JP6879248B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、農用トラクタなどの作業車両には、予め定められた変速パターンに基づいて変速を行う自動変速機を備えたものがある。例えば、その時々の運転状況におけるエンジン出力の予測値と、実際に自動変速機に入力されるエンジンの出力値に応じて変速パターンのシフト位置を変更する変速手段が設けられた変速制御装置を備える作業車両が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００３−２７８９０３号公報

しかしながら、農用トラクタのように、重量がそれぞれ異なる複数種の作業機を付け替えて走行する作業車両の場合、装着する作業機が変わると走行負荷も変わってしまう。そのため、上述した変速制御装置を備えるだけの従来の構成では、例えば作業負荷が大きくなった場合、変速タイミングによってはショックが生じ、作業者の乗り心地に悪影響を与えるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業機の入れ替えを行っても変速時にショックを生じ難い作業車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の作業車両（１）は、エンジン（Ｅ）の動力により走行可能であり、複数種類の作業機（Ｗ）を着脱自在に取付け可能な作業車両（１）であって、アクセル操作部材（１０）と、回転数センサ（１２６）と、変速装置（３）と、制御部（１２０）とを備える。アクセル操作部材（１０）は、前記エンジン（Ｅ）の回転数を、操作量に応じて調整可能である。回転数センサ（１２６）は、前記エンジン（Ｅ）の前記回転数を検出する。変速装置（３）は、前記エンジン（Ｅ）から入力された動力を変速する。制御部（１２０）は、前記回転数センサ（１２６）により検出された前記エンジン（Ｅ）の前記回転数に応じて前記変速装置（３）を制御するとともに、取得した前記作業機（Ｗ）の重量に応じて、前記変速装置（３）における変速条件を設定し、取得した前記作業機（Ｗ）の重量が重いほど、前記変速装置（３）による変速タイミングを、前記エンジン（Ｅ）の最大トルク時における回転数に近づける。

請求項２に記載の作業車両（１）は、請求項１に記載の作業車両（１）において、装着された前記作業機（Ｗ）の種類を判別する作業機判別装置（１２５）を備え、前記制御部（１２０）は、前記作業機判別装置（１２５）による判別結果に基づき、前記作業機（Ｗ）の種類に応じた重量を取得することを特徴とする。

請求項３に記載の作業車両は、請求項２に記載の作業車両において、前記作業機判別装置（１２５）は、作業機（Ｗ）側に設けられるコネクタ（１２５ｂ）と接続する機体側コネクタ（１２５ａ）を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の作業車両（１）は、請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両（１）において、前後進切替操作部材（１４）を含む前後進切替機構と、前記前後進切替操作部材（１４）の操作位置を検出する前後進センサ（１２８）と、機体の傾斜を検出する傾斜センサ（１２９）と、を備え、前記制御部（１２０）は、前記走行車体が進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、前記エンジン（Ｅ）の前記回転数に基づく前記変速装置（３）による変速タイミングを、前記エンジン（Ｅ）の最大トルク時における回転数に近づけることを特徴とする。

請求項５に記載の作業車両（１）は、エンジン（Ｅ）の動力により走行可能であり、複数種類の作業機（Ｗ）を着脱自在に取付け可能な作業車両（１）であって、前記エンジン（Ｅ）の回転数を、操作量に応じて調整可能なアクセル操作部材（１０）と、前記エンジン（Ｅ）の前記回転数を検出する回転数センサ（１２６）と、前記エンジン（Ｅ）から入力された動力を変速する変速装置（３）と、前記回転数センサ（１２６）により検出された前記エンジン（Ｅ）の前記回転数に応じて前記変速装置（３）を制御する制御部（１２０）と、前後進切替操作部材（１４）を含む前後進切替機構と、前記前後進切替操作部材（１４）の操作位置を検出する前後進センサ（１２８）と、機体の傾斜を検出する傾斜センサ（１２９）とを備え、前記制御部（１２０）は、取得した前記作業機（Ｗ）の重量に応じて、前記変速装置（３）における変速条件を設定し、進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、前記エンジン（Ｅ）の前記回転数に基づく前記変速装置（３）による変速タイミングを、前記エンジン（Ｅ）の最大トルク時における回転数に近づけることを特徴とする。

請求項１に記載の作業車両によれば、作業機の重量に応じて、変速装置における変速条件を設定することができるため、装着した作業機に応じて、変速タイミングを適切なタイミングに変更でき、操作性が向上する。また、変速時において、トルク不足によるエンジンドロップやエンジンストール及び減速感を抑え、変速フィーリングが良好になることを期待することができる。

請求項２に記載の作業車両によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、作業機判別装置によって、作業機の重量を自動的に取得することが可能となる。

請求項３に記載の作業車両によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、ワンタッチで作業機の種別を判別することが可能であり、利便性が向上する。

請求項４に記載の作業車両によれば、請求項１から３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、例えば上り坂において走行負荷が大きい場合においいてもトルク不足による速度低下やエンジンドロップあるいはエンジンストールを防止することができる。

請求項５に記載の作業車両によれば、作業機の重量に応じて、変速装置における変速条件を設定することができるため、装着した作業機に応じて、変速タイミングを適切なタイミングに変更でき、操作性が向上する。また、例えば上り坂において走行負荷が大きい場合においいてもトルク不足による速度低下やエンジンドロップあるいはエンジンストールを防止することができる。

