(57)【要約】【課題】  作業車両の駆動装置において、クラッチを繋いだ際に、駆動装置に伝達される急激なトルク振動を低減させ、安全性および操作性に優れた作業車両を提案する。【解決手段】  主変速レバーセンサ１１１と、方向切換スイッチ１０２と、トラニオン軸角度センサ６４と、クラッチスイッチ１２０と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段となる走行制御コントローラ１１０と、を具備する作業車両の駆動装置において、クラッチ「断」の場合に、前記変速装置を中立停止状態にするように制御した。また、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、クラッチの切換を検出した際は、変速手段を、目標変速位置の速度に至る初期は徐々に加速させ、その後変化速度を増して、目標変速位置の速度になる手前から変化速度を減少するように制御した。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主変速操作具の回動位置を検出する手段と、前後進切換操作具の回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」の場合に、前記変速装置を中立停止状態にすることを特徴とする作業車両の駆動装置。
【請求項２】
主変速レバーの回動位置を検出する手段と、前後進切換レバーの回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、変速手段を、目標変速位置の速度に至る初期は徐々に加速させ、その後変化速度を増すようにしたことを特徴とする作業車両の駆動装置。
【請求項３】
車速を検出する手段を具備し、前記制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、車速変化から作業車両の加速度を演算して、加速度が一定以下となるよう変速することを特徴とする請求項１または２記載の作業車両の駆動装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の作業車両の駆動装置において、クラッチ操作部に、クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段とを具備し、該クラッチ操作部に配設されるクラッチスイッチが、前記クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段と、を兼ねることを特徴とする作業車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両の駆動装置に関し、より詳細には、自動制御可能な無段変速装置を備えた走行車両において、クラッチの「断」「接」の切換の際に生ずるショックを低減させる制御手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラクタ等の作業車両における主変速装置の変速方式としては、歯付スライダを摺動させて歯車を選択したり、油圧クラッチを用いて常時噛合している変速比の異なる歯車を選択したり等して、エンジンからの動力を伝えるものが公知となっている。かかる主変速装置においては、エンジン回転を伝える伝達手段の中間にクラッチ操作部が設けられ、変速・方向切換の際には、該クラッチ操作部におけるクラッチ操作を行って、エンジン回転をミッション側に伝えないような構成とされている。
【０００３】
一方で、ＨＳＴ式や、ＣＶＴ式などの変速装置のように、変速の際に油圧装置やプーリ幅変速装置などにより、オペレータがクラッチ操作をすることなく変速を行える無段変速装置を備えた駆動装置も公知となっている。例えば、特許文献１において提案されている油圧駆動車両の変速装置においては、可変容量型の油圧ポンプと、固定容量型の油圧モータとを有するＨＳＴ式変速装置を具備しており、該油圧ポンプの可動斜板が、主変速レバーと連結連動し、該主変速レバーを回動することにより、該油圧ポンプからの吐出量を変更して出力回転数を変更することによって、走行制御を行えるようにするものである（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５０４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の歯車選択式、いわゆるメカミッションにおいては、高速レンジにおいてクラッチを繋ぐ際に、急激にエンジン回転が車軸に伝達され、オペレータや作業車両本体にショックを与えることがある。そのため、オペレータがクラッチ操作をする際には、徐々にエンジン回転を走行車軸に繋げるような操作（例えば、いわゆる「半クラッチ」など）が必要となっており、かかる作業車両の運転操作が煩わしかった。
【０００６】
