【手続補正書】
【提出日】平成17年7月22日(2005.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】                明細書
【発明の名称】            移動車両の自動変速制御装置
【特許請求の範囲】   
【請求項１】
エンジン（１）からの回転動力を、油圧操作により変速位置を切替可能な自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、手動操作によって変速位置を切替可能な副変速装置（３）とを介して走行装置（２）へ伝達する移動車両において、
前記車両には、エンジン（１）のアクセル操作とエンジン回転速度と車速を夫れ夫れ検出するセンサ（６０，６１，６２）と、副変速装置（８）が高速位置に設定されたことを検出するセンサ（５９）と、ステアリングハンドル（５）の操作角度が設定角度以上であることを検出するセンサ（６３）を備えると共に、
前記副変速装置（８）が高速位置に設定されているときに、前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速位置をエンジン（１）のアクセル操作とエンジン回転速度と車速に基づいて切り替え制御すると共に、同切替制御をステアリングハンドル（５）が設定角度以上に操作されている状態では不能にする制御手段（６）を装備したことを特徴とする移動車両の自動変速制御装置。
【請求項２】
前記車両に後進操作を検出するセンサ（６７）を備え、車両の後進走行中は、前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速作用を不能にする制御手段（６）を装備した請求項１記載の移動車両の自動変速制御装置。
【請求項３】
前記車両にピッチング角度を検出するセンサ（６４）を備え、車両のピッチング角度が設定値以上に達すると、前記前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速作用を不能にする制御手段（６）を装備した請求項１記載の移動車両の自動変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動車両の自動変速制御装置に関するもので、特に農業機械に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から移動車両は、自動変速（オートマチック）機構が装備され、走行中にアクセル操作に起因して自動的に低速走行と高速走行との間を変速する技術が採用され、一般にオートマチック車として広く普及している。そして、自動変速装置は、油圧無段変速機や特殊な無段ベルト変速機、或はギヤ機構による特殊な有段変速機等の装置が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のオートマチック車は、例えばアクセル操作に基づいて高速側に自動変速される構成の車両では、直進走行中、又は旋回走行中のいずれの場合でも変速が自動的に行われる構成となっている。したがって、従来の車両は、ステアリングハンドルを操舵操作して車体が旋回しているときに自動変速によって増速され、急激に遠心力が働くためにオペレータが危険にさらされる等の課題があった。
【０００４】
そして、従来から車両は、通常、後進走行中には後方の安全を確認しながら運転操作を行なう必要があるから、オペレータに大きな負担を与えているが、従来車両ではこのような後進中にも自動変速が働くために安全性が損なわれる課題があった。
【０００５】
又、従来の移動車両は、車体のピッチング角度に関係なく自動変速が行われる構成であるから、下り坂で予想外に増速されて走行する危険性があり、課題となっていた。
【０００６】
そして、これら従来の移動車両は、一般の車両に備えられていたので、農業機械のように、主及び副変速装置を備え、副変速装置の高・低切替操作に関係なく、常に自動変速を可能にする構成になっているから、構成上に無駄があり、誤作動があったり、安全性や耐久性に欠る課題があった。一般に、自動変速制御装置は、圃場における実作業〔低速（作業速）による耕耘作業等〕では不要であって、高速時（路上走行）に有効に活用するものであるから、副変速装置を高速に変速したときに必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものである。
