JP5998718B2 - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行駆動力伝動系に油圧式無段変速装置（以下「ＨＳＴ」という）を設け、このＨＳＴを自動制御によって変速制御して変速操作具の変速位置に応じた走行車速を得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、可変容量ポンプと可変容量油圧モータとを流体的に接続したＨＳＴにおいて、ポンプ容量操作具とモータ容量操作具とを連動連係して所望の変速速度とする技術が有る。

また、特許文献２に示されるように、エンジンからの動力で駆動する可変容量ポンプと駆動輪を駆動する可変容量型の第１油圧モータと固定容量型の第２油圧モータとを油圧閉回路で連結して走行用ＨＳＴ式変速装置を構成し、主変速を行う主変速レバーのグリップ部に、押されるごとに順繰りに第１油圧モータの速比を切り換えて副変速状態を切り換える副変速スイッチを設けた技術が有る。

特開２００１−３２４０１３号公報 特開２００６−２５６５５５号公報

可変容量ポンプと可変容量モータで構成したＨＳＴで、可変容量モータの変速を行うと駆動トルクが変化して走行負荷が急激に増大してもエンジンストップに至らずに走行することが可能になるので、逆に、走行負荷を検出して自動的に可変容量モータの変速を行う自動変速制御が走行負荷の変動が激しい作業車両に使用されるが、前進から後進或いは後進から前進に切り換えた際には走行負荷が大きく変動するために、この時の走行負荷を検出して可変容量モータが自動的に変速されると、走行駆動トルク変動で走行速度が不安定になって、ギクシャクした走行となる。

本発明では、走行作業負荷の変動に対応するように可変容量ポンプと可変容量モータを自動制御で変速する作業車両の変速制御装置において、前後進切換え時の走行速度の変動を抑えてスムースに前後進切換が行われるようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、自動変速設定手段６７による自動変速設定で、変速操作具１８で設定する走行速度と走行負荷検出手段３２の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ２１ａの変速と可変容量モータ２１ｂの変速を自動的に変速制御する作業車両の変速制御装置において、自動変速制御状態で、前後進切換操作具１０で走行方向を前進から後進に切換えた際には、切換直前の可変容量モータ２１ｂの変速位置を維持したままで走行方向を切り換えるように制御する構成とし、
前記自動変速制御状態で、前記可変容量モータ２１ｂの変速を禁止する油圧モータ変速スイッチ６８を設け、
前記自動変速制御状態で、機体後部に装着したロータリ作業機１７を駆動して作業走行を行っている場合、前記可変容量モータ２１ｂの変速が行われると自動表示ランプを点滅させて報知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とする。

請求項２に記載の発明は、一定速度を維持して走行するオートクルーズスイッチ５６を設け、前記自動変速制御状態でオートクルーズスイッチ５６を入り状態にすると、前記可変容量モータ２１ｂの変速を禁止する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速制御装置とする。

請求項３に記載の発明は、前記変速操作具１８を足で踏込操作するペダルで構成し、このペダルで構成された変速操作具１８に前後進スイッチ１０ｃを設け、前後進スイッチ１０ｃを踏むたびに前進と後進が切り換わるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業車両の変速制御装置とする。

請求項１に記載の発明で、自動変速設定手段６７で自動変速を設定して走行中に前後進切換操作具１０を操作して前進走行から後進走行に切り換えると可変容量ポンプ２１ａが変速されて前進から停止を経て後進に切り換わるが、可変容量モータ２１ｂの変速が停止するので、可変容量モータ２１ｂの変速による駆動トルクの不快な変動が無く、ギクシャクした走行とならないので、軽快な走行方向変更が出来る。また、自動変速制御状態で、可変容量モータ２１ｂの変速を禁止する油圧モータ変速スイッチ６８を設けたので、状況に応じて手動で駆動トルクの不快な変動を抑制できる。また、自動変速制御状態で、機体後部に装着したロータリ作業機１７を駆動して作業走行を行っている場合、可変容量モータ２１ｂの変速が行われると自動表示ランプを点滅させて報知するので、駆動トルクの変動を視覚的に知ることができる。

請求項２に記載の発明で、自動変速制御状態でオートクルーズスイッチ５６を入り状態にすると、可変容量モータ２１ｂの変速を禁止するので、駆動トルクの不快な変動を無くして安定した走行となる。

請求項３に記載の発明で、ペダルで構成された変速操作具１８に前後進スイッチ１０ｃを設け、前後進スイッチ１０ｃを踏むたびに前進と後進が切り換わるので、足による踏込操作のみで変速と前後進の切り換えが容易にできる。