また、前記ＨＳＴ式等の無段変速装置で、クラッチ「断」の状態において、速度切換や進行方向切換などの自動変速を行った場合には、該無段変速装置の制御遅れにより、クラッチを繋いだときに、オペレータの操作した方向速度とは異なる走行が始まることがあった。そのため、作業車両の停止・発進の際の確認作業が煩わしかった。
【０００７】
さらに、前記特許文献１記載の変速装置を具備する作業車両においても、同様の課題があった。すなわち、トラクタ等の作業車両は、圃場において前後進走行を繰り返し行う場合があるが、一方で、かかる圃場の隅所等に置いては、一旦車両本体を停止させた後に、走行方向を変更することが好ましい場合がある。また、圃場状態や作業種によっては、低速操業や高速操業を要する場合があり、かかる場合等に、煩雑なクラッチ操作によって、円滑な作業が妨げられていたのである。
【０００８】
そこで、本発明においては、作業車両の駆動装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、クラッチを繋いだ際に、駆動装置に伝達される急激なトルク振動を低減させ、かつ、簡便な運転操作を実現する駆動装置を提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
すなわち、請求項１においては、主変速操作具の回動位置を検出する手段と、前後進切換操作具の回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」の場合に、前記変速装置を中立停止状態にするようにしたものである。
【００１１】
請求項２においては、主変速レバーの回動位置を検出する手段と、前後進切換レバーの回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、変速手段を、目標変速位置の速度に至る初期は徐々に加速させ、その後変化速度を増すようにしたものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項１または２において、車速を検出する手段を具備し、前記制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、車速変化から作業車両の加速度を演算して、加速度が一定以下となるよう変速するものである。
【００１３】
請求項４においては、請求項１または２において、クラッチ操作部に、クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段とを具備し、該クラッチ操作部に配設されるクラッチスイッチが、前記クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段と、を兼ねるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
すなわち、請求項１に示すように、主変速操作具の回動位置を検出する手段と、前後進切換操作具の回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」の場合に、前記変速装置を中立停止状態にするようにしたので、急発進や、制御遅れによって意図しない方向へ進行することを防ぎ、作業車両の走行や停止の安全性および操作性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に示すように、主変速レバーの回動位置を検出する手段と、前後進切換レバーの回動位置を検出する手段と、変速装置の変速位置を検出する手段と、クラッチの断接を検出する手段と、検出値に基づいて変速装置を制御する制御手段と、を具備する作業車両の駆動装置において、該制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、変速手段を、目標変速位置の速度に至る初期は徐々に加速させ、その後変化速度を増すようにしたので、作業車両の急発進を防止し、いわゆる「半クラッチ」などの煩雑なクラッチ操作を不要とし、作業効率を高めることができる。
【００１７】
請求項３に示すように、請求項１または２において、車速を検出する手段を具備し、前記制御手段は、クラッチ「断」からクラッチ「接」へ変更した場合に、車速変化から作業車両の加速度を演算して、加速度が一定以下となるよう変速するので、クラッチを繋いだ際に、作業車両の進行方向への加速度を低減するとともに、駆動装置に伝達されるトルク振動を低減させ、特に、高速レンジにてクラッチを繋ぐ際にも、エンジン駆動が急激に車軸に伝達されオペレータや作業車両本体にショックを与えることを防止することができる。
【００１８】
