＨＳＴ変速機構を介設し、この無段変速部を制御部によって変速駆動制御して車速を調節する作業車両の変速制御装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、「ＨＳＴ変速機構」と略称されるトラニオン制御による前後進無段変速機構を走行伝動系に介設した作業車両において、その車速調節のために、幅広い変速ポジションを有する主変速レバーの操作に応じてＨＳＴ変速機構を制御する制御部を有する作業車両の変速制御装置が知られている。この変速制御装置は、制御部が主変速レバーの選択ポジションに応じてトラニオン軸を駆動制御することによりＨＳＴ変速機構の回転比を調節する。

また、上記走行伝動系に副変速機構を直列して「作業速」や「路上速」等の車速帯域を切換えることにより、各車速帯域について、主変速レバーの操作に応じてオペレータの意図する車速に切換えることができ、各車速帯域でトラニオン角度全域に及ぶ速度選択の自由度が確保される。
特開２００２−２５０４３７号公報

しかしながら、「路上速」の車速帯域については、道路走行に適合する範囲が主変速レバーについて高速ポジションに限られるとともに、道路交通に合わせて発進と停止の操作を要することから、殆ど使用することのない低速ポジションの存在によって変速操作の煩雑化を強いられるのみならず、変速対応の遅れを招く原因ともなり、操作性の改善が待たれていた。

解決しようとする問題点は、状況に応じて走行車速の変速範囲を変更してＨＳＴ変速機構を制御する簡易な構成の作業車両の変速制御装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、トラニオン軸によって変速動作するＨＳＴ変速機構と副変速切換レバーによって変速動作する副変速機構とを設け、前後進選択用の前後進レバーおよび車速選択用の主変速レバー又は増減速ボタンスイッチの両選択位置に応じて設定された目標車速に上記ＨＳＴ変速機構のトラニオン軸を駆動制御する制御部からなる作業車両の変速制御装置において、上記制御部は、副変速切換レバーの選択位置と対応して別途定めた車速の設定範囲内に限定して上記トラニオン軸を駆動制御する構成とし、アクセルペダルの踏み込み操作又はアクセルレバーの操作でエンジン回転数を上昇させると前記増減速ボタンスイッチで選択した位置で速度を規制すると共に、アクセルレバーの基部に設けたスロットルセンサの位置に応じてトラニオン軸回動用油圧シリンダの動作速度を変更する構成とし、前進時の走行速度に比較して後進時の走行速度を速く出来る枕地制御モードスイッチを設けると共に、枕地制御モードの選択はロータリ作業速でのみ有効とする構成としたことを特徴とする。

上記制御部は、前後進レバーと主変速レバーの選択位置に応じて設定された目標車速にトラニオン軸を駆動制御し、この時、トラニオン制御による車速は、副変速切換レバーの選択位置と対応して定めた設定範囲内に限定して決定される。アクセルペダルを最大限に踏み込んでも、最大速度は増減速ボタンスイッチの最大変速段の位置に規制される。また、エンジン回転数は定格回転数または定格回転数以上の最大回転数までの間に設定されるが、作業速度は増減速ボタンスイッチで選択した位置で規制される。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記制御部は、作業機の昇降動作を検出するリフトアームセンサにより、作業機の上昇開始後は主変速レバーによる目標車速を所定割合で低減調節した調節目標車速により駆動制御し、作業機の下降開始後は所定時間の経過により調節前の目標車速によりＨＳＴ変速機構を駆動制御し、作業機下降から本来の車速に戻すまでの時間については、主変速レバーの選択位置により、低〜高で可変時間後に、元の速度になるように、トラニオンアーム角度調節出力処理を構成すると共に、作業機上げ用リンクが所定高さ位置まで下がった時点を基準としてカウントを開始して所定時間の経過まで調節車速に維持するように制御処理を構成することを特徴とする。
上記調節目標車速によってＨＳＴ変速機構を制御することにより、作業機上昇による機体の増速が抑えられ、また、作業機の下降時は所定時間の経過後に主変速位置と対応する本来の選択車速で走行する。

請求項１の発明により、副変速切換レバーの選択位置と対応して定めた範囲内に限定した車速に走行制御されることから、作業車両の変速制御装置は、副変速切換レバーの選択位置に応じて必要な車速範囲で制御することができるので、簡易な構成により、全範囲に及ぶ速度選択の自由度を損なうことなく、範囲限定によって主変速レバーによる操作性を向上することができる。また、アクセルペダルの踏み込み操作又はアクセルレバーの操作でエンジン回転数を上昇させると前記増減速ボタンスイッチで選択した位置で速度を規制すると共に、アクセルレバーの基部に設けたスロットルセンサの位置に応じてトラニオン軸回動用油圧シリンダの動作速度を変更する構成にしたので、エンジン回転数が低ければ、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の動作速度のレスポンスを良くし、エンジン回転数が高ければ、フィーリング良く目標速度まで変更出来る。
また、枕地制御モードスイッチを設けたので、枕地での操縦性がよくなる。このスイッチで枕地制御モードを選択することで枕地での走行時には前進時の走行速度より後進時の走行速度を速くでき、後進時の、例えば圃場の耕うん作業効率を良くすることができる。ただし、路上走行等でバックした時に速く動いてしまうと思わぬ不具合があるので上記枕地制御モードの選択はロータリ作業速でのみ有効とする。

