JPH07217729A - 電子シフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、動力車両の電子シフト装置に関
し、安全性の向上を図らんとするものである。 【構成】機械式変速装置と油圧式クラッチ装置とを備
え、変速時に油圧式クラッチ装置を遮断して電気的に作
動するアクチュエ−タによって変速をなす電子シフト装
置において、キ−スイッチをＯＮにすると、前記変速装
置に対して低速側の変速指令を出力する手段を設けてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子シフト装置に関
するものであり、トラクタ等の移動車両に利用される。

【０００２】

【従来技術】本出願人は、過去に電子シフト装置を出願
しているが、この電子シフト装置は、電気信号に応じて
任意の位置に変速を可能にしたものであって、具体的に
はシンクロメッシュ式の主変速装置と副変速装置、及び
これらの変速装置の直前に前後進切替用の油圧クラッチ
が設けられ、主変速操作用の押しボタンあるいは副変速
操作用のレバ−を操作すると、前後進切替用の油圧クラ
ッチが切られて油圧によって動作されるシフタ−が目標
とされる変速位置まで移動操作され、その後に再び油圧
クラッチが接続されて動力が伝達されるように構成され
たものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うな従来装置にあっては、オペレ−タが変速段数を設定
すると、キ−スイッチをＯＦＦにした後もその変速位置
が記憶されていたために、オペレ−タが変わったり、あ
るいは同一のオペレ−タでも日を置いてトラクタ−に乗
ると、それまで何速に変速が入っていたのかわからず、
変速位置が高速側になっているとエンジンを掛けてクラ
ッチを繋いだ途端に機体が急発進してしまうといった危
険性を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は前記問題点に
鑑みて提案するものであり、きわめて安全な電子シフト
装置を提供せんとするものである。このため、次のよう
な技術的手段を講じた。即ち、シンクロメッシュ式の変
速装置と油圧式クラッチ装置とを備え、変速時に油圧式
クラッチ装置を遮断して電気的に作動するアクチュエ−
タによって前記変速装置の変速がなされるように構成し
た電子シフト装置において、キ−スイッチをＯＮにする
と、前記変速装置に対する変速指令が低速側とされる制
御手段が設けられていることを特徴とする電子シフト装
置の構成とするものである。

【０００５】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて、この発
明の実施例を説明する。まず、構成から説明すると、１
はトラクタ、２は前輪、３は後輪である。トラクタ１の
機体前部にはエンジン４を搭載し、エンジン４の後部に
はメインクラッチ５を収容しているクラッチハウジング
６、変速装置を収容しているミッションケ−ス８を連設
している。ミッションケ−ス８内には、４段の変速が可
能なシンクロメッシュ式の主変速装置９と、同じく４段
の変速が可能なシンクロメッシュ式の副変速装置１０
と、機体の進行する向きを変更する油圧切替式の前後進
切替装置１１が直列に設けられている。前後進切替装置
１１の油圧クラッチ１３は前進側（Ｆ側）油圧クラッチ
１３ａと後進側（Ｒ側）油圧クラッチ１３ｂとからな
る。そして、主変速装置９と副変速装置１０の組合せに
より、図８の表に示すような１６段の変速段数が前後進
共に得られるように構成している。

【０００６】主変速装置９と副変速装置１０とを操作す
る単一の変速レバ−１２のア−ム部は、図２、図４に示
すように操縦席１４横のＨ型をした変速ガイド１５のガ
イド溝１５ａに挿通されている。この操作レバ−１２の
把手部分には速度増速用の押しボタン式変速スイッチ１
６と、減速用の変速スイッチ１７が設けられ、例えば増
速用の変速スイッチ１６を押すと、１速から４速側に順
次シフトアップされ、減速用の変速スイッチ１７を押す
と、逆に４速から１速側にシフトダウンされ、このよう
に変速スイッチ１６、１７を適宜操作して主変速装置９
を１速から４速の範囲で変速操作する。