請求項４に示すように、請求項１または２において、クラッチ操作部に、クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段とを具備し、該クラッチ操作部に配設されるクラッチスイッチが、前記クラッチの断接を検出する手段と、スタータ回路を断接する手段と、を兼ねるので、クラッチ操作部に高価なスイッチ等を複数設ける必要がなく、スイッチの取り付けに必要な構造も簡素なままで済ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る変速装置を配設したトラクタの平面図、図２はミッションケースの側面断面図、図３は駆動伝達機構を示すスケルトン図、図４はミッションケースの変速部側面図、図５は油圧回路図、図６はクラッチ操作部の側面図である。また、図７は制御ブロック図、図８はフローチャート図、図９はフローチャート図、図１０はフローチャート図である。また、図１１はトラニオン軸角と時間との関係を示す図、図１２はトラニオン軸位置とトラニオン軸角度変化スピードとの関係を示す図、図１３は主変速レバーセンサ値と目標変速との関係を示す図である。そして、図１４はスタータ回路図、図１５は別実施例に係るクラッチ操作部の側面図、図１６は別実施例に係るスタータ回路図である。
【００２０】
まず、本発明に係る駆動装置を具備した油圧駆動車両の一実施例であるトラクタ１の概略構成について、以下に説明する。
図１に示すように、本機前部のボンネット３内にエンジン２が配置され、該エンジン２をボンネット３にて覆い、該ボンネット３の後部のダッシュボード４上に操向手段となるハンドル５が配置されている。該ダッシュボード４側部にアクセルレバーと前後進切換操作具とからなる前後進切換レバー８が突出され、前記ハンドル５の後方に座席シート６が配設されている。該座席シート６近傍に副変速レバー１０とＰＴＯ変速レバー１１と作業機昇降レバー１２とが配置され、フェンダー２１上に主変速レバー７が配置されている。該座席シート６およびハンドル５が配設されている部分を、操縦部９としている。なお、前記各レバーの配置位置はこれに限定するものではなく、該操縦部９の近傍であればよい。
【００２１】
前記主変速レバー７の回動基部には、主変速操作具の回動位置を検出する手段となる主変速レバーセンサ１１１が配置され、該主変速レバーセンサ１１１は走行制御コントローラ１１０と接続されている。また、前後進切換レバー８の回動基部には、前記前後進切換操作具の回動位置を検出する手段となる方向切換スイッチ１０２が配置され、該方向切換スイッチは走行制御コントローラ１１０と接続されている。
【００２２】
本機前部両側には前輪１３・１３が支架され、後部両側には後輪１４・１４が支架されている。前記座席シート６下部にミッションケース１５が配置され、該ミッションケース１５の後方には、各種作業機を装着するための三点リンク式の作業機装着装置１６が取り付けられている。該ミッションケース１５の後面よりＰＴＯ軸２７が突出されて、作業機を駆動可能としている。
【００２３】
次に、トラクタ１の駆動伝達系について、以下に説明する。
図２および図３に示すように、前記エンジン２の出力軸の後部にクラッチ２０が配設され、該クラッチ２０を介して、ミッションケース１５内に配置されたＨＳＴ（油圧式無段変速装置）２３の油圧ポンプ５１の入力軸３３に動力が伝えられる。該入力軸３３は、油圧ポンプ５１を貫通して後方に延出されて該油圧ポンプ５１を駆動するとともに、該入力軸３３から、ＰＴＯ変速装置２６を介してＰＴＯ軸２７に動力が伝達される。前記エンジン２の出力軸近傍には、該エンジン２の回転数を検出する手段となるエンジン回転数センサ１１３が配置され、該エンジン回転数センサ１１３は走行制御コントローラ１１０と接続されている。
【００２４】
前記ＨＳＴ２３は、可変容量型の油圧ポンプ５１と固定容量型の油圧モータ５２とで構成され、該油圧ポンプ５１を構成する可動斜板５３は、後述するアクチュエータとなる油圧シリンダ６７の作動により傾倒され、該油圧シリンダ６７が前記主変速レバー（ＨＳＴレバー）７等の操作で駆動されるようにしている。本実施例では、該主変速レバー７はフェンダー２１上に配置されているが、かかる配置はこれに限定するものではなく、例えば、ダッシュボード４等に配置することもできる。
【００２５】
前記ＨＳＴ２３の後側、つまり、動力伝達経路の下流側に副変速装置２４が設けられ、該ＨＳＴ２３の油圧モータ５２の出力軸２５を介して、副変速装置２４に動力が伝えられる。該副変速装置２４は、摺動歯車３１を摺動させることによって３段の変速を可能としている。前記副変速装置２４で変速された動力は、該副変速装置２４の出力軸であるドライブ軸３０から、該ドライブ軸３０の後端に設けられたドライブピニオン３２を介して、後輪デフ装置３４に伝えられる。
【００２６】
該後輪デフ装置３４より、左右のデフヨーク軸３５Ｌ・３５Ｒおよび最終減速機構３６・３６を介して、後輪１４・１４が駆動される。車軸の回転数を検出する手段たる車軸回転数センサ１１２で該後輪１４の回転数は検出される。なお、本実施例では、該車軸回転数センサ１１２は、デフヨーク軸３５Ｌ（３５Ｒ）の回転を検出する構成としているが、かかる検出対象はこれに限定するものではなく、例えば、最終減速機構３６の歯車の回転数、後輪１４を固定した車軸の回転数、もしくはドライブ軸３０の回転数等を検出する構成としてもよい。
