JPH1193980A - 作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧クラッチの位置操作に伴う変速時のショ
ックを抑制する作業車を構成する。 【解決手段】 変速操作時にエンジンの回転速度を計測
する回転数センサ２１と、変速装置の変速段を判別する
変速段センサ２０とからの信号に基づいて求めた理論走
行速度と、実車速センサ２２で求めた車体の現実の走行
速度との速度差に基づいて変速装置の変速時において変
速クラッチＣに供給される入り操作用の作動油の昇圧特
性を無段階に切換える制御装置１９を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンからの動
力を走行装置に伝える伝動系に対して、アクチュエータ
の作動によって格別にシフト操作される複数種の変速ギ
ヤと、油圧クラッチとを直列に介装し、変速時には前記
シフト操作に先立って油圧クラッチを切り操作し、前記
シフト操作の完了後に油圧クラッチを入り操作する油圧
制御機構を備えて変速装置を構成した作業車に関し、詳
しくは、油圧クラッチの入り操作時の昇圧特性を設定す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のように構成された作業車として特
開平６‐１１０２３号公報に示されるものが存在し、こ
の従来例では、エンジンの回転数と変速シフト位置と車
輪の転がり状態との要素に基づいて、予め設定された複
数の昇圧カーブのうちの１つを選択し、油圧クラッチ
（切替えクラッチ）の入り操作時には選択された昇圧カ
ーブに従って油圧クラッチの圧力を上昇させるよう制御
動作が設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例のよう
に油圧クラッチの入り操作時に選択された特性に従って
昇圧を行うものでは、予め決められた複数種の昇圧特性
のうちの１つを選択することになるので、多様な要素に
対応して油圧クラッチを円滑に入り操作するためには多
数の昇圧特性を設定する必要があり、製作の面で手間が
掛かり改善の余地がある。特に、変速時のショックは油
圧クラッチの入り操作時に発生するものであり、油圧ク
ラッチの機械的な固体差、油圧クラッチの圧力を制御す
る電磁弁等の固体差によって、適正な制御が行われて
も、油圧クラッチの圧力を予め設定された特性で昇圧で
きない面もあり、この点にも改善の余地がある。

【０００４】本発明の目的は、上記した変速系を備えた
作業車の変速時のショックを良好に抑制する作業車を合
理的に構成する点にある。

【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）は冒頭に記したように、エンジンからの動力を
走行装置に伝える伝動系に対して、アクチュエータの作
動によって格別にシフト操作される複数種の変速ギヤ
と、油圧クラッチとを直列に介装し、変速時には前記シ
フト操作時に油圧クラッチを切り操作し、前記シフト操
作の完了後に油圧クラッチを入り操作する油圧制御機構
を備えて変速装置を構成した作業車において、前記エン
ジンの回転速度を計測する第１センサと、前記変速装置
の変速段を判別する第２センサと、走行車体の走行速度
を計測する第３センサとを備え、前記変速装置の変速操
作時に第１センサと、第２センサとからの信号に基づい
て理論走行速度を求めると共に、第３センサからの信号
に基づいて前記走行車体の走行速度を求め、これらの速
度差に基づいて前記変速装置の変速時において油圧クラ
ッチに供給される入り操作用の作動油の昇圧特性を無段
階に切換える制御手段を備えている点にあり、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、前記制御手段が、前記油圧クラッチの入り
状態への切換わり時点において前記第３センサからの信
号に基づいて走行車体の加速度の値を求め、この加速度
の値に基づいて前記作動油の昇圧特性を補正するよう構
成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、変速操
作の後に油圧クラッチが入り操作される際には、制御手
段が第１センサで計測されるエンジン回転数と、第２セ
ンサで判別される変速段とで理論走行速度を求め、この
理論走行速度と第３センサで計測される走行車体の走行
速度との差に基づいて無段階に設定可能な昇圧特性を設
定し、この昇圧特性に従って油圧クラッチの昇圧を行う
ものとなるので、油圧クラッチを介して走行系に作用す
る駆動力を考慮した多様な条件に対応できると共に、微
妙に圧力を調節した状態での変速が可能となる。