図１は、実施形態に係るトラクタの左側面視による説明図である。 図２Ａは、実施形態に係る作業機を連結した状態のトラクタの説明図である。 図２Ｂは、他の実施形態に係る作業機を連結した状態のトラクタの説明図である。 図３は、同上のトラクタのトランスミッションにおける伝動経路図である。 図４は、同上のトラクタの前後進クラッチの模式的な平断面図である。 図５は、同上のトラクタの油圧回路図である。 図６は、同上のトラクタの操縦席の前方にある操作機器の説明図である。 図７は、同上のトラクタの制御部のブロック図である。 図８は、同上のトラクタのエンジンの性能曲線図である。

以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、作業車両としてトラクタを例に説明する。また、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係るトラクタの左側面視による説明図、図２Ａは、実施形態に係る作業機を連結した状態のトラクタの説明図、図２Ｂは、他の実施形態に係る作業機を連結した状態のトラクタの説明図である。トラクタ１は、エンジンＥの動力により路上や圃場を走行可能であり、複数種類の作業機Ｗを着脱自在に取付けて、圃場において所定の作業を行うことができる。

例えば、図２Ａにおいては、本実施形態に係る作業機Ｗとしてロータリ作業機を連結している。また、図２Ｂにおいては、他の実施形態に係る作業機Ｗとして、転動輪Ｗ１を備える機枠Ｗ２上に、例えばラッピングマシンのような装置本体を搭載した作業機Ｗを連結している。なお、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、符号Ｆは圃場面を示している。

なお、以下の説明において、前後方向とは、トラクタ１の直進時における進行方向であり、進行方向前方側を前後方向の「前」、後方側を前後方向「後」と規定する。ここで、トラクタ１の進行方向とは、トラクタ１直進時において、後述する操縦席７からステアリングハンドル８に向かう方向である。また、左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。ここでは、前後方向「前」側に向けて左右を規定する。すなわち、オペレータが操縦席７に着いて前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。さらに、鉛直方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および鉛直方向は、互いに３次元で直交するようになる。

図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、作業車両としてのトラクタ１は、機体前部のボンネット２内にエンジンＥを搭載している。エンジンＥからの回転動力は、変速装置であるトランスミッション３の走行伝動装置へ伝達され、走行伝動装置で減速されて車輪、すなわち、トラクタ１の前輪４や後輪５へ伝達される。

機体後部のキャビン６内には操縦席７が設けられている。操縦席７の前方には前輪４を操舵するステアリングハンドル８が設けられている。ステアリングハンドル８の前方にはメータパネル９が設けられている。また、機体における操縦席７の下方位置には、傾斜センサ１２９（図２Ａおよび図２Ｂ参照）が設けられており、機体の前後方向への傾斜や左右への傾斜を検出可能としている。

トラクタ１は、機体の後方にロータリ作業機（図２Ａ）などの作業機Ｗが連結される。このような作業機Ｗは、トランスミッション３のケーシング（ミッションケース）から後方へ突出しているＰＴＯ軸１１１によって駆動される。

また、キャビン６内における操縦席７の周りには、前述のステアリングハンドル８やメータパネル９の他、アクセルペダル１０、クラッチペダル１１、ブレーキペダル１２などの各種操作ペダルや、前後進切替操作部材としての前後進レバー１４、さらには主変速レバー１５、副変速レバー（図示省略）などの各種操作レバーが設けられている。なお、操縦席７の周りの各種操作機器については、図６を用いて後述する。

本実施形態に係るトラクタ１は、エンジンＥの回転数に応じて変速装置であるトランスミッション３を制御して自動変速を行うことができるようになっている。すなわち、アクセルペダル１０や主変速レバー１５の操作のみでも主変速の切替えが可能になっている。このときの変速タイミングについては、後述する制御部１２０（図７参照）が、少なくともエンジン回転数の指示値と、実際のエンジン回転数と、車速から判断して決定する。

かかる構成において、詳しくは後述するが、作業機Ｗの重量に応じて、エンジンＥからの動力を伝達する伝動経路中に設けられるトランスミッション３における変速条件を設定することができるようになっている。

作業機Ｗの重量は、例えばタブレット端末２００（図７参照）を介して作業者が外部からマニュアル操作により入力してもよいし、図２Ｂに示すように、機体側コネクタ１２５ａを設けておき、作業機Ｗの側から延在するケーブルの先端に設けられた作業機側コネクタ１２５ｂと接続することで、制御部１２０により作業機Ｗの重量を自動的に取得することができる。すなわち、作業機判別装置１２５は、それぞれ作業機判別装置が設けられた機体側コネクタ１２５ａおよび作業機側コネクタ１２５ｂを備えている。

このように、コネクタ式の構成とすることで、作業者によるワンタッチ作業で、トラクタ１が作業機Ｗの種別、ひいては作業機Ｗの重量に関するデータを自動的に取得することが可能となる。

なお、作業機判別装置１２５の構成としては、ケーブルを有するコネクタ式を採用するだけではなく、トラクタ１の側と作業機Ｗの側との間を、例えば、近距離無線通信などを用いて通信可能に構成し、作業機Ｗの種別を制御部１２０が取得できるようにすることもできる。その場合、例えば作業機ＷがＰＴＯ軸１１１に接続されたことを検出したことをトリガーとして無線通信が行われるようにすることもできる。

