(57)【要約】【課題】低速モードと高速モードとの切り換えの際に、合成動力の急激な変動を防止することができる油圧−機械式変速装置を提供する。【解決手段】油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）１０と、遊星歯車機構２０と、低速モードと高速モードとを切り換えるモード切換クラッチ３１と、モード切換クラッチ３１の動作を制御する制御装置１００と、を具備するＨＭＴ４であって、前記低速モードにおいて可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、前記高速モードにおいて可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、を一致させ、制御装置１００は、可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際に前記低速モードと前記高速モードとを切り換える構成とした。【選択図】図４
2010043675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力により駆動する油圧ポンプ及び前記油圧ポンプから圧送される作動油により駆動する油圧モータを具備し、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータのうち少なくとも一方を可動斜板による可変容量型とした油圧式無段変速機構と、
前記駆動源からの動力と、前記油圧モータからの動力と、を合成した合成動力を出力する遊星歯車機構と、
前記可動斜板の傾斜角度を一方向に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる低速モードと、前記可動斜板の傾斜角度を他方向に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる高速モードと、を切り換えるモード切換クラッチと、
前記モード切換クラッチの動作を制御する制御装置と、
を具備する油圧−機械式変速装置であって、
前記低速モードにおいて前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、前記高速モードにおいて前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、を一致させ、
前記制御装置は、
前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際に前記低速モードと前記高速モードとを切り換える油圧−機械式変速装置。
【請求項２】
前記モード切換クラッチは、
湿式多板クラッチにより構成される請求項１に記載の油圧−機械式変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧−機械式変速装置の技術に関し、より詳細には油圧−機械式変速装置の動作を制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにより発生される動力を分配した後、一方の動力は遊星歯車機構に伝達し、他方の動力は油圧式無段変速装置を介して前記遊星歯車機構に伝達し、当該遊星歯車機構において前記双方の動力を合成する油圧−機械式変速装置の技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下では、従来の油圧−機械式変速装置の構成及び制御態様について説明する。
前記油圧−機械式変速装置は、可動斜板によって容量を変更可能に構成された可変容量型の油圧ポンプ及び定容量型の油圧モータを具備する油圧式無段変速装置と、低速モードと高速モードとを切り換えるモード切換クラッチと、前記可動斜板やモード切換クラッチ等の動作を制御する制御装置等を具備する。
【０００４】
図５は、前記可動斜板の傾斜角度βと、前記油圧−機械式変速装置を具備する作業車両の速度Ｗとの関係を示した図である。
直線Ｌ０は、低速モードにおける、傾斜角度βと速度Ｗとの関係を示したものである。
直線Ｈ０は、高速モードにおける、傾斜角度βと速度Ｗとの関係を示したものである。
直線Ｌ０と直線Ｈ０とは、Ｗ＝Ｗａとなる点において交差する。
前記可動斜板は、その傾斜角度βをβｍａｘから−βｍａｘまで変化させることができる。ここで、傾斜角度βが０＜β≦βｍａｘの範囲を、前記油圧モータが正方向に回転される「正転側」、傾斜角度βが−βｍａｘ≦β＜０の範囲を、前記油圧モータが正方向とは逆方向に回転（逆転）される「逆転側」とそれぞれ定義して、以下の説明を行う。
【０００５】
低速モードにおいて、可動斜板の傾斜角度βを逆転側から正転側へと変化させると、直線Ｌ０に沿って速度Ｗは増加する。