請求項２の発明により、請求項１の効果に加え、作業機上昇による機体の増速が抑えられるとともに、作業機の下降時は所定時間遅れて主変速位置と対応する本来の選択車速に増速走行することから、作業機による負荷変動による増速を抑えて省エネに資するとともに、作業機稼動と同期した作業走行により、作業機稼動開始までの空走距離を小さく抑えつつ作業効率を確保することができる。
また、作業機下降から本来の車速に戻すまでの時間については、主変速レバーの選択位置により、低〜高で可変時間後に、元の速度になるように、トラニオンアーム角度調節出力処理を構成するので、車速が速い程、空走距離が長くなる弊害を効果的に解消することができる。作業機上げ用リンクが所定高さ位置まで下がった時点を基準としてカウントを開始して所定時間の経過まで調節車速に維持するように制御処理を構成するので、精度向上およびオペレータのフィーリングを向上させることができる。

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。なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後ろという。

作業車両の一例としてトラクタを例に以下に説明する。
図１に全体側面図、図２に図１のトラクタの平面図、図３は図１のトラクタの変速装置の動力線図、図４は該変速装置の制御ブロック図を示す。

図１〜図３に示すトラクタは機体の前後部に前輪２、２と後輪３、３を備え、機体の前部に搭載したエンジン５の回転動力を変速装置４によって適宜減速して、これらの前輪２、２と後輪３、３に伝えるように構成している。

機体の中央のハンドルポスト６にはステアリングハンドル７が支持され、その後方には操縦座席９が設けられている。ステアリングハンドル７の下方には機体の進行方向を前後方向に切換える前後進レバー１０が設けられている。この前後進レバー１０を前側に移動させると機体は前進し、後方へ移動させると後進する。またハンドルポスト６を挟んで前後進レバー１０の反対側にはアクセルレバー１１が設けられ、またステップフロア１３の右コーナ部にはアクセルペダル１５と左右のブレーキペタル１６，１７が配置され、ステップフロア１３の左コーナ部にはクラッチペダル１９が配置されている。

また、１速から８速まで変速段を選択可能な後述の増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２を備えるとともに低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速切換レバー２１はその後方にあり、さらにその後方に１〜３速と中立位置を選択できるＰＴＯ変速レバー２３が設けられている。さらに操縦座席９の右側には作業機（図示せず）の高さを設定するポジションレバー２４と圃場の耕耘深さを自動的に設定する自動耕深レバー２５、これらのレバー２４，２５の後ろに作業機の右上げスイッチ２７と右下げスイッチ２８が配置され、更にその後ろに自動水平スイッチ２９（オンでトラクタの絶対水平位置（圃場面に対する水平でなく、地球の水平面に対して水平を保つ）とバックアップスイッチ３０（オンで前後進レバー１０が後進位置にあるとき作業機上げ用リンク３１が作業機を上昇させる）が配置されている。また、機体の後方には作業機（図示せず）を連結する前記リンク３１が設けられている。

図３は、本実施例の静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ変速機構）３４を有するトラクタの走行伝動系を表した線図である。エンジン５の回転動力はペダル操作式のクラッチペダル１９の踏み込みで作動するメインクラッチ３２に伝えられた後、静油圧式無段変速機構入力軸３３から静油圧式無段変速機構３４に伝達される。静油圧式無段変速機構３４は容量可変式の油圧ポンプ３４ａと定容量式の油圧モータ３４ｂを備えた油圧閉回路３４ｃを備えており、静油圧式無段変速機構入力軸３３から導入された動力により油圧ポンプ３４ａを作動させて、油圧ポンプ３４ａに設けられた斜板３４ｄの傾斜角度に応じた圧油を油圧閉回路３４ｃから油圧モータ３４ｂに供給し、該油圧モータ３４ｂにより走行出力軸３６を駆動させて噛合式の副変速機構３８へ動力を伝達させる。

噛合式の副変速機構３８の副変速クラッチ３９は図３の左右にスライド可能であり、図示する位置にあるときは走行出力軸３６からの動力がギア４１を介して高速段ギア４２から副変速クラッチ３９へ、該副変速クラッチ３９から変速軸４３のギア４５に伝達され、変速軸４３の回動がデブ装置４６を介して後輪３が副変速高速段の走行速度で駆動される。

また、副変速クラッチ３９を図３に示す位置から右側に移動して、副変速クラッチ３９が変速軸４３のギア４５と中速段ギア４７に係止すると、走行出力軸３６からの動力がギア４１を介してギア４９からギア５０、ギア５１及びギア４７を順次経由して副変速クラッチ３９へ伝達され、さらに該副変速クラッチ３９から変速軸４３のギア４５に伝達され、変速軸４３の回動がデブ装置４６を介して後輪３が副変速中速段の走行速度で駆動する。

副変速クラッチ３９がさらに右側に移動して変速軸４３のギア４５と低速ギア５５に係止すると、走行出力軸３６からの動力がギア４１を介してギア４９からギア５６へ、さらにギア５６からギア５７へ伝達され、ギア５７と同軸のギア５５から副変速クラッチ３９へ、さらに該副変速クラッチ３９から変速軸４３のギア４５に伝達され、変速軸４３の回動がデブ装置４６を介して後輪３が副変速低速段の走行速度で駆動される。