【０００８】上記第２の特徴によると、油圧クラッチの
入り状態への切換わり時点での加速度に基づいて制御手
段が昇圧特性を補正するので、大きい加速度が作用する
状況では昇圧を緩速化し、加速度が想定したものより小
さい状況では昇圧を促進する等の補正を行うことが可能
となる結果、ショックの発生を抑制すると同時に、変速
時に走行速度が低速化した後増速する如き不都合を発生
させる現象も解消されるものとなる。

【０００９】〔発明の効果〕従って、エンジンの回転
数、変速段、現実の走行速度の多様な状況にも無理なく
対応して変速時のショックを良好に抑制する作業車が合
理的に構成されたのである（請求項１）。又、油圧クラ
ッチ、弁等のハードウエアに固体差が存在しても変速操
作時のショックの発生、変速作動の遅延を抑制して円滑
な変速作動を現出する作業車が合理的に構成されたので
ある（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、ステアリング
操作される駆動型の前車輪１と、駆動型の後車輪２とを
備えた車体の前部位置にエンジン３を配置すると共に、
このエンジン３からの動力を主クラッチハウジングに内
装された主クラッチ４を介してミッションケース５に伝
える伝動系を形成し、更に、車体中央位置にステアリン
グハンドル６と運転座席７とを配置し、ミッションケー
ス５の後端上部位置に備えた駆動昇降機構としてのリフ
トシリンダ８で昇降操作される左右一対のリフトアーム
９を備えて農用トラクタが構成されている。

【００１１】このトラクタで車体後端位置に対してロー
タリ耕耘装置Ａをトップリンク１１と、左右一対のロア
ーリンク１２とでなる３点リンク機構を介して連結する
と共に、ロアーリンク１２と左右のリフトアーム９とを
リフトロッド１３を介して吊り下げ状態に支持すること
でリフトアーム９の駆動によって該ロータリ耕耘装置Ａ
が昇降自在に構成されている。

【００１２】又、前記運転座席７の側部位置にはロータ
リ耕耘装置Ａの対車体高さを設定するポジションレバー
１４と、前記ミッションケース５に内蔵されたギヤ式の
変速装置を変速操作する主変速レバー１５とを配置し、
ステップ部の右側にブレーキペダル１６を、左側に主ク
ラッチペダル１７を配置してある。

【００１３】図２に示すように、前記エンジン３からの
動力を前記主クラッチ４、及び、前記ミッションケース
５の内部の伝動系を介して外部動力取出し軸３０に伝え
る伝動系が形成されると共に、ミッションケース内の変
速系を介して前記前車輪１と前記後車輪２とに伝える伝
動系が形成されている。

【００１４】つまり、エンジン３からの動力が伝えられ
る伝動軸３１からの動力を外部動力用のクラッチ機構３
２を介して外部動力取出し軸３０に伝える系が形成され
ると共に、この伝動軸３１からの動力を前進クラッチ３
３、あるいは、後進クラッチ３４を介して筒状軸３５に
伝え、この筒状軸３５からの動力を主変速装置Ｂ、変速
クラッチＣ（油圧クラッチの一例）、第１副変速装置
Ｄ、第２副変速装置Ｅ夫々を介して後車輪２の差動装置
２Ａに伝える伝動系が形成され、更に、この第２副変速
装置Ｅからの動力を前輪変速装置Ｆ、及び、中間伝動軸
３６を介して前車輪１の差動装置１Ａに伝える伝動系が
形成されている。

【００１５】前記前進クラッチ３３、後進クラッチ３４
とも圧油の供給で入り状態となり排油によって切り状態
となる湿式多板式に構成され、後進クラッチ３４が入り
操作された場合にはアイドルギヤ、逆転軸３７を介して
逆転動力を前記筒状軸３５に伝え、前進クラッチ３３が
入り操作された場合には伝動軸３１からの動力を筒状軸
３５に直接伝えるものとなっている。