【０００６】
図５に示すように、前記作業車両が何らかの作業（牽引作業等）を行いながら前進する場合、理論上は傾斜角度βがβＡである場合に対応する速度ＷはＷＡであるが、実際上は前記作業車両に対する負荷等によって動力損失が発生し、速度ＷはＷａ（＜ＷＡ）となる。すなわち、速度Ｗを所望の値に設定するためには、傾斜角度βを理論上の値よりも大きく（高速モードにおいては、小さく）する必要がある。
【０００７】
速度ＷをＷａより大きい速度まで増加させる場合、速度ＷがＷａとなった時点で、低速モードから高速モードへと切り換える必要がある。これによって、速度Ｗを直線Ｈ０に沿って、さらに増加させることができる。
【０００８】
しかし、前述の如く、速度ＷがＷａである際の傾斜角度βはβＡである。このため、低速モードから高速モードへと切り換えられた場合、速度Ｗは、直線Ｈ０上においてβ＝βＡとなる速度Ｗｂ（若しくは、前記作業車両に対する負荷を考慮すると、Ｗｂ以下の値）まで減少してしまう（図中矢印Ｘ参照）。これによって、前記作業車両の速度Ｗが急激に変動し、オペレータの乗り心地を悪化させる結果となる。
【０００９】
前述の如き速度Ｗの急激な変動を防止するために、以下の様な制御が行われる。
すなわち、速度ＷがＷｂとなった時点で、低速モードから高速モードへと切り換えられると同時に、斜板角度βは、直線Ｈ０において速度Ｗｂを維持することができる値βＢに変更される（図中矢印Ｙ参照）。これによって、低速モードから高速モードへの切り換えの際に発生する前記作業車両の速度Ｗの急激な変動を防止し、オペレータの乗り心地の悪化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００５−１１４１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の如く、従来の油圧−機械式変速装置においては、低速モードから高速モードへと切り換える際に急激な速度変動が生じる点で不利であった。また、それを抑制するために、複雑な制御を行う必要がある点で不利であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、
駆動源からの動力により駆動する油圧ポンプ及び前記油圧ポンプから圧送される作動油により駆動する油圧モータを具備し、前記油圧ポンプ又は前記油圧モータのうち少なくとも一方を可動斜板による可変容量型とした油圧式無段変速機構と、
前記駆動源からの動力と、前記油圧モータからの動力と、を合成した合成動力を出力する遊星歯車機構と、
前記可動斜板の傾斜角度を一方向に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる低速モードと、前記可動斜板の傾斜角度を他方向に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる高速モードと、を切り換えるモード切換クラッチと、
前記モード切換クラッチの動作を制御する制御装置と、
を具備する油圧−機械式変速装置であって、
前記低速モードにおいて前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、前記高速モードにおいて前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、を一致させ、
前記制御装置は、
前記可動斜板の傾斜角度が前記一方向に最大限傾斜した際に前記低速モードと前記高速モードとを切り換えるものである。
【００１３】
請求項２においては、
前記モード切換クラッチは、
湿式多板クラッチにより構成されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、低速モードと高速モードとの切り換えの際に、合成動力の急激な変動を防止することができ、前記変動を防止するための複雑な制御を要することもない、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図１を用いて、本発明に係る油圧−機械式変速装置の実施の一形態である油圧−機械式変速装置（以下、単に「ＨＭＴ」という）４を具備する作業車両１について説明する。
【００１６】
作業車両１は、ロータリ等の耕耘装置やローダ等の作業機を用いて種々の農作業や土木作業を行うものである。作業車両１は、主として機体フレーム２、エンジン３、ＨＭＴ４、前輪５・５、後輪６・６、キャビン７、制御機構８等を具備する。
【００１７】
機体フレーム２は、作業車両１の主たる構造体となるものである。機体フレーム２は、長手方向を前後方向として、複数の板材等により構成される。
【００１８】
