(57)【要約】【課題】本発明は、走行中にエンジン負荷が増加しても変速操作具を操作することなく自動で走行トルクを増大して走行を持続出来るようにすることを課題とする。【解決手段】変速操作具の変速位置を検出する変速センサと油圧変速装置の出力軸回転数を検出する出力回転検出センサとエンジンの出力回転数を検出するエンジン回転検出センサを設けると共に、前記油圧変速装置のトラニオン軸を回動する変速手段を設け、油圧変速装置の出力軸回転が変速操作具の変速位置に対応した対応回転数となるように前記変速手段でトラニオン軸を回動すべく制御すると共に、走行中に油圧変速装置の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下する場合には、前記変速手段でトラニオン軸を低速側へ回動すべく構成したことを特徴とする油圧変速車両の変速制御装置の構成とする。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速操作具（Ａ）の変速位置を検出する変速センサ（５）と油圧変速装置（６）の出力軸回転数を検出する出力回転検出センサ（２２）とエンジン（１０）の出力回転数を検出するエンジン回転検出センサ（３７）を設けると共に、前記油圧変速装置（６）のトラニオン軸（７）を回動する変速手段（Ｂ）を設け、油圧変速装置（６）の出力軸回転が変速操作具（Ａ）の変速位置に対応した対応回転数となるように前記変速手段（Ｂ）でトラニオン軸（７）を回動すべく制御すると共に、走行中に油圧変速装置（６）の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下する場合には、前記変速手段（Ｂ）でトラニオン軸（７）を低速側へ回動すべく構成したことを特徴とする油圧変速車両の変速制御装置。
【請求項２】
走行中に前記油圧変速装置（６）の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下する状態が所定時間持続することで、変速手段（Ｂ）でトラニオン軸（７）を低速側へ変速すべく構成したことを特徴とする請求項１に記載の油圧変速車両の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラクタ等の油圧変速車両における自動変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用トラクタ等の油圧変速車両では、変速ペダル等の変速操作具を操作することで油圧変速装置を変速して走行速度の変更を行うようにしている。例えば、特開２００２−１４５０２６号公報や特開平２００５−２３３２６０号公報には、ミッションケースから突出させた油圧無段変速装置の変速軸であるトラニオン軸に変速ペダルを連動連結して変速ペダルを踏み込んで走行速度の変更を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１４５０２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記の油圧変速車両は、ロータリ等の作業機を機体に装着して一定速度で耕耘作業などを行うが、圃場が固い等の原因でエンジンの負荷が増加して走行速度が低下してくると、オペレータが変速操作具を低速側に変速操作することで走行トルクを強くして走行を持続するようにしているが、エンジンの最大出力近くで走行していると負荷変動で頻繁に変速操作をする必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、油圧変速車両を運転するオペレータの運転操作を楽にする目的で、走行中にエンジン負荷が増加しても変速操作具を操作することなく自動で走行トルクを増大して走行を持続出来るようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、変速操作具Ａの変速位置を検出する変速センサ５と油圧変速装置６の出力軸回転数を検出する出力回転検出センサ２２とエンジン１０の出力回転数を検出するエンジン回転検出センサ３７を設けると共に、前記油圧変速装置６のトラニオン軸７を回動する変速手段Ｂを設け、油圧変速装置６の出力軸回転が変速操作具Ａの変速位置に対応した対応回転数となるように前記変速手段Ｂでトラニオン軸７を回動すべく制御すると共に、走行中に油圧変速装置６の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下する場合には、前記変速手段Ｂでトラニオン軸７を低速側へ回動すべく構成したことを特徴とする油圧変速車両の変速制御装置とする。
