JP3672439B2 - 作業車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように構成された作業車と類似するものとして特開平９‐２４２８７１号公報に示されるものが存在し、この従来例では、油圧シリンダ１１，１２によって４段に変速操作される主変速機構Ａと、油圧シリンダ１３によって高低２段に変速操作される第１副変速機構Ｂと、油圧シリンダ１４によって高低２段に変速操作される第２副変速機構Ｄと、伝動系に介装された油圧クラッチ３と，油圧シリンダと油圧クラッチ３とを制御する制御装置２５を備えて構成され、この制御装置２５は、変速開始時に油圧シリンダの作動開始と連動して油圧クラッチ３を切り操作し、変速終了時に油圧クラッチ３を入り操作することで主クラッチ２を人為的に切り操作することなく変速を行えるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例の変速系の変速作動を考えるに、変速が開始されると油圧シリンダの駆動力によってギヤ変速系のシフト部材が一方のギヤ系から分離する方向に作動を開始し、又、この作動と連動して油圧クラッチが切り操作される。次に、油圧シリンダの駆動力によって所定のシフト部材がギヤ系に噛み合う方向に作動を開始する。この作動の際にはシンクロナイザリング等のシンクロ部材によってシフト部材とギヤ系との回転速度が同期した状態で咬合が完了し、この後に油圧クラッチが入り操作されるものとなる。しかし、油圧シリンダの駆動力によってシフト部材をギヤ系に咬合させる操作時には、シフト部材を操作するシフトフォーク等とシフト部材とが強く接触することに起因する抵抗によってシフト部材が同期回転に達し難い場合や、ミッションケース内の潤滑油の油温が低く潤滑油の粘性が高い場合にはシフト部材とギヤ系とが同期状態に達し難いばかりでなく、円滑な変速作動が行われない場合もある。
【０００４】
本発明の目的は、前述のようにアクチュエータで変速操作されるギヤ変速系と、変速作動時に切り操作される油圧クラッチと変速系を備えた作業車において、円滑に変速作動を行えるよう構成する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴（請求項１）は冒頭に記載したように、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車において、前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、この油圧シリンダに供給される作動油の温度を計測する油温センサを備え、変速時に油圧シリンダで変速操作される変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動を終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ、油圧シリンダからの変速操作力を一時的に低下させる、若しくは、油圧シリンダを一時的に逆方向に作動させた後に、油圧シリンダを再度、変速方向に作動させるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００６】
本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項１において、前記アクチュエータが複動型の油圧シリンダで構成されると共に、この油圧シリンダからの変速操作力を低下させる際には、該油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させ、前記油圧シリンダを逆方向に作動させる際には油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００７】
〔作用〕
上記第１の特徴によると、変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動が終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ制御手段が、油圧シリンダの変速操作力を一時的に低下させることや、油圧シリンダを逆方向に作動させることになるので、作動油の油温が低く油圧シリンダから必要とする駆動力が得られず１回の作動でシンクロナイザリング等の同期回転すべき部材が同期状態に達しない場合でも、再度、油圧シリンダを作動させることで、同期回転すべき部材を容易に同期回転状態に設定して変速を行えるものとなる。
【０００８】
上記第２の特徴によると、複動型の油圧シリンダで変速を行うので小型でも強力な駆動力で変速操作を行えると共に、油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させる場合でも、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換える場合でも、油圧シリンダを制御するための制御弁を操作することで済む。
【０００９】
〔発明の効果〕
従って、作動油の油温が低く油圧シリンダの駆動力が不足する場合でも変速制御形態の簡単な改良で円滑に確実な変速作動を行える作業車が合理的に構成されたのである（請求項１）。複動型油圧シリンダの強力な駆動力で変速操作が可能であり、変速操作が円滑に行えない場合でも油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させたり、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えたりすることによる変速の制御が容易に行えるものとなった（請求項２）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、操向操作自在に構成された駆動型の前車輪１及び駆動型の後車輪２（走行車輪の一例）を備えた車体の前部にエンジンＥを搭載すると共に、このエンジンＥからの動力が主クラッチ３を介して伝えられるミッションケース４を車体の後部に配置し、このミッションケース４の後端上部位置に油圧シリンダ（図示せず）で駆動昇降される左右一対のリフトアーム５を備え、又、車体の中央部に運転部を配置して作業車の一例としての農用トラクタを構成する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、前記運転部には運転座席６を備えると共に、この運転座席６の前方位置にステアリングハンドル７を配置し、ステアリングハンドル７の近傍位置に前後方向に揺動操作自在な前後進切換レバー８を配置し、運転座席６の右側部に前記リフトアーム５の揺動角度を制御するポジションレバー９を配置し、運転座席６の左側部に走行速度を設定する変速レバー１０（変速操作具の一例）を配置してある。又、ステップの左側には踏み込み操作で前記主クラッチ３を切り操作するクラッチペダル１１を配置してあり、ステップの右側には踏み込み操作で左右の後車輪２，２を独立して制動操作するサイドブレーキペダル１２，１２を配置してある。
【００１２】
図３に示すように、前記変速レバー１０を案内するレバーガイド１３は、長手方向を前後方向に沿って形成した主ガイド部１３Ａと、この主ガイド部１３Ａの中間の中立位置Ｎから分岐して主ガイド部１３Ａに平行姿勢の副ガイド部１３Ｂとを形成すると共に、主ガイド部１３Ａの前端にオーバードライブ変速域ＯＤを配置し、この主ガイド部１３Ａの後端に駐車ブレーキ（後述する）を制動操作する駐車位置Ｐを配置し、副ガイド部１３Ｂの後端部に標準変速域ＳＴを配置し、この副ガイド部１３Ｂの前端部にクリープ変速域ＣＲを配置してある。又、オーバードライブ変速域ＯＤ、標準変速域ＳＴ、クリープ変速域ＣＲは夫々とも変速レバー１０を僅かに前後方向に操作し得る操作域が形成され、夫々の操作域に変速レバー１０を設定した場合には、この操作域の前後方向の中央の保持位置ｎに変速レバー１０が保持され、この保持位置ｎから変速レバー１０を前方に操作した場合には増速スイッチＳｗＵが変速レバー１０の操作を検出し、この保持位置ｎから変速レバー１０を後方に操作した場合には減速スイッチＳｗＤが変速レバー１０の操作を検出するよう構成され、又、変速レバー１０を駐車位置Ｐに設定したことを検出する駐車スイッチＳｗＰを備えている。
【００１３】