エンジン３は、作業車両１を駆動するための動力を発生する駆動源となるものである。エンジン３は、機体フレーム２の前部に具備される。
【００１９】
ＨＭＴ４は、エンジン３により発生された動力を変速するものである。ＨＭＴ４は、機体フレーム２の後部に具備される。
【００２０】
前輪５・５は、機体フレーム２の前部左右にそれぞれ具備される。
後輪６・６は、機体フレーム２の後部（ＨＭＴ４）左右にそれぞれ具備される。
前輪５・５及び後輪６・６は、ＨＭＴ４により変速された動力により回転駆動される。
【００２１】
キャビン７は、オペレータが乗車する空間を覆うものである。キャビン７は、機体フレーム２の前後略中央部から後部にかけて具備される。キャビン７内には、ハンドル７ａ、座席７ｂ、変速レバー７ｃ等が具備される。
【００２２】
ハンドル７ａは、作業車両１を操向操作するものである。ハンドル７ａは、キャビン７内の前部に具備される。
座席７ｂは、オペレータが着座するものである。座席７ｂは、ハンドル７ａの後方に具備される。
変速レバー７ｃは、ＨＭＴ４の変速比を変更することにより、作業車両１の走行速度を設定するものである。変速レバー７ｃは、座席７ｂの右側方に具備される。
【００２３】
以下では、図２及び図３を用いて、ＨＭＴ４の構成について説明する。ＨＭＴ４は、主として油圧式無段変速機構（以下、単に「ＨＳＴ」という）１０、遊星歯車機構２０、副変速機構４０、デフ機構５０等を具備する。
【００２４】
以下では、図２を用いて、ＨＳＴ１０の構成について説明する。ＨＳＴ１０は、主として油圧ポンプ１１、油圧モータ１２等を具備する。
【００２５】
油圧ポンプ１１は、その容量を変更可能に構成された可変容量型油圧ポンプである。油圧ポンプ１１は、エンジン３により発生された動力により回転駆動される駆動軸１３により駆動され、作動油を圧送する。
油圧ポンプ１１は、その容量を変更するための可動斜板１１ａを具備する。可動斜板１１ａの傾斜角度を変更することにより、油圧ポンプ１１から圧送される作動油の流量を変更することができる。
【００２６】
油圧モータ１２は、その容量を変更不能に構成された定容量型油圧モータである。油圧モータ１２は、油圧ポンプ１１により圧送される作動油を受けて駆動される。油圧モータ１２は出力軸１２ａを具備し、油圧モータ１２の駆動力は出力軸１２ａを介して出力される。
【００２７】
上述の如く構成されたＨＳＴ１０の動作態様について説明する。
エンジン３により発生された動力は、駆動軸１３から出力される。
また、油圧ポンプ１１は駆動軸１３により駆動され、可動斜板１１ａの傾斜角度に応じた量の作動油を、油圧モータ１２へと圧送する。油圧モータ１２は、油圧ポンプ１１により圧送される作動油により駆動され、出力軸１２ａより動力を出力する。このように、駆動軸１３の動力を変速して出力軸１２ａに伝達することができ、また、可動斜板１１ａの傾斜角度を変更することにより変速比を変更することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、油圧ポンプ１１を可変容量型としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、油圧モータ１２を可変容量型とする構成や、油圧ポンプ１１及び油圧モータ１２の双方を可変容量型とする構成とすることも可能である。
【００２９】
以下では、図２及び図３を用いて、遊星歯車機構２０の構成について説明する。遊星歯車機構２０は、ＨＳＴ１０の後方に配置される。遊星歯車機構２０は、主として遊星ケース２１、第一伝動軸２２、第一伝動ギヤ２３、第二伝動軸２４、サンギヤ２５、第二伝動ギヤ２６、インターナルギヤ２７、第三伝動ギヤ２８、キャリヤ２９、プラネタリギヤ３０・３０・・・、モード切換クラッチ３１、第三伝動軸３２、第四伝動ギヤ３３、第五伝動ギヤ３４、逆転ギヤ３５、第六伝動ギヤ３６、正逆転切換クラッチ３７等を具備する。
【００３０】
遊星ケース２１は、遊星歯車機構２０を構成する種々の軸やギヤ等を内包する箱状の部材である。遊星ケース２１は、ＨＳＴ１０の後方に配置される。
【００３１】
第一伝動軸２２は、駆動軸１３と同一軸線上に配置される軸状の部材である。第一伝動軸２２は、駆動軸１３の後方に、駆動軸１３と相対回転不能となるように具備される。第一伝動軸２２の後端部は、遊星ケース２１に回動可能に支持される。
【００３２】
第一伝動ギヤ２３は、第一伝動軸２２の前端部及び駆動軸１３の後端部に、第一伝動軸２２及び駆動軸１３と相対回転不能となるように具備される。第一伝動軸２２の前端部は、第一伝動ギヤ２３を介して遊星ケース２１に支持される。
【００３３】
第二伝動軸２４は、第一伝動軸２２と平行に配置される軸状の部材である。第二伝動軸２４の前端部は、遊星ケース２１に回動可能に支持される。