また、副変速クラッチ３９のスライド位置が左右いずれの側にあっても、変速軸４３からの出力がギア５３、５９、６０等を順次経由して前輪出力軸６１に伝達される。このとき油圧クラッチ６３が接続していると、デフ装置６５を介して前輪２が後輪３と共に駆動する四輪駆動となり、また油圧クラッチ６４が接続していると、前輪増速の四輪駆動となる。油圧クラッチ６３と油圧クラッチ６４が同時に接続することはなく、また油圧クラッチ６３と油圧クラッチ６４が共に接続していないと後輪３のみが駆動する二輪駆動となる。

一方、静油圧式無段変速機構入力軸３３から容量可変式の油圧ポンプ３４ａに入力された動力はポンプ出力軸６６からＰＴＯ用の駆動系に伝達される。ＰＴＯ用の駆動系にはＰＴＯ正逆クラッチ６７とＰＴＯ副変速クラッチ６８があり、トラクタが路上走行時は前記クラッチ６７，６８のいずれか一方または両方が非接続状態であり、作業機を駆動させるＰＴＯ駆動系は駆動されない。

圃場内での作業機を用いる作業時は、アクセルレバー１１を操縦者側（手前）に引いてエンジン回転数を定格回転数、または定格回転数以上から最大回転数の一定回転にしているので静油圧式無段変速機構入力軸３３とポンプ出力軸６６が同じ回転数で一定回転する。図３に示す状態は中立状態であり、ポンプ出力軸６６と直結しているＰＴＯ軸６９が共に回転する。

ＰＴＯ正逆クラッチ６７を図示左方向にスライドさせるとＰＴＯ正逆クラッチ６７がＰＴＯ軸６９のギア７０とギア７１に噛合するので、ＰＴＯ軸６９の動力はギア７０，ＰＴＯ正逆クラッチ６７，ギア７１，ギア７１ａ，ギア７２，ギア７４，ギア７８，ギア７７，ギア７６を順次介してＰＴＯ伝達軸７５を駆動させる（ＰＴＯ逆転）。また、ＰＴＯ正逆クラッチ６７を図示右方向にスライドさせると、ＰＴＯ軸６９の動力はギア７０，ＰＴＯ正逆クラッチ６７，ギア７３，ギア７７，ギア７６を順次介してＰＴＯ伝達軸７５を駆動させる（ＰＴＯ正転）。

ギア７２と一体のギア７４の駆動に連動するギア７８からの動力もＰＴＯ伝達軸７５に伝達され、ＰＴＯ副変速クラッチ６８が図示位置より最も左方向に移動した位置にあると、ギア７９とギア８０を介してギアドック８１がＰＴＯ副変速クラッチ６８に設けられたギアドック８３と噛合してＰＴＯ駆動軸８４によりＰＴＯ１速が得られる。またＰＴＯ副変速クラッチ６８が図示位置から左または右方向に移動すると、それぞれの場合に噛合するＰＴＯ副変速低速段ギア８５またはＰＴＯ副変速高速段ギア８６に動力が伝達され、ギア８５，ギア６８ａ，ＰＴＯ駆動軸８４へ順次動力が伝達されるとＰＴＯ２速が得られ、また、ギア８６，ギア６８ｂ，ＰＴＯ駆動軸８４へ順次動力が伝達されるとＰＴＯ３速が得られる。

上記構成のトラクタは路上走行時にはクラッチペダル１９を踏み込み、副変速切換レバー２１を路上走行に適した位置（基本は高速位置であり、中速位置または低速位置にする場合もある）に設定する。次いで増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２で所要速度の変速段を選択する。

次いで前後進レバー１０を前進側または後進側に移動し、クラッチペダル１９をゆっくり離しながら（メインクラッチ３２を接続して）アクセルペダル１５を踏んでエンジン回転数を上げていく。このときアクセルペダル１５を最大限に踏み込んでも、最大速度は増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２の最大変速段（８速）の位置に規制される。

また、圃場内での作業時はクラッチペダル１９を踏み込んだ後、副変速切換レバー２１を適宜の位置（基本は低速または中速位置）に設定する。次いで作業の種類に応じて増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２で所要速度の変速段を選択し、前後進レバー１０を前進位置に移動させる。アクセルレバー１１を操縦者側（手前）に移動してエンジン回転数を定格回転数または定格回転数以上の最大回転数までの間に設定する。次いでクラッチペダル１９を離しながら（メインクラッチ３２を接続して）前進させる。このときエンジン回転数は定格回転数または定格回転数以上の最大回転数までの間に設定されるが、作業速度は増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２で選択した位置で規制される。

なお、圃場内で作業機を使用する作業時にはアクセルペダル１５は使用しないで、アクセルレバー１１を用いる。また路上走行時にはアクセルペダル１５を使用し、アクセルレバー１１は使用しない。路上走行時はアクセルペダル１５を操作することで自動車操縦時と同じ感覚で操縦でき、また圃場内での作業時はエンジン回転を一定に保持しなくてはならないため、アクセルペダル１５では操縦が難しい。そこで前記作業時にはアクセルレバー１１を操作し、かつ前記作業時にはアクセルレバー１１から手を離しても元に戻らないので、操縦したアクセル位置に保持して一定エンジン回転数を保つことができる。