次に、図３を参照して、トランスミッション３（変速装置）に設けられた走行伝動装置について説明する。図３は、トランスミッション３における伝動経路図である。図３に示すように、トランスミッション３では、動力上手側となるエンジンＥの出力軸２０の回転動力が入力軸２１へ伝達される。

入力軸２１に入力された回転動力は、入力軸２１の第１入力ギヤ２２および第２入力ギヤ２３が第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４の第１低速ギヤ２６、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５の第２低速ギヤ２７および第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４の第１高速ギヤ３０、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５の第２高速ギヤ３１と噛合することで、動力下手側へ伝達される。

第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４を介して動力伝達される低速伝動軸３４および第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５を介して動力伝達される高速伝動軸３２の回転動力は、それぞれ第１シンクロチェンジ４２および第２シンクロチェンジ３６へ伝達される。そして、第１シンクロ小ギヤ４３および第２シンクロ小ギヤ３７が第１伝動軸の第５ギヤ４０と噛合し、第１シンクロ大ギヤ４４および第２シンクロ大ギヤ３８が第１伝動軸３９の第６ギヤ４１と噛合することで、さらに動力下手側へ伝達される。

これにより、入力軸２１の回転動力は、第１伝動軸３９によって大きく低速４段および高速４段に変速される。かかる構成によってトラクタ１の主変速部が構成される。この主変速部は、オペレータが操作する主変速レバー１５（図１および図２Ａ，２Ｂ参照）の変速位置が検出されると、後述する走行系ＥＣＵ１２１（図７参照）によって自動的に第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５、第１シンクロチェンジ４２および第２シンクロチェンジ３６が制御され、低速４段から高速４段まで変速可能となる。

また、図３に示すように、第１伝動軸３９は、ギヤ４６，４７が設けられた第２伝動軸４５に連結されている。そして、ギヤ４６，ギヤ４７が正逆クラッチ（以下、「走行クラッチ」という）４８の正転クラッチギヤ４９および逆転軸５２の逆転ギヤ５１と噛合し、さらに、逆転ギヤ５１が逆転クラッチギヤ５０と噛合している。

したがって、第１伝動軸３９の回転動力は、走行クラッチ４８が正転クラッチギヤ４９に接続されると、走行クラッチ４８に連結された副変速軸５３へ正転状態で伝達され、走行クラッチ４８が逆転クラッチギヤ５０に接続されると、逆転状態で副変速軸５３へ伝達される。

副変速軸５３にはギヤ５４およびギヤ５５が設けられており、ギヤ５４およびギヤ５５がそれぞれ第３シンクロチェンジ５８の第３シンクロ小ギヤ５６および第３シンクロ大ギヤ５９と噛合している。

第３シンクロチェンジ５８が第３シンクロ小ギヤ５６側へ接続されると、ギヤ５４から第３シンクロ小ギヤ５６へ伝達された回転動力によって、第５伝動軸６０が増速して高速で回転駆動される。一方、第３シンクロチェンジ５８が第３シンクロ大ギヤ５９側へ接続されると、ギヤ５５から第３シンクロ大ギヤ５９へ伝動された回転動力によって、第５伝動軸６０が減速して中速で回転駆動される。

また、第３シンクロチェンジ５８が中立状態となると、ギヤ５５の回転動力が第３シンクロ大ギヤ５９へ伝達されるとともに、第３シンクロ大ギヤ５９に連動する連動ギヤ５７から第４シンクロ小ギヤ６９へ伝動される。

そして、第４シンクロチェンジ７１が第４シンクロ小ギヤ６９側へ接続されると、第４シンクロ小ギヤ６９の回転動力が、より小径のギヤ７４の回転となることで低速となる。他方、第４シンクロチェンジ７１が第４シンクロ大ギヤ７２側へ接続されると、第４シンクロ小ギヤ６９の回転動力は、ギヤ７０から第１前輪駆動軸７８のギヤ７５およびギヤ７６を介して第４シンクロ大ギヤ７２へ伝達され、ギヤ７４は超低速となる。

また、ギヤ７４が第５伝動軸６０に設けられたギヤ６１と噛合することで、第５伝動軸６０が回転駆動され、この第５伝動軸６０の軸端に設けられた第１ベベルギヤ６２がリアベベルギヤケース６４の第２ベベルギヤ６３と噛合し、リアベベルギヤケース６４のベベル出力軸６５からギヤ６６およびギヤ６７を介して後輪出力軸６８が回転駆動される。これにより、後輪５が回転駆動される。

また、第５伝動軸６０に設けられたギヤ１１７と、副変速軸５３の第３筒軸１１９に設けられたギヤ１１８およびギヤ１４８とが選択的に噛合し、ギヤ１１７の回転動力は、第１前輪駆動軸７８のギヤ７７へ伝達される。こうして、第５伝動軸６０の低速１６段および高速１６段の回転動力が第１前輪駆動軸７８へ伝達される。

さらに、回転動力は、第１前輪駆動軸７８から４ＷＤクラッチ７９を介して第２前輪駆動軸８５へ伝達され、第３前輪駆動軸８６、第４前輪駆動軸８７、前輪駆動ベベル軸８８へ引き継いで伝達される。

前輪駆動ベベル軸８８の軸端に設けられた第１フロントベベルギヤ８９がフロントベベルケース９０の第２フロントベベルギヤ１１５と噛合し、フロントベベルケース９０のフロントベベル出力軸９１から第１フロント出力ベベルギヤ組９２、前輪駆動軸１１６、第２フロント出力ベベルギヤ組９３を介して前輪出力軸９４が回転駆動される。その結果、前輪４が回転駆動される。