まず、請求項１の発明は、エンジン（１）からの回転動力を、油圧操作により変速位置を切替可能な自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、手動操作によって変速位置を切替可能な副変速装置（３）とを介して走行装置（２）へ伝達する移動車両において、
前記車両には、エンジン（１）のアクセル操作とエンジン回転速度と車速を夫れ夫れ検出するセンサ（６０，６１，６２）と、副変速装置（８）が高速位置に設定されたことを検出するセンサ（５９）と、ステアリングハンドル（５）の操作角度が設定角度以上であることを検出するセンサ（６３）を備えると共に、
前記副変速装置（８）が高速位置に設定されているときに、前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速位置をエンジン（１）のアクセル操作とエンジン回転速度と車速に基づいて切り替え制御すると共に、同切替制御をステアリングハンドル（５）が設定角度以上に操作されている状態では不能にする制御手段（６）を装備したことを特徴とする移動車両の自動変速制御装置であって、旋回中に急激な車速の変速が起こらず旋回することができる。したがって、オペレータは、ステアリングハンドルを操舵操作して車体が旋回しているときに急激に遠心力が働く等の弊害がなくなって、安全に旋回することができる。
【０００８】
つぎに、請求項２の発明は、前記車両に後進操作を検出するセンサ（６７）を備え、車両の後進走行中は、前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速作用を不能にする制御手段（６）を装備した請求項１記載の移動車両の自動変速制御装置であって、オペレータは、負担が少なくなって、安心して、安全に後方を確認しながら運転操作を行なうことができる。
【０００９】
つぎに、請求項３の発明は、前記車両にピッチング角度を検出するセンサ（６４）を備え、車両のピッチング角度が設定値以上に達すると、前記前記自動変速装置（３ａ，３ｂ，３ｃ）の変速作用を不能にする制御手段（６）を装備した請求項１記載の移動車両の自動変速制御装置であって、この発明に係る移動車両は、下り坂等で予想外に増速されることがないから安全に走行することができる。
【００１０】
【００１１】
そして、上記請求項１の発明に係る移動車両は、高速時（路上走行時）に自動変速装置を有効に活用して走行できるものであって、副変速装置を低速側に切替操作したときには自動変速ができないから、誤作動もなく、安全に作業ができるものとなっている。
【００１２】
【発明の効果】
まず、請求項１の発明は、ステアリングハンドルを操舵操作して車体が旋回しているときに自動的に変速されることはないから、急激に遠心力が働くおそれはなく、オペレータが安心して安全に旋回操作ができる特徴がある。
【００１３】
そして、請求項２の発明は、後進走行中に自動変速が働くことはなく、安心して後方の安全を確認しながら運転操作ができるものであって、オペレータの負担を著しく軽減して安全に後進走行ができる効果を有する。そして、請求項３の発明は、車体のピッチング角度が設定角度以上になると自動変速ができないから、下り坂で予想外に増速されるおそれがなく、安全な走行ができる特徴がある。
【００１４】
【００１５】
そして、上記請求項１に係る発明は、副変速装置を高速に切替操作したときに自動変速を可能にしているから、農業機械のように、低速で行なう圃場内の作業では自動変速が行われることはなく、安全性がきわめて高く、誤作動も起きない特徴がある。一方、副変速装置を高速に変速して走行する路上で自動変速制御装置を有効に活用して高速走行ができる特徴を有する。
【００１６】
【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具体的に説明する。
まず、トラクタ４（本発明の「移動車両４」の実施例であって、以下「トラクタ」と云う）は、図４に示すように、車体フレーム１０の後部に搭載したキャビン１１内に操縦座席１２を配置し、その前方にステアリングハンドル５を設けて構成している。そして、エンジン１は、上記キャビン１１の前側に開閉自由に設けたボンネットカバー１３で覆ったエンジンルームに内装し、後述する走行ミッション装置１４へ回転動力を伝動する構成としている。そして、トラクタ４は、図面に示す実施例の場合、前輪１５、１５を上記ステアリングハンドル５によって操舵される操舵車輪とし、後輪１６、１６を駆動車輪としている。
