JPH09290662A

JPH09290662A - 移動農機の変速制御装置

Info

Publication number: JPH09290662A
Application number: JP10816096A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Aizawa; 良一相沢; Seiji Kanenami; 清二金並; Kiyobumi Sakurahara; 清文桜原; Hisashi Takahashi; 恒高橋; Yoshitaka Tani; 良孝谷; Akihiro Shimizu; 章弘清水
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】近年、トラクタ等の移動農機を使用して農作
業をする場合、より高速で作業を行い短時間で作業を終
えることが望まれ、これに伴い圃場での安全な旋回が課
題となってきた。しかしながら、トラクタ等は、各種作
業に対応するために変速位置を多数設け、この変速位置
を一度に２、３段低速側に落す構成とすると、急減速を
生じ作業の安全を図ることができなかった。【解決手段】複数の変速装置と、変速位置を設定する
設定手段と、前記変速装置の変速位置を切り換える変速
アクチュエータと、機体の旋回角を検出する旋回角検出
手段とを有し、前記設定変速位置の検出に基づいて変速
アクチュエータに作動出力を行い変速位置を切り換える
制御部を有した移動農機において、前記変速装置を旋回
角の検出に応じて変速アクチュエータにより段階的に減
速する移動農機の変速制御装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタや田植
機等の移動農機の変速制御装置の技術に関し、特に旋回
時に減速する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術、およびその課題】従来の移動農機である
農業用のトラクタ等は、各種作業に対応するために細か
な変速が可能に構成され、この変速操作を便利にするた
め電気的に油圧アクチュエータを作動させ、変速を行う
変速制御部を備えたものがあった。例えば、特開平５−
２６２１５２号公報に示されたトラクタでは、油圧アク
チュエータの作動により主変速（４段）、副変速（４
段）を切り換えて１６段に変速可能なトラクタが示され
ており、このものは、作業者のハンドル操作量をハンド
ル切角センサで検出し、圃場で旋回を行う際、一定角度
以上の検出をしたときには、設定変速位置より１段低速
側に切り換えたり、１段高速側に切り換えて、常時同速
度で旋回を行なって迅速且つ安全な作業が行えるように
図られている。

【０００３】しかしながら、上記従来のトラクタを使用
して作業する場合、例えば代掻き作業など高速で作業を
する場合は、変速段を１段低速側に切り換えても、速度
の減少が小さいため尚、危険な速度で旋回することがあ
った。また、変速位置を一度に２、３段低速側に落す構
成としても、急減速を生じ作業の安全を図ることができ
なかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
な課題を顧みて以下のよう構成した。即ち、複数の変速
装置１・２と、設定変速位置を設定する設定手段９・５
５・５６と、該変速装置１・２の変速位置を切り換える
変速アクチュエータ３〜８と、機体の旋回角を検出する
旋回角検出手段１１とを有し、前記設定変速位置の検出
に基づいて変速アクチュエータ３〜８に作動出力を行い
変速位置を切り換える制御部１０を有した移動農機にお
いて、前記変速装置１・２を旋回角の検出に応じて変速
アクチュエータ３〜８により段階的に減速する移動農機
の変速制御装置とした。