【０００６】
この構成で、オペレータが変速操作具Ａを適宜の変速位置へ操作すると、その変速位置を変速センサ５で検出して変速手段Ｂでトラニオン軸７を回動して油圧変速装置６の出力軸回転が変速操作具Ａの変速位置に対応した対応回転数となるようにし、走行中に油圧変速装置６の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下するとトラニオン軸７を低速側へ回動して走行トルクを強くするので、走行抵抗に打ち勝って走行を持続できる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、走行中に前記油圧変速装置６の出力軸回転が対応回転数より低下し且つエンジン回転数が低下する状態が所定時間持続することで、変速手段Ｂでトラニオン軸７を低速側へ変速すべく構成したことを特徴とする請求項１に記載の油圧変速車両の変速制御装置とする。
【０００８】
この構成で、走行負荷の限界超えが短時間である場合には、変速手段Ｂによる走行速度の変速が行われないので走行速度の変動が少なくなる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、オペレータが変速操作具Ａを適宜の変速位置に設定して走行を行うと、エンジン負荷を超える走行負荷が加わった場合、変速操作具Ａを操作しなくてもエンジン１０が耐える走行速度に自動的に変速されて走行を持続するのでオペレータの運転操作が楽になる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、エンジン負荷増加が短時間の場合には変速手段Ｂによる走行速度変更が行われないので、走行速度の変動が少なくなる効果が有る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１と図２は、油圧変速車両の実施例であるトラクタの全体を示す図面で、機体前側のエンジン１０を搭載した原動部１１とこの原動部１１から後方へ延びるミッションケース１で車体を構成し、ミッションケース１上に緩衝材Ｋを介してフロアパネル２を装架し、フロアパネル２の後側に作業者が搭乗して座る操縦席１２を設け、機体の前後中間位置にステアリングハンドル１３を立設し、底部のミッションケース１から左右に突設する駆動軸に前輪１４と後輪１５を装着している。緩衝材Ｋはフロアパネル２の前後左右の４箇所に設けている。
【００１２】
原動部１１のエンジン１０を覆うエンジンフード９を設け、適宜にこのエンジンフード９を開けて内部を点検可能にしている。エンジン１０の始動は、オペレータが操縦席１２に座って副変速をニュートラルにし、ＰＴＯ駆動をオフにしている条件で可能であるが、さらに、エンジンフード９が開いていると、フード開閉センサがエンジンフード９の開きを検出してフロントパネル９８に警告等を点灯して注意を促すと共にエンジン１０が始動しないようにし、エンジン１０の起動後にフード開閉センサがエンジンフード９の開きを検出すると、エンジン１０を停止する。
【００１３】
このフード開閉センサは、ロック部材の動きを検出し、ロック部材がロック位置にあるとエンジンフード９が閉じているとするが、フード開閉センサのセンサレバーはオフ回動領域よりもオン回動領域を広くしてロック部材の閉じ位置が変動しても確実に検出する。
【００１４】
このフード開閉センサは、ラジエータの吸気側に設けることで耐久性を良くしている。また、エンジン１０の温度センサがオーバーヒートの場合には、エンジンフード９を開いてもエンジンが停止せず例えばエンジン１０が９０℃になれば停止するようにする。
【００１５】
ステアリングハンドル１３の右側には前後進レバー１６を設け、フロアパネル２上の右側に本発明の変速操作具Ａとなる前進ペダル３と後進ペダル４を設け、フロアパネル２上の左側にクラッチペダル（図示省略）とブレーキペダル（図示省略）を設けている。フロアパネル２はミッションケース１の上側にマウントゴム等の緩衝材Ｋで浮かせて取付けていて、左右中央部はミッションケース１の形状に沿って前上がりに形成している。このフロアパネル２の左右側部には、水平なサブフロアパネル９４，９５を張り出して一体的に取付けている。
【００１６】
図示を省略するが、操縦席１２の左側には、走行変速段を変更する主変速レバーや機体の後部に装着するロータリ等の作業機を駆動するＰＴＯ出力軸の駆動断続を行うＰＴＯクラッチレバー等を設け、ステアリングハンドル１３の前側にフロントパネル９８を設けてエンジン回転数や走行速度等を表示するようにしている。