トラクターの全体側面図である。 キャビンを除いたトラクターの全体平面図である。 動力伝動ブロック図である。 自動制御の制御ブロック図である。 駆動電流とＨＳＴ出力軸回転数の関係を表すグラフである。 最高速ダイヤルの平面図である。 アクセルペダルの操作位置と駆動電流値の関係を表すグラフである。 全自動変速ダイヤルの平面図である。 アクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。 別実施例のアクセルペダルの斜視図である。 アクセルペダルとアクセルペダルセンサの連結を示す側断面図である。

作業車両の一例としてトラクター１を例に以下に説明する。
なお、本明細書においてトラクター１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、後進方向を後という。

トラクター１は、図１と図２に示す如く、機体の前後部に左右一対の前輪２，２と左右一対の後輪３，３を備え、機体の前部に搭載したエンジン５の回転動力をトランスミッションケース８内の油圧無段変速装置（ＨＳＴ）２１とギヤ変速による多段副変速部２２によって適宜減速して、これら前輪２，２と後輪３，３に伝えるように構成している。

機体中央であってキャビン４内のハンドルポスト６にはステアリングハンドル７が設けられ、その後方にはシート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り換える前後進レバー１０（本発明でいう「前後進切換操作具」に相当する）が設けられている。この前後進レバー１０を前側に回動すると機体は前進し、後側へ回動すると後進する構成である。

なお、図１４に示す如く、アクセルペダル１８に前進スイッチ１０ａと後進スイッチ１０ｂを併設して、右足で走行方向の切換を行えるようにしても良い。
また、図１５に示す如く、アクセルペダル１８に前後進スイッチ１０ｃを設けて、右足で踏むたびに前進と後進が切り換わるようにしても良い。

また、ハンドルポスト６を挟んで前後進レバー１０の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー１１が設けられ、またステップフロア１３の右前コーナー部には、走行速度を調節するアクセルペダル１８（本発明でいう「変速操作具」に相当する）と、左右の後輪３，３にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌが設けられている。

なお、図示ではアクセルペダル１８を一個で示しているが、前進用アクセルペダルと後進用アクセルペダルを左右に並べる構成にしても良い。
さらに、ステップフロア１３上のシート９側で右側に緊急停止ペダル７０を設け、同じくシート９側で左側にデフロックレバー７１とパーキングレバー７２を設ける。緊急停止ペダル７０を使用すると、エンジン５を停止して急停車するので、ブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌを使用するよりも急停止出来るが、さらに、ＨＳＴ２１を中立に戻すようにすれば停止距離を短く出来る。その停止方法を切り換えるスイッチを緊急停止ペダル７０の近くに設けると良い。また、パーキングレバー７２を引いてブレーキを利かせると、駐車停止すると共にオートクルーズ機能を解除する。

なお、前記の緊急停止ペダル７０をブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌに併設しても良い。
図１２の如く、緊急停止ペダル７０に代えてアクセルペダル１８の上部に緊急停止スイッチ７０ａを設けて右足の左右移動で緊急停止スイッチ７０ａを押せるようにしても良い。

前記アクセルペダル１８は、ＨＳＴ２１の変速と共にエンジン５の回転を変更制御するが、ＨＳＴ２１の変速用ペダルとエンジン５の変速用ペダルに分割して並設し、ＨＳＴ２１の変速とエンジン５の変速を使い分けたりＨＳＴ２１の変速とエンジン５の変速を同時に行ったり出来るようにしても良い。

図９に示す如く、アクセルペダル１８の下端部の床面にＨＳＴスイッチ１８ａを設けて、このＨＳＴスイッチ１８ａとアクセルペダル１８を同時に踏み込むことで、変速を行えるようにして安全に変速を行えるようにする。

ＨＳＴスイッチ１８ａは、図１０の如く、アクセルペダル１８の中央に設けても良く、図１１の如く、アクセルペダル１８の上端左右中央に設けても良い。
なお、ブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌに並べてトランスミッションケース８内のクラッチを切るクラッチペダルを設けても良い。

ハンドルポスト６上部のステアリングハンドル７の前側にメータパネル１６が設けられて、走行速度等の機体状況が表示され、その右下部にエンジン回転設定ダイヤル１４が設けられ、エンジン５の最高回転数を設定出来る。メータパネル１６には、レスポンス設定ダイヤル５５の操作量や最高速設定ダイヤル５４の操作量を表示するようにしても良い。