図４及び図５に示すように、変速レバー１０の基端部には二股状のフォーク状部材１４を備え、このフォーク状部材１４を横向きの回動軸１５に嵌め合わせると共に、前後向き姿勢の支軸１６周りで揺動自在に支持し、この変速レバー１０を支軸１６周りで前記主ガイド部１３Ａの側から副ガイド部１３Ｂが形成された側に付勢するツル巻きバネ１７を備えている。又、車体側に扇状のカム部材１８を備え、このカム部材１８に対して前記オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲ、中立位置Ｎ、標準変速域ＳＴ、駐車位置Ｐに対応した凹状部１８Ａを形成し、夫々の凹状部にバネ１９の付勢力で係入するローラ２０を変速レバー１０に対して揺動自在に支承したアーム２１の揺動端に備えることで変速レバー１０を前記オーバードライブ変速域ＯＤ、標準変速域ＳＴ、クリープ変速域ＣＲ夫々の保持位置ｎに保持できると共に、中立位置Ｎと駐車位置Ｐとに付勢保持できる付勢機構Ｆを構成しており、更に、回動軸１５の回動量から変速レバー１０の操作位置を判別するポテンショメータ型のレバーセンサＬＳが備えられている。尚、オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲ、標準変速域ＳＴの夫々の域では、変速レバー１０によって増速スイッチＳｗＵと減速スイッチＳｗＤとを操作できるよう凹状部１８Ａが緩い傾斜となるよう構成されている。
【００１４】
図６に示すように、回動軸１５に備えた第１アーム２３とクリープ変速用の操作アーム２４とが第１ロッド２５を介して連結され、回動軸１５に備えた第２アーム２６とオーバードライブ変速用の操作アーム２７とが一対の第２ロッド２８，２８と揺動自在な中間アーム２９とを介して連係され、回動軸１５に備えた第３アーム３０と操作ワイヤ３１を介して駐車ブレーキが連係されている。この駐車ブレーキは図７に示すように、ミッションケース４の側壁に対して圧縮バネ３２の付勢力でミッションケース内に突出してミッションケース内の走行系のギヤＧに係合するよう係合部３３Ａが構成されたロック部材３３が備えられると共に、このロック部材３３の外端側の鍔状部３３Ｂに接当して該ロック部材３３を係合解除方向に操作する操作片３４を支軸３５周りで揺動自在に備え、この操作片３４を操作する切換アーム３６の端部に前記操作ワイヤ３１が連結している。そして、変速レバー１０を変速域に設定した場合には操作ワイヤ３１からの操作力でロック部材３３が非係合位置（非制動状態・切）に設定され、変速レバー１０を駐車位置Ｐに設定した場合に操作ワイヤ３１が弛緩し圧縮バネ３２の付勢力によってロック部材３３がギヤＧと係合する位置（制動位置・入）に設定される結果、前後車輪１，２をロック状態に保持するものとなっている。
【００１５】
図６に示すように変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ（後述する）が入り設定されると同時にクリープ変速機構Ｔｃｒ（後述する）も入り状態に設定されるが、このクリープ変速機構の伝動上手に配置された第３変速機構Ｔ３（後述する）が中立位置に設定されるのでオーバードライブ変速機構からの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又 、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄが切り状態に設定されると同時に第３変速機構Ｔ３が伝動状態に設定されることでクリープ変速機構Ｔｃｒからの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又、変速レバー１０を中立位置Ｎに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄとクリープ変速機構Ｔｃｒとがともに中立位置に保持されて走行系には動力が伝えられないものとなっている。又、変速レバー１０を標準変速域ＳＴに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄが切り設定されたままクリープ変速機構Ｔｃｒが標準位置に設定されるよう機械的な連係が形成されている。このように変速レバー１０の操作力で機械的にクリープ変速装置Ｔｃｒの伝動状態の設定とオーバードライブ変速機構Ｔｏｄの伝動状態の設定とを行う系で変速操作機構が構成されている。
【００１６】
前記ミッションケース４の内部には図８に示す伝動系が内装されている。つまり、前記エンジンＥから前記主クラッチ３を介して伝えられる動力を４段に変速するよう４組のギヤと、２組のシンクロメッシュ式のシフト部材４１，４２とを備えた第１変速機構Ｔ１、この第１変速機構Ｔ１の伝動下手に配置された油圧クラッチＣ、この油圧クラッチＣの伝動下手に配置され動力を２段に変速するよう２組のギヤと１つのシンクロメッシュ式のシフト部材４３とを備えた第２副変速機構Ｔ２、この第２変速機構Ｔ２の動力を正転状態で伝える状態と逆転状態で伝えるよう逆転ギヤ系とシンクロメッシュ式の１つのシフト部材４４とを備えた前後進変速機構Ｔｆｒ、この前後進変速機構Ｔｆｒの伝動下手に配置され動力を２段に変速するよう２組のギヤと１つのシンクロメッシュ式のシフト部材４５とを備えた第３速機構Ｔ３、この伝動下手に配置され高速変速状態を得る１組のギヤ系とシンクロメッシュ式のシフト部材４６とを備えたオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ、第３変速機構Ｔ３の伝動下手に配置され第３変速機構Ｔ３からの変速状態をそのまま伝える状態と大きく減速する１組のギヤとコンスタントメッシュ式のシフト部材４７とを備えたクリープ変速機構Ｔｃｒとを備えている。そして、この変速系からの動力は後車輪２に対する差動装置４８を介して後車輪２に伝えられると共に、前車輪１の周速度を後車輪２の周速度と一致させて駆動する標準駆動状態と、前車輪１の周速度を後車輪２の周速度より高速化させて駆動する増速駆動状態とに切換自在な前輪増速装置４９及び前車輪駆動軸５０を介して前車輪１に伝えられるよう走行伝動系が構成されている。尚、この前輪増速装置４９は前車輪１が予め設定された操向角度より大きく操作された際に、増速駆動状態に切換えられるよう操作系が形成され、このように増速駆動状態に切換られることで車体の旋回半径を小さくするものとなっている。
【００１７】
又、前記第１変速機構Ｔ１と第２変速機構Ｔ２とで前進走行速度を８段に変速する主変速装置ＴＭが構成され、この主変速装置にＴＭは３つのシフト部材４１，４２，４３を夫々を操作する第１油圧シリンダＰ１、第２油圧シリンダＰ２、第３油圧シリンダＰ３（アクチュエータの一例）を備え、前後進変速機構Ｔｆｒのシフト部材４４は前記前後進切換レバー８と機械的に連係し、第３変速機構Ｔ３にはシフト部材４５を操作する第４油圧シリンダＰ４（アクチュエータの一例）を備え、オーバードライブ変速機構Ｔｏｄのシフト部材４６は前記オーバードライブ変速用の操作アーム２７と連係し、クリープ変速機構Ｔｃｒのシフト部材４７は前記クリープ変速用の操作アーム２４と連係している。
【００１８】
図９に示すように、前記夫々の油圧シリンダと油圧クラッチＣとを制御する油圧系が構成されている。つまり、前記第１、第２、第４油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４はシフト部材４１、４２、４５を両操作端と中立位置とに設定し得る複動型に構成され（公報番号を挙げた従来の技術に示されるものと同様の構造）、前記３油圧シリンダＰ３はシフト部材４３を両操作端に設定し得る複動型に構成され、これらの油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を制御する７つの電磁操作式のシリンダ制御弁Ｖ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ４に対して前記エンジンＥで駆動される油圧ポンプ５１からの作動油を供給する油路系が形成されると共に、前記油圧クラッチＣに対してパイロット操作型の開閉弁Ｖｃを介して油圧ポンプ５１からの作動油を供給する油路系が形成され、又、電磁比例型の圧力制御弁Ｖｐによって油圧クラッチＣの入り操作時の圧力を調節する油路が形成され、オリフィス５２を介してパイロット油路５３に対して作動油を供給する油路系が形成されている。更に、このパイロット油路５３の圧力で前記開閉弁Ｖｃを操作する油路を形成し、又、このパイロット油路５３に対して５つのチェック弁５４…を介して圧力を低下させる系を備えている。この５つのチェック弁５４…のうち４つは前記油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の作動時に機械的に開閉操作され、あと１つのチェック弁５４は前記前後進切換レバー８にの操作時に開閉操作されるよう連係しており、このパイロット油路５３には圧力センサ５５が備えられている。
【００１９】