【００１７】
次に、ミッションケース１内の動力伝動機構を図３で説明する。
エンジン１０の出力を前輪１４と後輪１５と第一ＰＴＯ出力軸４２と第二ＰＴＯ出力軸４３に増減速して伝動するミッションケース１は、前ケース１７、中間ケース１８、後ケース１９の３つの中空ケースを一体に連結した中空のケースである。
【００１８】
前ケース１７内でエンジン１０の出力軸２０に連結したカップリング５１へスプライン嵌合した入力軸２１が油圧無段変速装置（以下、「ＨＳＴ」という）６の入力軸５２に連結して動力が伝動される。
【００１９】
ＨＳＴ６は可変容量型の油圧ポンプ５３と固定容量型の油圧モータ５４で構成され、油圧ポンプ５３の可動斜板の傾きを変えることで油圧モータ５４の回転を変更する。この可動斜板に連結するトラニオン軸７の回動角度は、前記前後進レバー１６と前進ペダル３と後進ペダル４の動きを検出して制御装置１００で変速手段である油圧シリンダ８作動して変更されて、油圧モータ５４のモータ出力軸２４の回転が変速される。油圧ポンプ５３に繋がるポンプ出力軸２３の回転は入力軸５２の回転数と同じである。
【００２０】
モータ出力軸２４には出力回転センサ２２が装着され、モータ出力軸２４の回転数を検出して制御装置１００へ送信している。なお、出力回転センサ２２の装着位置は、後述するギヤ軸２９までの間であればどこでも良い。
【００２１】
ポンプ出力軸２３の回転は、ＰＴＯ第一中間軸５５から第一ギヤ３４と第二ギヤ３５と第三ギヤ３６を介してＰＴＯ第二中間軸３９へ伝動され、このＰＴＯ第二中間軸３９に直結したＰＴＯ入力軸４０から第一ＰＴＯギヤケース５６と第二ＰＴＯギヤケース５７内のギヤ伝動４１で変速及び動力分岐されて最終的に後ＰＴＯ出力軸４２と中間ＰＴＯ出力軸４３で回転が外部へ取り出されて、ロータリやモア等の作業機を駆動する。
【００２２】
モータ出力軸２４の回転出力は、第四ギヤ２５と第五ギヤ２６と第六ギヤ２７を介して中継軸２８へ伝動され、この中継軸２８に直結のギヤ軸２９を回転する。そして、ギヤ軸２９の各ギヤにクラッチギヤ３０を噛み合わせて高・中・低の三段階に変速して走行軸３１へ伝動し、走行軸３１のベベルギヤ３２を後輪駆動軸５８のベベルギヤ３３に噛み合わせて後輪駆動軸５８を駆動する。また、走行軸３１の回転は、第七ギヤ４４と第七ギヤ４４とクラッチギヤ４６を介して前輪駆動軸４７を適宜に駆動する。
【００２３】
後ケース１９の後上部にリフトアーム５０と作業機油圧シリンダ４９を備えた作業機作動ケース４８を装着している。
なお、前輪駆動軸４７は、増速クラッチを設けて、旋回時に前輪１４を後輪１５よりも速く駆動して旋回半径を短くする、いわゆる、フルターン旋回が行えるようにするが、このフルターン旋回は急旋回で前輪の摩耗が大きいので常時は行わないようにするために、ステアリングハンドル１３の旋回操作でオン・オフするフルターンスイッチを設けて、旋回の度にオフ状態のフルターンスイッチをオンしなければフルターンにならないようにする。即ち、ステアリングハンドル１３を一旦直進に戻した後に、再度旋回操作をすればフルターン旋回となるようにするのである。
【００２４】
また、フルターンスイッチが故障してフルターン旋回を続けるのを防止するために、フルターン旋回を開始して例えば１５秒程度の一定時間経過するとフルターン旋回が解除されるようにする。なお、フルターン旋回が解除される時間は、変速位置やエンジン１０の回転数によって可変にしても良い。
【００２５】
畝の終端で旋回する場合には、旋回操作をすると自動的にロータリ作業機が上昇してエンジン１０の回転が低下するが、オペレータがポジションレバーを操作してロータリ作業機を上昇させた場合には、エンジン１０の回転を低下しないようにする。
【００２６】
図４と図５に示す如く、前進ペダル３と後進ペダル４を装着するブラケット６０はフロアパネル２の底面側に取り付け、ＨＳＴ６のトラニオン軸７を回動する部材をミッションケース１の中間ケース１８に取付け、油圧シリンダ８をミッションケース１の前ケース１７に取付けている。
【００２７】
次に、前進ペダル３と後進ペダル４の構成を図４から図９で説明する。
前進ペダル３と後進ペダル４は、フロアパネル２の底面側に取り付けたブラケット６０の枢支軸６１に枢支した第一アーム６２と第二アーム６３をフロアパネル２の上面に突出させ、その第一アーム６２と第二アーム６３の上端に取付けている。第一アーム６２と第二アーム６３は第一枢支軸６１にそれぞれ回動可能にすると共に、枢支軸６１の後側でブラケット６０に設ける別の第二枢支軸６６に回動可能に枢支したセンサ筒６７へ第一リンク６４と第二リンク６５で上下から連結している（図８参照）。