【００２７】
また、前記ドライブ軸３０上に前輪駆動歯車４０が固設され、該ドライブ軸３０に伝達された動力が、該前輪駆動歯車４０より二連のカウンター歯車４１を介して、前輪変速装置２９に伝えられる。該前輪変速装置２９は、咬合式の４輪駆動クラッチ３７と、前輪増速クラッチ３８とからなり、両クラッチ３７・３８がＯＦＦの場合には、後輪１４・１４のみの２輪駆動となり、路上走行等で作動される。一方、４輪駆動クラッチ３７がＯＮされると、前輪１３・１３と後輪１４・１４が同速で駆動され、作業時等で作動される。前輪増速クラッチ３８は、ハンドル５を設定角度以上回転させるとＯＮされて、前輪１３・１３の駆動速度を、後輪１４・１４よりも増速させて約２倍の速度で駆動するようにしている。
【００２８】
前記前輪変速装置２９により変速された動力は、出力軸より伝動軸１９を介して、フロントアクスルケース内のフロントデフ装置４３に伝達され、該フロントデフ装置４３より、両側のデフヨーク軸４４Ｌ・４４Ｒおよび最終減速機構４５を介して、前輪１３・１３を駆動するようにしている。
【００２９】
また、図４に示すように、前記油圧ポンプ５１の可動斜板５３には、トラニオン軸（変速軸）６１がＨＳＴ収納ケース６２より突出して連結されており、該トラニオン軸６１にシフトアーム６３が固定されている。ＨＳＴ収納ケース６２上に、変速装置の変速位置を検出する手段となるトラニオン軸角度センサ６４が固定されており、該トラニオン軸角度センサ６４のセンサアーム６４ａが、該シフトアーム６３の一端６３ａを係合して、シフトアーム６３（トラニオン軸６１）の回動角を検出する。換言すると、該トラニオン軸角度センサ６４によって、ＨＳＴ２３の変速位置が検出されるのである。該トラニオン軸角度センサ６４は、走行制御コントローラ１１０に接続されている。
【００３０】
なお、該トラニオン軸角度センサ６４の構成はこれに限定するものではなく、例えば、ポテンショメータ・ロータリスイッチ・ロータリエンコーダ等によるものでもよい。また、トラニオン軸角度センサ６４の取り付け位置もこれに限定するものではなく、トラニオン軸６１上またはその周囲に配置することも可能である。
【００３１】
前記シフトアーム６３の他端６３ｂは、下方に延出されて連結リンク６５の一端６５ａに枢支され、該連結リンク６５の他端６５ｂは、後方（図４において左方）へ延出されて連結アーム６６の一端６６ａに枢支されている。該連結アーム６６の他端６６ｂが、アクチュエータとなる油圧シリンダ６７のピストンロッド６７ａの先端に枢支され、該連結アーム６６の中途部が、ミッションケース１５側面に固定された支点ブラケット６８に立設したピン６８ａに枢支されている。
【００３２】
前記油圧シリンダ６７のピストンロッド６７ａが伸縮されると、連結アーム６６がピン６８ａを中心に回動され、該連結アーム６６の回動に連動して、連結リンク６５が前後方向に摺動され、トラニオン軸６１を中心にシフトアーム６３が回動される。そして、該トラニオン軸６１はシフトアーム６３の回動に伴って回動され、該油圧シリンダ６７のピストンロッド６７ａの伸縮によって、トラニオン軸６１が回動され、ＨＳＴ２３の油圧ポンプ５１の可動斜板５３が制御される仕組みとされている。
【００３３】
このように、該油圧シリンダ６７を、前記走行制御コントローラ１１０の制御信号により後述する制御バルブ８６を切り換えて伸縮させることによって、前記連結アーム６６・連結リンク６５・シフトアーム６３を介してトラニオン軸６１が回動され、可動斜板５３が傾倒される。そして、該トラニオン軸６１の回動角がトラニオン軸角度センサ６４で検出され、走行制御コントローラ１１０にフィードバックされるようにしているのである。
【００３４】
次に、トラクタ１の油圧回路について、以下に説明する。
図５に示すように、エンジン２により、第一ポンプ７１・第二ポンプ７２・チャージポンプ７３・油圧ポンプ５１が駆動され、ミッションケース１５内の作動油がフィルタを介して吸込まれて、該第二ポンプ７２からの圧油が図示しない作業機昇降用の油圧シリンダや作業機水平制御用の油圧シリンダへ送油され、各油圧シリンダが駆動されるようにしている。前記第一ポンプ７１の吐出側には分流弁７４が接続され、該分流弁７４はプライオリティバルブとなっており、優先側の分流油路にＨＳＴ２３と制御用の油圧シリンダ６７に接続され、他方はパワーステアリング用制御バルブ７５およびパワステシリンダ７６に接続されている。
【００３５】
前記分流弁７４の優先側出力油路には、油圧シリンダ６７の制御圧を設定するリリーフバルブ７７および制御バルブ８６が接続されている。該制御バルブ８６は、油圧シリンダ６７の伸長を制御する電磁バルブ７８と、縮小を制御する電磁バルブ７９と、チャージポンプ７３へ流れる量を制御する電磁バルブ８０とから構成されている。該電磁バルブ８０は、ＰＷＭ制御によりデューティー比を調整して開閉制御され、流量を制御することにより油圧シリンダ６７への油圧を制御するようにしている。また、前記電磁バルブ７８および電磁バルブ７９は、後述する操作によって切り換えて、油圧シリンダ６７の伸長・縮小を制御するようにしている。