【００１７】
上記後輪１６、１６（駆動車輪）は、本件発明の走行装置２、２に相当する。つぎに、上記走行ミッション装置１４は、図３に示すように、３つの自動変速機３ａ、３ｂ、３ｃからなる自動変速装置３と、高、中、低の３速の切替変速を可能にした副変速装置８とから構成している。以下、走行ミッション装置１４について、伝動上手側から動力の流れに沿って説明する。
【００１８】
まず、入力軸１７は、図３に示すように、一方に入力大ギヤ１８と他方に中ギヤ１９とが軸着されており、エンジン１から主クラッチ装置２０、出力軸２１、出力ギヤ２２を介して前記入力大ギヤ１８に回転動力が入力される構成としている。
【００１９】
そして、第１自動変速機３ａは、変速軸２３に前記入力大ギヤ１８に噛合している変速小ギヤ２４と前記中ギヤ１９に噛合している変速大ギヤ２５とを遊嵌して設け、両ギヤ２４、２５の間で軸方向に摺動する自動切替装置２６によって選択されて変速する構成としている。この場合、自動切替装置２６は、後述する制御手段６から出力される制御信号に基づいて制御される変速バルブ２７によって油路が切り替えられた作動油の供給により操作される構成としている。
【００２０】
つぎに、前・後進切替装置２８は、図３に示すように、前・後進切替クラッチ２８ａの前側に前進ギヤ２９を、後側に後進ギヤ３０をそれぞれ取り付けて設け、クラッチ操作で前・後進を選択する構成としている。そして、前進ギヤ２９は、中間軸３１に軸着している伝動ギヤ３２に噛合し、上記後進ギヤ３０は、中間軸３１の中間伝動ギヤ３３から伝動されている逆転ギヤ３４に噛合した構成としている。したがって、前・後進切替装置２８は、前・後進切替クラッチ２８ａの切替操作によって前側の前進ギヤ２９に係合すれば前進回転（正転）となり、後側の後進ギヤ３０に係合すれば後進回転（逆転）となって下手側に伝動することになる。
【００２１】
つぎに、第２自動変速機３ｂは、図３に示すように、変速軸３５に変速小ギヤ３６と、変速大ギヤ３７とを遊嵌して設け、両ギヤ３６、３７の間で軸方向に摺動する自動切替装置３８によって選択されて変速する構成としている。なお、変速小ギヤ３６は、上手側から回転動力が伝動される構成となっている。そして、上記変速小ギヤ３６は、変速段階では４速であって、伝動軸３９上の大径ギヤ４０に噛合して伝動する構成とし、変速大ギヤ３７は、伝動軸３９上の小径ギヤ４１に伝動可能に噛合して３速となる構成としている。
【００２２】
つぎに、第３自動変速機３ｃは、上記変速軸３５に変速小ギヤ４２と、変速大ギヤ４３とを遊嵌して設け、両ギヤ４２、４３の間で軸方向に摺動する自動切替装置４４によって選択されて変速する構成としている。そして、上記変速小ギヤ４２は、伝動軸３９上の大径ギヤ４５に噛合して２速となり、変速大ギヤ４３は、伝動軸３９上の小径ギヤ４６に伝動可能に噛合して１速となる構成としている。
【００２３】
このように構成された各自動変速機３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ自動切替装置２６、３８、４４が切替バルブ２７に接続した油路に連通しており、後述する制御手段６から出力される制御信号に基づいて制御される作動油によって自動的に切り替え操作される構成となっている。
【００２４】
つぎに、副変速装置８は、図３に示すように、走行ミッション装置１４の伝動下手側に装備され、上手側から順番に中速ギヤ４７、低速ギヤ４８、高速ギヤ４９が配列して遊嵌状態で軸装され、切替操作で伝動可能に変速軸５０に係合する構成としている。そして、副変速装置８は、図面から解るように、最も上手側に変速軸３５の回転動力を伝動軸５１に伝動する大歯車５２と小歯車５３とを設けている。そして、伝動軸５１は、中速ギヤ４７に噛合している大ギヤ５４と低速ギヤ４８に噛合している小ギヤ５６とを遊嵌して設け、それより下手側の高速ギヤ４９に噛合する大径伝動ギヤ５５を軸着して伝動可能に構成している。そして、低速ギヤ４８は、大ギヤ５４と一体回転の小ギヤ５６から伝動され、低速回転が伝達される構成としている。
【００２５】
そして、副変速装置８は、実施例の場合、手動操作によって低速・中速・高速の三つの変速が選択できる構成としている。通常、低速・中速は、圃場における作業速度とし、高速は路上走行時に使用することが多い。そして、左右の後輪１６、１６は、図３に示すように、上述のように構成された走行ミッション装置１４から出力された動力がデファレンシャル機構５７を経由して伝動される構成としている。