そして、油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の作動開始時には対応するチェック弁５４が開放してパイロット油路５３の圧力を低下させることで開閉弁Ｖｃをドレン位置に切換えて油圧クラッチＣを切り操作するものとなっており、このように油圧クラッチＣが切り状態にあるタイミングで油圧シリンダの作動によって変速が行われるものとなっている。この後、油圧シリンダの作動終了時にはチェック弁５４が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Ｖｃが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Ｖｐで調節され乍ら油圧クラッチＣに送られ、該油圧クラッチＣが入り状態に達するものとなっており、変速時には主クラッチ３を人為的に切り操作しないで済むものとなっている。これと同様に、前後進切換レバー８を操作した際にも対応したチェック弁５４が開放してパイロット油路５３の圧力を低下させることで開閉弁Ｖｃをドレン位置に切換えて油圧クラッチＣを切り操作した状態で変速を行い、この後、前後進切換レバー８の操作の終了時にチェック弁５４が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Ｖｃが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Ｖｐで調節され乍ら油圧クラッチＣに送られ、該油圧クラッチＣが入り状態に達するものとなっている。又、このように変速操作される際には、パイロット油路５３の圧力が低下した後に上昇するものとなっており、この圧力変化を電気スイッチ型の圧力センサ５５で検出すると、制御装置（後述する）が制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流を調節することで、油圧クラッチＣに供給される作動油の供給圧を所定の特性に従って調節しながら油圧クラッチＣの昇圧を図り、ショックを発生させること無く円滑に入り状態に切換えるものとなっている。
【００２０】
尚、以上のように油圧シリンダが作動を開始した時点では、油圧シリンダと連係する部材の機械的な間隙やシフト系の弾性的な歪みによって、シフト部材の作動が開始する直前に油圧クラッチＣを切り状態に切換え得るものとなっており、このように油圧クラッチＣを切り操作した状態においてシフト部材を油圧シリンダで操作することで主クラッチ３を人為的に操作しなくとも変速を行えるものとなっており、更に、シフト部材による変速が終了した時点で油圧クラッチＣを入り状態に復帰することで変速動力を伝え得るものとなっている。
【００２１】
図１０に示すようにマイクロプロセッサを備えた制御装置６１（制御手段の一例）に対して、エンジンＥの起動と停止と、車体に備えた電気機器に対する電力の供給と停止とを行うキースイッチ６２と、前記圧力センサ５５と、前記３つの増速スイッチＳｗＵと、３つの減速スイッチＳｗＤと、駐車スイッチＳｗＰと、前記レバーセンサＬＳと、前記前後進切換レバー８の操作位置を検出する前後進センサ６３と、主クラッチ３の状態を判別する主クラッチセンサ６４からの信号を入力する系を形成すると共に、前記７つのシリンダ制御弁Ｖ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ４と、前記圧力制御弁Ｖｐと、前記運転座席６の前方位置のメータパネルに配置した変速表示装置Ｄとに対して制御信号を出力する系が形成されている。
【００２２】
同図に示すように前記変速表示装置Ｄは変速段の数字を表示する発光ダイオード型のディスプレイ６６と、前後進切換機構Ｔｆｒが前進状態に設定されていることを「Ｆ」の文字で示す前進ランプ６７と、前後進切換機構Ｔｆｒが後進状態に設定されていることを「Ｒ」の文字で示す後進ランプ６８と、変速レバー１０が中立位置Ｎに設定された場合、及び、前記主変速装置ＴＭの２つの油圧シリンダＰ１，Ｐ２と、第３変速機構Ｔ３の油圧シリンダＰ４とが中立位置に設定された場合に中立状態を「Ｎ」の文字で示す中立ランプ６９と、変速レバー１０が駐車位置Ｐに設定されていることを「Ｐ」の文字で表示する駐車ランプ７０と、オーバードライブ変速機構Ｔｏｄが伝動状態にあることを「オーバードライブ」の文字で示すオーバードライブランプ７１と、クリープ変速機構Ｔｃｒが標準伝動状態にあることを「標準」の文字で示す標準ランプ７２と、クリープ変速機構Ｔｃｒが伝動状態にあることを「クリープ」の文字で示すクリープランプ７３とを備えて構成され、以下に制御装置６１による変速制御を説明する。
【００２３】
図１１のフローチャートに示すように、キースイッチ６２をＯＮ操作してエンジンＥの始動と共に制御が開始されると、変速レバー１０の操作に基づいて主変速装置ＴＭを増減速する変速制御ルーチン（＃２００ステップ）の制御が実行されると共に、レバーセンサＬＳからの信号に基づいて変速レバー１０の操作で変速域の変更が行われた場合には（＃１０１ステップ）、初期状態設定ルーチン（＃３００ステップ）を実行し、次に、変速表示装置Ｄに変速状態を表示する表示作動をリセットされるまで継続的に行うものとなっている（＃１０２、＃１０３ステップ）。尚、表示作動では変速レバー１０の設定状況に基づいてオーバードライブランプ７１、標準ランプ７２、クリープランプ７３の何れかを点灯させると共に、主変速装置ＴＭに設定されている変速段をディスプレイ６６に表示し、変速レバー１０が中立位置Ｎに設定された場合には中立ランプ６９を点灯させ、前後進切換機構Ｔｆｒの設定位置に基づいて前進ランプ６７、若しくは、後進ランプ６８を点灯させる制御を行うものとなっている。
【００２４】
又、前記変速制御ルーチン（＃２００ステップ）の制御動作は図１２のフローチャートに示すように設定され、この制御では、前後進切換機構Ｔｆｒが中立以外の位置にあることを前後進センサ６３で検出し、かつ、クリープ変速機構Ｔｆｒがクリープ状態の伝動状態でないことをレバーセンサＬＳで検出し、かつ、主クラッチ３が入り状態にあることを主クラッチセンサ６４で検出した場合には（＃２０１〜＃２０３ステップ）、増速スイッチＳｗＵがＯＮ操作されると変速目標を１段だけ高め、減速スイッチＳｗＤがＯＮ操作されると変速目標を１段だけ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３との油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４を作動させるものとなっている（逐次変速モード、＃２０４〜＃２０８ステップ）。
【００２５】
又、前後進切換機構Ｔｆｒが中立位置にあることを前後進センサ６３で検出した場合、クリープ変速機構Ｔｃｒがクリープ状態の伝動状態にあることをレバーセンサＬＳで検出した場合、主クラッチ３が切り状態にあることを主クラッチセンサ６４で検出した場合には（＃２０１〜＃２０３ステップ）、増速スイッチＳｗＵがＯＮ操作されるとＯＮ時間が継続する時間内において所定インターバル（１秒以下の短時間）毎に変速目標を１段ずつ高め、これとは逆に、減速スイッチＳｗＤがＯＮ操作されるとＯＮ時間が継続する時間内において所定インターバル（１秒以下の短時間）毎に変速目標を１段ずつ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３との何れかの油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４の作動で変速を行うよう制御形態が設定されている（連続変速モード、＃２０９〜＃２１２ステップ、＃２０８ステップ）。
【００２６】
又、この変速制御では、変速レバー１０を標準変速域ＳＴで操作することで主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３とを合わせて１６段の変速が可能となり、変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤで変速することで同様に８段の変速が可能となり、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲで変速することで同様に１６段の変速が可能となる（主変速装置ＴＭの８段だけを変速するよう構成しても良い）。又、変速レバー１０を標準変速ＳＴで操作した場合には標準ランプ７２が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示され、変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤで操作した場合にはオーバードライブランプ７１が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示され、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲで操作した場合にはクリープランプ７３が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示されるものとなっている。