【０００７】変速レバ−１２は副変速装置１０も切り替
え操作できるものであるが、この実施例では副変速装置
１０を切り替える場合にはクラッチペダル７を踏み込ん
でメインクラッチ５を切ってから変速を行なうように構
成している。即ち、メインクラッチ５を切った後に、変
速レバ−１２を変速ガイド溝１５ａに沿って前後あるい
は左右に動かせば、高速（Ｌ速）、低速（Ｌ速）、中速
（Ｍ速）、超低速（ＬＬ速）の４段の変速がなされるも
のである。なお、メインクラッチ５の代わりに前記前後
進切替装置１１の油圧クラッチ１３を切って変速を行な
わせるようにしても良い。そして、変速レバ−１２の動
きは、油圧クラッチ１３のクラッチを接続するタイミン
グ調整（昇圧制御）やモニタ−表示に利用されるため、
ミッションケ−ス８の横側部にその動きを感知する位置
検出センサ２０，２１が埋め込まれている。

【０００８】図３はその詳細構造を示すものである。２
本のシフタ−ピン２３，２４がミッションケ−ス８内に
おいて前後方向に沿わせるようにして上下２段に軸支さ
れ、これらのシフタ−ピン２３，２４に副変速装置１０
の変速ギヤの切替を行なうシフタ−２５、２６が夫々嵌
合装着されている。２７，２８はシフタ−ピン２３，２
４と一体の突状部であり、これらの突状部２７，２８の
上面はＵ字状に切り欠かれて凹み２７ａ，２８ａが形成
されており、変速レバ−１２下端の球状部１２ａがこの
凹み２７ａ，２８ａに択一的に入り込むように構成して
いる。そして、変速レバ−１２の球状部１２を凹み２７
ａ（あるいは２８ａ）に係合させて前後方向に動かせ
ば、副変速装置１０のシフタ−２５（あるいは２６）が
前後方向に移動して変速がなされるようにしている。

【０００９】このとき、シフタ−２５，２６が前後方向
に移動すると、そのシフタ−２５，２６と一体のカム２
５ａ，２６ａがミッションケ−ス８の壁に埋め込まれた
位置検出センサ２０，２１のピン２０ａ，２１ａを押し
込んで変速位置を検出するものである。具体的には、ピ
ン２０ａ，２１ａの出入量で検出位置が定まるものであ
り、位置検出センサ２０は、Ｈ速−中立（Ｎ）−Ｌ速の
各位置を検出し、位置検出センサ２１はＭ速−中立
（Ｎ）−ＬＬ速の各位置を検出する。図４は変速操作部
を正面から見た要部の断面図である。

【００１０】前記したように、この実施例では主変速操
作だけ、ノ−クラッチ操作で変速が行なわれるのであっ
て、変速レバ−１２の変速スイッチ１６、１７を押して
主変速装置９が切り替え操作されるときには、まず、前
後進切替装置１１の油圧式クラッチ１３がＯＦＦ状態に
切り換えられ、ついで主変速装置９のシフタ−３１，３
２を操作するアクチュエ−タとしてのピストンロッド３
３，３４が油圧によって強制的に軸長手方向に移動さ
れ、シフタ−３１，３２が所定の変速位置に達したこと
が電気的に検出されると再び前後進切替装置１１の油圧
クラッチ１３が接続される。これらの切り替えは後述す
るコントロ−ラ３５によって全て電気的に制御されるも
のである。

【００１１】図９はその制御系を構成するコントロ−ラ
３５と各センサ、スイッチ類からなる入力手段と、ソレ
ノイド等の出力手段との関係を説明したブロック図であ
る。コントロ−ラ３５には、主変速装置９のシフタ−３
１，３２操作用の電磁弁１８、１９を切り替えるための
ソレノイド３７、３８、３９、４０と、前後進切替装置
１１の油圧クラッチ１３を切り替える電磁弁２２のソレ
ノイド４１、４２と、前後進切替装置１１を昇圧制御用
比例減圧弁４５を制御する比例ソレノイド４７が接続さ
れている。この比例ソレノイド４７はパルスのデュ−テ
ィ比を変えて油圧クラッチ１３を接続するタイミングを
制御するものである。具体的には、油圧クラッチ１３を
接続する場合、図７に示すように接続初期の段階ではピ
ストンを目標位置まで素速く動かすために、短時間（イ
ニシャル時間として５０〜１００ｍｓｅｃ設定）だけ１
００％デュ−ティのパルス電流を流し、その後、一旦、
圧力を下げ、クラッチを滑らかに接続するために徐々に
パルスのデュ−ティ比を上げる構成としている。