図５にはハンドルポスト６と操縦座席付近の機体の左側面図を示す。また図６、図７には変速装置ケース９１の平面図（図６（ａ）、図７（ａ））と該変速装置ケース９１内に収納されている静油圧式無段変速機構３４の平面図（図６（ｂ）、図７（ｂ））を示す。また図８には図７（ａ）の矢印Ａ方向から見た変速装置ケース９１の側面図を示す。図５〜図８に示すように静油圧式無段変速機構３４のトラニオン軸９２を回動させる油圧シリンダ９３と変速装置ケース９１の外部に突出した部分のトラニオン軸９２を連結するリンク機構９５を変速装置ケース９１の外壁部分に取り付けている。

シリンダ９３のピストンロッド９３ａの先端部に回動自在に一端を接続したアーム９５ａの他端を変速装置ケース９１の外壁に回動自在に支持させ、さらに該アーム９５ａのもう一方の端部には該アーム９５ａの長手方向に直交する方向に設けたロッド９５ｂの一端が回動自在に設けられ、さらにこのロッド９５ｂの他端には回動自在な短いアーム９５ｃを介してアーム９５ａと略平行な方向に長さ調節可能なロッド９５ｄの端部を回動自在に連結する。該長さ調節可能なロッド９５ｄの他端は回動自在に短いアーム９５ｅの一端に連結し、該短いアーム９５ｅの他端にはボス９５ｆが固定している。

ボス９５ｆは、ボルト９５ｐで軸９５ｑに固定されている。軸９５ｑは変速装置ケース９１に対して回転自在に支持されており、軸９５ｑの一端にはプレート９５ｇが固着している。プレート９５ｇの他端はリンクアーム９５ｈにピン９５ｒを介して回動自在に連結し、リンクアーム９５ｈはトラニオン軸９２と一体のカム９５ｊに回動自在に連結している。ここで、カム９５ｊはボス９５ｓに固着し、ボス９５ｓはボルト９５ｔによりトラニオン軸９２に固定されている。

また、プレート９５ｇとリンクアーム９５ｈはピン９５ｒにより連結されているが、該ピン９５ｒによる連結部は軸９５ｑを回動支点として変速装置ケース９１に固定された扇状部材９５ｋの円弧状の長穴９５ｋ１内を摺動自在になっており、またピン９５ｒが長穴９５ｋ１内だけを摺動可能なためにカム９５ｊの回動範囲もピン９５ｒの摺動に連動する範囲内に規制される。

上記リンク機構９５により油圧シリンダ９３の作動が前記アーム９５ａやロッド９５ｄなどに連動してカム９５ｊがトラニオン軸９２と共に回動することになる。また、カム９５ｊの側面が変速装置ケース９１に支持されたローラ９５ｍの側面に当接しながらシリンダ９３によりカム９５ｊが回動する。

図６に示す状態はトラニオン軸９２が静油圧式無段変速機構３４の油圧ポンプ３４ａの斜板３４ｄを車両前進側に向けた状態を示しており、図７の変速装置ケース９１の平面図（図７（ａ））と該変速装置ケース９１内に収納されている静油圧式無段変速機構３４の平面図（図７（ｂ））に示す状態は静油圧式無段変速機構３４の油圧ポンプ３４ａの斜板３４ｄを中立位置に向けた状態を示しており、カム９５ｊの凹部９５ｊ１に対してローラ９５ｍが嵌り込む位置がトラニオン軸９２の中立位置である。なお、ローラ９５ｍは図７（ｂ）のｘ方向からバネで押されている。また図９の変速装置ケース９１の平面図（図９（ａ））と該変速装置ケース９１内に収納されている静油圧式無段変速機構３４の平面図（図９（ｂ））を示す状態は静油圧式無段変速機構３４の油圧ポンプ３４ａの斜板３４ｄを後進側に向けて配置した状態を示している。

図１０は前後進レバー１０の基部に設けたシフトスイッチ１０ａ，１０ｂの配置とその作動態様を示す図である。図１０（ａ）と図１０（ｃ）には前後進レバー１０が前進位置と後進位置にある場合の前後進レバー１０の基部に設けた前進シフトスイッチ１０ａと後進シフトスイッチ１０ｂが作動する配置図をそれぞれ示し、図１０（ｂ）には前後進レバー１０が中立位置にある場合に前進シフトスイッチ１０ａと後進シフトスイッチ１０ｂのいずれにも当接しない場合の配置図を示す。

上記前後進レバー１０の前進シフトスイッチ１０ａが作動するように前後進レバー１０を中立位置から前進側に倒すと前進方向に動かす準備ができ、前後進レバー１０の後進シフトスイッチ１０ｂが作動するように前後進レバー１０を中立位置から後進側に倒すと後進方向に動かす準備ができる。なお、車両の前進方向と後進方向への加速はあくまで増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２で行う。

また、増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２による目標速度などを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ９０ａをコントローラ９０に配置しているので、まず、いずれかの増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２の操作により変速されようとする値の出力値（Ｔ）と、増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２による最低車速指示位置の値（Ａ）および最高車速指示位置の値（Ｂ）をＥＥＰＲＯＭ９０ａに記憶させる。

次いで、コントローラ９０では次式（１）により、第一の値をトラニオン軸９２の回動角度に対応したトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の全ストローク量に対する該油圧シリンダ９３への出力割合として演算する。
油圧シリンダへの出力割合＝（Ｔ−Ａ）／（Ａ−Ｂ） （１）