【００３６】
かかる制御により、前記可動斜板５３の傾倒角を変更して油圧ポンプ５１の吐出量および吐出方向を変更し、前記油圧モータ５２の出力軸２５を前進・後進回転させて、トラクタ１を前進・後進させることができる。なお、該電磁バルブ７８・７９・８０は、一つの電磁バルブで構成することも可能である。
【００３７】
前記ＨＳＴ２３は、油圧ポンプ５１と油圧モータ５２との間が油路８１・８２により接続されて閉回路を構成し、該油路８１・８２近傍には、該油路８１・８２の油圧を検出する手段として圧力センサ１１４・１１５が配設され、該圧力センサ１１４・１１５は走行制御コントローラ１１０と接続されている。また、該閉回路は、フィルタ８３・絞り８４・チェックバルブ８５を介して前記チャージポンプ７３からの圧油を補給可能に接続されている。
【００３８】
なお、本実施例に係る変速装置は、上記ＨＳＴ２３に限定するものではなく、例えば、カム式変速機や、油圧クラッチを用いた有段の自動変速機や、ベルトを用いたＣＶＴ（Ｃｏｕｔｉｎｎｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ）など、当業者が容易に想到するその他の変速装置を含むものである。
【００３９】
ここで、クラッチ操作部８９の構成について、以下に説明する。
図１および図６に示すように、本実施例に係るトラクタ１は、前後長板状の車両フレーム８７に前記エンジン２が搭載され、該車両フレーム８７の左右両側にステップ８８・８８が略水平に配設されている。前記ダッシュボード４の左側下方の該ステップ８８に、クラッチ操作部８９が形成され、車両フレーム８７の下部側方に吊下されたブラケット９０に、該クラッチ操作部８９のクラッチペダル９１が配設されている。該ブラケット９０には、回動軸９２が回動自在に水平支持されており、該回動軸９２の一側端に、前記クラッチペダル９１の基部９１ａが相対回転不能に固定されている。このように該クラッチペダル９１を枢支するために、該回動軸９２がステップ８８より下方に配設されている。
【００４０】
該クラッチペダル９１は、筒状に形成された前記基部９１ａと、オペレータが踏動するための踏面部９１ｂと、該踏面部９１ｂに基部９１ａを連結するための側面視略「く」字状の連結部９１ｃと、後述するクラッチスイッチ１２０と当接可能に後下方に突出して形成される当接部９１ｄとから成り、前記回動軸９２を介して基部９１ａを前記ブラケット９０に支持することにより、クラッチペダル９１全体が係止されるのである。
【００４１】
該回動軸９２には、略上下方向でやや後傾状に配置されたアーム９３の中途部が固設され、前記クラッチペダル９１が踏み込まれると、同時に該アーム９３が傾動されるように構成されている。該アーム９３の上端にはピン軸９３ａが突起形成され、該ピン軸９３ａにロッド９４の一端部が回動可能に枢支連結される。該ピン軸９３ａは、先端部が該ロッド９４より突出して突出部を構成し、戻しバネ９５の一端部が、該突出部に貫設された係止孔に係止されている。該戻しバネ９５の一側他端部が、前記車両フレーム８７の下方側部に配設された支持ステー９６に配置された係止具９８に係止される。
【００４２】
前記アーム９３の下端にはピン軸９３ｂが突起形成され、該ピン軸９３ｂに前記ロッド９７の一端部が回動可能に枢支連結され、該ロッド９７の一側他端は前記クラッチ２０等と相互連動可能に接続されている。該ロッド９７は、前記アーム９３が回動軸９２を中心として回動されると、連動してトラクタ１の前後方向に摺動される。なお、本実施例に係るクラッチ操作部８９においては、該ロッド９７が前方に移動される場合に、クラッチ２０等が切断されるような構成とされている。
【００４３】
また、前記支持ステー９６には、クラッチの断接を検出する手段としてのクラッチスイッチ１２０が配設され、該クラッチスイッチ１２０は、走行制御コントローラ１１０に接続されている。クラッチペダル９１が踏動されて前記当接部９１ｄが回動されることによって、該当接部９１ｄの上面に配設される押圧具９９に該クラッチスイッチ１２０が押圧される。
【００４４】
該クラッチ操作部８９は、前記戻しバネ９５によって、ピン軸９３ａを介してアーム９３が車両後方（図６において右方）に付勢され、該アーム９３に連動して、前記ピン軸９３ｂを介して、前記クラッチ２０等がクラッチ「接」の方向に付勢されるような構成とされている。オペレータにより、クラッチペダル９１が踏動されると、該クラッチペダル９１は回動軸９２を中心に回動され、かかるクラッチペダル９１の回動に連動して、アーム９３が前記戻しバネ９５が伸びる方向（図６において左方）に回動され、該アーム９３の上下両端に形成されたピン軸９３ａ・９３ｂを介して、それぞれロッド９４・９７が連動して摺動される。