【００３４】
サンギヤ２５は、第二伝動軸２４の前端部に、第二伝動軸２４と相対回転可能となるように具備される。サンギヤ２５は、その外周に歯を形成された歯車部２５ａと、歯車部の前方へと延設された軸部２５ｂと、を具備する（図３参照）。
【００３５】
第二伝動ギヤ２６は、サンギヤ２５の軸部２５ｂに、サンギヤ２５と相対回転不能となるように具備される。第二伝動ギヤ２６は、第一伝動ギヤ２３と噛合する。
【００３６】
インターナルギヤ２７は、サンギヤ２５の軸部２５ｂ上であって第二伝動ギヤ２６の後方に、サンギヤ２５と相対回転可能となるように具備される。インターナルギヤ２７の前端部には、その外周に歯を形成された歯車部２７ａが具備される。また、インターナルギヤ２７の後端部には、その内周に歯を形成された歯車部２７ｂが具備される（図３参照）。
【００３７】
第三伝動ギヤ２８は、第二伝動軸２４上であってサンギヤ２５の前方に、第二伝動軸２４と相対回転可能となるように具備される。第三伝動ギヤ２８の前端部には、その外周に歯を形成された歯車部２８ａが具備される（図３参照）。
【００３８】
キャリヤ２９は、第二伝動軸２４上であって第三伝動ギヤ２８の前方に、第二伝動軸２４と相対回転可能となるように具備される。キャリヤ２９の後端部には、その外周に歯を形成された歯車部２９ａが具備される（図３参照）。
【００３９】
プラネタリギヤ３０・３０・・・は、キャリヤ２９の前端部にプラネタリ軸３０ａ・３０ａ・・・を介してそれぞれ回動可能に支持される。プラネタリギヤ３０・３０・・・は、第二伝動軸２４を中心とする同心円上に複数具備される。プラネタリギヤ３０・３０・・・の前端部及び後端部には、その外周に歯を形成された歯車部３０ｂ及び歯車部３０ｃがそれぞれ具備される（図３参照）。プラネタリギヤ３０の歯車部３０ｂは、インターナルギヤ２７の歯車部２７ｂ及びサンギヤ２５の歯車部２５ａと噛合する。プラネタリギヤ３０の歯車部３０ｃは、第三伝動ギヤ２８の歯車部２８ａと噛合する。
【００４０】
モード切換クラッチ３１は、キャリヤ２９の内側に具備され、第三伝動ギヤ２８又はキャリヤ２９のいずれか一方と第二伝動軸２４とを相対回転不能となるように接続した状態と、第三伝動ギヤ２８及びキャリヤ２９と第二伝動軸２４とを相対回転可能となるように接続を解除した状態と、を切り換えるものである。
【００４１】
第三伝動軸３２は、油圧モータ１２の出力軸１２ａと同一軸線上に配置される軸状の部材である。第三伝動軸３２は、出力軸１２ａの後方に、出力軸１２ａと相対回転不能となるように具備される。第三伝動軸３２は、遊星ケース２１に回動可能に支持される。
【００４２】
第四伝動ギヤ３３は、第三伝動軸３２の後端部に、第三伝動軸３２と相対回転不能となるように具備される。第四伝動ギヤ３３は、インターナルギヤ２７の歯車部２７ａと噛合する。
【００４３】
第五伝動ギヤ３４は、第一伝動軸２２の後端部に、第一伝動軸２２と相対回転可能となるように具備される。第五伝動ギヤ３４の前端部及び後端部には、その外周に歯を形成された歯車部３４ａ及び歯車部３４ｂがそれぞれ具備される（図３参照）。第五伝動ギヤ３４の歯車部３４ａは、キャリヤ２９の歯車部２９ａと噛合する。
【００４４】
逆転ギヤ３５は、第二伝動軸２４上であってキャリヤ２９の後方に、第二伝動軸２４と相対回転可能となるように具備される。逆転ギヤ３５の後端部には、その外周に歯を形成された歯車部３５ａが具備される。
【００４５】
第六伝動ギヤ３６は、第五伝動ギヤ３４の歯車部３４ｂ及び逆転ギヤ３５の歯車部３５ａと噛合するように配置される（図２参照）。第六伝動ギヤ３６は、支持軸３６ａを中心として回動可能に支持される。なお、便宜上、図３における第六伝動ギヤ３６及び支持軸３６ａは図示を省略している。
【００４６】
正逆転切換クラッチ３７は、逆転ギヤ３５の前方に具備され、逆転ギヤ３５と第二伝動軸２４とを相対回転不能となるように接続した状態と、相対回転可能となるように接続を解除した状態と、を切り換えるものである。
【００４７】
上述の如く構成された遊星歯車機構２０の動作態様について説明する。
エンジン３により発生された動力は、駆動軸１３を介して第一伝動ギヤ２３へと伝達される。第一伝動ギヤ２３に伝達された動力は、第二伝動ギヤ２６及びサンギヤ２５を介してプラネタリギヤ３０・３０・・・へと伝達される。
一方、エンジン３により発生され、ＨＳＴ１０において変速された動力は、油圧モータ１２の出力軸１２ａを介して第三伝動軸３２へと伝達される。第三伝動軸３２に伝達された動力は、第四伝動ギヤ３３及びインターナルギヤ２７を介してプラネタリギヤ３０・３０・・・へと伝達される。
【００４８】