【００１２】図９において、符号４８はモニタ−ラン
プ、４９は主変速装置９を操作するシフタ−の位置を検
出する位置センサである。また、このコントロ−ラ３５
には、エンジン４の回転数を検出する回転センサ５２、
後輪３の回転数を検出する車輪回転センサ５３、前後進
切替用レバ−３０に設けたＦ−Ｒ切替スイッチ５４、警
報器としてのブザ−５５、各センサ類の動作状態を確認
する点検モ−ドに切り替えるときに押すチェックスイッ
チ５６、電源を各部に供給するためのメインキ−スイッ
チ５７等が接続されている。

【００１３】そして、コントロ−ラ３５には、主変速装
置９の自動変速のためのプログラムと共に、キ−スイッ
チ５７操作と連動して変速指令が出されるプログラムが
その記憶手段（図示省略）の中に書き込まれている。以
下、このプログラムについて説明する。図１０に示すフ
ロ−チャ−トにおいて、まず、ステップＳ１で各センサ
やスイッチの状態が読み込まれ、キ−スイッチ５７がＯ
Ｎされた直後であれば（ステップＳ２）、コントロ−ラ
３５から主変速装置９の第１速用のソレノイド３７に対
して励磁する指令が出され、第１速が選択される（ステ
ップＳ３）。このため、副変速装置１０が何速に入って
いても主変速装置９は低速側に切り替えられているから
機体が高速で発進するようなことはない。

【００１４】その後、オペレ−タが主変速装置９を操作
する増速用のスイッチ１６あるいは減速用のスイッチ１
７を操作すると、第１速から第４速の範囲内で主変速装
置９が切り替えられ、また、副変速装置１０も変速レバ
−１２をＨ型変速ガイド１５のガイド溝１５ａに沿って
操作することによってＨ速からＬＬ速の範囲で４段の変
速が行なえるようにしている。この主変速操作及び副変
速操作はステップＳ４の「シフト変更処理」のサブル−
チンで制御内容が規定されている。この制御以外に、副
変速装置１０を操作したときに、主変速装置９も自動的
に切り替わるプログラムが設定されている。即ち、副変
速装置１０を高速側から低速側に切り替えたときには、
主変速装置９はそれまで入っていた位置から直ちに第４
速に切り替わり、逆に副変速装置１０を低速側から高速
側にシフトアップしたときには、主変速装置９は第１速
にシフトダウンされるように構成している。これらは図
８の変速段数表に従って制御されるものであって、変速
レバ−１２を操作して副変速装置１０を切り替えたとき
に車速が急に上がったり下がったりするのを防止するも
のである。

【００１５】なお、同フロ−チャ−トのステップＳ５で
示した「クラッチ昇圧処理」は、油圧クラッチ１３のク
ラッチ圧を徐々に高めてクラッチを滑らかに且つ迅速に
接続する処理を行なうサブル−チンである。以上の実施
例から明らかなように、キ−スイッチ５７をＯＮにする
と、主変速装置９を直ちに第１速にする指令がコントロ
−ラ３５から出されるので機体が高速で前進したり後進
したりする恐れがなくなり、この結果、安全な電子シフ
ト装置が得られたのである。なお、この実施例では、キ
−スイッチ５７をＯＮにしたときに主変速装置９を第１
速に切り替えるように構成したが、副変速装置１０を低
速のＬＬ速に切り替えるように構成しても良く、あるい
は主変速装置９、副変速装置１０共に低速側に切り替え
るようにしても良い。

【００１６】また、この実施例では、主変速装置９と副
変速装置１０とを単一の変速レバ−１２で操作するよう
に構成したので、従来装置に比較して操作レバ−の本数
が少なくなり、部品点数が少なくなる分だけ廉価に構成
できる特徴がある。次に図１１及び図１２について説明
する。先の例はキ−スイッチ５７をＯＮにしたときに、
主変速装置９を直ちに第１速にしたものであるが、作業
を一時的に中断し、再び作業を行なうときには主変速装
置９が第１速ではなく元の変速位置にある方が能率的で
あることが多い。そこで、この改良装置は、エンジン４
が停止して長時間が経過したときには主変速装置９を第
１速に切り替え、一時的に中断した作業を再開するよう
なときには元の変速位置を維持させるように制御するよ
うにしたものである。図９のブロック図と構成が同じも
のは同一符号を付し、異なるものだけ新たに符号を付し
ている。