なお、４ＷＤクラッチ７９が前輪等速ギヤ８２側へ接続されると、第１前輪駆動軸７８の回転動力が第２前輪駆動軸８５へそのまま伝達されて通常の四輪駆動となる。他方、４ＷＤクラッチ７９が前輪増速ギヤ８４側へ接続されると、第１前輪駆動軸７８の回転動力が前輪等速ギヤ８２から第１増速ギヤ８１、第２増速ギヤ８３を介して増速された回転動力が第２前輪駆動軸８５へ伝達されることになり、前輪倍速の四輪駆動となる。さらに、４ＷＤクラッチ７９が中立状態となると、前輪４に回転動力が伝達されないため、後輪５の二輪駆動となる。

また、入力軸２１の第２入力ギヤ２３がＰＴＯクラッチ９７のメインクラッチギヤ９６と噛合することで、ＰＴＯクラッチ９７によってＰＴＯ軸１１１へ回転動力を断続（接続／遮断、すなわち、接続解除）することができる。

すなわち、第１ＰＴＯ軸９５にはＰＴＯ変速部１５７が設けられている。また、第１ＰＴＯ軸９５は、第１ＰＴＯギヤ９８と、第５シンクロチェンジ１５１と、第５シンクロ小ギヤ１００と、第５シンクロ大ギヤ１０１とを備える。また、第２ＰＴＯ軸１０７は、ギヤ１０２と、ギヤ１５２と、ギヤ１０３と、ギヤ１５３とを備え、カウンタ軸１０６にＰＴＯ逆転ギヤ１０５を取付けている。

ここで、第１ＰＴＯギヤ９８が第２ＰＴＯ軸１０７のギヤ１０２と噛合すると、第２ＰＴＯ軸１０７が２速になる。また、第１ＰＴＯギヤ９８がスライドして、第２ＰＴＯギヤ９９と第２ＰＴＯ軸１０７のギヤ１５２とが噛合すると、第１ＰＴＯ軸９５の回転動力が第２ＰＴＯギヤ９９およびギヤ１５２を介して第２ＰＴＯ軸１０７へ伝達され、第２ＰＴＯ軸１０７が４速となる。

また、第５シンクロチェンジ１５１が第５シンクロ小ギヤ１００へ接続されることで、第５シンクロ小ギヤ１００の回転動力がギヤ１０３へ伝達されて１速となる。さらに、第５シンクロチェンジ１５１が第５シンクロ大ギヤ１０１へ接続されることで、第５シンクロ大ギヤ１０１の回転動力がギヤ１５３へ伝達されて３速となる。なお、ＰＴＯ逆転ギヤ１０５が第１ＰＴＯギヤ９８およびギヤ１０２と噛合すると、第１ＰＴＯ軸９５の回転動力が第１ＰＴＯギヤ９８、ＰＴＯ逆転ギヤ１０５を介してギヤ１０２へ伝達されて第２ＰＴＯ軸１０７が逆回転となる。

そして、第２ＰＴＯ軸１０７の回転動力は、第３ＰＴＯ軸１５６を介して第４ＰＴＯ軸１０８へ伝達され、第１ＰＴＯ出力ギヤ１０９および第２ＰＴＯ出力ギヤ１１０によってさらに減速されてＰＴＯ軸１１１が回転駆動する。

ここで、図４を参照して走行クラッチ４８について詳細に説明する。図４は、走行クラッチ４８の模式的な平断面図である。走行クラッチ４８は、正逆クラッチであり、上述したように、第１伝動軸３９の回転動力を正転または逆転させて副変速軸５３へと伝達する（図３参照）。

図４に示すように、走行クラッチ４８は、正転クラッチギヤ４９と一体的に設けられたクラッチ軸４８ａを備えている。クラッチ軸４８ａは、第２軸受Ｂ１および第３軸受Ｂ２によって副変速軸５３に回動自在に支持されている。また、クラッチ軸４８ａの後方には複数の内側クラッチ板４８ｂが配置されている。さらに、クラッチ軸４８ａは、後部がクラッチケース４８ｄで覆われており、クラッチケース４８ｄの前部内側に設けられた押え板４８ｅが複数の内側クラッチ板４８ｂの前端の前方に位置して配置されている。

クラッチケース４８ｄ内の内側には複数の外側クラッチ板４８ｃが隣り合う内側クラッチ板４８ｂの間に挟まれるように交互に配置されている。なお、内側クラッチ板４８ｂは、内側に複数の歯を有しているため、クラッチ軸４８ａと一体となって回転し、外側クラッチ板４８ｃは、外側に複数の歯を有しているため、クラッチケース４８ｄと一体となって回転する。

クラッチケース４８ｄ内にはクラッチ軸４８ａの後方にバネ４８ｇで後方へ付勢されたクラッチピストン４８ｆが設けられている。クラッチピストン４８ｆの後部には作動油が供給されるシリンダ部４８ｈの空間が形成されている。走行クラッチ４８は、シリンダ部４８ｈに作動油が供給され、供給された作動油の圧力がバネ４８ｇの弾性力を上回るとクラッチピストン４８ｆが前進し、内側クラッチ板４８ｂ、外側クラッチ板４８ｃを押え板４８ｅの間で挟圧する。

