(57)【要約】【課題】トロイダル変速機構による高効率の伝動特性および伝動系の簡易化を確保した上で、エンジン始動時の迅速な機体の安定化を可能とするトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置を提供することにある。【解決手段】トロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置６１ａ，６１ｂは、作業機伝動軸２１に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構１３をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記作業機伝動軸２１の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチ２４をオンオフ制御する制御部６１ａ，６１ｂを備えて構成され、上記制御部６１ａ，６１ｂは、エンジン始動からトロイダル変速機構１３がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記ＰＴＯクラッチ２４をオフ側に維持制御するものである。【選択図】図７
2006242367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機伝動軸（２１）に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構（１３）をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記作業機伝動軸（２１）の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチ（２４）をオンオフ制御する制御部（６１ａ，６１ｂ）を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部（６１ａ，６１ｂ）は、エンジン始動からトロイダル変速機構（１３）がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記ＰＴＯクラッチ（２４）をオフ側に維持することを特徴とするトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置。
【請求項２】
作業機伝動軸（２１）に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構（１３）をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記トロイダル変速機構（１３）の出力側から分岐した変速動力の伝動を４ＷＤクラッチ（１８）でオンオフ制御する制御部を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部（６１ａ，６１ｂ）は、エンジン始動からトロイダル変速機構（１３）がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記４ＷＤクラッチ（１８）をオフ側に維持することを特徴とするトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションケース内にトロイダル変速機構を備えたトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、ＰＴＯ軸を備えて作業機動力を出力するトラクタ等の作業車両において、フルトロイダル型の変速機構をトランスミッションケース内に備えて走行動力を変速伝動制御する変速伝動装置を搭載したものが知られている。この作業車両の変速伝動装置は、トロイダル変速機構の出力ディスクから取出した変速動力を側方に並列する中間伝動軸上の遊星ギヤ機構に導き、ギヤードニュートラルによる回転出力停止を挟む正逆転の幅広い速度幅の走行動力を制御装置によって効率良く変速制御することができるとともに、伝動系から主クラッチを廃して構成の簡易化、小型化を図ることができる。
【０００３】
また、上記変速伝動装置は、作業車両の稼動停止に際して、制御装置によりトロイダル変速機構を制御してギヤードニュートラルとなる変速位置とする停止制御を導入することにより、回転出力を停止して次のエンジン始動時の機体の安定化を図ることができる。そして、次のエンジン始動時においては、トロイダル変速機構をギヤードニュートラルの変速位置まで制御するように始動制御を導入することにより、稼動停止の際のギヤードニュートラルからの位置ずれがあっても、エンジン始動時の機体の安定化を図ることができる。
【０００４】
しかし、上記トロイダル変速機構は、エンジン動力を油圧ポンプに受け、この油圧ポンプの稼動によって供給される作動油によって変速動作することから、エンジン始動時において、油圧ポンプが稼動するまでの間は十分な変速制御ができないことから、機体の稼動停止に際してギヤードニュートラルからの位置ずれがあると機体の振動や微少移動を伴うこととなり、機体の安定化までに時間を要する場合があった。