【００２７】
前記初期状態設定ルーチン（＃３００ステップ）の制御動作は図１３のフローチャートに示すように設定され、この制御では、変速レバー１０の変更後の変速域がオーバードライブ変速域ＯＤである場合には主変速装置ＴＭの変速目標を最低速段に設定し、又、変速レバー１０の変更後の変速域がクリープ変速域ＣＲである場合には主変速装置ＴＭの変速目標を最高速段に設定し、更に、この変速段を現出するように油圧シリンダを制御して変速作動を行うものとなっている（＃３０１〜＃３０５ステップ）。
【００２８】
又、このトラクタでは油圧シリンダＰ１〜Ｐ４で伝動を伝える側にシフト部材４１，４２，４３，４５を作動させる際に、確実な変速を行うよう前記＃２０８ステップにおける制御動作が設定されている。つまり、図１４のフローチャート示すように、変速開始時には、まず、伝動状態の伝動部材をニュートラル側にシフト操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダを制御し、パイロット油路５３の圧力低下に伴って圧力センサ５５がＯＦＦ状態になったことを確認する（＃５０１，＃５０２ステップ、主変速装置ＴＭ、第３変速機構Ｔ３とも中立状態にある場合には、この処理は行われない）。次に、伝動状態に設定すべきシフト部材を伝動側に向けて操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダの作動を開始し、又、この開始時点での作動油の油温を油温センサで計測し、この油温が作動油の粘性を殆ど無視できる程度の高温である場合には、圧力センサ５５がＯＮ状態に達した後に制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行う（＃５０３〜＃５０６ステップ）。
【００２９】
これとは逆に、作動油の油温が低く作動油の粘性が高い場合には、前述のようにシリンダを作動させるのと略同時に、タイマ（ソフトウエアで構成されている）でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間（数秒以下の値）内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路５３の圧力が上昇し、開閉弁Ｖｃが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態 への切換えを行い（＃５０７〜＃５０９、＃５０６ステップ）、又、このようにシフト部材を伝動側に操作する側に油圧シリンダを作動させた際に、タイマで設定された時間内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わらない場合（シフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合）には、シリンダ弁の操作で油圧シリンダに供給された作動油を排出可能な状態に設定する、あるいは、シリンダ弁の操作で油圧シリンダを逆方向に作動させることで、予め設定された時間だけ作動力を解除し、この後に、前述と同様に、シリンダ弁の操作で伝動側に油圧シリンダの作動を開始すると同時に、タイマ（ソフトウエアで構成されている）でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路５３の圧力が上昇し、開閉弁Ｖｃが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行い（＃５１０〜＃５１４、＃５０６ステップ）、タイマで設定された時間内にシフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合には、シリンダ弁の操作でシフト部材をニュートラル位置に戻すよう油圧シリンダを作動させ、前記ディスプレイ６６を点滅させることで変速不能状態にあることを報知するものとなっている（＃５１５、＃５１６ステップ）。
【００３０】
このように本発明では、油圧シリンダでの低温の環境下での変速時に、ミッションケース４に貯留された潤滑油の粘性によってシフト部材の作動が円滑に行われない場合や、シフト部材に接触するシフトフォークからの抵抗によって、シフト部材がギヤ変速系と同期回転し難く適正な変速が設定時間内に行われない場合には、シフト操作力を解除して一時的にシフト操作を中断した後に、再度変速操作を行うので、潤滑油の粘性に起因する抵抗の影響を小さくし、又、操作力を解除した時点でシフト部材に作用する抵抗を低減して同期回転を行われ易くして、円滑、確実な変速操作を行い得るものとなっている。
【００３１】
又、本発明では、単一の変速レバー１０を操作することでオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ、クリープ変速機構Ｔｃｒの何れか一方を伝動状態に設定することが可能となるばかりか、何変速レバー１０を増速位置に小さく操作するだけで、主変速装置ＴＭを１段若しくは連続的に増速操作し、同様に変速レバー１０を減速位置に小さく操作するだけで、主変速装置ＴＭを１段若しくは連続的に減速操作するので、変速操作が簡便で楽に行えるものとなっており、更に、標準変速域ＣＲを基準にして変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤに操作する側を車体前方側に設定し、標準変速域ＣＲを基準にして変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲに操作する側を車体後方側に設定してあるので、走行速度の増減方向と変速レバー１０の操作方向に無理がなく、更に、標準変速域ＣＲ、オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲの何れの変速域内においても変速レバー１０が付勢機構Ｆの付勢力によって保持位置ｎに保持され、この保持位置ｎを基準にして変速レバー１０を前方に操作すると走行速度を高め、これと逆方向に操作することで走行速度を減ずる変速作動を行うので、操作が楽で操作感覚に違和感がなく誤操作も生じ難いものとなっている。
【００３２】
上記実施の形態では、前記油圧シリンダＰ１〜Ｐ４に供給される作動油の油温を計測する油温センサ（図示せず）を備え、この油温センサからの温度信号を前記制御装置６１に入力する系を形成すると共に、シリンダ制御ルーチンを図１４のフローチャートに示す制御を行うよう構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 農用トラクタの全体側面図
【図２】 農用トラクタ後部の平面図
【図３】 レバーガイドの平面図
【図４】 変速レバーの支持構造の側面図
【図５】 変速レバーの支持構造の正面図
【図６】 変速レバーの連係を示す側面図
【図７】 駐車ブレーキを示す縦断面図
【図８】 走行変速系の概略図
【図９】 走行変速用の油圧回路図
【図１０】 制御系のブロック回路図
【図１１】 メインの制御動作のフローチャート
【図１２】 変速制御ルーチンのフローチャート
【図１３】 初期状態設定ルーチンのフローチャート
【図１４】 シリンダ制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１，２ 走行車輪
６１ 制御手段
Ｃ 油圧クラッチ
Ｅ エンジン
Ｐ１〜Ｐ４ アクチュエータ