【０００５】

【発明の作用、効果】以上のように構成した移動農機の
変速装置は、オペレータが機体を旋回操作すると、旋回
始めには変速装置１・２の変速位置は、まず一段階減速
され、さらに旋回が進むにつれて段階的に減速されるこ
とになるため、急減速すること無くスムーズに旋回を行
い、作業の安全を向上させるものである。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例を農用トラクタ（以
下、トラクタ）の変速装置に関して図面に則して説明す
る。トラクタ１５は、ボンネット１６の内部に搭載され
たエンジン１７からクラッチハウジング、ミッションケ
ース１８、及びリアミッションケース１３等を一体的に
連結し車体の剛体主要部とし、ミッションケース１８の
内部に前後進切替装置１２と変速装置（主変速装置１、
副変速装置２）を設けている。また、機体の前部左右に
前輪１９・１９を設け、同じくリアミッションケース１
３の後部左右に後輪２０・２０を設け、これらの前後輪
１９・１９・２０・２０は、エンジン１７の回転動力を
前後進切替装置１２と変速装置１・２を介し適宜減速し
伝達駆動する構成となっている。また、リアミッション
ケース１３内には、後輪２０・２０を制動するブレーキ
機構（図示せず）が設けられている。リアミッションケ
ース１３の中央部から後部上方は、フロア２１とこのフ
ロア２１の後端に接続し後輪２０の前方から上方にかけ
て覆うフェンダー２２・２２が設けられている。ボンネ
ット１６の背面には、メータパネル２３が設けられてい
る。また、このメータパネル２３の後方には、ハンドル
２６が後方へ突出した状態で設けられており、このハン
ドル２６の回動操作によって、前記前輪１９・１９を操
向する構成となっている。また、ハンドル１９の下方に
はアクセルレバー７６と作業機昇降ワンタッチレバー２
４Ｒが設けられている。この作業機昇降ワンタッチレバ
ー２４Ｒの基部には作業機昇降スイッチ２４Ｓが設けら
れ、後述する制御部１０に接続され、同レバー２４Ｒの
上下によりスイッチ２４Ｓがオン、オフされ作業機１４
が設定された高さの範囲内を昇降する構成となってい
る。ハンドル２６の後方の前記フェンダー２２・２２間
にはシート２９が設けられ、このシート２９の側方に走
行用の変速レバー３０が突出して設けられている。ま
た、シート２９の後方でフェンダー２２・２２間のシー
トパネル７４には、後部作業機昇降スイッチ７５が設け
られている。

【０００７】旋回角検出手段は、この実施例では、前記
ハンドル２６の回動基部に設けられたハンドル切れ角セ
ンサ１１であり、オペレータのハンドル操作量を検出
し、制御部１０へ送信する構成となっている。尚、この
旋回角検出手段の別実施例として、前輪１９・１９の繰
向角度やピットマンアームの回動角度や、パワステシリ
ンダの伸縮量を検出しても良い。

【０００８】変速位置を設定する設定手段は、前記変速
レバー３０の回動基部に設けられたポテンショメータ９
と、このレバーノブ部の変速位置アップスイッチ５５と
変速位置ダウンスイッチ５６であり夫れ夫れは制御部１
０へ接続されている。変速レバー３０のレバーアームを
案内するレバーガイド７３の側方には、トラクタ１５を
使用して行われる主な四つの作業（超低速、ロータリ、
しろかき・プラウ、走行）と中立位置の領域が示され、
レバー位置がどの領域に有るのかを前記ポテンショメー
タ９で検出される構成となっている。また、これらの領
域内には後述する全１６段の変速位置が夫れ夫れ一部重
複して配分されている。これにより、オペレータが変速
するときには、前記変速レバー３０の回動によりこれか
ら行う作業を選択し、変速段アップスイッチ５５と変速
段ダウンスイッチ５６の押操作により、前記領域内の変
速位置を選択して調整する構成となっている。また、ノ
ブ上面には、「前進（Ｆ）」「中立（Ｎ）」「後進
（Ｒ）」の接点を有する前後進切替スイッチ３４が設け
られている。

【０００９】トラクタ１５のリアミッションケース１３
の背面部からは、ＰＴＯ軸２５が突設され、ケース１３
の後部上面にはシリンダーケース２７が設けられ、これ
に内蔵された単動式シリンダ２８の伸縮によりシリンダ
ケース２７の左右両側に枢支されているリフトアーム３
１・３１を上下回動させる構成となっている。そして、
このリフトアーム３１・３１の上下回動により、トップ
リンク３２とロアリンク３３・３３とから構成される３
点リンク機構を介して作業機１４を昇降する構成となっ
ている。

【００１０】トラクタ１５の前後進替装置１２と主変速
装置１、副変速装置２について、図５の伝動機構図と図
６の油圧回路図に即して説明する。前後進切替装置１２
は、シンクロメッシュギア式の切替装置であり、制御部
１０により切換制御弁３８が切り替わり、プッシュプル
シリンダ３９の伸縮によりエンジン１７の回転伝達動力
を主変速装置１に正転、若しくは逆転に切り替え伝達す
る構成である。前後進切替装置１２には、両端にギア４
４とギア４５を軸着した前後進入力軸４６と、前記ギア
４５に噛み合うギア４７を軸着したリバース軸４８と、
前記ギア４４に噛み合うギア４９と前記ギア４７に噛み
合うギア５０とを遊嵌して設けた前後進出力軸５１とが
夫れ夫れ平行して設けられている。そして、エンジン１
７の回転動力は、前後進切替スイッチ３４が「前進」の
位置にオンされると、制御部１０によりプッシュプルシ
リンダ３９が伸長し前後進出力軸５１と一体に回転しシ
ンクロ機構を有するブレーキリング５３が前方へスライ
ドして、ギア４９の回転と同調し正回転で主変速装置１
へ伝わり、前後進切替スイッチ２７が「後進」の位置に
オンされると、前記プッシュプルシリンダ３９が短縮し
前記ブレーキリング５３が後方へスライドしてギア５０
の回転と同調して、逆回転で主変速装置１へ伝わる構成
となっている。そして、出力軸５１の後端には主変速入
力軸６０が連結されている。