【特許文献１】特開２００３−７４６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、トロイダル変速機構による高効率の伝動特性および伝動系の簡易化を確保した上で、エンジン始動時の迅速な機体の安定化を可能とするトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記作業機伝動軸の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチをオンオフ制御する制御部を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部は、エンジン始動からトロイダル変速機構がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記ＰＴＯクラッチをオフ側に維持することを特徴とする。
【０００７】
上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作し、この時、作業機伝動軸の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチがオフに維持される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記トロイダル変速機構の出力側から分岐した変速動力の伝動を４ＷＤクラッチでオンオフ制御する制御部を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部は、エンジン始動からトロイダル変速機構がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記４ＷＤクラッチをオフ側に維持することを特徴とする。
【０００９】
上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作し、この時、４ＷＤクラッチがオフ側に維持される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の作業車用変速伝動装置は、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明により、上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作するとともに、作業機伝動軸の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチがオフに維持されることから、トロイダル型変速機搭載作業車両のエンジン始動時に機体が安定される。したがって、作業機伝動軸に受けたエンジン動力は、ＰＴＯ負荷を有するＰＴＯクラッチから後段に伝動出力されることなく、トロイダル変速機構の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明により、上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作するとともに、４ＷＤクラッチがオフ側に維持されることから、トロイダル型変速機搭載作業車両のエンジン始動時に機体が安定される。したがって、トロイダル変速機構の出力側から分岐した変速動力は４ＷＤクラッチによってその後段に伝動出力されることがないので、作業機伝動軸に受けたエンジン動力は、トロイダル変速機構の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る変速伝動装置を搭載した作業車両の１例を示す農用トラクタの側面図である。
農用トラクタ１は、前輪Ａと後輪Ｂとを備えた機体前部にエンジンＣを搭載し、このエンジンＣの回転動力を変速伝動装置２に伝達し、この変速伝動装置２で適宜減速された動力を前輪Ａと後輪Ｂとに伝達するとともに、後部のＰＴＯ軸Ｅを介して後部連結の作業機Ｆに出力するように構成している。この作業機Ｆを作業機昇降シリンダ５４によって傾動される昇降アーム５４ａによって昇降可能に支持するとともに、ローリング調整シリンダ５３を介設して作業機Ｆの左右高さ調節可能に構成される。
また、オペレータによる操作のために、ステアリングハンドルＨの前側に運転状態を表示するモニタＪ、下側に前後進切換の前後進切換レバーＫとアクセルレバーＬ、基部にブレーキペダルＭとアクセルペダルＮ、変速伝動装置２のトランスミッションケース２ａの上部に設けた操縦席Ｐの脇に変速レバーＱ等が配置され、制御装置６１により自動変速可能に構成される。
【００１３】
上記変速伝動装置２の構成は、その伝動系統線図を図２に示すように、エンジンＣから動力を受ける入力軸１１を前段に備え、この入力軸１１から走行伝動軸１２に走行系動力をギヤ伝動する。この走行伝動軸１２の入力回転を受けて変速動力を出力するフルトロイダル型の変速機構のバリエータ１３を設け、その変速動力と走行伝動軸１２とを入力として高低の差動動力を出力する遊星伝動部１４と、その高低の差動動力の伝達を切替えるＨｉ−Ｌｏクラッチ１５を介してその出力となるドライブピニオン軸１５ｄまでを１線上に構成し、後輪差動部１６から左右の後輪Ｂに走行動力を伝動する。また、ドライブピニオン軸１５ｄから走行動力を前輪伝動軸１７に分岐し、増速伝動制御する前輪増速クラッチ１８を介して前輪差動部１９と連結し、左右の前輪Ａに走行動力を伝動する。