【００１６】前記主変速装置Ｂは、伝動軸３１の軸芯上
に４つのギヤを配置し、これらのギヤに常時咬合する４
つのギヤをカウンタ軸３８に備え、伝動軸３１の軸芯上
に一対のシンクロメッシュ式の変速スリーブＳ１，Ｓ１
を配置して構成され、これらの変速スリーブＳ１，Ｓ１
の１つを選択してシフト操作することで走行速度を４段
に変速するギヤ変速式に構成され、夫々の変速スリーブ
Ｓ１，Ｓ１はシフト操作用の油圧シリンダＴ１，Ｔ２と
連係されている。

【００１７】前記変速クラッチＣは圧油の供給によって
入り状態となり、排油によって切り状態となる湿式多板
式に構成されている。前記第１副変速装置Ｄは前記変速
クラッチＣからの動力が伝えられる筒状の軸３９に備え
た２つのギヤと、これらのギヤに常時咬合する状態で前
記主変速装置Ｂのカウンタ軸３８の軸芯上に配置した２
つのギヤとを備えると共に、カウンタ軸３８の軸芯上に
シンクロメッシュ式の変速スリーブＳ２を配置して構成
され、この変速スリーブＳ２をシフト操作することで走
行速度を２段に変速するギヤ変速式に構成され、変速ス
リーブＳ２はシフト操作用の油圧シリンダＴ３と連係さ
れている。又、主変速装置Ｂのカウンタ軸３８と第１副
変速装置Ｄの変速スリーブＳ２を支持する軸系との間に
伝動クラッチＧが配置され、この伝動クラッチＧは圧油
の供給で切り操作され、排油によって内装したバネ（図
示せず）の付勢力でスリップを許す程度の入り状態を維
持するよう構成されている。

【００１８】前記第２副変速装置Ｅは前記第１副変速装
置Ｄと同様に２つのギヤと、この２つのギヤに常時咬合
する２つのギヤと、変速スリーブとを備えて構成され、
人為操作される変速操作具（図示せず）で変速スリーブ
を操作することで走行速度を２段に変速操作されるよう
構成されている。又、前記前輪変速装置Ｆは油圧式に入
り切り操作される油圧クラッチを備えることで前車輪１
の周速度を後車輪２の周速度と等しくする伝動状態と、
前車輪１の周速度を後車輪２の周速度より高速化して伝
動する状態とに切換自在に構成されている。

【００１９】図３に示すように、変速操作用の油圧回路
が構成され、この油圧回路では前記エンジン３で駆動さ
れる油圧ポンプ４１を備えると共に、この油圧ポンプ４
１からの圧油を油路４２を介して前記主変速レバー１５
の操作時に変速モータ（後述する）の駆動力で操作され
るロータリバルブ４３に供給する系が形成され、このロ
ータリバルブ４３から前記３つの油圧シリンダＴ１，Ｔ
２，Ｔ３に圧油を供給する油路系が形成されている。同
図に示すように主変速装置Ｂに連係する２つの油圧シリ
ンダＴ１，Ｔ２は、夫々ともシリンダチューブ４４に対
してスライド作動するピストン４５と、このピストン４
５のロッド部に外嵌する状態でシリンダチューブ４４に
内嵌された可動ピストン４６とを備えて構成され、ロー
タリバルブ４３から該油圧シリンダＴ１，Ｔ２に対する
３つの油路を選択して作動油を供給することで前記変速
スリーブＳ１，Ｓ１を操作端までシフトさせる状態と中
立位置に保持する状態との３状態を現出できるよう構成
されている。前記第１副変速装置Ｄに対する油圧シリン
ダＴ３はシリンダチューブ４４に対してスライド作動自
在にピストン４５を備えることで、前記変速スリーブＳ
２を２位置に切換自在に構成されている。