【００１１】主変速装置１は、四段変速可能に構成され
たシンクロメッシュギア式の変速装置であり、制御部１
０により変速アクチュエータである切替制御弁３と切替
制御弁４が切替えられてプッシュプルシリンダー５７・
５８の伸縮により変速する構成である。主変速装置１に
は、前記主変速入力軸６０が設けられ、同軸６０に伝動
上手側から順に、ギア６１、ギア６２、ギア６３、ギア
６４が遊嵌して設けられている。また、主変速入力軸６
０と平行に主変速出力軸６５が設けられ、同軸６５に前
記ギア６１〜６４に噛み合うギア６６、ギア６７、ギア
６８、ギア６９が軸着されて設けられている。前記ギア
６１とギア６２の間には、入力軸６０と一体に回転する
シンクロギアを有するブレーキリング７０が設けられ、
プッシュプルシリンダ５７の伸縮によりシフターを介し
て前後スライドする構成となっている。これにより、入
力軸６０の回転は、プッシュプルシリンダ５７の伸長に
よりギア６１とギア６６の噛み合いを介して出力軸６５
に伝達され「四速」となり、プッシュプルシリンダ５７
の短縮によりギア６２とギア６７の噛み合いを介して
「三速」となって伝達される構成となっている。また、
ギア６３とギア６４の間には、入力軸６０と一体に回転
するシンクロ機構を有するブレーキリング７１が設けら
れ、プッシュプルシリンダ５８の伸縮によりシフターを
介して前後スライドする構成となっている。よって、入
力軸６０の回転は、プッシュプルシリンダ５８の伸長に
よりギア６３とギア６８の噛み合いを介して「二速」と
なり、プッシュプルシリンダ５８の短縮によりギア６４
とギア６９の噛み合いを介して「一速」と伝動される構
成となっている。これらの四段の変速の内の一つが選択
されて、前後進変切替装置１２からの回転動力を副変速
装置２に伝達している。

【００１２】副変速装置２は、四段変速可能な油圧式変
速装置で構成され、制御部１０により変速アクチュエー
タである四つの比例圧力制御弁５・６・７・８の内の一
つが励磁されて中速クラッチＣＭ、高速クラッチＣＨ、
低速クラッチＣＬ、超低速クラッチＣＬＬのいずれか一
つが接続される構成となっている。前記主変速出力軸６
５の後部には、ギア７９と高速クラッチＣＨと一体に構
成されたギア（以下クラッチギア）８０が軸着され、後
端部に副変速出力軸８４が回動自在に連結されている。
同軸８４には、前側から順に高速クラッチＣＨと低速ク
ラッチＣＬを設け、クラッチギア８１とギア８２とを一
体して遊嵌し、ギア８３を軸着し、後端にピニオンギア
を設け、後輪デフ機構７７を介して後輪２０・２０へ動
力を伝達する構成となっている。また、副変速出力軸８
４と平行して中継軸８５が設けられ、この軸８５の前部
に軸着されたギア８６と前記クラッチギア８０が噛み合
い後部に軸着したギヤ８７と前記クラッチギア８１が噛
み合って、一体に回転している、また、副変速出力軸８
４と平行して、変速軸９０が設けられている。変速軸９
０は、前側から順に、前記ギア７９と噛み合うクラッチ
ギア９１を遊嵌し、中速クラッチＣＭと超低速クラッチ
ＣＬＬを設け、前記ギア８２と噛み合うクラッチギア９
２を遊嵌し、前輪駆動ギア９３を軸着し、前記ギア８３
と噛み合うギア９４とを軸着した構成となっている。前
記前輪駆動ギア９３から取り出された回転動力は、前輪
増速機構７８と前輪デフ機構７９を介して前輪１９・１
９に伝達駆動される構成となっている。