また、シート９の左前側部には、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レバー１５を設け、その後方にＰＴＯ変速レバー１２を設けている。
シート９の右側部には、最高速設定ダイヤル５４とレスポンス設定ダイヤル５５とオートクルーズセットスイッチ５６を設けている。最高速設定ダイヤル５４で設定される駆動電流値は、後述する調整モードで記憶した制御データに基づいて決定し、図６の如く、回動範囲で９０％を真横位置にして５０％から１００％まで均等に設定する。

この最高速設定ダイヤル５４での１００％は、可変容量モータ２１ｂが低速或いは高速での最高速度を意味し、全自動変速スイッチ６７をオンして制御する場合には、最高速設定ダイヤル５４での最高速設定は無視される。

オートクルーズセットスイッチ５６をオンすると、一定速度で走行するオートクルーズ状態になり、圃場での播種作業や平坦路での移動走行時に使用する。
なお、オートクルーズ走行を解除するには、ブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌの踏み込みやアクセルペダル１８の再踏み込みやオートクルーズセットスイッチ５６の再オン操作を行うが、このオートクルーズ解除感度を調整するオートクルーズ解除感度調整スイッチをオートクルーズセットスイッチ５６の近くに設けても良い。

また、前記オートクルーズ解除操作でもオートクルーズが解除されなくして、オートクルーズをオン・オフするオートクルーズ切換スイッチを設けても良い。
また、シート９に操縦者が着座していることを感知するセンサを設け、オートクルーズ中に操縦者がシート９から離れたことを検出するとエンジン５を停止するようにして安全を図っても良い。

また、アクセルペダル１８の後端近くにオートクルーズセットスイッチを設けて、足で変速操作を行うと共に、同じ足でオートクルーズセットスイッチを押してオートクルーズ状態となるようにしても良い。

また、アクセルペダル１８の横に並べてオートクルーズペダルを設けたり、アクセルペダル１８に重ねてオートクルーズペダルを設けたりすることで、足で変速とオートクルーズ設定を行えるようにしても良い。

トラクター１の機体後部には、ロータリ作業機１７を装着している。
図３は、動力伝動ブロック図で、エンジン５の出力軸の回転がトランスミッションケース８内のダンパ２０とＨＳＴ２１と副変速部２２を介してデフケース２３の後輪駆動軸２７に伝動し、後輪３，３を駆動する。

ＨＳＴ２１は可変容量ポンプ２１ａと可変容量モータ２１ｂで構成されて、可変容量ポンプ２１ａの斜板を回動すると正転高速から停止を経て逆転高速まで変速し、可変容量モータ２１ｂの斜板を回動すると高速と低速に変速する。全自動変速スイッチ６７（本発明でいう「自動変速設定手段」に相当する）をオンすると、アクセルペダル１８の踏み込み程度に従って走行系ＥＣＵ５０で可変容量ポンプ２１ａの斜板と可変容量モータ２１ｂの斜板を適宜に回動制御して自動的にアクセルペダル１８で設定する走行速度に変速する。また、多段副変速部２２はギヤ変速によって、高・中・低の三段階に変速する。

なお、図示を省略するが、トランスミッションケース８内で駆動力を分岐して前輪２，２も駆動するようにする。
ＨＳＴ２１の出力軸の回転が回転センサギヤ２４の回転としてＨＳＴ出力軸センサ２５で検出され、多段副変速部２２の出力軸回転が後輪駆動軸２７の回転数として後車軸回転センサ２６で検出される。ＨＳＴ出力軸センサ２５と後車軸回転センサ２６は、センサギヤの所定歯数を検出する時間で算出しているので、低速では１歯数とし高速では３歯数とすることで高速での回転数を正確に検出し停止を素早く検出することが出来る。

図４は、トラクター各部の作動を制御する自動制御の制御ブロック図で、エンジンＥの出力を制御するエンジンＥＣＵ２９と作業機１７の昇降を制御する作業機昇降系ＥＣＵ４０と前輪２と後輪３の回転を制御して走行速度を制御する走行系ＥＣＵ５０とで構成し、ＣＡＮ通信で制御信号の交信を行っている。

エンジンＥＣＵ２９への制御データの入力は、ブースト圧力センサ３０からのブースト圧力と、ブースト圧補正制御スイッチ３６からの補正信号と、エンジン排気温度センサ３１からの排気温度と、エンジン回転センサ３２からのエンジン出力軸の回転数（本発明でいう「走行負荷検出手段」に相当し、エンジン出力軸回転数が急激に低下する場合を走行負荷或いは作業負荷の増大と判定する）と、エンジンオイル圧力センサ３３からのオイル圧力と、エンジン水温センサ３４からのラジエータ水温と、レール圧センサ３５からのコモンレールの燃料圧力と、アクセルセンサ２８のアクセルレバー１１の回動位置及びエンジン回転設定ダイヤル１４の設定エンジン最高回転数等で、エンジンＥＣＵ２９からの制御出力は、燃料高圧ポンプ３７へのレール圧と、高圧インジェクタ３８への噴射信号である。