挟圧された内側クラッチ板４８ｂおよび外側クラッチ板４８ｃは、摩擦によって互いに動力を伝達するようになり、正転クラッチギヤ４９から伝達されてきた回転動力がクラッチケース４８ｄへ伝達され、クラッチケース４８ｄにスプライン嵌合している副変速軸５３が回転する。

また、シリンダ部４８ｈに作動油（圧油）が供給されず圧力が付与されていない状態では、クラッチピストン４８ｆがバネ４８ｇの弾性力によって後方に押されるため、内側クラッチ板４８ｂおよび外側クラッチ板４８ｃは挟圧されない。このような状態の場合、内側クラッチ板４８ｂおよび外側クラッチ板４８ｃが互いに動力を伝達しないので、ＰＴＯクラッチ９７が動力伝達を遮断した状態となり、正転クラッチギヤ４９が回転しても副変速軸５３は回転しない。

なお、クラッチケース４８ｄを挟んで副変速軸５３とは反対側のクラッチ軸４８ａには逆転クラッチギヤ５０が設けられており、上述した構成と同様の構成で後進側の動力が伝達（および遮断）される。また、図３における第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５および４ＷＤクラッチ７９においても、上述した構成と同様のものが用いられている。また、ＰＴＯクラッチ９７においては、上述した構成の片側半分の構成のものが用いられている。

次に、図５を参照してトラクタ１の油圧回路について説明する。図５は、トラクタ１の油圧回路図である。図５に示すように、トラクタ１は、エンジンＥ（図１参照）の回転動力により作動するメインポンプ２５０およびサブポンプ２５１がサクションフィルタ２５２を通じてミッションケース内の潤滑油を吸い上げ、油圧回路内に、作動油として圧油を供給している。

サブポンプ２５１は、パワーステアリング装置２５３へ圧油を供給する。これにより、前輪４（図１〜図３参照）が操作される。なお、パワーステアリング装置２５３から排出された作動油は、前述の第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５および正逆クラッチ（走行クラッチ）４８の潤滑や冷却用の油としても利用され、トランスミッション３内へ戻される。

メインポンプ２５０は、作業機系油圧装置２５４、走行系油圧装置２５５へ圧油を供給する。また、メインポンプ２５０は、走行系油圧装置２５５へ供給する経路から分離した経路で走行系油圧装置２５５内のＰＴＯ系および２ＷＤ／４ＷＤ切替系油圧装置２５８へ圧油を供給する。

このようなメインポンプ２５０によれば、主変速レバー１５（図１参照）が１速に操作されると、第１主変速ソレノイド２０７，２０８のうち第１主変速ソレノイド２０７に電流が流れてバルブが動作し、第１主変速シリンダ２５６のＬｏ側油室２５６Ｌから圧油が抜けて第１シンクロチェンジ４２が第１シンクロ小ギヤ４３（いずれも、図３参照）側に接続される。また、第１Ｌｏ側ソレノイド２１１ａおよび第１Ｈｉ側ソレノイド２１１ｂのうち第１Ｌｏ側ソレノイド２１１ａに電流が流れてバルブが動作し、第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４のＬｏ側油室に圧油が供給され、第１低速ギヤ２６（図３参照）側に接続される。

また、主変速レバー１５が１速から２速に操作されると、第１主変速ソレノイド２０７の状態はそのまま、第１シンクロチェンジ４２が第１シンクロ小ギヤ４３側に接続された状態で、第１Ｌｏ側ソレノイド２１１ａへの電流供給が停止して、第１Ｈｉ側ソレノイド２１１ｂに電流が流されてそれぞれのバルブが動作し、第１Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２４のＨｉ側油室に圧油が供給され、第１高速ギヤ３０（図３参照）側に接続される。

次に主変速レバー１５が２速から３速に操作されると、第１主変速ソレノイド２０７への電流供給が停止して、第２主変速ソレノイド２０９，２１０のうち一方のソレノイド２０９に電流が流れ、第１シンクロチェンジ４２の接続が切れて第２シンクロチェンジ３６が第２シンクロ小ギヤ３７（いずれも、図３参照）側に接続される。

さらに、第１Ｈｉ側ソレノイド２１１ｂの電流が停止するとともに、第２Ｌｏ側ソレノイド２１２ａに電流が流れてそれぞれのバルブが動作し、第２Ｈｉ−Ｌｏクラッチ２５のＬｏ側油室へ圧油が供給され、第２低速ギヤ２７（いずれも図３参照）側に接続される。

以降同様に、４速では、第２シンクロ小ギヤ３７および第２高速ギヤ３１、５速では、第１シンクロ大ギヤ４４および第１低速ギヤ２６、６速では、第１シンクロ大ギヤ４４および第１高速ギヤ３０、７速では、第２シンクロ大ギヤ３８および第２低速ギヤ２７、８速では、第２シンクロ大ギヤ３８および第２高速ギヤ３１がそれぞれ接続される（図３参照）。このような変速時やトラクタ１の発進時にはクラッチ接続圧が調整されて変速ショックや発進時のショックが抑制される。

また、前後進レバー１４（図１参照）が前進または後進に操作されると、前後進センサ１２８（図７参照）によって前後進レバー１４の操作位置が検出され、前進切替ソレノイド１４１Ｆまたは後進切替ソレノイド１４１Ｒに電流が流れてバルブが動作し、油路が選択される。