Ｔ１〜Ｔ３ ギヤ変速機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように構成された作業車と類似するものとして特開平９‐２４２８７１号公報に示されるものが存在し、この従来例では、油圧シリンダ１１，１２によって４段に変速操作される主変速機構Ａと、油圧シリンダ１３によって高低２段に変速操作される第１副変速機構Ｂと、油圧シリンダ１４によって高低２段に変速操作される第２副変速機構Ｄと、伝動系に介装された油圧クラッチ３と，油圧シリンダと油圧クラッチ３とを制御する制御装置２５を備えて構成され、この制御装置２５は、変速開始時に油圧シリンダの作動開始と連動して油圧クラッチ３を切り操作し、変速終了時に油圧クラッチ３を入り操作することで主クラッチ２を人為的に切り操作することなく変速を行えるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例の変速系の変速作動を考えるに、変速が開始されると油圧シリンダの駆動力によってギヤ変速系のシフト部材が一方のギヤ系から分離する方向に作動を開始し、又、この作動と連動して油圧クラッチが切り操作される。次に、油圧シリンダの駆動力によって所定のシフト部材がギヤ系に噛み合う方向に作動を開始する。この作動の際にはシンクロナイザリング等のシンクロ部材によってシフト部材とギヤ系との回転速度が同期した状態で咬合が完了し、この後に油圧クラッチが入り操作されるものとなる。しかし、油圧シリンダの駆動力によってシフト部材をギヤ系に咬合させる操作時には、シフト部材を操作するシフトフォーク等とシフト部材とが強く接触することに起因する抵抗によってシフト部材が同期回転に達し難い場合や、ミッションケース内の潤滑油の油温が低く潤滑油の粘性が高い場合にはシフト部材とギヤ系とが同期状態に達し難いばかりでなく、円滑な変速作動が行われない場合もある。
【０００４】
本発明の目的は、前述のようにアクチュエータで変速操作されるギヤ変速系と、変速作動時に切り操作される油圧クラッチと変速系を備えた作業車において、円滑に変速作動を行えるよう構成する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴（請求項１）は冒頭に記載したように、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車において、前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、この油圧シリンダに供給される作動油の温度を計測する油温センサを備え、変速時に油圧シリンダで変速操作される変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動を終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ、油圧シリンダからの変速操作力を一時的に低下させる、若しくは、油圧シリンダを一時的に逆方向に作動させた後に、油圧シリンダを再度、変速方向に作動させるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００６】
本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項１において、前記アクチュエータが複動型の油圧シリンダで構成されると共に、この油圧シリンダからの変速操作力を低下させる際には、該油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させ、前記油圧シリンダを逆方向に作動させる際には油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００７】
〔作用〕
上記第１の特徴によると、変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動が終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ制御手段が、油圧シリンダの変速操作力を一時的に低下させることや、油圧シリンダを逆方向に作動させることになるので、作動油の油温が低く油圧シリンダから必要とする駆動力が得られず１回の作動でシンクロナイザリング等の同期回転すべき部材が同期状態に達しない場合でも、再度、油圧シリンダを作動させることで、同期回転すべき部材を容易に同期回転状態に設定して変速を行えるものとなる。
【０００８】
上記第２の特徴によると、複動型の油圧シリンダで変速を行うので小型でも強力な駆動力で変速操作を行えると共に、油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させる場合でも、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換える場合でも、油圧シリンダを制御するための制御弁を操作することで済む。
【０００９】
〔発明の効果〕
従って、作動油の油温が低く油圧シリンダの駆動力が不足する場合でも変速制御形態の簡単な改良で円滑に確実な変速作動を行える作業車が合理的に構成されたのである（請求項１）。複動型油圧シリンダの強力な駆動力で変速操作が可能であり、変速操作が円滑に行えない場合でも油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させたり、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えたりすることによる変速の制御が容易に行えるものとなった（請求項２）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、操向操作自在に構成された駆動型の前車輪１及び駆動型の後車輪２（走行車輪の一例）を備えた車体の前部にエンジンＥを搭載すると共に、このエンジンＥからの動力が主クラッチ３を介して伝えられるミッションケース４を車体の後部に配置し、このミッションケース４の後端上部位置に油圧シリンダ（図示せず）で駆動昇降される左右一対のリフトアーム５を備え、又、車体の中央部に運転部を配置して作業車の一例としての農用トラクタを構成する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、前記運転部には運転座席６を備えると共に、この運転座席６の前方位置にステアリングハンドル７を配置し、ステアリングハンドル７の近傍位置に前後方向に揺動操作自在な前後進切換レバー８を配置し、運転座席６の右側部に前記リフトアーム５の揺動角度を制御するポジションレバー９を配置し、運転座席６の左側部に走行速度を設定する変速レバー１０（変速操作具の一例）を配置してある。又、ステップの左側には踏み込み操作で前記主クラッチ３を切り操作するクラッチペダル１１を配置してあり、ステップの右側には踏み込み操作で左右の後車輪２，２を独立して制動操作するサイドブレーキペダル１２，１２を配置してある。
【００１２】
図３に示すように、前記変速レバー１０を案内するレバーガイド１３は、長手方向を前後方向に沿って形成した主ガイド部１３Ａと、この主ガイド部１３Ａの中間の中立位置Ｎから分岐して主ガイド部１３Ａに平行姿勢の副ガイド部１３Ｂとを形成すると共に、主ガイド部１３Ａの前端にオーバードライブ変速域ＯＤを配置し、この主ガイド部１３Ａの後端に駐車ブレーキ（後述する）を制動操作する駐車位置Ｐを配置し、副ガイド部１３Ｂの後端部に標準変速域ＳＴを配置し、この副ガイド部１３Ｂの前端部にクリープ変速域ＣＲを配置してある。又、オーバードライブ変速域ＯＤ、標準変速域ＳＴ、クリープ変速域ＣＲは夫々とも変速レバー１０を僅かに前後方向に操作し得る操作域が形成され、夫々の操作域に変速レバー１０を設定した場合には、この操作域の前後方向の中央の保持位置ｎに変速レバー１０が保持され、この保持位置ｎから変速レバー１０を前方に操作した場合には増速スイッチＳｗＵが変速レバー１０の操作を検出し、この保持位置ｎから変速レバー１０を後方に操作した場合には減速スイッチＳｗＤが変速レバー１０の操作を検出するよう構成され、又、変速レバー１０を駐車位置Ｐに設定したことを検出する駐車スイッチＳｗＰを備えている。
【００１３】
図４及び図５に示すように、変速レバー１０の基端部には二股状のフォーク状部材１４を備え、このフォーク状部材１４を横向きの回動軸１５に嵌め合わせると共に、前後向き姿勢の支軸１６周りで揺動自在に支持し、この変速レバー１０を支軸１６周りで前記主ガイド部１３Ａの側から副ガイド部１３Ｂが形成された側に付勢するツル巻きバネ１７を備えている。又、車体側に扇状のカム部材１８を備え、このカム部材１８に対して前記オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲ、中立位置Ｎ、標準変速域ＳＴ、駐車位置Ｐに対応した凹状部１８Ａを形成し、夫々の凹状部にバネ１９の付勢力で係入するローラ２０を変速レバー１０に対して揺動自在に支承したアーム２１の揺動端に備えることで変速レバー１０を前記オーバードライブ変速域ＯＤ、標準変速域ＳＴ、クリープ変速域ＣＲ夫々の保持位置ｎに保持できると共に、中立位置Ｎと駐車位置Ｐとに付勢保持できる付勢機構Ｆを構成しており、更に、回動軸１５の回動量から変速レバー１０の操作位置を判別するポテンショメータ型のレバーセンサＬＳが備えられている。尚、オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲ、標準変速域ＳＴの夫々の域では、変速レバー１０によって増速スイッチＳｗＵと減速スイッチＳｗＤとを操作できるよう凹状部１８Ａが緩い傾斜となるよう構成されている。