【００２０】前記油圧ポンプ４１からの作動油を前記変
速クラッチＣに供給する油路４９に電磁比例制御型の第
１切換弁４８を介装し、油圧ポンプ４１からの作動油を
前記伝動クラッチＧに供給する油路４７にパイロット圧
操作型の第２切換弁５０を介装してある。前記３つの油
圧シリンダＴ１，Ｔ２，Ｔ３のシリンダチューブ４４，
４４，４４には夫々が中立状態でのみ排油状態となるパ
イロット油路５１，５２，５３が形成され、第１副変速
装置Ｄに対する油圧シリンダＴ３からのパイロット油路
５３からの圧を第２切換弁５０に導く油路を形成し、こ
の油路に対してパイロット圧制御型の２つの制御弁５
４，５４を介装し、主変速装置Ｂに対する油圧シリンダ
Ｔ１，Ｔ２からのパイロット油路からの圧で夫々の制御
弁５４，５４を切換制御するよう油路が形成され、この
パイロット油路の圧力を計測する圧力センサＰＳを備え
ている。又、油圧ポンプ４１からの作動油を前記前進ク
ラッチ３３と後進クラッチ３４とに供給する油路５５に
前後進切換弁５６を介装し、この弁５６は人為操作型の
切換レバー５７で操作されるものとなっている。尚、第
１切換弁４８は電磁ソレノイドに供給される電流の値に
比例して弁の開度が設定される構造のものが使用されて
いる。

【００２１】図４に示すように、マイクロプロセッサを
備えた制御装置１９（制御手段の一例）に対して前記主
変速レバー１５の操作位置を判別する変速段センサ２０
（第２センサの一例）と、前記エンジン３の回転速度を
計測する回転数センサ２１（第１センサの一例）と、前
車輪１若しくは後車輪２の回転速度から車体の実速度を
計測する実車速センサ２２（第３センサの一例）と、車
体の走行方向への加速度を計測する加速度センサ２３
と、前記ブレーキペダル１６の踏み操作により制動操作
が行われたことを判別するブレーキスイッチ２４と、前
記圧力センサＰＳとからの信号を入力する系が形成され
ると共に、この制御装置１９から前記ロータリバルブ４
３を回動操作する変速モータ２５と、前記第１切換弁４
８に信号を出力する系が形成され、この制御装置１９は
図５のフローチャートに示す制御作動を行うことによっ
て変速時のショックを抑制するものとなっている。

【００２２】つまり、圧力センサＰＳでパイロット圧が
低下したことが計測されると、変速操作が開始されたと
判断して第１切換弁４８を全開状態にして変速クラッチ
Ｃの排油を行うと共に、圧力センサＰＳでパイロット圧
が上昇したことが計測され、シフト操作が完了したこと
が判別されると、第１切換弁４８に対して予め設定され
た増加傾向となる電流を供給して変速クラッチＣを入り
操作を開始する（＃１０１〜＃１０４ステップ）。尚、
パイロット圧の低下を計測した際には何れかの油圧シリ
ンダの作動が開始された状態にあり、伝動クラッチＧは
パイロット圧の変化に連動して入り状態に設定されスリ
ップを伴う状態であるが前後車輪に対して動力を伝える
状態が維持され、シフト操作が完了すると、伝動クラッ
チＧは切り操作されるものとなっている。

【００２３】このように変速クラッチＣの入り操作が開
始されると、前後車輪に対して変速クラッチＣからの走
行動力が伝えられるので、この入り操作時のエンジン３
の回転速度と、変速装置の変速段と、実車速とを回転数
センサ２１、変速段センサ２０、実車速センサ２２夫々
から入力すると共に、この変速がシフトアップかシフト
ダウンであるかを判別し夫々のシフト方向に対応して変
速クラッチＣに供給する作動油の昇圧特性を設定し、こ
の特性に対応する特性で第１切換弁４８の電磁ソレノイ
ドに対する供給電流の増大を図るものとなっている（＃
１０５〜＃１０８ステップ）。

【００２４】又、この供給電流はエンジン３の回転速度
と、変速装置の変速段とに基づいて求められる理論走行
速度と、実車速との速度差を求め、この変速がシフトア
ップ方向である場合には、速度差が大きいほど急速に昇
圧を図るよう、単位時間毎の供給電流を大きく増大させ
る関係となる状態で電流値を制御し、シフトダウンの方
向である場合には、速度差が大きいほど緩速に昇圧を図
るよう、単位時間毎の供給電流を小さく増大させる関係
となる状態で電流値を制御するものとなっており、この
ように供給される電流の増加特性はエンジン３の回転速
度と、変速装置の変速段と、実車速度との３要素に基づ
く演算に基づく関数として得られるものとなっており、
３要素に対応して変速クラッチＣの昇圧特性を無段階に
切換えられるものとなっている。尚、この制御時には第
１切換弁４８の電磁ソレノイドに対して間歇信号が供給
されると共に、この間歇信号のＯＮ時間の長さを変更す
ることで（ＰＷＭ式の制御）、電磁ソレノイド供給する
電流値を調節して所望の開度変化を得るものとなってい
る。