こうして、上記式（１）で得られた第一の値に応じて油圧シリンダ９３を作動させるが、そのとき得られるトラニオン軸ポジションセンサ９２ａの検出値の大きさは、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａの全検出範囲、例えば０〜５ボルトの間のいずれかの電圧値に対応している。そこで、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａの検出値はコントローラ９０へ送信され、コントローラ９０はトラニオン軸ポジションセンサ９２ａの前記検出値の大きさをトラニオン軸ポジションセンサ９２ａの全検出範囲の大きさに対する比率として求めて、これを第二の値とする。そして得られた第二の値が前記第一の値と等しくなるようにコントローラ９０が制御し、第一の値と第二の値が等しくなるとトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の電磁バルブ（図示せず）への出力を停止する（シリンダ９３内のオイルは漏れ出ることなく、出力停止した位置にシリンダピストンが保持される。）。

トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の作動によるトラニオン軸９２の回動位置を検出するトラニオン軸ポジションセンサ９２ａ（図６）は回動軸９３ｄの回動度合いを検出する構成である。トラニオン軸ポジションセンサ９２ａはロッド９５ｄの先端部のアーム９５ｅの接続部とは反対側に回動自在に一端が設けられたアーム９３ｃの他端に連結されている。これにより、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａはトラニオン軸９２の動き（位置）を検出することになる。トラニオン軸９２のポジションセンサ９２ａはトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３のピストンロッド９３ａの前進側の最大伸張設定位置に設けたストッパ９３ｅと後進側の最少短縮設定位置に設けたストッパ９３ｆ（図８）の各設定位置をそれぞれトラニオン軸９２の回動可能な範囲とする基準値とする。またカム９５ｊの凹部９５ｊｌにローラ９５ｍが嵌り込む位置をトラニオン軸９２の中立位置とし、これも基準値とする。これらトラニオン軸ポジションセンサ９２ａで検出する各設定位置を基準位置としてコントローラ９０のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）９０ａに記憶させておく。

また、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３のピストンロッド９３ａの前進側の最大伸張設定位置に設けたストッパ９３ｅと後進側の最少短縮設定位置に設けたストッパ９３ｆに接当するトラニオン軸ポジションセンサ９２ａの検出位置を基準位置としてトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の回動範囲を制御することができるので、静油圧式無段変速機構３４のトラニオン軸９２の回動角度を関連付けるリンク機構９５の組み付け時の寸法誤差等を吸収することができる。

上記トラニオン軸９２の回動位置のポジションセンサ９２ａの基準値を調整するモードに入るためのスイッチを操縦座席９の操作パネルに設けているが、このスイッチはカバーで覆われてスイッチ群の中に配置し、それぞれのポジションセンサの基準値を調整するスイッチが容易に識別できるように互いに似せた名称としておく。その理由は、調整するセンサが多い時に、どのスイッチで調整モードに入るか分からなくなることがないように、類似した名称のスイッチを調整モードのスイッチ群に付けることで誤操作を防ぐ。

また、変速段の操作位置は１速〜８速まであるが、この各変速段の操作位置を目標位置としてコントローラ９０の制御により油圧シリンダ９３を作動させてトラニオン軸９２を回動制御する。

コントローラ９０の制御により油圧シリンダ９３を作動させてトラニオン軸９２を回動制御するときの油圧シリンダ９３への制御出力はパルス出力とし、目標位置と現在位置の偏差に応じてパルス周期を変更する構成とすることができる。すなわち、前記偏差が大きいと前記パルス出力周期を短くしてトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の動作を比較的速くし、前記偏差が小さいと前記パルス出力周期を長くして、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の動作を比較的遅くする。

トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の目標位置への制御出力をパルス出力でなく連続出力とすると、トラニオン軸９２を動作した場合に油圧シリンダ９３の動作速度が速すぎて車両走行速度が急加速又は急減速になってしまうことがあるが、前記制御出力をパルス出力にすることで車両のスムーズな加速、減速が可能となる。

このとき、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３のピストンロッド９３ａの伸び側と縮み側でパルスオンタイムを変更するか、又はパルス周期を変更することで、動作速度の差を少なくすることが出来る。これは油圧シリンダ９３内を横断するロッド９３ａの端部にあるシリンダ内部の油室を二分するピストン（図示せず）がピストンロッド９３ａのある側（伸び側）とピストンロッド９３ａのない側（縮み側）で油室断面積が違うため、これを調整するためである。

また、エンジン始動は、クラッチペダル１９を踏んでクラッチスイッチ９７（図４）をオン（クラッチ切り）とし、前後進レバー１０を中立として行うが、エンジン始動直後に油圧シリンダ９３が中立にない時がある。これは前進走行中にエンジン５を切ると、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３が中立位置以外の位置にある状態で作動停止することがあるためである。

そのため、前述したトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３が中立位置にない場合には、油圧シリンダ９３を中立に戻すような出力をし、油圧シリンダ９３が中立位置に戻るまで、警告ブザーを連続して鳴らす構成として、走行安全性を高める。

さらに、エンジン始動時には、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３が中立位置以外にある場合は、中立位置に素早く戻すために油圧シリンダ９３の動作速度を速くするためにパルス出力ではなく連続出力とする。

エンジン始動時には前後進レバー１０は必ず中立位置にあるが、クラッチペダル１９を戻してメインクラッチ３２を入りにした場合には車両が発進するおそれがある。そのために前述のように油圧シリンダ９３の作動をパルス出力ではなく連続出力で行うことでエンジン始動時には素早く、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３を中立位置に戻すようにする。また、このとき警報ブザーを鳴らしてオペレータの注意を喚起する。