【００１４】
図６に示すように、回動軸１５に備えた第１アーム２３とクリープ変速用の操作アーム２４とが第１ロッド２５を介して連結され、回動軸１５に備えた第２アーム２６とオーバードライブ変速用の操作アーム２７とが一対の第２ロッド２８，２８と揺動自在な中間アーム２９とを介して連係され、回動軸１５に備えた第３アーム３０と操作ワイヤ３１を介して駐車ブレーキが連係されている。この駐車ブレーキは図７に示すように、ミッションケース４の側壁に対して圧縮バネ３２の付勢力でミッションケース内に突出してミッションケース内の走行系のギヤＧに係合するよう係合部３３Ａが構成されたロック部材３３が備えられると共に、このロック部材３３の外端側の鍔状部３３Ｂに接当して該ロック部材３３を係合解除方向に操作する操作片３４を支軸３５周りで揺動自在に備え、この操作片３４を操作する切換アーム３６の端部に前記操作ワイヤ３１が連結している。そして、変速レバー１０を変速域に設定した場合には操作ワイヤ３１からの操作力でロック部材３３が非係合位置（非制動状態・切）に設定され、変速レバー１０を駐車位置Ｐに設定した場合に操作ワイヤ３１が弛緩し圧縮バネ３２の付勢力によってロック部材３３がギヤＧと係合する位置（制動位置・入）に設定される結果、前後車輪１，２をロック状態に保持するものとなっている。
【００１５】
図６に示すように変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ（後述する）が入り設定されると同時にクリープ変速機構Ｔｃｒ（後述する）も入り状態に設定されるが、このクリープ変速機構の伝動上手に配置された第３変速機構Ｔ３（後述する）が中立位置に設定されるのでオーバードライブ変速機構からの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又 、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄが切り状態に設定されると同時に第３変速機構Ｔ３が伝動状態に設定されることでクリープ変速機構Ｔｃｒからの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又、変速レバー１０を中立位置Ｎに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄとクリープ変速機構Ｔｃｒとがともに中立位置に保持されて走行系には動力が伝えられないものとなっている。又、変速レバー１０を標準変速域ＳＴに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Ｔｏｄが切り設定されたままクリープ変速機構Ｔｃｒが標準位置に設定されるよう機械的な連係が形成されている。このように変速レバー１０の操作力で機械的にクリープ変速装置Ｔｃｒの伝動状態の設定とオーバードライブ変速機構Ｔｏｄの伝動状態の設定とを行う系で変速操作機構が構成されている。
【００１６】
前記ミッションケース４の内部には図８に示す伝動系が内装されている。つまり、前記エンジンＥから前記主クラッチ３を介して伝えられる動力を４段に変速するよう４組のギヤと、２組のシンクロメッシュ式のシフト部材４１，４２とを備えた第１変速機構Ｔ１、この第１変速機構Ｔ１の伝動下手に配置された油圧クラッチＣ、この油圧クラッチＣの伝動下手に配置され動力を２段に変速するよう２組のギヤと１つのシンクロメッシュ式のシフト部材４３とを備えた第２副変速機構Ｔ２、この第２変速機構Ｔ２の動力を正転状態で伝える状態と逆転状態で伝えるよう逆転ギヤ系とシンクロメッシュ式の１つのシフト部材４４とを備えた前後進変速機構Ｔｆｒ、この前後進変速機構Ｔｆｒの伝動下手に配置され動力を２段に変速するよう２組のギヤと１つのシンクロメッシュ式のシフト部材４５とを備えた第３速機構Ｔ３、この伝動下手に配置され高速変速状態を得る１組のギヤ系とシンクロメッシュ式のシフト部材４６とを備えたオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ、第３変速機構Ｔ３の伝動下手に配置され第３変速機構Ｔ３からの変速状態をそのまま伝える状態と大きく減速する１組のギヤとコンスタントメッシュ式のシフト部材４７とを備えたクリープ変速機構Ｔｃｒとを備えている。そして、この変速系からの動力は後車輪２に対する差動装置４８を介して後車輪２に伝えられると共に、前車輪１の周速度を後車輪２の周速度と一致させて駆動する標準駆動状態と、前車輪１の周速度を後車輪２の周速度より高速化させて駆動する増速駆動状態とに切換自在な前輪増速装置４９及び前車輪駆動軸５０を介して前車輪１に伝えられるよう走行伝動系が構成されている。尚、この前輪増速装置４９は前車輪１が予め設定された操向角度より大きく操作された際に、増速駆動状態に切換えられるよう操作系が形成され、このように増速駆動状態に切換られることで車体の旋回半径を小さくするものとなっている。
【００１７】
又、前記第１変速機構Ｔ１と第２変速機構Ｔ２とで前進走行速度を８段に変速する主変速装置ＴＭが構成され、この主変速装置にＴＭは３つのシフト部材４１，４２，４３を夫々を操作する第１油圧シリンダＰ１、第２油圧シリンダＰ２、第３油圧シリンダＰ３（アクチュエータの一例）を備え、前後進変速機構Ｔｆｒのシフト部材４４は前記前後進切換レバー８と機械的に連係し、第３変速機構Ｔ３にはシフト部材４５を操作する第４油圧シリンダＰ４（アクチュエータの一例）を備え、オーバードライブ変速機構Ｔｏｄのシフト部材４６は前記オーバードライブ変速用の操作アーム２７と連係し、クリープ変速機構Ｔｃｒのシフト部材４７は前記クリープ変速用の操作アーム２４と連係している。
【００１８】
図９に示すように、前記夫々の油圧シリンダと油圧クラッチＣとを制御する油圧系が構成されている。つまり、前記第１、第２、第４油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４はシフト部材４１、４２、４５を両操作端と中立位置とに設定し得る複動型に構成され（公報番号を挙げた従来の技術に示されるものと同様の構造）、前記３油圧シリンダＰ３はシフト部材４３を両操作端に設定し得る複動型に構成され、これらの油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を制御する７つの電磁操作式のシリンダ制御弁Ｖ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ４に対して前記エンジンＥで駆動される油圧ポンプ５１からの作動油を供給する油路系が形成されると共に、前記油圧クラッチＣに対してパイロット操作型の開閉弁Ｖｃを介して油圧ポンプ５１からの作動油を供給する油路系が形成され、又、電磁比例型の圧力制御弁Ｖｐによって油圧クラッチＣの入り操作時の圧力を調節する油路が形成され、オリフィス５２を介してパイロット油路５３に対して作動油を供給する油路系が形成されている。更に、このパイロット油路５３の圧力で前記開閉弁Ｖｃを操作する油路を形成し、又、このパイロット油路５３に対して５つのチェック弁５４…を介して圧力を低下させる系を備えている。この５つのチェック弁５４…のうち４つは前記油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の作動時に機械的に開閉操作され、あと１つのチェック弁５４は前記前後進切換レバー８にの操作時に開閉操作されるよう連係しており、このパイロット油路５３には圧力センサ５５が備えられている。
【００１９】