【００２５】次に、設定された特性で変速クラッチＣの
昇圧が図られている際に、加速度センサ２３からの計測
信号を入力して、車体に作用する加速度が所定値以上に
達した場合にのみ加速度が低下するよう昇圧特性の補正
を行い乍ら変速クラッチＣの昇圧を継続し、この補正処
理を圧力センサＰＳによって昇圧が完了したことを判別
するまで継続するものとなっている（＃１０９〜＃１１
１ステップ）。

【００２６】又、制御装置１９は、ブレーキペダル１６
の踏み込み操作で作業者が意思をもって減速操作を行っ
た際には、走行系に対する変速系を自動的に減速する処
理を行うようにも制御動作が設定されている。つまり、
図５のフローチャートに示すように、ブレーキスイッチ
２４からの信号でブレーキ操作が行われたことが判別さ
れた場合には、エンジン３の回転速度と、変速装置の変
速段と、実車速とを回転数センサ２１、変速段センサ２
０、実車速センサ２２夫々から入力して、エンジン３の
回転速度と変速装置の変速段とに基づいて求めた理論走
行速度と、実車速との比較によって実車速が現実に設定
値以上低減されていることが判別された場合には、変速
モータ２５を制御して減速操作を行うものとなっている
（＃２０１〜＃２０５ステップ）。

【００２７】このように変速系が形成されたことによ
り、走行速度の変速を行う場合には主変速レバー１５を
所望の変速段に操作するだけで、主クラッチ１７を踏み
操作することなく自動的な変速を行い得るものとなって
おり、この変速を油圧シリンダの作動と変速クラッチＣ
の入り切り操作によって行うものであるものの、変速ク
ラッチＣの入り操作時においては理論走行速度と実速度
との差に基づいて最適な昇圧特性で変速クラッチＣの入
り操作を行うのでショックの発生を抑制して円滑な変速
を可能にするものとなっている。特に、この変速時に車
体に作用する加速度を小さくする補正処理を行うことに
よって、例えば、変速クラッチＣの固体差や、第１切換
弁４８の固体差に起因してショックを発生する状況でも
昇圧特性が補正されることによってショックを発生させ
難いものとなっている。

【００２８】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、伝動クラッチを備えない構成の変速系
に適用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図

【図２】トラクタの走行伝動系の概略図

【図３】変速用の油圧回路図

【図４】制御系のブロック回路図

【図５】自動減速ルーチンのフローチャート

【図６】圧力制御ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

３ エンジン １９ 制御手段 ２０ 第２センサ ２１ 第１センサ ２２ 第３センサ Ｃ 油圧クラッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの動力を走行装置に伝える
   伝動系に対して、アクチュエータの作動によって格別に
   シフト操作される複数種の変速ギヤと、油圧クラッチと
   を直列に介装し、変速時には前記シフト操作時に油圧ク
   ラッチを切り操作し、前記シフト操作の完了後に油圧ク
   ラッチを入り操作する油圧制御機構を備えて変速装置を
   構成した作業車であって、 前記エンジンの回転速度を計測する第１センサと、前記
   変速装置の変速段を判別する第２センサと、走行車体の
   走行速度を計測する第３センサとを備え、前記変速装置
   の変速操作時に第１センサと、第２センサとからの信号
   に基づいて理論走行速度を求めると共に、第３センサか
   らの信号に基づいて前記走行車体の走行速度を求め、こ
   れらの速度差に基づいて前記変速装置の変速時において
   油圧クラッチに供給される入り操作用の作動油の昇圧特
   性を無段階に切換える制御手段を備えている作業車。
2. 【請求項２】 前記制御手段が、前記油圧クラッチの入
   り状態への切換わり時点において前記第３センサからの
   信号に基づいて走行車体の加速度の値を求め、この加速
   度の値に基づいて前記作動油の昇圧特性を補正するよう
   構成されている請求項１記載の作業車。