【００１４】
作業機系動力は、入力軸１１からＰＴＯ伝動軸２１にで増速ギヤ伝動し、ベベルギヤー２２を介して油圧ポンプ２３に分岐伝動し、ＰＴＯ伝動軸２１の後段にＰＴＯクラッチ２４と逆転クラッチ２５を備え、伝動比切替部２６を介してＰＴＯ軸Ｅに伝動する。
【００１５】
バリエータ１３は、走行伝動軸１２の回転動力を受ける前後の入力ディスク３１、３１の中間に出力ディスク３２を配置し、それぞれの間に前後のパワーローラ３３、３３を介設して構成し、これをトランスミッションケース内の専用区画に配置する。後側の入力ディスク３１には、その支持部の拡大断面図を図３に示すように、バリエータ１３の後段側を受けるリング状の弾性ホルダ部材３４を専用区画の仕切壁２ｂに取付けてその前方側への動きを規制する。この弾性ホルダ部材３４により、走行伝動軸１２の軸線方向の組付け誤差を小さく抑えることができる。また、パワーローラ３３、３３は、その進退支持用のロッドが入力ディスク３１、３１の回転によって引出される方向に構成することによってパワーローラ３３、３３の脱輪が抑えられることから、トラクションの伝達の確実化を図ることができる。
【００１６】
遊星伝動部１４の差動出力は、バリエータ１３の入力側回転を受けるプラネタリキャリヤと出力側回転を受けるサンギヤーとの間で差動するプラネタリギヤーにより、停止速を含む正逆の回転速をバリエータ１３の変速比に応じて出力する。機体の走行を停止する際は、停止速と対応する変速比となるギヤードニュートラル位置にバリエータ１３のパワーローラ３３を進退制御することにより、主クラッチを要することなく、変速伝動装置を構成することができる。また、エンジン始動時においては、後述のように、ギヤードニュートラル位置への進退制御を含む始動制御を行う。
【００１７】
バリエータ１３の油圧制御系は、その系統図を図４に示すように、油圧ポンプ２３からパワーローラ３３の進退動作をシリンダ３３ｃのＳ１側とＳ２側について電磁比例減圧弁４１および可変レデュースバルブ４２をそれぞれ介設して油圧制御する。制御油圧は、所定の絞り４３，４３を通して複数のシリンダ３３ｃに供給し、その筆頭をマスターシリンダ、他をスレーブシリンダとしてエンドストップ制御する。エンドストップ制御は、ピストンの後退側ストロークエンド位置で閉じられる油孔をマスターシリンダのライナー側壁に形成してスレーブシリンダの油流を制御することにより、メカストップによることなく、油圧による緩やかなエンドストップが実現され、急激な外乱変動によるトラクション欠落を防止することができる。この場合において、少なくとも１つのパワーローラ３３のシリンダ３３ｃの押し引きを他と逆方向とし、エンドストップをヘッド側に構成することにより、Ｓ１側およびＳ２側についての確実な油圧エンドストップを得ることができる。
【００１８】
また、上記絞り４３，４３の上流側のＳ１側とＳ２側の間に第一のシャトルバルブ４４を設け、その高圧側をパイロットとして受けるメインリリーフ４５でパワーローラ３３の潤滑を行う。マスターシリンダの下流側に設けた第二のシャトルバルブ４６によってその高圧側を入力ディスク３１のエンドロードに供給することにより、エンドロード圧の追従性を向上することができる。この場合、油圧ポンプ２３および第二のシャトルバルブ４６の出力側にそれぞれリリーフバルブ４７，４８を設けることにより、過大負荷時の安全を確保することができる。
【００１９】
他の油圧機器制御については、その油圧制御系統図を図５に示すように、エンジン本体部に取付けた油圧ポンプ５１から一般作動油を供給し、Ｈｉ−Ｌｏクラッチ１５、前輪増速クラッチ１８、ＰＴＯクラッチ２４をそれぞれのＨｉ、Ｌｏの電磁比例制御弁１５ｐ、１５ｐ、４ＷＤ電磁切替弁１８ｖ、ＰＴＯ電磁比例制御弁２４ｐによって動作制御し、また、機体に搭載した左右のブレーキシリンダ５２、５２、ローリング調整シリンダ５３、作業機昇降シリンダ５４等をそれぞれ油圧制御可能に構成する。
【００２０】
Ｈｉ−Ｌｏクラッチ１５は、ギヤー比と対応して８〜１０ｋｍ／ｈの車速で切替えるように設定する。これは、殆どの作業速が８ｋｍ／ｈ以下であり、その切替速度での作業は少ないので、変速時のショックや複雑なクラッチ制御による遅れ等をなくすことができる。また、シンクロレシオ時には、ハイとローの両クラッチを一時的に同時接続するように構成することにより、伝達不足を招くことなく、スムーズなレジームチェンジが可能となる。これは、ローレジームとハイレジームについて、加速方向が同じでもレシオ変更の方向が違うので、シンクロレシオを越えるレシオ変更の場合にシリンダ３３ｃの伸縮のＳ１Ｓ２圧の加圧方向が異なり、パワーローラ３３の制御が複雑になることによる。
【００２１】