なお、ブースト圧補正制御スイッチ３６は、ブースト圧が低い場合にアクセルレバー１１の回動があると燃料噴射量を徐々に増加する制御をオン・オフする。
作業機昇降系ＥＣＵ４０への制御データの入力は、作業機１７の昇降を行うポジションコントロールレバー４１の操作位置信号と、リフトアームセンサ４２からのリフト位置信号と、上げ位置規制ダイヤル４３と下げ速度調整ダイヤル４４の調整信号等で、作業機昇降系ＥＣＵ４０からの制御出力は、油圧シリンダーのメイン上昇ｓｏｌ４５とメイン下降ｓｏｌ４６への上昇或いは下降信号である。

さらに、作業機昇降系ＥＣＵ４０は、作業機コントローラ４７とＧＰＳ付通信ユニット４８と交信する。
走行系ＥＣＵ５０への制御データの入力は、ＨＳＴ出力軸センサ２５のＨＳＴ２１の出力軸回転数と、後車軸回転センサ２６の後輪駆動軸２７の回転数と、最高速設定ダイヤル５４の設定最高速と、レスポンス設定ダイヤル５５の設定レスポンスと、オートクルーズセットスイッチ５６のオン・オフ信号と、前後進レバー１０の前後進レバー操作位置センサ６４の操作位置と、副変速レバー１５の副変速レバー操作位置センサ５７の操作位置と、アクセルペダル１８の踏込み位置を検出するアクセルペダルセンサ５８の踏込み信号と、油温センサ６０のトランスミッションケース８内オイル温度と、加速度検出センサ５２の走行加速度、エンジン５のエンジン回転センサ３２のエンジン回転数と、全自動変速スイッチ６７のオン・オフ信号と、油圧モータ変速スイッチ６８のオン・オフ信号と、左ブレーキセンサ１９ＬＳの左ブレーキ踏込み信号と、右ブレーキセンサ１９ＲＳの右ブレーキ踏込み信号等で、走行系ＥＣＵ５０からの制御出力は、ポンプ斜板ソレノイド６２への斜板角出力信号と、モータ斜板ソレノイド６３への斜板角出力信号と警報ブザー５１への警報信号等である。

全自動変速スイッチ６７をオンすると、可変容量ポンプ２１ａと可変容量モータ２１ｂが共に変速される状態になり、油圧モータ変速スイッチ６８をオフすると、可変容量モータ２１ｂの変速を行わないようにする。

走行速度や変速位置やエンジン水温その他のデータがステアリングハンドル７の前に設けるメータパネル１６と操作パネル６５に表示される。
図５は、ＨＳＴ２１のトラニオン軸を回動する油圧シリンダーを制御するポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に付与する駆動電流値とＨＳＴ出力軸センサ２５が検出するＨＳＴ出力軸回転数の関係を測定した駆動電流値とＨＳＴ出力軸回転数の測定データで、設計では実線で示す設計変化線Ａを変動する想定であるが、ＨＳＴ２１や機体毎の特性によって実際の測定データは変速幅Ｂと最大回転数幅Ｃの変動が有る。この機体毎に異なる駆動電流値とＨＳＴ出力軸回転数の測定データを制御データとして走行系ＥＣＵ５０に記憶するのである。

調整モードは、トラクター１の組み立てが終って最終調整時に、副変速レバー１５を中立にしてＨＳＴ２１以降の駆動を断って走行負荷の加わらない状態で行われる。
まず、前進側の測定で、増速時のデータとして、駆動電流をＨＳＴ２１が回転しない程度のゼロ付近から最大回転数Ｊを得るに充分な最大駆動電流値Ｄまで変化させてＨＳＴ２１の出力軸回転数を測定して回転開始の駆動開始電流値Ｆと最大駆動電流Ｄの９０％の最大付近駆動電流値Ｅでの増速最大付近回転数Ｈを制御データとして走行系ＥＣＵ５０に記憶する。

また、減速時のデータとして、駆動電流を最大駆動電流値Ｄからゼロ付近まで変化させて減速最大付近回転数Ｉと駆動停止電流値Ｇを制御データとして走行系ＥＣＵ５０に記憶する。この駆動停止電流値Ｇは、実際にトラクター１を走行させて計測することで、正確な値を検出出来る。

後進側も前記と同様にして、減速側の制御データが走行系ＥＣＵ５０に記憶される。
なお、駆動電流を付与してＨＳＴ２１の回転が出るには僅かのタイムラグがあるために前記駆動電流の付与から所定時間経過後の回転数を制御データとする。