【００２６】
つぎに、マイクロコンピュータを利用した制御手段６（以下、「コントローラ６」とよぶ）について、図１、及び図２に基づいて説明する。まず、コントローラ６は、制御プログラムや基準データ等を内蔵したメモリを有するマイクロコンピュータの演算制御部であって、算術、論理および比較演算等を行なう構成となっている。
【００２７】
そして、コントローラ６は、図１に示す構成では、入力側に、自動変速スイッチ５８と、副変速スイッチ５９と、アクセルペダルセンサ６０と、エンジン回転センサ６１と、車速センサ６２と、ステアリングセンサ６３と、ピッチングセンサ６４とをそれぞれ接続して検出情報を入力する構成としている。そして、コントローラ６は、図２に示す実施例の場合、上記図１のステアリングセンサ６３と、ピッチングセンサ６４とに代えて各変速位置センサ６６と、後進検出センサ６７とを接続している。そして、コントローラ６は、図１、及び図２に示すように、出力側に、アクチュエータとして変速バルブ２７（電磁切替弁）と、モニタ表示６５とを接続している。
【００２８】
そして、図１の実施例に係るコントローラ６は、ステアリングハンドル５を予め設定している角度以上に操舵操作すると、前記自動変速装置３（第１自動変速機３ａ、第２自動変速機３ｂ、第３自動変速機３ｃ）の変速作用を不能にする構成としている。
【００２９】
以下にその制御作用（図１、及び図５参照）を説明する。
まず、コントローラ６を立ち上げた後、自動変速スイッチ５８をＯＮ操作して自動変速モードに切り替えてトラクタ４をスタートすると、コントローラ６は、図５に示すフローチャートに従って制御しながらトラクタ４が走行することになる。そして、コントローラ６は、各センサ、スイッチからの情報が入力され制御を開始するが、そのとき、ステアリングハンドル５の操舵角度がステアリングセンサ６３の検出によって入力されている。
【００３０】
そして、コントローラ６は、予め設定している設定値と入力された検出情報とを比較演算してトラクタ４が旋回中か、どうかを判断するが、そのとき、ステアリングハンドル５の操舵角度が設定角度未満であって、直進走行中における若干の方向修正程度であればそのまま自動変速制御を続けながらトラクタ４を走行させる。この場合、コントローラ６は、アクセルペダルセンサ６０と、エンジン回転センサ６１と、車速センサ６２とから入力されている情報を内蔵している基準データに比較演算しながら制御プログラムに従って、変速バルブ２７に制御信号を出力して制御し、自動変速装置３（第１自動変速機３ａ、第２自動変速機３ｂ、第３自動変速機３ｃ）を自動的に変速することになる。そして、コントローラ６は、同時にモニタ表示６５に出力して変速位置を表示灯に表示する。
【００３１】
つぎに、コントローラ６は、ステアリングセンサ６３からの検出情報がスステアリングハンドル５の操舵角度が設定角度以上になれば、旋回中と判断して自動変速制御を行なわず（制御上不能にする）、図５に示すフローの通りスタート直後に戻ることになる。
【００３２】
そして、コントローラ６は、別の実施態様として高速時における旋回の安全を確保するために、上記操舵角度に加えて車速が１０ｋｍ以上になったとき、自動変速制御を不能にする構成にしている。この場合の制御作用は、車速が１０ｋｍ以上で、尚且つ、操舵角度が設定角度以上になれば、図６に示すフローの通り自動変速出力を禁止する制御としている。このような制御は、いずれも安全走行を第一に考えた実施態様である。
【００３３】
そして、コントローラ６は、図１に示すように、ピッチングセンサ６４を入力側に接続しており、トラクタ４が登り坂、又は下り坂を走行中に車体フレーム１０のピッチング角度を検出して情報が入力される構成にしている。この場合、コントローラ６は、トラクタ４のピッチング角度が設定値以上に達すると、自動変速装置３の変速作用を不能にする構成としている。
【００３４】