ブレーキシリンダ５２、５２は、切替弁５２ｖと電磁比例制御弁５２ｐとにより、左右のブレーキを個別に制御可能に構成する。ローリング調整シリンダ５３は、切替弁５３ｖによって左右方向傾斜を調節する。作業機昇降シリンダ５４は、リフトアーム制御弁によるバルブブロック５４ｂを構成して昇降制御する。
【００２２】
以上の各機器動作を制御する制御装置６１は、入出力ブロック図を図６に示すように、走行用制御部６１ａと作業機制御部６１ｂとにより構成する。
走行用制御部６１ａは、スタータスイッチ６２、圧力センサ６４、出力ディスク回転センサ６６、変速レバー位置センサ６８等の信号を入力とし、パワーローラ３３の進退操作用の制御弁４１，４１、Ｈｉ−Ｌｏクラッチ１５の各制御弁１５ｐ、１５ｐ、４ＷＤ用前輪増速切替弁１８ｖ、左右のブレーキ制御弁５２ｐ、５２ｐを制御出力として構成する。
作業機制御部６１ｂは、制御モード設定器７１、旋回制御入切スイッチ７６等の信号を入力とし、バルブブロック５４ｂを介して作業機昇降シリンダ５４の上昇下降動作、ＰＴＯ電磁比例制御弁２４ｐによってＰＴＯクラッチ２４を操作してＰＴＯ軸Ｅの出力を制御するべく構成する。制御モード設定器７１は、路上走行用のトルク制御、散布作業やロータリ作業に使用するレシオ制御、ドラフト作業用の自動の中から選択した設定を指令する。
【００２３】
次に、エンジン始動時の制御について説明する。その制御手順は、フローチャートを図７に示すように、スタータスイッチ６２の操作（Ｓ１）に基づいて、パワーローラの進退操作用の制御弁４１，４１に通電を開始（Ｓ２）する。ここで、ＰＴＯ電磁比例制御弁２４ｐの電流制御によるＰＴＯクラッチ２４のオフ保持（Ｓ３）、前輪増速クラッチ１８ｖのオフ（Ｓ４）による２輪駆動、リフトアーム制御弁５４ｂによる作業機昇降制御の停止（Ｓ５）、切替弁５３ｖによる作業機ローリング制御の停止（Ｓ６）の各牽制処理を圧力センサ６４がパワーローラ３３の進退制御のための一定圧を検知（Ｓ７）するまで繰り返した後において、各牽制処理の解除（Ｓ８）を行う。
【００２４】
上記牽制処理により、エンジン始動の際に、作業機伝動軸２１の伝動出力端に設けたＰＴＯクラッチ２４がオフに維持されることにより、作業機伝動軸２１に受けたエンジン動力は、ＰＴＯ負荷を有するＰＴＯクラッチ２４から後段に伝動出力されることがなく、また、４ＷＤクラッチがオフ側に維持されることにより、トロイダル変速機構１３の出力側から分岐した変速動力は４ＷＤクラッチ１８によってその後段に伝動出力されることがなく、その他の牽制処理を合わせることにより、作業機伝動軸２１に受けたエンジン動力は、トロイダル変速機構１３の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。
【００２５】
また、エンジン始動時は、ロークラッチ接続までの間において、ブレーキシリンダ５２を制御する電磁比例制御弁５２ｐによってブレーキを作動し、パーキングブレーキとすることによって自動でフェールセーフを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の変速伝動装置を搭載した作業車両の側面図である。
【図２】変速伝動装置の伝動系統線図である。
【図３】後側の入力ディスク支持部の拡大断面図である。
【図４】バリエータの油圧制御系統図である。
【図５】他の油圧機器の油圧制御系統図である。
【図６】機器制御の入出力ブロック図である。
【図７】エンジン始動時の制御手順のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１    農用トラクタ（トロイダル型変速機搭載作業車両）
２    変速伝動装置
１１    入力軸
１２    走行伝動軸
１３    バリエータ
１５ｐ    電磁比例制御弁（Ｈｉ−Ｌｏクラッチ）
１７    前輪伝動軸
１８ｖ    電磁切替弁（前輪増速クラッチ）
２１    作業機伝動軸
２３    油圧ポンプ
２４ｐ    電磁比例制御弁（ＰＴＯクラッチ）
３３    パワーローラ
３３ｃ    シリンダ
５２ｐ    ブレーキ制御弁（ブレーキシリンダ）
５２ｖ    切替弁（ブレーキシリンダ）
５３ｖ    切替弁（ローリング調整シリンダ）
５４ｂ    リフトアーム制御弁（作業機昇降シリンダ）
６１    制御装置
６１ｂ    作業機制御部
６１ａ    走行用制御部
６２    スタータスイッチ
６４    圧力センサ
６６    出力ディスクセンサ
７１    制御モード設定器
Ａ    前輪
Ｂ    後輪
Ｃ    エンジン
Ｅ    ＰＴＯ軸
【図１】
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【図２】
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【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】
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