なお、図５に例示したような回路構成では、比例ソレノイドである前後進昇圧ソレノイド１４２に流れる電流の大きさによって前後進リリーフバルブ１４２ａのリリーフ圧を決める流量が調節される。これにより、前後進油路１４２ｂの圧力を任意に調整することで走行クラッチ４８（図３および図４参照）の接続圧力を任意に調整することができる。これらの構成および機能を含めてトラクタ１の前後進切替機構が構築される。

なお、図５中、符号２５６Ｈは、第１主変速シリンダ２５６のＨｉ側油室を示し、符号２５７は第２主変速シリンダを示し、符号２５７Ｌ、２５７Ｈは、同シリンダ２５７のＬｏ側油室、Ｈｉ側油室をそれぞれ示す。また、符号２１２ｂは第２Ｈｉ側ソレノイドを示す。

次に、図６を参照して操縦席７（図１参照）の周りに設けられた各種操作機器について説明する。図６は、操縦席７の前方にある操作機器の説明図である。なお、図示した操作機器の種類や配置などは一例であり、これに限定されるものではない。

図６に示すように、操縦席７の前方には、上述したように、ステアリングハンドル８が設けられている。また、ステアリングハンドル８が取り付けられたハンドルポスト３５０の下部左方にはクラッチペダル１１が設けられ、ハンドルポスト３５０の下部右方にアクセルペダル１０およびブレーキペダル１２が設けられている。なお、ブレーキペダル１２は、左右それぞれのブレーキペダル１２Ｌ，１２Ｒを備えている。

ハンドルポスト３５０の上部左方には前後進レバー１４が設けられている。また、ハンドルポスト３５０の上部右方にはアクセルレバー３５１、ウィンカレバー３５２およびワンタッチ昇降レバー３５３が設けられている。なお、ワンタッチ昇降レバー３５３は、機体に作業機Ｗを連結するリフトアームを、不図示のポジションレバーの操作位置または最上位置へワンタッチで操作するものである。また、ハンドルポスト３５０の中央にはＰＴＯ変速レバー３５４が設けられている。

アクセルペダル１０やアクセルレバー３５１は、エンジンＥの回転数を、それぞれの操作量に応じて調整可能なアクセル操作部材として機能し、作業者は、トラクタ１の走行速度を、これらアクセルペダル１０やアクセルレバー３５１の操作により調節することができる。

また、図６に示すように、ステアリングハンドル８の前方にはダッシュボードカバー３５５が設けられている。また、ダッシュボードカバー３５５には、操縦席７のオペレータから見えるようにメータパネル９が設けられている。また、メータパネル９には表示部（液晶モニタ）３５６やエンジン回転計（タコメータ）３５７などが設けられている。なお、液晶モニタ３５６では、たとえば、現在の変速段を表示する変速段表示、燃料消費率表示および走行速度表示などの各種表示がなされる。

なお、操縦席７の右方には、図１に示した主変速レバー１５の他、例えば、ポジションレバーなどの操作レバー（不図示）が設けられている。なお、ポジションレバーは、上述したリフトアームの昇降を操作するものである。さらに、操縦席７の右方には、図示しないが、ＰＴＯ入り切りスイッチ、ＰＴＯ自動／手動切替スイッチ、変速感度ダイヤル、エンジン回転指示スイッチ、回転数増加調整スイッチ、回転数減少調整スイッチなどの操作スイッチが設けられている。なお、各操作スイッチのうちＰＴＯ自動／手動切替スイッチでは、上述したリフトアームが一定以上の高さまで上昇すると、自動でＰＴＯクラッチ９７（図３参照）を遮断する。さらに、操縦席７の右方には、その他の操作スイッチなどが配置された操作パネルを収納するボックスが設けられている。

次に、図７および図８を参照してトラクタ１の制御部の構成の一例について説明する。図７は、本実施形態に係るトラクタ１の制御部１２０のブロック図、図８は、トラクタ１のエンジンＥの性能曲線図である。

制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置、さらには入出力装置が設けられたコンピュータ等である。そして、図７に示すように、制御部１２０は、走行系を制御する走行系ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２１、エンジンＥ（図１〜図３参照）を制御するエンジン制御部としてのエンジン系ＥＣＵ１２２、例えばロータリ作業機（図２Ａ参照）のような作業機Ｗを昇降する作業機系ＥＣＵ１２３とを有する。各ＥＣＵ１２１，１２２，１２３は、やはりコンピュータの一種であり、ＣＡＮ通信ライン（不図示）を介して交互に接続されている。なお、制御部１２０が備える記憶装置には、トラクタ１の制御に必要な各種コンピュータプログラムや必要なデータが記憶されている。

走行系ＥＣＵ１２１は、作業機判別装置１２５を構成する作業機判定部１２４を有し、例えば、後述する作業機判別装置１２５からの判別信号を受けて、あるいは、ユーザによるタブレット端末２００を介して入力された作業機種別情報に基づいて、装着された作業機Ｗの種別を判定するとともに、作業機Ｗの種別に応じた重量からトラクタ１への負荷を判定する。

また、走行系ＥＣＵ１２１は、車速センサ１４０が所定速度（たとえば、１０ｋｍ／ｈ）以上の走行速度を検出した場合に、メータパネル９の液晶モニタ３５６（図６参照）に、速度警報を表示させるように制御することができる。