アクセルペダル１８の踏込み深さによるＨＳＴ２１の回転数は、前記増速側の駆動開始電流値Ｆと増速最大付近回転数Ｈ及び減速側の減速最大付近回転数Ｉと駆動停止電流値Ｇを用いて演算した制御変化率から算出する駆動電流値をポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に付与することで行う。

図７に示す如く、アクセルペダル１８の踏込み開始範囲に出力を禁止するＨＳＴ中立領域を設け、このＨＳＴ中立領域終端の増速開始位置で前記の駆動開始電流値Ｆを出力するように走行系ＥＣＵ５０で制御する。アクセルペダル１８を増速開始位置から踏み込むと駆動電流をＨＳＴ２１の回転ゼロから増速最大付近回転数Ｈまで直線的に変化（比例変化）するように駆動電流値を急激に増加させる。また、アクセルペダル１８の最大踏込み位置には最大維持余裕角度を設けて、最大駆動電流値で最大回転数Ｊを出力するようにする。

最大回転数Ｊは、エンジン回転数規制で決まるが、油温センサ６０が所定温度以上を検出した場合には、最大駆動電流値Ｄを最高速設定ダイヤル５４で設定した電流値の範囲と最大付近駆動電流値Ｅの低い方の規制駆動電流値まで低くすることでさらなるオイル温度の上昇を抑える。駆動電流の復帰は所定温度よりも低くしてハンチングの発生を防ぐ。

規制駆動電流値は、前記制御変化率から算出する駆動電流値によって決定する。
アクセルペダル１８の踏込みを止めてＨＳＴ２１の駆動を中止した場合には、駆動していた前進或いは後進の駆動電流を停止して所定時間経過後に、逆方向の駆動開始電流値Ｆよりやや大きな駆動電流を短時間（数１０ｍｓｅｃ）付与して、トラニオン軸が正規位置に戻るのを待って中立位置に戻すようにする。

アクセルペダル１８の所定高速位置或いは所定高速位置以上への踏込みでは、踏込み速度の変化率を算出し、該変化率に応じて、エンジン負荷に無理がかからない一定変化率まで、ペダル位置対応速度までの速度の増速率を変化させる。また、アクセルペダル１８の所定高速位置以上への踏込みでは、所定の速度増速率が一定時間経過すると速度増速率を低下させ、目標速度となると速度増速率を解除する。

そして、前記で検出した最大付近駆動電流値Ｅと駆動開始電流値Ｆと駆動停止電流値Ｇの制御データを使用してアクセルペダル１８の踏込み位置で設定走行速度が出るように、走行系ＥＣＵ５０からポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に駆動電流が出力されて、ＨＳＴ２１のトラニオン軸の回動を制御する。

アクセルペダル１８を最も踏み込んだ場合には、制御データに基づく駆動電流値ではなく、所定の大駆動電流値をポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に出力することで、機体毎に最高速が異ならないようにする。

また、駆動電流値（率）を増加しても走行速度増加量（率）が所定より低い場合は、走行負荷が大きいので、駆動電流値の増加を中断してエンストになるのを防ぐ。さらに、エンジン回転数低下が所定率より大きい場合には、駆動電流を減少させてエンストになるのを防ぎ、エンジン回転数がアイドリング回転数近くであれば駆動電流を断ってＨＳＴ２１をニュートラルにする。そして、その後エンジン回転数が設定回転数まで復帰する時には、所定の駆動電流まで所定の変化率でゆっくりと復帰させる。

なお、駆動電流値とＨＳＴ出力軸回転数の測定データを用いた制御の他に、レスポンス設定ダイヤル５５で増減速加速度を設定し、加速度検出センサ５２が検出する機体の加速度が設定加速度になるように制御することも可能である。この加速度を用いた制御は、低速状態では加速度検出に時間がかかりすぎるために行わず、直前の加減速率で制御する。

また、この加速度を用いた制御は、低速で加速度の変化が検出し難いので、別に設定する変化率ラインの駆動電流変化率で加減速を制御する。
なお、レスポンス設定ダイヤル５５は、加速度制御を行うことなく、ダイヤル位置に応じた所定の駆動電流変化率で加減速を制御するようにして、減速開始時には、電流変化の一定時間経過後の速度変化を加速度検出センサ５２で検出した加速度で駆動電流を補正する。前後進切換直後の逆方向への切換（前進→後進或いは後進→前進）時の補正は、減速側での補正増減量と同等比率の増減量補正を所定の駆動電流変化率に対して行う。