プラネタリギヤ３０・３０・・・に伝達された前記２つの経路からの動力により、プラネタリギヤ３０・３０・・・は、プラネタリ軸３０ａ・３０ａ・・・を中心として自転しながら、第二伝動軸２４を中心として公転する。プラネタリギヤ３０・３０・・・の自転により、第三伝動ギヤ２８へと動力が伝達される。プラネタリギヤ３０・３０・・・の公転により、キャリヤ２９へと動力が伝達される。
モード切換クラッチ３１により、第三伝動ギヤ２８と第二伝動軸２４とが接続された場合、第三伝動ギヤ２８の動力が第二伝動軸２４へと伝達される。モード切換クラッチ３１により、キャリヤ２９と第二伝動軸２４とが接続された場合、キャリヤ２９の動力が第二伝動軸２４へと伝達される。
【００４９】
また、キャリヤ２９の動力は、第五伝動ギヤ３４及び第六伝動ギヤ３６を介して逆転ギヤ３５へと伝達される。モード切換クラッチ３１が第三伝動ギヤ２８及びキャリヤ２９と第二伝動軸２４との接続を解除している状態において、正逆転切換クラッチ３７により逆転ギヤ３５と第二伝動軸２４とが接続された場合、逆転ギヤ３５の動力が第二伝動軸２４へと伝達される。この場合、第二伝動軸２４は、モード切換クラッチ３１が第三伝動ギヤ２８又はキャリヤ２９と第二伝動軸２４とを接続した場合の回転方向と逆方向に回転する。
【００５０】
上記の如く、エンジン３により発生された動力と、エンジン３により発生されＨＳＴ１０において変速された動力は、遊星歯車機構２０において合成され、当該合成された動力（以下、単に「合成動力」と記す）は第二伝動軸２４より出力される。
【００５１】
図２に示すように、副変速機構４０は、遊星歯車機構２０から伝達される合成動力を変速して出力するものである。本実施例においては、副変速クラッチ４１を切り換えることにより、変速比を低速又は高速、若しくは動力の伝達を切断する中立状態に切り換えることができる。
副変速機構４０において変速された動力は、副変速出力軸４２を介してデフ機構５０へと伝達される。
【００５２】
デフ機構５０は、副変速機構４０から伝達される動力を左右に分配して出力するものである。前記分配された動力は、それぞれ左右の後輪６・６へと伝達される。
【００５３】
なお、本実施形態に係る作業車両１における、エンジン３から前輪５・５への動力伝達のための構成については説明を省略する。
【００５４】
以下では、図２を用いて、ＨＭＴ４の制御を行うための制御機構８の構成について説明する。制御機構８は、主として、斜板角度制御用アクチュエータ１０１、低速用電磁弁１０２、高速用電磁弁１０３、逆転用電磁弁１０４、回転数検出手段１０５、変速レバー７ｃ、制御装置１００等を具備する。
【００５５】
斜板角度制御用アクチュエータ１０１は、油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａの傾斜角度を変更することで、ＨＳＴ１０の変速比を変更するものである。
【００５６】
低速用電磁弁１０２は、モード切換クラッチ３１へと作動油を供給し、キャリヤ２９と第二伝動軸２４とを相対回転不能となるように接続させるものである。
以下、キャリヤ２９と第二伝動軸２４とが相対回転不能となるように接続された状態を、「低速モード」と記す。
【００５７】
高速用電磁弁１０３は、モード切換クラッチ３１へと作動油を供給し、第三伝動ギヤ２８と第二伝動軸２４とを相対回転不能となるように接続させるものである。
以下、第三伝動ギヤ２８と第二伝動軸２４とが相対回転不能となるように接続された状態を、「高速モード」と記す。
【００５８】
逆転用電磁弁１０４は、正逆転切換クラッチ３７へと作動油を供給し、逆転ギヤ３５と第二伝動軸２４とを相対回転不能となるように接続させるものである。
以下、逆転ギヤ３５と第二伝動軸２４とが相対回転不能となるように接続された状態を、「後進モード」と記す。
【００５９】
回転数検出手段１０５は、副変速出力軸４２の回転数を検出するものである。
【００６０】
変速レバー７ｃは、前述の如くＨＭＴ４の変速比を変更することにより、作業車両１の走行速度を設定するものである。
【００６１】
制御装置１００は、斜板角度制御用アクチュエータ１０１、低速用電磁弁１０２、高速用電磁弁１０３、及び逆転用電磁弁１０４の動作を制御するものである。
【００６２】
制御装置１００は、斜板角度制御用アクチュエータ１０１に接続され、斜板角度制御用アクチュエータ１０１の動作を制御することが可能であり、ひいては油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａの傾斜角度を制御することが可能である。
なお、可動斜板１１ａの傾斜角度は、斜板角度制御用アクチュエータの動作量や、可動斜板１１ａの傾斜角度を検出することが可能な検出手段等に基づいて検出することが可能である。
【００６３】
制御装置１００は、低速用電磁弁１０２に接続され、低速用電磁弁１０２の動作を制御することが可能である。