エンジン系ＥＣＵ１２２には、例えば、エンジン回転数センサ１２６からエンジン回転数や、アクセル操作位置検出センサ１２７からのアクセルペダル１０（図６参照）のペダル操作位置およびアクセルレバー３５１の操作位置がそれぞれ入力される。そして、取得したエンジン回転数が走行系ＥＣＵ１２１に受け渡されて、走行系ＥＣＵ１２１がトランスミッション３を制御して自動変速することができる。

また、その他にも各種センサ１５０に含まれるエンジン排気温度センサから排気の温度、エンジンオイル圧力センサからエンジン潤滑オイルの圧力、エンジン水温センサから冷却水の温度などが入力される。

かかる走行系ＥＣＵ１２１とエンジン系ＥＣＵ１２２とが協働して、エンジンＥの回転数に応じてトランスミッション３を制御するとともに、作業機Ｗの重量に応じて、前述のトランスミッション３（変速装置）による変速タイミングを変更可能としている。

すなわち、走行系ＥＣＵ１２１がトランスミッション３（図３参照）を制御して自動変速する場合、例えば作業機Ｗを装着している状態であれば、作業機Ｗを装着していない状態よりも、エンジンＥの最大トルク時における回転数に近づけるようにしている。すなわち、実際のエンジン回転数が最大トルク時の回転数を所定値αだけ超えたときに変速タイミングを設定している。

例えば、走行系ＥＣＵ１２１では、副変速装置による変速が高速時の変速タイミングについては、実際のエンジン回転数が最大トルク時の回転数を前述の所定値αだけ超えたときに設定する。したがって、変速後にエンジンドロップが生じることを軽減することができる。なお、このときの所定値αは、主変速位置によって伝達トルクが異なるため、少なくとも変速前の主変速位置と変速後の主変速位置によって設定可能にしておくことが好ましい。

具体的には、図８に示すように、最大トルクとなるエンジン回転数が毎分１６００回転の場合において、エンジン回転数が毎分２０００回転のタイミングＴ１でシフトダウンあるいはシフトアップするように制御部１２０で設定されていたとする。

このとき、本実施形態では、例えば作業機Ｗが装着されて重量負荷が増加した場合、作業機系ＥＣＵ１２３は、変速タイミング変更指令をエンジン系ＥＣＵ１２２に出力して、エンジン回転数が毎分１８００回転のタイミングＴ２で変速するように制御して、変速タイミングを、エンジンＥの最大トルク時における回転数に近づけるようにしている。すなわち、所定値αを２００に設定し、その分、エンジンＥの最大トルク時における回転数に近づけている。

なお、変化させる回転数の変化量である所定値αは、例えば、増加重量に応じて予め定めておき、これを設定テーブルとして制御部１２０内の記憶装置に記憶させておくとよい。これにより、制御部１２０は、取得した作業機Ｗの重量に応じて、変速装置であるトランスミッション３の変速条件として、シフトダウンあるいはシフトアップのタイミングをエンジンＥの回転数がどのような値のときとするかを設定することができる。

このように制御することで、トルクが下がる前に変速することができるため、負荷によるエンジンドロップ及び減速感を抑え、変速フィーリングが良好になることを期待できるようになる。なお、ここでエンジンドロップとは、エンジン制御のために用いている目標回転数と実回転数との差、あるいは無負荷時のエンジン回転数である基準回転数からのエンジン回転数の低下量を指す。

こうして、走行系ＥＣＵ１２１は、トランスミッション３に含まれる主変速装置、副変速装置、前後進切替機構などを制御して、作業機Ｗによる荷重増加を勘案してトラクタ１の走行を制御する。

また、走行系ＥＣＵ１２１には、例えば左右のブレーキペダル１２Ｌ，１２Ｒ（図６参照）などの操作部材の操作信号が入力される。また、走行系ＥＣＵ１２１には、走行クラッチ４８における前進クラッチ圧力センサなどを含む各種センサ１５０からの検出結果が入力される。さらに、走行系ＥＣＵ１２１には、主変速レバー１５（図１〜図２Ｂ参照）の操作位置を検出する主変速レバー位置センサや副変速レバーの操作位置を検出する副変速位置センサやミッションオイルの油温を検出する油温センサなどを含む各種センサ１５０からの検出結果が入力される。

なお、作業機系ＥＣＵ１２３には、各種センサ１５０に含まれるセンサからの要求信号に応じて、作業機昇降機構１７０などの駆動を制御する。

なお、上述したように、制御部１２０においてトラクタ１の制御を行う場合、上述したコンピュータプログラムを用いて演算し、演算結果に応じて各種のアクチュエータ類を制御することでトラクタ１を走行制御する。

また、制御部１２０には、前述したように傾斜センサ１２９(図２Ａおよび図２Ｂ参照)が接続されている。そして、走行系ＥＣＵ１２１では、傾斜センサ１２９による検出結果に基づき、機体が進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、エンジンＥの回転数に基づくトランスミッション３（変速装置）による変速タイミングを、前述したようにエンジンＥの最大トルク時における回転数に所定値αだけ近づけることもできる。

この場合も、所定値αの設定については、傾斜センサ１２９によって得られる機体の傾きの程度によって設定することができる。例えば、機体の前方が上がって傾いている状態では、傾いていない場合よりもαの値は小さくするとよい。すなわち、登り坂であれば、通常よりもさらに最高トルクに近い位置で変速することで、機体が減速されることを抑えることが可能となる。