また、エンジン５の回転速度は、エンジン回転センサ３２が検出する回転数が所定回転数以上にならないように規制するが、前記最高速設定ダイヤル５４での規制回転数を用いてそれより僅かに高い回転数に設定する。なお、最高速設定ダイヤル５４による規制は、可変容量ポンプ２１ａのトラニオン軸の回動範囲を制限することで走行変速範囲を規制するようにしても良い。

走行速度は、アクセルペダル１８と副変速レバー１５で設定するが、その変速制御を次の如く行う。
まず、低速でロータリ作業を行う場合は、副変速レバー１５を「低」に設定してアクセルペダル１８を徐々に踏み込みながら走行を開始する。すると、副変速レバー１５の変速位置を副変速レバー操作位置センサ５７で読み取り、アクセルペダル１８の踏み込み深さをアクセルペダルセンサ５８で読み取って走行系ＥＣＵ５０に入力し、ポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に斜板角出力信号を出力して、可変容量ポンプ２１ａと可変容量モータ２１ｂを最低速からアクセルペダル１８と副変速レバー１５で設定した走行速度となるように変速する。

全自動変速スイッチ６７をオンすると、可変容量ポンプ２１ａの変速で前進最高速から停止を経て後進最高速に変速され、可変容量モータ２１ｂの高速低トルクと低速高トルクの二段変速で走行負荷の変動に対応する。アクセルペダル１８を踏み込んだままで、前後進レバー１０を前進から後進或いは後進から前進に切り換えた際には、走行負荷が大きく変動するので、可変容量モータ２１ｂの変速を行わないことで走行速度の変動を抑えるか、可変容量モータ２１ｂの変速を２、３秒の一定時間だけ一時的に停止して走行速度が安定してから走行負荷に応じた変速を行うようにする。

なお、自動変速制御で、副変速レバー１５で多段副変速部２２を「高」にしている場合に、前後進レバー１０を後進から前進に切り換えると、可変容量モータ２１ｂを低速側設定に切り換え、副変速レバー１５で多段副変速部２２を「低」にしている場合に、前後進レバー１０を後進から前進に切り換えると、可変容量モータ２１ｂを高速側設定に切り換えることで、切換後に走行速度が切換前と同じになるようにする。

また、自動変速制御で、副変速レバー１５で多段副変速部２２を「低」にしている場合に、前後進レバー１０を前進から後進に切り換えると、可変容量モータ２１ｂを高速側設定に切り換え、自動変速制御を解除しないと可変容量モータ２１ｂが低速側設定にならないようにしても良い。この際に、後進から前進に切り換えると、自動変速制御となるようにする。

なお、前後進レバー１０を前進から後進或いは後進から前進に切り換えた際に、可変容量モータ２１ｂを必ず低速側に切り換えるようにしても走行速度変動を少なく出来る。
また、自動変速時にブレーキペダル１９Ｒ，Ｌを踏み込むと、自動変速を一時的に停止し、踏み込みを止めると一定時間後に自動変速を開始する。

また、走行方向の切換え時に走行負荷の変動が少ないと操縦者が判断して全自動変速スイッチ６７をオフすれば、可変容量モータ２１ｂが高速側に切り換えるようにしてもよい。

なお、走行方向の切換え時に左ブレーキセンサ１９ＬＳと右ブレーキセンサ１９ＲＳがブレーキペダル１９Ｒ，Ｌの踏み込みを一定時間持続して検出すると、ブレーキペダル１９Ｒ，Ｌの踏み込みを止めても、走行停止を安定させるためにエンジン回転が低下してもＨＳＴ２１への制御出力を所定時間停止して可変容量ポンプ２１ａをニュートラルにして可変容量モータ２１ｂの変速を行わないように制御する。

また、この際に、油圧クラッチを設けている場合には、該油圧クラッチを切にする。
さらに、ブレーキペダル１９Ｒ，Ｌの踏み込み時に、全自動変速スイッチ６７をオフにするようにしても良い。

図８の如く、全自動変速スイッチ６７をダイヤル式にして、ステアリングハンドル７の横に設け、解除から自動変速と低速側固定と高速側固定を設定できるようにしても良い。なお。自動設定の位置は、低速側固定と高速側固定の間か、高速側固定の上か、低速側固定の下で良い。また、自動設定の位置を上にしてその左右に低速側固定と高速側固定を設定しても良い。