【００１３】以上のように構成された副変速装置２は、
次のように変速される。即ち、比例圧力制御弁５が励磁
されると、中速クラッチＣＭが圧着し、主変速出力軸６
５の回転は、ギア７９−クラッチギア９１と伝達され、
中速クラッチＣＭを介して変速軸９０−ギア９４−ギア
８３−副変速出力軸８４へと伝達する構成となってい
る。

【００１４】比例圧力制御弁６が励磁されると、高速ク
ラッチＣＨが圧着し、主変速出力軸６５の回転は、この
後端に接続された副変速出力軸８４へ伝達される構成さ
れている。比例圧力制御弁７が励磁されると、低速クラ
ッチＣＬが圧着し、主変速出力軸６５の回転は、クラッ
チギア８０−ギア８６−中継軸８５−ギア８７−クラッ
チギア８１と伝達され、低速クラッチＣＬを介して出力
軸５５へと伝達する構成となっている。

【００１５】比例圧力制御弁８が励磁されると、超低速
クラッチＣＬＬが圧着し、主変速出力軸６５の回転は、
クラッチギア８０−ギア８６−中継軸８５−ギア８７−
クラッチギア８１−ギア８２−クラッチギア９２と伝達
し、超低速クラッチＣＬＬを介して変速軸９０−ギア９
４−ギア８３−副変速出力軸８４へと伝達する構成とな
っている。

【００１６】以上のように、主変速四段、副変速四段の
組合せにより全１６段の変速段の変速が可能に構成され
ている。尚、図８で各変速位置とアクチュエータの作動
の対応関係を示す。制御部１０は、図７に示すようにマ
イクロコンピュータ７１と、ＲＡＭ８１と、旋回時の変
速制御の制御プログラムを格納したＲＯＭ８２と、入力
インターフェース８３と、出力インターフェース８４と
を有した構成である。入力インターフェース８３には、
前記変速レバー３０のポテンショメータ７２、変速段ア
ップスイッチ５５、変速段ダウンスイッチ５６、ハンド
ル切角センサ１１、前後進切換スイッチ３４、作業機昇
降スイッチ２４、後部作業機昇降スイッチ７５を接続
し、出力インターフェース８４には、前記主変速用の切
換制御弁３・４と、副変速用の比例圧力制御弁５・６・
７・８と、前後進切換用の切換制御弁３８、作業機昇降
用の切替制御弁８０、後輪ブレーキ用切換制御弁８５に
接続されている。尚、作業機昇降用の切替制御弁８０
は、前記メインシリンダ２８を伸縮操作する切替弁であ
り、後輪ブレーキ用切換制御弁８５は、前記後輪２０を
制動するブレーキ機構を片側づつ作動させる切替弁であ
る。

【００１７】この変速制御装置の制御の流れを図１のフ
ローに則して説明する。まず最初に、ステップ１で、制
御部１０は、現変速位置やハンドル切れ角等各種センサ
値を読み込みＲＡＭ８１に記憶する。次に、ステップ２
で、オペレータのハンドル操作を検出し続けこの切れ角
が、設定角度ａ以上に操作されるかどうかを検出する。
そして、設定角度ａ以上に操作されると、ステップ３へ
進み、前記切替制御弁８０に通電を行ない前記単動式シ
リンダ２８を伸長させ作業機１４を上昇させると共に、
ステップ４にて、前記変速アクチュエータ３〜８に通電
を行って変速位置を現変速位置より１段下げる操作を行
う。さらに、ステップ５にて、ハンドル２６の切れ角を
検出し続け、前記角度ａよりも大きい設定角度ｂ以上の
切れ角を検出するかどうかを判定し、ＮＯの場合は、曲
率半径の大きい旋回とみなし、後輪２０へのブレーキ出
力は行われずにステップ１１へ進み、ステップ５にてＹ
ＥＳの場合は、ステップ６へ進み、前記変速後の変速位
置よりも更に１段変速位置を下げる操作を行うと共に、
ステップ７にて、前記切替制御弁３８に通電を行なって
旋回内側の後輪２０にブレーキを出力する操作を行う。
そして、旋回半ばを越え直進走行へ復帰するときに、ス
テップ８にて、前記設定角度ｂ以下の切れ角を検出する
のを待ちこの検出が有ると、ステップ９にて、変速段を
１段上昇復帰させると共に、ステップ１０に進み、前記
後輪２０にブレーキ出力を解除する。そして、ステップ
１１に進み、前記設定角度ａ以下にハンドル切れ角が復
帰するまで待ち、この検出が有ると、ステップ１２に
て、一定時間を経過後に変速位置を１段上げて元の変速
位置に復帰する構成となっている。尚、上昇した作業機
１４は、前記作業機昇降スイッチ２４のオンにより作業
位置に下降される。