【００２８】
従って、前進ペダル３と後進ペダル４は、一方を踏込むと他方が浮き上がる関係に連動することになり、同時に前進ペダル３と後進ペダル４を踏むことがあれば踏込めず、誤操作の防止になる。
【００２９】
フロアパネル２のセンサ筒６７には先端にピン８４を設けた第一センサアーム６８を固着し、前進ペダル３と後進ペダル４の踏込みによってピン８４が第二枢支軸６６を中心にして回動する。そして、このピン８４の動きを検出するポテンショメータからなる変速センサ５の第二センサアーム８５が係合している。この変速センサ５は、前進ペダル３と後進ペダル４の動きを一個で検出しているので、コストダウンになる。
【００３０】
また、フロアパネル２のセンサ筒６７には回動を止めるブレーキ９１を設けて、このブレーキ９１にばね９２とワイヤ９３で連結するオートクルーズレバーを入りにすると、センサ筒６７を固定してその固定位置での走行速度を保持するようにしている（図６参照）。
【００３１】
なお、図示を省略しているが、前進ペダル３と後進ペダル４を中立位置に戻すばねを設けて、踏込みを止めると中立位置に戻ると共に踏込み時の踏込み抵抗としている。このばねは前進ペダル３と後進ペダル４が連動しているために、一個でよい。
【００３２】
変速センサ５が検出する変速角すなわち前進ペダル３と後進ペダル４の踏込み程度で制御装置１００によって本発明の変速手段Ｂである油圧シリンダ８の制御バルブ５９を作動させてＨＳＴ６のトラニオン軸７を回動して前後進での走行速度を制御しているのであるが、そのトラニオン軸７の作動構成を図１０と図１１で説明する。
【００３３】
ミッションケース１の中間ケース１８から突出するトラニオン軸７にカムプレート７１を固着し、中間ケース１８に取付けたシフトプレート７４に立設した支軸７５に枢支した作動アーム７３と前記カムプレート７１を長さ調整可能なロッド７２で連結する。ミッションケース１の前ケース１７に取付けた油圧シリンダ８のロッドを作動アーム７３の先端に連結している。
【００３４】
従って、油圧シリンダ８を伸縮させると、作動アーム７３が回動し、それに伴って、ロッド７２で連結したカムプレート７１が回動し、トラニオン軸７を回動することになる。
作動アーム７３の先端側に油圧シリンダ８を連結し基部側にロッド７２を連結することで油圧シリンダ８のロッドの動きを細かくしてカムプレート７１に伝え、トラニオン軸７の回動角度を細かく調整できる。
【００３５】
作動アーム７３には、第三センサアーム８２を後方へ向けて取り付け、この第三センサアーム７３のピン８３にシフト角センサ８１の第四センサアーム８６を係合させて作動アーム７３の回動即ちトラニオン軸７の回動角度を検出するようにしている。
【００３６】
トラニオン軸７の中立保持機構は、シフトプレート７４に枢支したＬ字状アーム７８の片側アームを中間ケース１８に取り付けたブラケット８０との間に引掛ける第一ばね７９で他側アームに設けるローラ７７をカムプレート７１の端面に押し付けて、このローラ７７がカムプレート７１の端面凹部に入り込むとトラニオン軸７が中立位置に戻るようにしている。
【００３７】
Ｌ字状アーム７８の第一ばね７９を取付けた側のアーム先端にアーム８７に連結したロッド８８を連結し、アーム８７に第二ばね８９とワイヤ９０でブレーキレバーに連結して、ブレーキレバーを引くと、アーム８７とロッド８８を介してＬ字状アーム７８を回動し、ローラ７７をカムプレート７１の凹部に落とし込んでトラニオン軸７を中立位置に戻すようになる。
【００３８】
なお、油圧シリンダ８の伸縮を制御する制御バルブ５９は図示を省略するが、中間ケース１８に取付けている。また、油圧シリンダ８を後ケース１９側に取付けた構成にすると、飛び跳ねる泥土がシリンダケース内に侵入し難くなる。
【００３９】
この実施例では、トラニオン軸７を回動するアクチュエータとして油圧シリンダ８を用いた構成を示しているが、油圧モータでトラニオン軸７を直接回動するような構成でも良い。
【００４０】
図１２は、制御装置１００の制御ブロック図である。