なお、図１３に示す如く、アクセルペダル１８に可変容量モータ変速スイッチ６７ａと全自動変速スイッチ６７ｂを併設して右足で変速の切換を行えるようにしても良い。
副変速レバー１５を「低」或いは「中」にして走行を開始する場合は、可変容量ポンプ２１ａを最低速から変速しながら可変容量モータ２１ｂは高速側に変速しても良いが、副変速レバー１５を「高」にして走行を開始する場合は、可変容量モータ２１ｂを低速側にすることで、急発進を防ぎ、駆動トルクの高い状態で発進するようにする。

また、エンジンＥＣＵ２９からエンジン回転センサ３２の検出回転数の変動で算出するエンジン負荷率を走行系ＥＣＵ５０に入力し、エンジン負荷率が所定の負荷率より低い場合に副変速レバー１５を高変速域へ切換可能にすることで、増速時のエンジン回転低下を防ぐことが出来る。

また、副変速レバー１５を低変速域に切り換えるとエンジン５の回転を低回転にすることで、軽負荷変更によるエンジン回転上昇を防いで滑らかな変速となるようにしても良い。

アクセルペダルセンサ５８と副変速レバー１５で設定する走行速度は、後車軸回転センサ２６が検出する後輪駆動軸２７の回転数をフィードバックして、ポンプ斜板ソレノイド６２とモータ斜板ソレノイド６３に出力する斜板角出力信号を調整する。

エンジン回転設定ダイヤル１４は、エンジン５の回転数を最高回転数より低い任意の回転数に設定するもので、低速で作業を行う場合に使用する。
アクセルレバー１１で指示するエンジン回転数で使用するエンジン回転数を設定するが、アクセルペダル１８でその使用エンジン回転数より高いエンジン回転数を指示すると、その高いエンジン回転数を優先する。

なお、副変速レバー１５を「中」から「高」或いは「低」から「中」に変速した場合に、後車軸回転センサ２６が検出する回転数が低くて走行停止状態での変速ではエンジン回転を変更しないが、後車軸回転センサ２６が検出する回転数が高くて走行状態ではエンジン５の回転数を調整して急加速等の変速ショックを無くするようにする。その際にエンジン回転を一気に低下した後に変更前後の車速差が規定範囲内で所定の加速度以下で指示回転数に戻す。

指示回転数に戻した際のエンジン負荷率が所定値以上の場合は、車速差規定範囲内の規定よりもその後のエンジン回転数低下指示に制限を設ける方を優先する。
副変速レバー１５を「高」から「中」或いは「中」から「低」に変速した場合には、エンジン回転を一気に上昇した後に指示回転数に戻す。その際に変更前エンジン回転数指示が最大回転数付近の場合は、変速切り替わり速度を通常よりも遅くなるように可変絞り等で調整する。また、変更前のエンジン負荷率が最大出力付近で有るときは、車速加速度規定内で収まるようにエンジン回転数を増減する。

また、変速した後の車速加速度を監視して加速度が規定以内に収まるようにエンジン回転数を増減する。その際に、エンジン負荷率が大きい場合のエンジン回転数変更は、エンジン負荷率が大きくなると推定できるとき、加速度優先をやめて負荷安定を優先する。

オートクルーズセットスイッチ５６は、一定速度で走行する場合にオンすると走行中の速度を維持するようになるが、このオートクルーズセットスイッチ５６のオンで、モータ斜板ソレノイド６３への出力を行わないようにして可変容量モータ２１ｂの変速を行わないようにする。このことで、可変容量モータ２１ｂの変速に伴う速度変動を無くして安定した走行となる。

オートクルーズセットスイッチ５６をオフにしたりブレーキペダル１９Ｒ，１９Ｌを踏み込んだりパーキングレバー７２を引いてブレーキを利かせたりすると、一定速度走行が解除されるが、このオートクルーズ解除操作で、可変容量モータ２１ｂの変速制御を自動的に復活させて急激な走行負荷変動に対応した走行を可能にする。

なお、可変容量モータ２１ｂの変速制御を自動的に復活させることなく、油圧モータ変速スイッチ６８をオンすることで、可変容量モータ２１ｂが変速制御になるようにすれば、作業車の操縦者に駆動トルクの変動で走行速度が不安定化する可能性が有ることを認識させることが出来る。

さらに、走行負荷が一定以上になると警報ブザー５１を鳴らしたり警告灯を点滅したりして操縦者に油圧モータ変速スイッチ６８のオン操作を促すようにすれば、可変容量モータ２１ｂを変速制御することによる燃料消費増加の時間を短く出来る。

ロータリ作業機１７を駆動した状態で全自動変速スイッチ６７をオンして作業走行を行っている場合に、可変容量モータ２１ｂの変速が行われると自動表示ランプを点滅し、その後可変容量ポンプ２１ａと可変容量モータ２１ｂの変速が行われ、油圧モータ変速スイッチ６８をオフすると自動表示ランプが連続点灯して可変容量ポンプ２１ａだけの変速となるようにして、作業走行を安定にする。