制御装置１００は、高速用電磁弁１０３に接続され、高速用電磁弁１０３の動作を制御することが可能である。
制御装置１００は、逆転用電磁弁１０４に接続され、逆転用電磁弁１０４の動作を制御することが可能である。
【００６４】
制御装置１００は、変速レバー７ｃ（より詳細には、変速レバー７ｃの操作量を検出する操作量検出手段７ｄ）に接続され、変速レバー７ｃの操作量の検出信号を受信することが可能である。なお、本実施形態においては、変速レバー７ｃにより作業車両１の速度を設定するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、変速ペダル等により設定する構成とすることも可能である。
制御装置１００は、回転数検出手段１０５に接続され、回転数検出手段１０５による副変速出力軸４２の回転数の検出信号を受信することが可能であり、ひいては作業車両１の速度を検出することが可能である。
【００６５】
なお、本実施例においては、副変速出力軸４２の回転数から作業車両１の速度を検出するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、前輪５・５や後輪６・６の回転数や、その他の軸やギヤ等の回転数から作業車両１の速度を検出する構成とすることも可能である。
【００６６】
制御装置１００は、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。
制御装置１００には、斜板角度制御用アクチュエータ１０１等の動作を制御するための種々のプログラム及びデータが格納される。制御装置１００は、変速レバー７ｃの操作量に基づいて、斜板角度制御用アクチュエータ１０１、低速用電磁弁１０２、及び高速用電磁弁１０３等の動作を制御する。
【００６７】
以下では、図４を用いて、上述の如く構成された作業車両１における、油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａの傾斜角度αと、作業車両１の速度Ｖとの関係について説明する。
【００６８】
図４は、油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａの傾斜角度αと、作業車両１の速度Ｖとの関係を示したものである。なお、図４に示された関係は、作業車両１に負荷がかかっていない場合を想定した、理論上の関係である。また、エンジン３の回転数は一定値であるものとする。
図４における縦軸は、油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａの傾斜角度αを示している。可動斜板１１ａは、その傾斜角度αをαｍａｘから−αｍａｘまで変化させることができる。
ここで、傾斜角度αが０＜α≦αｍａｘの範囲において、油圧モータ１２は、正方向に回転（正転）される。以下、この範囲を「正転側」と定義する。また、傾斜角度αが−αｍａｘ≦α＜０の範囲において、油圧モータ１２は、正方向とは逆方向に回転（逆転）される。以下、この範囲を「逆転側」と定義する。
また、αｍａｘは、油圧ポンプ１１の可動斜板１１ａが正転方向に最大限傾斜できる角度である。
図４における横軸は、作業車両１の速度Ｖを示している。図４は、速度Ｖ＝０を境に、図面右側が前進時の速度、図面左側が後進時の速度を示している。
【００６９】
直線Ｌは、低速モードにおける、傾斜角度αと速度Ｖとの関係を示したものである。
この場合、傾斜角度αを逆転側から正転側へと変化させるにつれて、速度Ｖは前進側へと増加する。
また、α＝−αＡの場合、ＨＭＴ４において合成された合成動力は０であり、Ｖ＝０となる。
【００７０】
直線Ｈは、高速モードにおける、傾斜角度αと速度Ｖとの関係を示したものである。
この場合、傾斜角度αを正転側から逆転側へと変化させるにつれて、速度Ｖは前進側へと増加する。
【００７１】
直線Ｒは、後進モードにおける、傾斜角度αと速度Ｖとの関係を示したものである。
この場合、傾斜角度αを逆転側から正転側へと変化させるにつれて、速度Ｖは後進側へと増加する。
【００７２】
直線Ｌと直線Ｈとは、α＝αｍａｘとなる点において交差するように構成される。
本実施形態においては、直線Ｌの傾きと直線Ｈの傾きは、その絶対値が等しく、互いに符号が異なる値となるように設定される。こうすることにより、低速モード時と高速モード時におけるＨＳＴ１０に加わる負荷が等しくなる。これによって、低速モードと高速モードとを切り換えても、作業車両１の速度Ｖは理論上一致し、変速（低速モードと高速モードとの切り換え）による速度Ｖの変動（変速ショック）を極小化することができる。