そして、油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の作動開始時には対応するチェック弁５４が開放してパイロット油路５３の圧力を低下させることで開閉弁Ｖｃをドレン位置に切換えて油圧クラッチＣを切り操作するものとなっており、このように油圧クラッチＣが切り状態にあるタイミングで油圧シリンダの作動によって変速が行われるものとなっている。この後、油圧シリンダの作動終了時にはチェック弁５４が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Ｖｃが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Ｖｐで調節され乍ら油圧クラッチＣに送られ、該油圧クラッチＣが入り状態に達するものとなっており、変速時には主クラッチ３を人為的に切り操作しないで済むものとなっている。これと同様に、前後進切換レバー８を操作した際にも対応したチェック弁５４が開放してパイロット油路５３の圧力を低下させることで開閉弁Ｖｃをドレン位置に切換えて油圧クラッチＣを切り操作した状態で変速を行い、この後、前後進切換レバー８の操作の終了時にチェック弁５４が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Ｖｃが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Ｖｐで調節され乍ら油圧クラッチＣに送られ、該油圧クラッチＣが入り状態に達するものとなっている。又、このように変速操作される際には、パイロット油路５３の圧力が低下した後に上昇するものとなっており、この圧力変化を電気スイッチ型の圧力センサ５５で検出すると、制御装置（後述する）が制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流を調節することで、油圧クラッチＣに供給される作動油の供給圧を所定の特性に従って調節しながら油圧クラッチＣの昇圧を図り、ショックを発生させること無く円滑に入り状態に切換えるものとなっている。
【００２０】
尚、以上のように油圧シリンダが作動を開始した時点では、油圧シリンダと連係する部材の機械的な間隙やシフト系の弾性的な歪みによって、シフト部材の作動が開始する直前に油圧クラッチＣを切り状態に切換え得るものとなっており、このように油圧クラッチＣを切り操作した状態においてシフト部材を油圧シリンダで操作することで主クラッチ３を人為的に操作しなくとも変速を行えるものとなっており、更に、シフト部材による変速が終了した時点で油圧クラッチＣを入り状態に復帰することで変速動力を伝え得るものとなっている。
【００２１】
図１０に示すようにマイクロプロセッサを備えた制御装置６１（制御手段の一例）に対して、エンジンＥの起動と停止と、車体に備えた電気機器に対する電力の供給と停止とを行うキースイッチ６２と、前記圧力センサ５５と、前記３つの増速スイッチＳｗＵと、３つの減速スイッチＳｗＤと、駐車スイッチＳｗＰと、前記レバーセンサＬＳと、前記前後進切換レバー８の操作位置を検出する前後進センサ６３と、主クラッチ３の状態を判別する主クラッチセンサ６４からの信号を入力する系を形成すると共に、前記７つのシリンダ制御弁Ｖ１，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ４と、前記圧力制御弁Ｖｐと、前記運転座席６の前方位置のメータパネルに配置した変速表示装置Ｄとに対して制御信号を出力する系が形成されている。
【００２２】
同図に示すように前記変速表示装置Ｄは変速段の数字を表示する発光ダイオード型のディスプレイ６６と、前後進切換機構Ｔｆｒが前進状態に設定されていることを「Ｆ」の文字で示す前進ランプ６７と、前後進切換機構Ｔｆｒが後進状態に設定されていることを「Ｒ」の文字で示す後進ランプ６８と、変速レバー１０が中立位置Ｎに設定された場合、及び、前記主変速装置ＴＭの２つの油圧シリンダＰ１，Ｐ２と、第３変速機構Ｔ３の油圧シリンダＰ４とが中立位置に設定された場合に中立状態を「Ｎ」の文字で示す中立ランプ６９と、変速レバー１０が駐車位置Ｐに設定されていることを「Ｐ」の文字で表示する駐車ランプ７０と、オーバードライブ変速機構Ｔｏｄが伝動状態にあることを「オーバードライブ」の文字で示すオーバードライブランプ７１と、クリープ変速機構Ｔｃｒが標準伝動状態にあることを「標準」の文字で示す標準ランプ７２と、クリープ変速機構Ｔｃｒが伝動状態にあることを「クリープ」の文字で示すクリープランプ７３とを備えて構成され、以下に制御装置６１による変速制御を説明する。
【００２３】
図１１のフローチャートに示すように、キースイッチ６２をＯＮ操作してエンジンＥの始動と共に制御が開始されると、変速レバー１０の操作に基づいて主変速装置ＴＭを増減速する変速制御ルーチン（＃２００ステップ）の制御が実行されると共に、レバーセンサＬＳからの信号に基づいて変速レバー１０の操作で変速域の変更が行われた場合には（＃１０１ステップ）、初期状態設定ルーチン（＃３００ステップ）を実行し、次に、変速表示装置Ｄに変速状態を表示する表示作動をリセットされるまで継続的に行うものとなっている（＃１０２、＃１０３ステップ）。尚、表示作動では変速レバー１０の設定状況に基づいてオーバードライブランプ７１、標準ランプ７２、クリープランプ７３の何れかを点灯させると共に、主変速装置ＴＭに設定されている変速段をディスプレイ６６に表示し、変速レバー１０が中立位置Ｎに設定された場合には中立ランプ６９を点灯させ、前後進切換機構Ｔｆｒの設定位置に基づいて前進ランプ６７、若しくは、後進ランプ６８を点灯させる制御を行うものとなっている。
【００２４】
又、前記変速制御ルーチン（＃２００ステップ）の制御動作は図１２のフローチャートに示すように設定され、この制御では、前後進切換機構Ｔｆｒが中立以外の位置にあることを前後進センサ６３で検出し、かつ、クリープ変速機構Ｔｆｒがクリープ状態の伝動状態でないことをレバーセンサＬＳで検出し、かつ、主クラッチ３が入り状態にあることを主クラッチセンサ６４で検出した場合には（＃２０１〜＃２０３ステップ）、増速スイッチＳｗＵがＯＮ操作されると変速目標を１段だけ高め、減速スイッチＳｗＤがＯＮ操作されると変速目標を１段だけ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３との油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４を作動させるものとなっている（逐次変速モード、＃２０４〜＃２０８ステップ）。
【００２５】
又、前後進切換機構Ｔｆｒが中立位置にあることを前後進センサ６３で検出した場合、クリープ変速機構Ｔｃｒがクリープ状態の伝動状態にあることをレバーセンサＬＳで検出した場合、主クラッチ３が切り状態にあることを主クラッチセンサ６４で検出した場合には（＃２０１〜＃２０３ステップ）、増速スイッチＳｗＵがＯＮ操作されるとＯＮ時間が継続する時間内において所定インターバル（１秒以下の短時間）毎に変速目標を１段ずつ高め、これとは逆に、減速スイッチＳｗＤがＯＮ操作されるとＯＮ時間が継続する時間内において所定インターバル（１秒以下の短時間）毎に変速目標を１段ずつ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３との何れかの油圧シリンダＰ１，Ｐ２，Ｐ４の作動で変速を行うよう制御形態が設定されている（連続変速モード、＃２０９〜＃２１２ステップ、＃２０８ステップ）。
【００２６】
又、この変速制御では、変速レバー１０を標準変速域ＳＴで操作することで主変速装置ＴＭと第３変速機構Ｔ３とを合わせて１６段の変速が可能となり、変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤで変速することで同様に８段の変速が可能となり、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲで変速することで同様に１６段の変速が可能となる（主変速装置ＴＭの８段だけを変速するよう構成しても良い）。又、変速レバー１０を標準変速ＳＴで操作した場合には標準ランプ７２が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示され、変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤで操作した場合にはオーバードライブランプ７１が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示され、変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲで操作した場合にはクリープランプ７３が点灯すると同時に変速段がディスプレイ６６に表示されるものとなっている。
【００２７】
前記初期状態設定ルーチン（＃３００ステップ）の制御動作は図１３のフローチャートに示すように設定され、この制御では、変速レバー１０の変更後の変速域がオーバードライブ変速域ＯＤである場合には主変速装置ＴＭの変速目標を最低速段に設定し、又、変速レバー１０の変更後の変速域がクリープ変速域ＣＲである場合には主変速装置ＴＭの変速目標を最高速段に設定し、更に、この変速段を現出するように油圧シリンダを制御して変速作動を行うものとなっている（＃３０１〜＃３０５ステップ）。
【００２８】