したがって、この場合であっても、トルクが下がる前に変速することができるため、負荷によるエンジンドロップ及び減速感を抑え、変速フィーリングが良好になることを期待できる。

また、制御部１２０には、通信部１９０を介してタブレット端末２００が接続されている。タブレット端末２００は、作業者が携行可能な小型コンピュータの一種であるが、スマートフォンなどで代用することもできる。また、制御部１２０には、様々な部位を動作させる各種アクチュエータ１８０や、かかるアクチュエータなどを含む装置類を作動させるための各種スイッチ１６０が接続されている。

上述した実施形態を通して、以下の農業用のトラクタ１が実現し、各構成に応じた特有な効果を奏する。

（１）エンジンＥの動力により走行可能であり、複数種類の作業機Ｗを着脱自在に取付け可能であって、エンジンＥの回転数を、操作量に応じて調整可能なアクセルペダル１０やアクセルレバー３５１と、エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数センサ１２６と、エンジンＥから入力された動力を変速するトランスミッション３と、エンジン回転数センサ１２６により検出されたエンジンＥの回転数に応じてトランスミッション３を制御する制御部１２０と、を備え、制御部１２０は、取得した作業機Ｗの重量に応じて、トランスミッション３における変速条件を設定するトラクタ１。

（２）上記（１）において、装着された作業機Ｗの種類を判別する作業機判別装置１２５を備え、制御部１２０は、作業機判別装置１２５による判別結果に基づき、作業機Ｗの種類に応じた重量を取得するトラクタ１。
トラクタ１。

（３）上記（２）において、作業機判別装置１２５は、作業機側コネクタ１２５ｂに対応する機体側コネクタ１２５ａを備えるトラクタ１。

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、制御部１２０は、取得した作業機Ｗの重量が重いほど、トランスミッション３による変速タイミングを、エンジンＥの最大トルク時における回転数に近づけるトラクタ１。

（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前後進レバー１４を含む前後進切替機構と、前後進レバー１４の操作位置を検出する前後進センサ１２８と、機体の傾斜を検出する傾斜センサ１２９とを備え、制御部１２０は、進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、エンジンＥの回転数に基づくトランスミッション３による変速タイミングを、エンジンＥの最大トルク時における回転数に近づけるトラクタ１。

なお、上述してきた実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。例えば、上述してきた例では、アクセルペダル１０や主変速レバー１５の操作のみで自動変速可能な構成としたが、かかる自動変速モードと、手動変速モードの切替えが可能な構成とすることもできる。

また、各構成や、形状、表示要素等のスペック（構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｅ エンジン
Ｗ 作業機
１ トラクタ（作業車両）
３ トランスミッション（変速装置）
１０ アクセルペダル（アクセル操作部材）
１４ 前後進レバー（前後進切替操作部材）
１５ 主変速レバー
４８ 正逆クラッチ（走行クラッチ）
１２０ 制御部
１２５ 作業機判別装置
１２５ａ 機体側コネクタ
１２５ｂ 作業機側コネクタ
１２６ エンジン回転数センサ
１２８ 前後進センサ
１２９ 傾斜センサ

Claims (5)

1. エンジンの動力により走行可能であり、複数種類の作業機を着脱自在に取付け可能な作業車両であって、
   前記エンジンの回転数を、操作量に応じて調整可能なアクセル操作部材と、
   前記エンジンの前記回転数を検出する回転数センサと、
   前記エンジンから入力された動力を変速する変速装置と、
   前記回転数センサにより検出された前記エンジンの前記回転数に応じて前記変速装置を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   取得した前記作業機の重量に応じて、前記変速装置における変速条件を設定し、
   取得した前記作業機の重量が重いほど、前記変速装置による変速タイミングを、前記エンジンの最大トルク時における回転数に近づける
   ことを特徴とする作業車両。
2. 装着された前記作業機の種類を判別する作業機判別装置を備え、
   前記制御部は、
   前記作業機判別装置による判別結果に基づき、前記作業機の種類に応じた重量を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記作業機判別装置は、
   作業機側に設けられるコネクタに対応する機体側コネクタを備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の作業車両。
4. 前後進切替操作部材を含む前後進切替機構と、
   前記前後進切替操作部材の操作位置を検出する前後進センサと、
   機体の傾斜を検出する傾斜センサと
   を備え、
   前記制御部は、
   進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、前記エンジンの前記回転数に基づく前記変速装置による変速タイミングを、前記エンジンの最大トルク時における回転数に近づける
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両。
5. エンジンの動力により走行可能であり、複数種類の作業機を着脱自在に取付け可能な作業車両であって、
   前記エンジンの回転数を、操作量に応じて調整可能なアクセル操作部材と、
   前記エンジンの前記回転数を検出する回転数センサと、
   前記エンジンから入力された動力を変速する変速装置と、
   前記回転数センサにより検出された前記エンジンの前記回転数に応じて前記変速装置を制御する制御部と、
   前後進切替操作部材を含む前後進切替機構と、
   前記前後進切替操作部材の操作位置を検出する前後進センサと、
   機体の傾斜を検出する傾斜センサと
   を備え、
   前記制御部は、
   取得した前記作業機の重量に応じて、前記変速装置における変速条件を設定し、
   進行方向に対して上り傾斜の姿勢である場合、前記エンジンの前記回転数に基づく前記変速装置による変速タイミングを、前記エンジンの最大トルク時における回転数に近づける
   ことを特徴とする作業車両。

Images