ただし、前記絶対値が一致していない（等しくない）場合であっても、実際上は、低速モードと高速モードとの切り換え時における速度Ｖの変動は十分小さい。このため、本発明は前記絶対値が一致する構成に限定するものではなく、前記絶対値が異なる構成であってもよい。
直線Ｌと直線Ｒとは、α＝−αＡとなる点、すなわちＶ＝０となる点において交差する。
【００７３】
以下では、図４を用いて、制御装置１００によるＨＭＴ４の制御態様について説明する。
まず、作業車両１が前進する場合について説明する。
【００７４】
変速レバー７ｃにより、Ｖ＝０となるよう、すなわち作業車両１を停車させるよう設定された場合、制御装置１００は、モード切換クラッチ３１を低速モードに切り換え、α＝−αＡとなるように可動斜板１１ａの傾斜角度αを制御する。これによって、速度Ｖは直線Ｌ上におけるα＝−αＡとなる点の速度、すなわち、Ｖ＝０となる。
【００７５】
変速レバー７ｃにより、作業車両１を前進させるよう設定された場合、制御装置１００は、可動斜板１１ａの傾斜角度αを逆転側から正転側へと変化させる。これにより、直線Ｌに沿って速度Ｖは増加する。
【００７６】
変速レバー７ｃにより、さらに作業車両１の速度Ｖを増加させるよう設定された場合、制御装置１００は、α＝αｍａｘとなる点において、低速モードを終了すると共に高速モードへと切り換える。これによって、速度Ｖは、直線Ｈに沿って変化することになる。
【００７７】
ここで、低速モードから高速モードへの切り換えについて詳細に説明する。
図４に示すように、直線Ｌに沿って傾斜角度αがαｍａｘまで変化した場合、理論上は、傾斜角度αがαｍａｘである場合に対応する速度ＶはＶＡである。しかし、作業車両１が何らかの作業（例えば、牽引作業等）を行いながら前進する場合、実際上は、作業車両１に対する負荷等によって動力損失が発生し、速度ＶはＶａ（＜ＶＡ）となる。
この状態で低速モードから高速モードへと切り換えた場合、傾斜角度αと速度Ｖとの関係は、直線Ｌにより示される関係から直線Ｈにより示される関係へと切り換えられる（図中矢印Ａ参照）。
しかし、当該切り換え動作の前後において、作業車両１にかかる負荷の変動はほとんど無視できるため、高速モードにおいて傾斜角度αがαｍａｘである場合の実際上の速度Ｖも、低速モードと同様にＶａとなる。
このように、可動斜板１１ａの傾斜角度αが最大限（α＝αｍａｘ）まで傾斜した状態で低速モードと高速モードとを切り換えることにより、油圧ポンプ１１の容量を最大限（α＝αｍａｘまで）利用することができる。また、速度Ｖの変動（変速ショック）が小さいスムースな切り換えを行うことができる。これによって、オペレータの乗り心地の向上を図ることができる。さらに、低速モードと高速モードとを切り換える際の速度Ｖの変動を抑制するために、複雑な制御を要することもなく、制御プログラムの簡素化を図ることも可能である。
【００７８】
高速モードに切り換えられた後、変速レバー７ｃにより、さらに作業車両１の速度Ｖを増加させるよう設定された場合、制御装置１００は、可動斜板１１ａの傾斜角度αを正転側から逆転側へと変化させる。これにより、直線Ｈに沿って速度Ｖは増加する。
【００７９】
高速モードにおいて、変速レバー７ｃにより、作業車両１の速度Ｖを減少（減速）させるよう設定された場合、制御装置１００は、可動斜板１１ａの傾斜角度αを逆転側から正転側へと変化させる。これにより、直線Ｈに沿って速度Ｖは減少する。
【００８０】
変速レバー７ｃにより、さらに作業車両１を減速させるよう設定された場合、制御装置１００は、α＝αｍａｘとなる点において、高速モードを終了すると共に低速モードへと切り換える。これによって、速度Ｖは、直線Ｌに沿って変化することになる。
【００８１】
なお、高速モードから低速モードへの切り換えについても、上述した低速モードから高速モードへの切り換えの場合と同様に、速度Ｖの変動（変速ショック）が小さいスムースな切り換えを行うことができる。
すなわち、高速モード（直線Ｈ）において、傾斜角度αがαｍａｘである場合、実際上の速度ＶはＶａ（＜ＶＡ）となる。この状態で高速モードから低速モードへ切り換えた場合、低速モードにおいて傾斜角度αがαｍａｘである場合の実際上の速度Ｖも、高速モードと同様にＶａとなる。
【００８２】
低速モードに切り換えられた後、変速レバー７ｃにより、さらに作業車両１を減速させるよう設定された場合、制御装置１００は、可動斜板１１ａの傾斜角度αを正転側から逆転側へと変化させる。これにより、直線Ｌに沿って速度Ｖは減少する。
【００８３】
変速レバー７ｃにより、作業車両１を停車させるよう設定された場合、制御装置１００は、α＝−αＡとなるように可動斜板１１ａの傾斜角度αを制御する。これによって、速度Ｖは直線Ｌ上におけるα＝−αＡとなる点の速度、すなわち、Ｖ＝０となる。
【００８４】
次に、作業車両１が後進する場合について説明する。