また、前進中または後進中の走行状態で、前後進レバー１０を中立にした時、クラッチペダル１９を踏まない場合（メインクラッチ３２入、クラッチスイッチ９７切）には油圧シリンダ９３はパルス出力（ゆっくり）で中立まで戻し、クラッチペダル１９を踏んだ場合（メインクラッチ３２切、クラッチスイッチ９７入）には油圧シリンダ９３は連続出力（速く）で中立まで戻す。また、クラッチペダル１９を踏んで（メインクラッチ３２切、クラッチスイッチ９７入）、前後進レバー１０が前進または後進状態で増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２により変速目標を変更すると、連続出力（速く）で目標位置にする。

前述のようにトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の目標位置への制御出力をパルス出力とし、目標位置と現在位置の偏差に応じてパルス周期を変更する構成とした時、トラニオン軸９２のポジションセンサ９２ａの値が大きく変化しない場合には、パルス出力のオンオフからなる所定の一周期（パルス周期）内でのオン時間の比率を大きくして、以前に比べてオン時間を長くする（パルス出力を増加する）補正を行う構成としても良い。

これは、例えば、潤滑油温が低い時、オン時間の短いパルス周期ではトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３が作動しない場合に、所定のパルス周期内でのオン時間をより長くしてトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３が作動出力を増加する補正する必要があるためである。

ただし、副変速切換レバー２１のポジションに応じてトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の目標位置まで移動する速度（パルスオンタイムに依存する）を変更することもできる。
これは副変速装置が低速段を選択していれば、ある程度速く油圧シリンダ９３を目標位置に持っていっても急加速、急減速にはならないためであり、また、副変速装置が高速段を選択していれば、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の目標位置まで移動を素早くすると、車両の急加速又は急減速になるので、この場合は油圧シリンダ９３の目標位置まで移動する速度を比較遅くする。こうして低速走行時でも油圧シリンダ９３のレスポンスが良くなる。

また、増減速ボタンスイッチＢ１，Ｂ２による変速目標と前後進レバーシフトスイッチ１０ａ，１０ｂの状態に応じて、油圧シリンダ９３を伸縮制御して車両を前後進させるが、アクセルレバー１１の基部にスロットルセンサ１１ａ（図４）を設け、スロットルセンサ１１ａの位置に応じてトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の動作速度（パルスオンタイムの変更による）を変更する構成としても良い。

上記構成で、エンジン回転数が低ければ、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３の動作速度のレスポンスを良くし、エンジン回転数が高ければ、フィーリング良く目標速度まで変更出来るようになる。

また、前進時の走行速度に比較して後進時の走行速度を速く出来る枕地制御モードスイッチを設けることで枕地での操縦性がよくなる。枕地（圃場のコーナー部）では車両の方向転換のために前進と後進を繰り返すことがあるがよくあるが、その場合に前進時の走行速度より後進時の走行速度が遅いと、操縦者は旋回操作牲が良くないと感じることがある。そのため枕地での走行時には前記した前進時の走行速度より後進時の走行速度を速くした前記枕地制御モードを設定しておき、このモードが選択できるスイッチにより、後進時の、例えば圃場の耕うん作業効率を良くすることができる。

例えば、前進時での変速目標が３速の時、その信号はコントローラ９０に入力され、コントローラ９０はトラニオン軸９２が３速を出す位置になるように油圧シリンダ９３を制御するが、この状態から後進にすると、変速目標が３速であってもコントローラ９０は、例えばトラニオン軸９２が４速や５速を出す位置になるように油圧シリンダ９３を制御する。
ただし、路上走行等でバックした時に速く動いてしまうと思わぬ不具合があるので上記枕地制御モードの選択はロータリ作業速（例えば副変速低速のみ）でのみ有効とする構成とすることが望ましい。

（変速制御装置）
次に、主変速レバー式の変速制御装置について説明する。
この変速制御装置は、制御構成ブロック図を図１１に示すように、主変速レバー１２に設けた主変速レバーシフトスイッチ１２ｐ、ＨＳＴ変速機構３４のトラニオン軸９２に設けたトラニオン軸ポジションセンサ９２ａ、前後進レバー１０に設けた前後進シフトスイッチ１０ａ、１０ｂ、クラッチペダル１９に設けたクラッチスイッチ９７、副変速切換レバー２１に設けた副変速切換レバーシフトスイッチ２１ｐ等をコントローラ（制御部）９０に接続して各信号を入力し、また、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３を接続して制御出力する構成により、以下のようにトラニオン軸９２を駆動制御する。

上記変速制御装置による制御処理は、図１２のフローチャートに示すように、センサ、スイッチ類の読込（Ｓ１）による副変速切換レバー２１の選択位置（Ｓ２）に従い、「高速」であれば算出式Ａにより、非該当であれば算出式Ｂにより、トラニオンセンサ目標を算出することにより、副変速位置に応じて使用するトラニオン角度範囲を変更してＨＳＴ変速機構３４を駆動制御するようにコントローラ９０による制御処理を構成する。

例えば、算出式Ａは、路上走行に適合するトラニオンの高速範囲について、また算出式Ｂは、多様な作業走行に適合するトラニオン軸９２の全範囲について、前後進レバー１０および主変速レバー１２の両選択位置に応じた角度位置となる算出式を設定することにより、不必要な車速帯は使用しないでオペレータの意図に応じた車速帯に即座に変速操作することができる。