【００４５】
そして、前記当接部９１ｄの上面に配設される押圧具９９によって、クラッチスイッチ１２０が押圧される。上述のように、ロッド９７が後方に摺動される場合に、該クラッチ２０等が切断されるため、かかる場合に、クラッチスイッチ１２０を介して走行制御コントローラ１１０がクラッチ「断」と判断する。一方、オペレータがクラッチペダル９１を放すと、前記アーム９３に付勢された戻しバネ９５によって、該アーム９３が車両後方に回動され、該アーム９３と連動してロッド９７も車両後方に摺動されるため、前記クラッチ２０等がつながれた状態に復帰するのである。かかる場合に、クラッチスイッチ１２０を介して走行制御コントローラ１１０がクラッチ「接」と判断するのである。
【００４６】
次に、本実施例に係る駆動装置の制御手段ついて、以下に詳述する。
図７に示すように、走行制御コントローラ１１０には、主変速操作具の回動位置を検出する手段たる主変速レバーセンサ１１１、前後進切換操作具の回動位置を検出する手段たる方向切換スイッチ１０２、変速装置の変速位置を検出する手段たる前記トラニオン軸６１の回動角を検出するトラニオン軸角度センサ６４、車軸の回転数を検出する手段たる車軸回転数センサ１１２、エンジン２の回転数を検出する手段たるエンジン回転数センサ１１３、ＨＳＴ２３の油路８１・８２の圧力を検出する手段たる圧力センサ１１４・１１５およびクラッチの断接を検出する手段たるクラッチスイッチ１２０がそれぞれ接続されている。
【００４７】
該走行制御コントローラ１１０に電磁バルブ７８・７９のソレノイド７８ｂ・７９ａが接続され、走行制御コントローラ１１０からの制御信号により電磁バルブ７８・７９を切り換えて、油圧シリンダ６７を伸縮駆動させ、前記可動斜板５３の角度を変更できるようにしている。このように、本実施例に係る駆動装置においては、該走行制御コントローラ１１０によって、上述の主変速レバーセンサ１１１等により検出された検出値に基づいて、ＨＳＴ２３を制御することが可能となっている。
【００４８】
本実施例に係るトラクタ１は、通常時にはギアで変速操作を行う副変速レバー１０と、ＨＳＴ２３のトラニオン軸６１の角度を決定する主変速レバー７の操作によって決定される設定速度で走行する。しかし、オペレータが、車両走行中に主変速レバー７等の操作をすることなしにクラッチ操作を行い、また、その後に作業車両の走行を停止させる場合がある。かかる場合にクラッチ操作を解除すると、主変速レバー７の回動位置が元のままであるため設定速度が高く、急速発進や急激なトルク発振が起こる。そのため、クラッチ操作を行った場合には、その都度主変速レバー７等を中立の位置に来るように操作する必要があった。
【００４９】
そこで、本実施例に係る駆動装置においては、かかる不具合を解消すべく、クラッチ操作を行った場合には、前記ＨＳＴ２３の可動斜板５３を中立停止状態にし、また、クラッチの切換を行った場合には、該ＨＳＴ２３を通常より遅く加速させ、トラクタ１が加速度を持って安定した状態となると速やかに所定の車速にする制御手段を具備するものである。
【００５０】
以下に、本実施例に係るトラクタ１が行う処理の一例について詳述する。
図８に示すように、まず、現在の主変速レバー７の回動位置と、前後進切換レバー８の回動位置と、前後進トラニオン軸６１の回転位置等とが、それぞれセンサ１１１・１０２・６４等によって読み込まれる（１３０）。次に、クラッチ操作部８９に配設されたクラッチペダル９１の踏動を検出するクラッチスイッチ１２０により、クラッチ「断」または「接」の有無を判断する（１３１）。
【００５１】
オペレータは、走行作業中において車両を停止させる場合等に、かかるクラッチ操作部８９のクラッチペダル９１の踏動によりクラッチの断接を行うが、本実施例においては、クラッチ２０の断接の有無により、駆動装置の制御を異なるものとするものである。クラッチペダル９１が踏動されてクラッチ「断」となると、前記クラッチスイッチ１２０が押圧されてクラッチスイッチ１２０からの信号を走行制御コントローラ１１０に送信し、前記トラニオン軸６１の目標位置を中立に変更する偏差演算が行われる（１３２）。
【００５２】
油圧シリンダ６７がある走行速度位置に保持されている状態でクラッチ操作を行った瞬間は、エンジン２からの動力伝達が断たれて、設定速度から速やかに速度が低下する。このクラッチ「断」の状態が発生した場合、電磁バルブ７８・７９を駆動させて、前記可動斜板５３が中立となるように油圧シリンダ６７を速やかに駆動させるのである。そのため、クラッチ操作を行う度に、オペレータが主変速レバー７等を操作することなく変速装置が中立停止状態にされ、制御遅れによって意図しない方向へ進行することを防ぐことができる。
【００５３】
なお、本実施例に係る変速装置の強制中立機構は、次のように構成される。