全自動変速スイッチ６７をオンして走行を行っている場合に、走行負荷の増大でエンジン回転が急激に一定回転数だけ低下すると、走行速度を低速の最高速度まで低下させた後に可変容量モータ２１ｂを高速から低速に切り換えて、アクセルペダル１８の支持する走行速度にする。この場合にロータリ作業機１７が低速の場合は走行速度を低下させる。

または、全自動変速スイッチ６７をオンして走行を行っている場合に、走行負荷の増大でエンジン回転が急激に一定回転数だけ低下すると、走行速度を２５％低下させてもエンジン回転が復帰しない場合に可変容量モータ２１ｂを高速から低速に切り換えて、アクセルペダル１８の支持する走行速度にする。この場合にロータリ作業機１７が低速の場合は走行速度を低下させる。

可変容量モータ２１ｂの低速から高速への切り換えは、アクセルペダル１８から増減速の指示が出ていない間に、低速の最高速まで増速してから或いは直ちに高速へと切り換えて増速を継続する。

左右のブレーキペダル１９Ｒ，Ｌの同時踏み込みを、左ブレーキセンサ１９ＬＳと右ブレーキセンサ１９ＲＳが感知すると、ポンプ斜板ソレノイド６２の前進ソレノイドと後進ソレノイドに出力して、レスポンス設定ダイヤル５５の設定値に応じたレスポンス速度で減速して可変容量ポンプ２１ａの出力回転を０にして徐々に減速して停止する。そのレスポンス速度は、レスポンス設定ダイヤル５５が中間値以上であれば鈍感側へ変更したレスポンス速度で、レスポンス設定ダイヤル５５が中間値以下であれば設定のレスポンス速度とする。

その際に、左右のブレーキペダル１９Ｒ，Ｌの同時踏み込みが０．５秒程度の瞬間的なものであると、上記の走行停止制御を行わない。
また、ポンプ斜板ソレノイド６２のレスポンス速度は、所定時間だけ上記のレスポンス速度として、その後レスポンス速度を速めて急停止することで停止時間を短くしても良い。

図１６は、アクセルペダル１８とアクセルペダルセンサ５８の連結状態を示し、アクセルペダル１８の連結アーム１８ｂの先端ピン１８ｃがアクセルペダルセンサ５８のセンサアーム５８ａに設けた長穴５８ｂに嵌合して連結している。長穴５８ｂの端縁を面取し、グリースを塗布することで滑らかに動くようにしている。

１０ 前後進切換操作具（前後進レバー）
１０ｃ 前後進スイッチ
１７ ロータリ作業機
１８ 変速操作具（アクセルペダル）
２１ ＨＳＴ（油圧式無段変速装置）
２１ａ 可変容量ポンプ
２１ｂ 可変容量モータ
２２ 多段副変速部
３２ 走行負荷検出手段（エンジン回転センサ）
５６ オートクルーズスイッチ
６７ 自動変速設定手段（全自動変速スイッチ）
６８ 油圧モータ変速スイッチ

Claims (3)

1. 自動変速設定手段（６７）による自動変速設定で、変速操作具（１８）で設定する走行速度と走行負荷検出手段（３２）の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ（２１ａ）の変速と可変容量モータ（２１ｂ）の変速を自動的に変速制御する作業車両の変速制御装置において、自動変速制御状態で、前後進切換操作具（１０）で走行方向を前進から後進に切換えた際には、切換直前の可変容量モータ（２１ｂ）の変速位置を維持したままで走行方向を切り換えるように制御する構成とし、
   前記自動変速制御状態で、前記可変容量モータ（２１ｂ）の変速を禁止する油圧モータ変速スイッチ（６８）を設け、
   前記自動変速制御状態で、機体後部に装着したロータリ作業機（１７）を駆動して作業走行を行っている場合、前記可変容量モータ（２１ｂ）の変速が行われると自動表示ランプを点滅させて報知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. 一定速度を維持して走行するオートクルーズスイッチ（５６）を設け、前記自動変速制御状態でオートクルーズスイッチ（５６）を入り状態にすると、前記可変容量モータ（２１ｂ）の変速を禁止する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の変速制御装置。
3. 前記変速操作具（１８）を足で踏込操作するペダルで構成し、このペダルで構成された変速操作具（１８）に前後進スイッチ（１０ｃ）を設け、前後進スイッチ（１０ｃ）を踏むたびに前進と後進が切り換わるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業車両の変速制御装置。

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