【００１８】このように、旋回時にハンドル切れ角度を
検出し、この角度に応じて変速位置を段階的に下げて減
速し、旋回が半ばを越え直進走行に移行するときにも段
階的に変速位置を上げて増速するようにしたので、急減
速、急発進すること無くスムーズに旋回でき作業の安全
を図ることができる。また、直進走行に移行するとき
に、ハンドル位置が略中立位置に戻って後、一定時間経
過後に変速段を基の変速位置に戻す構成としたので低速
走行中に容易に条合せが行えるようになった。

【００１９】また、この発明の別実施例として、これら
の減速と増速をオペレータの作業機１４の昇降操作を検
出して行う構成としても良い。即ち、前記作業機昇降ス
イッチ２４がオンされ作業機１４が上昇すると変速位置
を１段下げ、次に作業機昇降スイッチ２４がオンされ作
業機１４が下降すると変速位置を１段上げる構成として
も良い。これにより、減速後に作業機１４を上昇させて
整地面を荒すことも無くなり、前記一定時間経過後にも
条合せをする場合であっても安全に直進作業に移行する
ことができる。また、旋回時の変速位置を予め設定して
おいて、この変速位置を目標にして段階的に減速、増速
しても良いし、機体に車速を検出する車速センサを設
け、旋回に適した車速を予め設定してこの設定車速を目
標に段階的に減速、増速しても良い。

【００２０】ところで、前記制御部１０は、この制御部
１０とアクチュエータ間の断線や通電のショートにより
制御不能となり、前記作業機１４を操作することができ
なくなるという不具合があった。ここでは、このような
事態に対処するため、前記後部作業機昇降スイッチ７５
には、制御部１０を介して切替制御弁８０を切り替えて
作業機１４を昇降する経路Ａと、スイッチ７５から直接
切替制御弁８０を切り替えて作業機１４を昇降する経路
Ｂとを設けた。図９では、後部作業機昇降スイッチ７５
と接続されたコネクタＣが、コネクタａに接続されると
制御部１０を介して切替制御弁８０を切り替えて作業機
１４を昇降する構成となっており、コネクタＣが、コネ
クタｂに接続されると制御部１０を介して切替制御弁８
０を切り替えて作業機１４を昇降する構成となってい
る。これにより、回路の切り替えが容易になり、制御部
１０の不作動による不具合が発生しても、迅速に対処可
能になっている。

【００２１】尚、特許請求の範囲に実施例の構成に対応
する符号を付すが、この符号により請求の範囲を実施例
の構成に限るものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御装置のフローチャート。

【図２】トラクタの全体側面図。

【図３】トラクタのハンドル近傍の上面図。

【図４】トラクタの変速レバー部の上面図。

【図５】トラクタの伝動機構図。

【図６】トラクタの油圧回路図。

【図７】ブロック図。

【図８】変速位置とアクチュエータの作動状況を示した
図。

【図９】後部作業機昇降スイッチ部の取付図。

【符号の説明】

１主変速装置２副変速装置３主変速装置の切替制御弁４主変速装置の切替制御弁５副変速装置の比例圧力制御弁６副変速装置の比例圧力制御弁７副変速装置の比例圧力制御弁８副変速装置の比例圧力制御弁９ポテンショメータ１０制御部１１ハンドル切角センサ１５トラクタ５５変速位置アップスイッチ５６変速位置ダウンスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋恒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)発明者谷良孝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)発明者清水章弘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

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の変速装置１・２と、変速位置を設
定する設定手段９・５５・５６と、前記変速装置１・２
の変速位置を切り換える変速アクチュエータ３〜８と、
機体の旋回角を検出する旋回角検出手段１１とを有し、
前記設定変速位置の検出に基づいて変速アクチュエータ
３〜８に作動出力を行い変速位置を切り換える制御部１
０を有した移動農機において、前記変速装置１・２を旋
回角の検出に応じて変速アクチュエータ３〜８により段
階的に減速することを特徴とした移動農機の変速制御装
置。