図９に示すように、各センサースイッチが読み込まれる際に（１３０）、主変速レバー７の回動位置がセンサ１１１により読み込まれ、該主変速レバー７の設定位置が中立状態（Ｎ速）であれば、目標変速が中立となるように変速装置が走行制御コントローラ１１０により強制制御される（１３４）。該主変速レバー７の設定位置が中立状態以外の場合には、前記方向切換スイッチ１０２の信号の有無が判断される（１３５）。該方向切換スイッチ１０２の信号を走行制御コントローラ１１０が検出した場合、すなわち、前後進切換レバー８が中立の状態である場合には、目標変速が中立となるように変速装置が走行制御コントローラ１１０により強制制御される（１３４）。
【００５４】
そして、方向切換スイッチ１０２の信号が検出されない場合、すなわち、該前後進切換レバー８が前進または後進方向のいずれかの方向位置に回動される場合には、前記クラッチスイッチ１２０の信号の有無が判断される（１３６）。該クラッチスイッチ１２０の信号を走行制御コントローラ１１０が検出した場合、すなわち、クラッチ「断」の場合においては、上述のように走行装置は目標変速が中立となるように強制制御される（１３４）。そして、該クラッチスイッチ１２０の信号が検知されない場合、すなわち、クラッチ「接」の場合には、強制中立機構により制御されることなく、主変速レバー７等による設定速度・方向となるように変速装置が制御される。
【００５５】
このように、本実施例に係る駆動装置に上述の強制中立機構を具備することで、車両走行の安全性を担保し、不用意な急発進や、煩雑なクラッチ操作等を排除して、安全性および操作性をさらに向上させることができる。また、ギア変速操作時に際して、クラッチ「断」のタイミングで変速装置を中立状態にするため、車両を安全に停止させることができる。
【００５６】
また、図８および図１０に示すように、クラッチペダル９１が踏動されず、前記クラッチスイッチ１２０に信号が発生していない場合において、該クラッチペダル９１が踏動状態から復帰途中か否かで、駆動装置の制御が異なる（１３７）。すなわち、該クラッチスイッチ１２０の信号が検出されず、もしくは、クラッチ「断」からクラッチ「接」への復帰後であると判断される場合は、主変速レバーセンサ１１１により検出される主変速レバー７の回動位置に応じたトラニオン軸６１の位置が、前記トラニオン軸角度センサ６４により検出され、現在位置から設定位置までの偏差演算が行われる（１３８）。
【００５７】
クラッチペダル９１がクラッチ「断」からクラッチ「接」で、トラニオン軸角度が復帰途中である場合は、トラニオン軸角度の偏差演算およびソレノイド出力幅演算が行われる（１３９）。該クラッチペダル９１を放し、エンジン２からの駆動を伝達させる際に、急激に主変速レバー７の設定速度に復帰すれば、オペレータに急激な加速度を与えることになる。これが、発進時のショックとなり、オペレータにとって不快であるのみならず、場合によっては、安全性を低減させる要因となり得る。
【００５８】
そこで、かかるトラニオン軸角度の偏差演算およびソレノイド出力幅演算（１３９）は、トラニオン軸角と時間の関係が、図１１に示すような関係となるように行われる。すなわち、コントローラ１１０のメモリには予め図１１に示すような関係となるマップが記憶されており、該マップにあわせた制御信号が出力され、トラニオン軸の変更を、最初は徐々に動作させて、走行速度が０（ゼロ）から低ショックな範囲で徐々に加速を与える。かかる車両の進行速度が安定したあたりからは、速やかに目標位置にトラニオン軸を変更（回動）するように制御する。
【００５９】
特に、上記トラニオン軸角度の偏差演算およびソレノイド出力幅演算は、図１２に示すように行うのが好ましい。すなわち、トラニオン軸位置とトラニオン軸角度変化スピードの関係もマップとしてコントローラ１１０に記憶され、トラニオン軸位置の変更を、最初は徐々に駆動させて加速を与え、トラニオン軸角度変化スピードも徐々に上げる。そして、目標速度手前、つまり、トラニオン軸位置が目標位置付近から該トラニオン軸角度変化スピードを減速して目標位置で停止する。かかる制御方法によれは、トラニオン軸位置のオーバーシュートを抑えることができる。
【００６０】
このような構成とすることで、かかるクラッチ操作後は、変速装置の可動斜板５３の傾動を走行制御コントローラ１１０により制御するため、急発進や、半クラッチなどの特別のクラッチ操作が不要となり、オペレータによる作業効率を高めることができる。また、一旦車両本体を停止させた後に走行方向を変更する場合であっても、煩雑なクラッチ操作が不要となる。
【００６１】
本来であれば、前記油圧シリンダ６７の駆動は、トラニオン軸６１位置毎に、または、駆動開始からの時間を定めて、その駆動速度をＰＷＭ制御によって調整することによって可能である。しかし、本実施例に係る駆動装置においては、ＨＳＴ効率・エンジン効率・作業車両の走行負担・ＰＴＯなどによる走行以外の作業負担等の条件によって、同様な変速操作に対しても、車両加速度の変化が一定ではない。また、一定操作に対して、ショックの程度は保証されない。