変速レバー７ｃにより、作業車両１を後進させるよう設定された場合、制御装置１００は、正逆転切換クラッチ３７を後進モードに切り換え、可動斜板１１ａの傾斜角度αを逆転側から正転側へと変化させる。これにより、直線Ｒに沿って速度Ｖは後進側へと増加する。
【００８５】
なお、図４及び図５に示した様に、本実施形態においては、傾斜角度αと速度Ｖとの関係を用いて制御を行う構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、傾斜角度αと遊星歯車機構２０において合成された合成動力との関係を用いて制御を行う構成とすることも可能である。
【００８６】
また、本実施形態におけるモード切換クラッチ３１を、湿式多板クラッチにより構成することで、モード切換クラッチ３１の耐摩耗性や冷却性を向上させることができる。
【００８７】
以上の如く、本実施形態に係る油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）４は、
エンジン３からの動力により駆動する油圧ポンプ１１及び油圧ポンプ１１から圧送される作動油により駆動する油圧モータ１２を具備し、油圧ポンプ１１又は油圧モータ１２のうち少なくとも一方（本実施形態においては、油圧ポンプ１１）を可動斜板１１ａによる可変容量型とした油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）１０と、
エンジン３からの動力と、油圧モータ１２からの動力と、を合成した合成動力を出力する遊星歯車機構２０と、
可動斜板１１ａの傾斜角度αを一方向（正転側）に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる低速モードと、可動斜板１１ａの傾斜角度αを他方向（逆転側）に向かって傾斜させた場合に前記合成動力を増速させる高速モードと、を切り換えるモード切換クラッチ３１と、
モード切換クラッチ３１の動作を制御する制御装置１００と、
を具備するＨＭＴ４であって、
前記低速モードにおいて可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、前記高速モードにおいて可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際の前記合成動力の値と、を一致させ、
制御装置１００は、
可動斜板１１ａの傾斜角度αが前記一方向に最大限傾斜した際に前記低速モードと前記高速モードとを切り換えるものである。
このように構成することにより、前記低速モードと前記高速モードとの切り換えの際に、前記合成動力が急激に変動することを防止でき、前記変動を防止するための複雑な制御を要することもない。
また、可変とした油圧ポンプ１１の容量を最大限（α＝αｍａｘまで）利用することができる。これによって、従来のＨＭＴに比べて、より大きな負荷にも対応することができる。また、同程度の負荷に対しては、従来よりも小型のＨＳＴを具備するＨＭＴで対応することができる。よって変速装置（ＨＭＴ）を従来よりも小型化でき、コスト低減化も図ることができる。
さらに、本実施形態の如く、作業車両１にＨＭＴ４を具備することにより、オペレータの乗り心地の向上を図ることができる。
【００８８】
また、モード切換クラッチ３１は
湿式多板クラッチにより構成されるものである。
このように構成することにより、モード切換クラッチ３１の耐摩耗性や冷却性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＭＴを具備した作業車両の全体構成を示した側面図。
【図２】同じくＨＭＴの構成を示した模式図。
【図３】同じくＨＳＴの構成を示した側面断面図。
【図４】同じくＨＭＴの制御態様を示した図。
【図５】従来のＨＭＴの制御態様を示した図。
【符号の説明】
【００９０】
１      作業車両
３      エンジン
４      油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）
８      制御機構
１０    油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）
１１    油圧ポンプ
１１ａ  可動斜板
１２    油圧モータ
２０    遊星歯車機構
３１    モード切換クラッチ
１００  制御装置
【図１】
2010043675.tif 000003
【図２】
2010043675.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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