【００１７】図１１において符号６１はスタ−タモ−
タ、６２はスタ−タリレ−、６３は発電器、６４はバッ
テリ−である。図１２において、まず、スイッチ類やセ
ンサの状態を読み込み（ステップ♯１）、オペレ−タが
トラクタ１のキ−スイッチ５７をＯＦＦにすると（ステ
ップ♯２）直ちにコントロ−ラ３５内に組み込まれたタ
イマ−が作動し（ステップ♯３）、同時に現在の変速位
置を記憶する（ステップ♯４）。トラクタ１を倉庫等に
保管して十分な時間が経過していることが確認される
と、主変速装置９に対する出力指令を第１速とし、これ
を記憶手段に記憶させる（ステップ♯６）。

【００１８】そして、このとき、エンジン４停止時に、
コントロ−ラ３５から余分な出力指令が出されてバッテ
リ−６４が放電しないように変速制御のための自動出力
をＯＦＦ状態とする（ステップ♯７）。一方、作業中に
停止したエンジン４を再び始動するときにはキ−スイッ
チ５７をＯＮ操作する。この場合は、主変速装置９に対
する出力指令として第１速が記憶手段に書き込まれてい
ないので、エンジン４停止前の元の変速指令が有効と判
断され、そのオペレ−タが設定していた変速位置に制御
される（ステップ♯１０、♯１１、♯１２）。

【００１９】図１３乃至図１６は油圧クラッチ１３の圧
力を昇圧制御する比例減圧弁４５にについて説明したも
のである。比例ソレノイド４７をデュ−ティ制御で駆動
電流を変化させて圧力制御する場合、通常１００Ｈｚ程
度の駆動周波数を用いている。このとき、圧力も１００
Ｈｚの周期で微小に変動しており、変動分（２〜３ｋｇ
ｆ／ｃｍ²）を均すために平均化処理を施し、その平均
した圧力が設定圧力になるように制御している。この場
合、油圧クラッチ１３内の圧力は油圧回路に接続された
圧力センサ７０で検出されるが、圧力変動の周期と検出
の周期が同一であると、いつも同じポイント（例えば図
１４のＰ点）の圧力を検出することになって正確な圧力
検出ができないという問題点がある。

【００２０】そこで、この改良例では、これまでの１０
ｍｓｅｃ間隔で検出していたものをその半分の５ｍｓｅ
ｃ間隔としたものである。平均圧力を正確にするために
は検出周期を更に短く平均個数を多くすると良い。

【００２１】

【発明の効果】この発明は前記の如く、シンクロメッシ
ュ式の変速装置と油圧式クラッチ装置とを備え、変速時
に油圧式クラッチ装置を遮断して電気的に作動するアク
チュエ−タによって前記変速装置の変速がなされるよう
に構成した電子シフト装置において、キ−スイッチをＯ
Ｎにすると、前記変速装置に対する変速指令が低速側と
される制御手段が設けられているものであるから、長期
間停止させていた機体のエンジンを掛けたとき、変速装
置は必ず低速状態に維持されることになり、機体が高速
で発進するといった不具合がなく、不慣れな者でも安全
に操作できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図である。

【図２】トラクタの平面図である。

【図３】副変速装置の位置検出センサとシフタ−との関
係を説明した図である。

【図４】副変速装置のシフタ−と変速レバ−との関係を
説明した図である。

【図５】動力伝達線図である。

【図６】前後進切替装置及び主変速装置の油圧回路図で
ある。

【図７】昇圧制御のパタ−ンを説明した図である。

【図８】変速段数を説明した表である。

【図９】制御ブロック図である。

【図１０】制御フロ−チャ−トである。

【図１１】改良装置のブロック図である。

【図１２】改良装置の制御フロ−チャ−トである。

【図１３】改良装置の油圧回路図である。

【図１４】油圧クラッチの作動圧力の変動の様子を説明
したグラフである。

【図１５】制御フロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１ トラクタ− ２ 前輪 ３ 後輪 ４ エンジン ９ 主変速装置 １０ 副変速装置 １１ 前後進切替装置 １２ 変速レバ− ２０ 副変速位置検出センサ ２１ 副変速位置検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池川 寛 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 小野 弘喜 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンクロメッシュ式の変速装置と油圧式ク
   ラッチ装置とを備え、変速時に油圧式クラッチ装置を遮
   断して電気的に作動するアクチュエ−タによって前記変
   速装置の変速がなされるように構成した電子シフト装置
   において、キ−スイッチをＯＮにすると、前記変速装置
   に対する変速指令が低速側とされる制御手段が設けられ
   ていることを特徴とする電子シフト装置。