したがって、実施例の場合、トラクタ４は、下り勾配の農道を走行中などにピッチング角度が設定値以上に達すると、自動変速制御が行われないから安心して、安全に走行することができる利点がある。そして、コントローラ６は、図２に示す構成例では、既に説明したように、後進検出センサ６７が入力側に接続され後進に切り替えるとその情報が入力されて自動変速装置３の変速作用を不能にする構成としている。この場合、コントローラ６は、図７に示すフローチャートにしたがって制御することになる。したがって、トラクタ４は、後進走行中には自動変速が行われることはないから、安心して後方の安全を確認しながら運転操作ができるものであって、オペレータの負担を著しく軽減して安全に後進走行ができる。
【００３５】
つぎに、自動変速装置３と、副変速装置８とを関連させた制御について説明する。
本案の実施例は、図１、及び図２の制御機構のブロック図で解るように、コントローラ６の入力側に副変速スイッチ５９を接続して副変速を高速（高速ギヤ４９）に変速し、高速走行（路上走行）しているときにのみ自動変速を可能にしている。元来、自動変速装置３は、トラクタ４が圃場内を低速で走行しながら作業をしているときには不要であって、本当に必要なのは路上を高速で走行するときである。したがって、本案実施例は、副変速装置８が高速側に変速されていることを条件にして自動変速作用を可能にするようにコントローラ６を構成している。
【００３６】
つぎに、他の実施例は、運転者の意志を尊重して発進時の変速位置を最低の変速位置として自動変速が行われる構成としたものである。すなわち、コントローラ６は、図２に示すように、各変速位置センサ６６から検出情報が入力されているが、実施例の場合、トラクタ４のスタート時の変速位置を記憶しておき、その位置を最低速度として走行する構成としている。この場合、コントローラ６は、図８に示すフローチャートに示すように、自動的に減速するとき、スタート時の変速位置を最低変速位置として変速する。したがって、本実施例は、運転者の意志に沿った走行速度が得られ、思いもよらない減速された変速位置に自動変速が行われないようにして、安心して安全に走行できる特徴がある。
【００３７】
つぎに変速位置の表示装置に関する制御について説明する。
本案の実施例は、図２に示すように、各変速位置センサ６６から入力される情報に基づいて、コントローラ６がモニタ表示６５に制御信号を出力して自動変速装置３の変速位置を表示する表示装置７（モニタ表示６５）を設けている。そして、コントローラ６は、表示装置７（モニタ表示６５）に現在の走行変速位置を表示すると共に、それに加えて、変速位置の予告表示を可能にしている。
【００３８】
すなわち、コントローラ６は、図９のフローチャートに示すように、変速条件が８０％未満の場合には現在の変速位置をモニタ表示６５に制御出力して表示し、アクセルペダルセンサ６０（エンジン回転センサ６１、車速センサ６２）に基づく変速条件が８０％以上に達するとつぎの変速位置を点滅表示によって予告表示をする構成としている。そして、コントローラ６は、図９のフローチャートに示すように、変速が完了するとその位置を現在位置の表示として表示装置７に表示する制御を行なう構成にしている。
【００３９】
このように、実施例の構成は、現在の変速位置に合わせて変速条件が８０％以上に達すると、予告の変速位置を点滅で表示（図９参照）して運転者に安心を与えることができる優れた特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であって、制御機構を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例であって、制御機構を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例であって、走行ミッション機構を示す線図である。
【図４】本発明の実施例であって、トラクタの側面図である。
【図５】本発明の実施例であって、フローチャートである。
【図６】本発明の実施例であって、フローチャートである。
【図７】本発明の実施例であって、フローチャートである。
【図８】本発明の実施例であって、フローチャートである。
【図９】本発明の実施例であって、フローチャートである。
【符号の説明】
１    エンジン
２    走行装置（後輪１６，１６）
３    自動変速装置
３ａ  第１自動変速機
３ｂ  第２自動変速機
３ｃ  第３自動変速機
４    移動車両（トラクタ）
５    ステアリングハンドル
６    制御手段（コントローラ）
７    表示装置（モニタ表示６５）
８    副変速装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】削除
【補正の内容】