制御装置１００に入力する信号は、変速操作具Ａである前進ペダル３と後進ペダル４の踏み込み位置すなわち変速位置が変速センサ５からの変速指示信号として入力し、油圧モータ５４のモータ出力軸２４の回転数が出力回転センサ２２から入力し、シフト角センサ８１からトラニオン軸７の回動角度がＨＳＴ６の変速位置信号として入力し、エンジン回転センサ３７からンジン１０の回転数が入力し、負荷制御スイッチ３８から負荷制御のオン・オフ信号が入力し、高低変速切換スイッチ９６からＨＳＴ６の高変速と低変速を切換える高低切換信号が入力し、ＨＳＴ自動変速スイッチ９７からＨＳＴ６を低変速から高変速に自動的に切換えるようにする自動変速信号が入力する。
【００４１】
制御装置１００から出力する制御信号は、制御バルブ５９に油圧シリンダ８を作動する変速制御信号が出力し、過負荷ランプ６９にエンジンが過負荷状態である場合にオン信号が出力し点灯し、ＨＳＴ切換バルブ７０にＨＳＴ６を低変速か高変速に切換える制御信号が出力する。
【００４２】
高低変速切換スイッチ９６を低変速或は高変速にすると、ＨＳＴ６が低変速の範囲で変速されるか高変速の範囲で変速され、ＨＳＴ自動変速スイッチ９７をオンすると、ＨＳＴ６が低変速範囲から高変速範囲に自動的に変速される。
【００４３】
図１３は、前進ペダル３と後進ペダル４の踏み込みによるＨＳＴ６の変速制御フローチャートである。
まず、ステップＳ１で変速操作具Ａである前進ペダル３と後進ペダル４の踏み込みによる変速センサ５の変速指示信号を読み込み、ステップＳ２でエンジン１０の回転を最高回転数近くの常用回転数に上昇し、ステップＳ３で変速手段Ｂである油圧シリンダ８を駆動してトラニオン軸７を回動してＨＳＴ６の出力軸回転が変速操作具Ａの変速位置に対応した対応回転数となるようにする。
【００４４】
ステップＳ４で出力回転センサ２２が検出するモータ出力軸２４の回転数が対応回転数であるかを判定し、対応回転数であればステップＳ１に戻り、対応回転数でなければステップＳ５で対応回転数以下であるかを判定し、ステップＳ６で例えば５秒程度タイムカウントを行い、それでも対応回転数以下であればステップＳ７でエンジン回転が低下しているかを判定し、低下していればステップＳ８で過負荷ランプ６９を点灯して過負荷運転状態であることをオペレータに知らせ、ステップＳ９で負荷制御スイッチ３８のオンを判定し、オンであればステップＳ１０で油圧シリンダ８を駆動してトラニオン軸７を低変速側へ戻す。
【００４５】
さらに、ステップＳ１１で例えば１０秒程度タイムカウントし、ステップＳ１２のエンジン回転数判定でエンジンの回転数が常用回転数に回復していればステップＳ１に戻って前進ペダル３と後進ペダル４の踏み込み位置に対応する変速になるようにする。エンジンの回転数が常用回転数に回復しなければ、過負荷状態として走行を停止する。
【００４６】
ステップＳ９で負荷制御スイッチ３８がオフであれば、ステップ１１の１０秒タイムカウントに移行する。
なお、ステップＳ４とステップＳ１２の判定がＹＥＳであれば、また、ステップＳ５とステップＳ７の判定がＮＯであれば、ステップＳ１に戻る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】油圧駆動車両(トラクタ)の平面図である。
【図２】油圧駆動車両(トラクタ)の側面図である。
【図３】ミッションケースの側断面図である。
【図４】一部の拡大側面図である。
【図５】一部の拡大平面図である。
【図６】一部の拡大側面図である。
【図７】一部の拡大平面図である。
【図８】作用状態を示す一部の側面図である。
【図９】作用状態を示す一部の側面図である。
【図１０】一部の拡大側面図である。
【図１１】一部の拡大斜視図である。
【図１２】制御ブロック図である。
【図１３】制御フローチャート図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ    変速操作具（前進ペダル３，後進ペダル４）
Ｂ    変速手段
５    変速センサ
６    油圧変速装置
７    トラニオン軸
１０    エンジン
２２    出力回転検出センサ
３７    エンジン回転検出センサ
【図１】
2010151251.tif 000003
【図２】
2010151251.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010151251.tif 000009
【図８】
2010151251.tif 000010
【図９】
2010151251.tif 000011
【図１０】
2010151251.tif 000012
【図１１】
2010151251.tif 000013
【図１２】
2010151251.tif 000014
【図１３】
2010151251.tif 000015