又、このトラクタでは油圧シリンダＰ１〜Ｐ４で伝動を伝える側にシフト部材４１，４２，４３，４５を作動させる際に、確実な変速を行うよう前記＃２０８ステップにおける制御動作が設定されている。つまり、図１４のフローチャート示すように、変速開始時には、まず、伝動状態の伝動部材をニュートラル側にシフト操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダを制御し、パイロット油路５３の圧力低下に伴って圧力センサ５５がＯＦＦ状態になったことを確認する（＃５０１，＃５０２ステップ、主変速装置ＴＭ、第３変速機構Ｔ３とも中立状態にある場合には、この処理は行われない）。次に、伝動状態に設定すべきシフト部材を伝動側に向けて操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダの作動を開始し、又、この開始時点での作動油の油温を油温センサで計測し、この油温が作動油の粘性を殆ど無視できる程度の高温である場合には、圧力センサ５５がＯＮ状態に達した後に制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行う（＃５０３〜＃５０６ステップ）。
【００２９】
これとは逆に、作動油の油温が低く作動油の粘性が高い場合には、前述のようにシリンダを作動させるのと略同時に、タイマ（ソフトウエアで構成されている）でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間（数秒以下の値）内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路５３の圧力が上昇し、開閉弁Ｖｃが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態 への切換えを行い（＃５０７〜＃５０９、＃５０６ステップ）、又、このようにシフト部材を伝動側に操作する側に油圧シリンダを作動させた際に、タイマで設定された時間内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わらない場合（シフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合）には、シリンダ弁の操作で油圧シリンダに供給された作動油を排出可能な状態に設定する、あるいは、シリンダ弁の操作で油圧シリンダを逆方向に作動させることで、予め設定された時間だけ作動力を解除し、この後に、前述と同様に、シリンダ弁の操作で伝動側に油圧シリンダの作動を開始すると同時に、タイマ（ソフトウエアで構成されている）でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間内に圧力センサ５５がＯＮ状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路５３の圧力が上昇し、開閉弁Ｖｃが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Ｖｐの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチＣに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行い（＃５１０〜＃５１４、＃５０６ステップ）、タイマで設定された時間内にシフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合には、シリンダ弁の操作でシフト部材をニュートラル位置に戻すよう油圧シリンダを作動させ、前記ディスプレイ６６を点滅させることで変速不能状態にあることを報知するものとなっている（＃５１５、＃５１６ステップ）。
【００３０】
このように本発明では、油圧シリンダでの低温の環境下での変速時に、ミッションケース４に貯留された潤滑油の粘性によってシフト部材の作動が円滑に行われない場合や、シフト部材に接触するシフトフォークからの抵抗によって、シフト部材がギヤ変速系と同期回転し難く適正な変速が設定時間内に行われない場合には、シフト操作力を解除して一時的にシフト操作を中断した後に、再度変速操作を行うので、潤滑油の粘性に起因する抵抗の影響を小さくし、又、操作力を解除した時点でシフト部材に作用する抵抗を低減して同期回転を行われ易くして、円滑、確実な変速操作を行い得るものとなっている。
【００３１】
又、本発明では、単一の変速レバー１０を操作することでオーバードライブ変速機構Ｔｏｄ、クリープ変速機構Ｔｃｒの何れか一方を伝動状態に設定することが可能となるばかりか、何変速レバー１０を増速位置に小さく操作するだけで、主変速装置ＴＭを１段若しくは連続的に増速操作し、同様に変速レバー１０を減速位置に小さく操作するだけで、主変速装置ＴＭを１段若しくは連続的に減速操作するので、変速操作が簡便で楽に行えるものとなっており、更に、標準変速域ＣＲを基準にして変速レバー１０をオーバードライブ変速域ＯＤに操作する側を車体前方側に設定し、標準変速域ＣＲを基準にして変速レバー１０をクリープ変速域ＣＲに操作する側を車体後方側に設定してあるので、走行速度の増減方向と変速レバー１０の操作方向に無理がなく、更に、標準変速域ＣＲ、オーバードライブ変速域ＯＤ、クリープ変速域ＣＲの何れの変速域内においても変速レバー１０が付勢機構Ｆの付勢力によって保持位置ｎに保持され、この保持位置ｎを基準にして変速レバー１０を前方に操作すると走行速度を高め、これと逆方向に操作することで走行速度を減ずる変速作動を行うので、操作が楽で操作感覚に違和感がなく誤操作も生じ難いものとなっている。
【００３２】
上記実施の形態では、前記油圧シリンダＰ１〜Ｐ４に供給される作動油の油温を計測する油温センサ（図示せず）を備え、この油温センサからの温度信号を前記制御装置６１に入力する系を形成すると共に、シリンダ制御ルーチンを図１４のフローチャートに示す制御を行うよう構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 農用トラクタの全体側面図
【図２】 農用トラクタ後部の平面図
【図３】 レバーガイドの平面図
【図４】 変速レバーの支持構造の側面図
【図５】 変速レバーの支持構造の正面図
【図６】 変速レバーの連係を示す側面図
【図７】 駐車ブレーキを示す縦断面図
【図８】 走行変速系の概略図
【図９】 走行変速用の油圧回路図
【図１０】 制御系のブロック回路図
【図１１】 メインの制御動作のフローチャート
【図１２】 変速制御ルーチンのフローチャート
【図１３】 初期状態設定ルーチンのフローチャート
【図１４】 シリンダ制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１，２ 走行車輪
６１ 制御手段
Ｃ 油圧クラッチ
Ｅ エンジン
Ｐ１〜Ｐ４ アクチュエータ
Ｔ１〜Ｔ３ ギヤ変速機構
Claims (2)
- エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車であって、
前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、この油圧シリンダに供給される作動油の温度を計測する油温センサを備え、変速時に油圧シリンダで変速操作される変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動を終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ、油圧シリンダからの変速操作力を一時的に低下させる、若しくは、油圧シリンダを一時的に逆方向に作動させた後に、油圧シリンダを再度、変速方向に作動させるよう前記制御手段の制御形態が設定されている作業車。 - 前記アクチュエータが複動型の油圧シリンダで構成されると共に、この油圧シリンダからの変速操作力を低下させる際には、該油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させ、前記油圧シリンダを逆方向に作動させる際には油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えるよう前記制御手段の制御形態が設定されている請求項１記載の作業車。
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-
1998
- 1998-08-05 JP JP22148198A patent/JP3672439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JP2000055195A (ja) | 2000-02-22 |
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