このように、上記構成の変速制御装置は、ＨＳＴ変速機構３４、および副変速機構３８を直列した走行伝動系の変速制御において、トラニオン目標位置は、前後進レバー１０および主変速レバー１２の両選択位置に応じて設定され、その設定範囲は、副変速切換レバー２１の選択位置と対応して別途定めたトラニオンの設定範囲内に限定することにより、簡易な構成により、全範囲に及ぶ速度選択の自由度を損なうことなく、範囲限定によって主変速レバー１２による操作性を向上することができる。

次に、クラッチ操作時の制御処理は、その一例を図１３のフローチャートに示すように、クラッチペダル１９の踏み込み操作がクラッチスイッチ９７によって検出された時点において、前後進レバー１０の前進または後進の指示に対してトラニオン軸９２の位置が反対側にあることが判定（Ｓ１１〜Ｓ１４）された場合は、トラニオン軸９２の中立位置までトラニオン軸回動用油圧シリンダ９３を連続出力処理（Ｓ１５）するように制御処理を構成する。

上記制御処理により、例えば、前進走行中にメインクラッチ３２を切って前後進レバー１０を繋いだ場合や、その逆の場合について、この操作を素早くするとオペレータの意図とは反対の方向に車両が動くという危険な事態を回避することができる。

（作業機対応制御）
次に、作業機対応の変速制御について説明する。
変速制御装置は、図１４の制御構成ブロック図に示すように、ＨＳＴ変速機構９３のトラニオン制御による車両走行制御とともに、作業機昇降レバー３０ｆ、バックアップスイッチ３０、オートリフトスイッチ３０ａ、コントロールレバー３０ｃ等の設定、操作の信号をコントローラ９０に受けることにより、作業機上げ用リンク３１を介して作業機の昇降制御を行い、さらに、リフトアームセンサ３１ａを設けて作業機上げ用リンク３１による作業機の昇降動作を走行制御に反映するように制御処理を構成する。

具体的には、図１５のフローチャートに示すように、主変速レバー１２の位置等のセンサ、スイッチ類の読込処理（Ｓ２１）により、コントロールレバー３０ｃ、作業機昇降レバー３０ｆの上げ操作、バックアップ、オートリフト等の機能による作業機上げ動作と対応して主変速レバー１２に対応するトラニオンアーム角度を低速側に変更してトラニオンアーム角度調節出力（Ｓ２２ａ、Ｓ２２ｂ）を行う。例えば、主変速レバー１２の一段階低いポイントに、または、目標車速から一定速度（例えば２割）遅くなるようにした調節車速に変更する。この制御処理により、作業機を上げた際の負荷減少による増速が小さく抑えられて省エネとなる。

この場合において、コントロールレバー３０ｃ、作業機昇降レバー３０ｆの下げ操作等の作業機下げ動作により、一定時間の経過（例えば、０．４秒）まで上記調節車速に維持した後に主変速レバー１２に対応する本来のトラニオンアーム角度調節出力（Ｓ２３ａ〜Ｓ２３ｃ）を行う。この制御処理により、作業機を下げた後も所定時間の経過までは比較的低速の調節車速に維持されることから、作業機が稼働するまでの空走距離を小さく抑えるとともに、本来の作業能率を確保することができる。

また、図１６のフローチャート別例（１）に示すように、作業機下降から本来の車速に戻すまでの調節車速の維持時間については、主変速レバー１２の選択位置により、低〜高で可変時間（例えば、０〜０．５秒）後に、元の速度になるように、トラニオンアーム角度調節出力処理（Ｓ２４ａ〜Ｓ２４ｃ）を構成する。このような制御処理により、車速が速い程、空走距離が長くなる弊害を効果的に解消することができる。

さらに、図１７のフローチャート別例（２）に示すように、上記調節車速の維持時間について、作業機上げ用リンク（リフトアーム）３１が所定高さ位置まで下がった時点を基準としてカウントを開始して所定時間（例えば、０．２秒）の経過まで調節車速に維持するように制御処理（Ｓ２５ａ〜Ｓ２５ｄ）を構成する。このような制御処理により、精度向上およびオペレータのフィーリングを向上させることができる。

次に、クラッチ操作対応制御について、図１８の制御構成ブロック図に示すように、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａ、主変速レバーシフトスイッチ１２ｐ、クラッチスイッチ９７、リニアシフトスイッチ１０ａ、１０ｂ等をコントローラ９０に接続して各信号を入力し、また、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３を接続して変速制御装置を構成することにより、以下のように、クラッチ操作について制御出力してトラニオン軸９２の駆動制御をする。

すなわち、図１９のフローチャートに示すように、副変速切換レバー２１が「高」でクラッチペダル１９が踏み込まれた時（Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ）に主変速レバー１２が「２速」以上の場合は、一旦「２速」の位置にトラニオン制御し、所定時間（例えば１秒）の経過（Ｓ３２ａ〜Ｓ３２ｃ）の後に中立Ｎの位置に制御（Ｓ３３）する。

このように、極めて短時間内にクラッチペダル１９を踏んで離した場合は、機体の制動慣性が大であり、著しいショックが避けられないという問題があったが、上記制御処理により、高速時のオペレータへの体感ショックを軽減し、トラニオン調節の性能を向上することができる。

次に、多用途共用構成による変速制御については、図２０の制御構成ブロック図に示すように、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａ、主変速レバーシフトスイッチ１２ｐ、リニアシフトスイッチ１０ａ、１０ｂ等をコントローラ９０に接続して各信号を入力し、また、トラニオン軸回動用油圧シリンダ９３を接続し、トラニオン制御出力とアクセル制御出力を型式判定により切換える共用低コスト構成の変速制御装置を構成する。

上記変速制御装置は、図２１のフローチャートに示すように、型式判定によってアクセル制御型式として制御動作中において、トラニオン軸ポジションセンサ９２ａ、主変速レバーシフトスイッチ１２ｐが断線でない場合（Ｓ４１ａ、Ｓ４１ｂ）は、型式入力の断線（入力系、ハーネス異常）であるため、アクセル制御の変速出力を停止（Ｓ４２）する。

このように、型式判定を誤検出した場合は、アクセル制御アップ出力するとＨＳＴ変速機構３４によって前進出力されることとなるので、上記制御処理によりそのような事態を回避して危険防止を図ることができる。

本発明の一実施例のトラクタの左側面図 図１のトラクタの平面図 図１のトラクタの変速装置の動力線図 図１のトラクタの変速装置の制御ブロック図 図１のトラクタのハンドルポストと操縦座席付近の機体の左側面図 図１の前進時のトラクタの変速装置ケースの平面図（ａ）と該変速装置ケース内に収納されている静油圧式無段変速機構の平面図（ｂ） 図１の中立時のトラクタの変速装置ケースの平面図（ａ）と該変速装置ケース内に収納されている静油圧式無段変速機構の平面図（ｂ） 図７（ａ）の矢印Ａ方向から見た変速装置ケースの側面図 図１の後進時のトラクタの変速装置ケースの平面図（ａ）と該変速装置ケース内に収納されている静油圧式無段変速機構の平面図（ｂ） 図１のトラクタの前後進レバーが前進位置（ａ）、中立位置（ｂ）及び後進位置（ｃ）のいずれの位置にあるのか前後進レバーの基部に設けたシフトスイッチの配置とその作動態様を示す図 主変速レバー式の変速制御装置の制御ブロック図 図１１の変速制御装置による変速処理のフローチャート クラッチ操作時の制御処理のフローチャート 作業機対応制御用の変速制御装置の制御構成ブロック図 図１４の変速制御装置のフローチャート 図１５のフローチャートの別例（１） 図１５のフローチャートの別例（２） 制御構成ブロック図 図１８の制御構成のフローチャート 制御構成ブロック図 図２０の制御構成のフローチャート

４ 変速装置
１０ 前後進レバー
１０ａ，１０ｂ シフトスイッチ
１２ 主変速レバー
１２ｐ 主変速レバーシフトスイッチ
１５ アクセルペダル
２１ 副変速切換レバー
２１ｐ 副変速切換レバーシフトスイッチ
３１ 作業機上げ用リンク
３１ａ リフトアームセンサ
３４ 静油圧式無段変速機構（ＨＳＴ変速機構）
３８ 副変速機構
９０ コントローラ
９２ トラニオン軸
９２ａ トラニオン軸ポジションセンサ
９３ トラニオン軸回動用油圧シリンダ
Ｎ 中立

Claims (2)

1. トラニオン軸（９２）によって変速動作するＨＳＴ変速機構（３４）と副変速切換レバー（２１）によって変速動作する副変速機構（３８）とを設け、前後進選択用の前後進レバー（１０）および車速選択用の主変速レバー（１２）又は増減速ボタンスイッチ（Ｂ１，Ｂ２）の両選択位置に応じて設定された目標車速に上記ＨＳＴ変速機構（３４）のトラニオン軸（９２）を駆動制御する制御部（９０）からなる作業車両の変速制御装置において、
   上記制御部（９０）は、副変速切換レバー（２１）の選択位置と対応して別途定めた車速の設定範囲内に限定して上記トラニオン軸（９２）を駆動制御する構成とし、
   アクセルペダル（１５）の踏み込み操作又はアクセルレバー（１１）の操作でエンジン回転数を上昇させると前記増減速ボタンスイッチ（Ｂ１，Ｂ２）で選択した位置で速度を規制すると共に、アクセルレバー（１１）の基部に設けたスロットルセンサ（１１ａ）の位置に応じてトラニオン軸回動用油圧シリンダ（９３）の動作速度を変更する構成とし、
   前進時の走行速度に比較して後進時の走行速度を速く出来る枕地制御モードスイッチを設けると共に、枕地制御モードの選択はロータリ作業速でのみ有効とする構成としたことを特徴とする作業車両の変速制御装置。
2. 前記制御部（９０）は、作業機の昇降動作を検出するリフトアームセンサ（３１ａ）により、作業機の上昇開始後は主変速レバー（１２）による目標車速を所定割合で低減調節した調節目標車速により駆動制御し、作業機の下降開始後は所定時間の経過により調節前の目標車速によりＨＳＴ変速機構（３４）を駆動制御し、
   作業機下降から本来の車速に戻すまでの時間については、主変速レバー（１２）の選択位置により、低〜高で可変時間後に、元の速度になるように、トラニオンアーム角度調節出力処理（Ｓ２４ａ〜Ｓ２４ｃ）を構成すると共に、作業機上げ用リンク（３１）が所定高さ位置まで下がった時点を基準としてカウントを開始して所定時間の経過まで調節車速に維持するように制御処理（Ｓ２５ａ〜Ｓ２５ｄ）を構成することを特徴とする請求項１記載の作業車両の変速制御装置。

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