【００６２】
そこで、車軸回転数センサ１１２により実際の走行速度の変化を検出し、予め定められた速度変化パターンに適合するよう、油圧シリンダ６７の駆動が調整される。すなわち、前記車軸回転数センサ１１２の検出値より、車両の加速度が上記トラニオン軸変化パターンによって意図された車両加速との差を演算する（１４０）。そして、得られた車両加速度に値が、一定値よりも大きい場合には（１４１）、ＰＷＭ出力幅をかかる加速度に応じて減少させるのである（１４２）。
【００６３】
このような構成とすることで、前記クラッチ２０等を繋いだ際に、駆動装置に伝達される急激なトルク振動を、低減させるようにしている。また、高速レンジにてクラッチを繋ぐ際にも、エンジン駆動が急激に車軸に伝達され、オペレータや作業車両本体にショックを与えることを防止することができる。
【００６４】
そして、前記主変速レバーセンサ値と目標変速の関係は、予め、図１３に示すような関係となるようにマップとしてメモリに記憶されており、上述のように変化するように偏差を演算し、その偏差値を走行制御コントローラ１１０からソレノイドを駆動して油圧シリンダ６７へ圧油を送油して、ＨＳＴ２３が制御される（１４３）。
【００６５】
該主変速レバー７で設定した速度となるように、前記トラニオン軸６１を回動させ、該主変速レバー７が前進方向に傾動される場合には、後進側（減速）方向出力パラメータを計算して、縮みデューティー比を調整し、縮み後進側へ油圧シリンダ６７を作動させ、トラニオン軸６１を駆動出力する（１４４）。また、それぞれトラニオン軸６１駆動出力の停止処理を行う（１４５）。さらに、前進側（増進）方向出力パラメータを計算して、伸びデューティー比を調整し、伸び後進側へ油圧シリンダ６７を作動させ、トラニオン軸６１を駆動出力する（１４６）。
【００６６】
そして、前進側または後進側の電磁バルブ７８・７９を作動させて、油圧シリンダ６７を作動し、主変速レバー７で設定した角度と一致するかどうかを判断して、一致した位置で油圧シリンダ６７の動作を停止させるのである。
【００６７】
次に、本実施例に係るエンジン２のスタータ回路について、以下に説明する。
従来、エンジン始動時に、オペレータが意図しないタイミングで発進することのないよう、クラッチペダルを踏んだ状態、すなわち、エンジンの回転駆動がギアに伝わらない状態でなければ、エンジンが始動しないように、該エンジンのスタータ回路に、スタータスイッチと直列にセーフティスイッチが接続され、セーフティスイッチがＯＮの時エンジンが駆動可能とされるのが一般的であった。具体的には、スターティングモータを配設したスタータ回路において、スタータスイッチとセーフティスイッチとが、直列に配列接続され、該セーフティスイッチは、クラッチ操作部に配設されていた。
【００６８】
本実施例に係るスタータ回路においては、図６および図１４に示すように、クラッチの断接を検出する手段たる前記クラッチスイッチ１２０が、スタータ回路を断接する手段として兼用される。該スタータスイッチ１４７とスターティングモータ１４８との間に、該大容量リレー１４９を配置させ、該大容量リレー１４９は、前記走行制御コントローラ１１０とクラッチスイッチ１２０とに接続される。前記クラッチペダル９１が踏動され、クラッチスイッチ１２０が押圧されて該クラッチスイッチ１２０に信号が発生した場合に、同時に該大容量リレー１４９がＯＮされ、スタータ回路が「接」とされる。
【００６９】
すなわち、クラッチ操作部８９に配置されるクラッチスイッチ１２０が、前記セーフティスイッチとして兼用されるのである。このような構成とすることで、従来のスタータ回路に、前記大容量リレー１４９を一つ追加したのみであり、該大容量リレー１４９が、従来用いられてきたエンジン２の始動時の安全回路としての役割を担う。そのため、クラッチ操作部８９に高価なスイッチ等を複数設ける必要がなく、スイッチの取り付けに必要な構造も簡素なままで済ませることができる。また、本実施例に係る駆動装置と、無段変速装置を具備しない車両との部品共用化も可能であり、経済的である。
【００７０】
なお、上述のように、前記クラッチスイッチ１２０が、クラッチの断接を検出する手段とスタータ回路を断接する手段とを兼ねる場合の他に、前記クラッチ操作部８９を、図１５に示すような構成としてもよい。すなわち、クラッチ操作部８９に、クラッチの断接を検出する手段たるクラッチスイッチ１２０と、スタータ回路を断接する手段たるセーフティスイッチ１５０を別個に配設するようにしてもよい。該クラッチ操作部８９においては、クラッチペダル９１が踏動されて当接部９１ｄが回動されることによって、該当接部９１ｄの上面に配設される押圧具９９および１００に、該クラッチスイッチ１２０およびセーフティスイッチ１５０がそれぞれ押圧される。
【００７１】
かかる場合のスタータ回路は、図１６に示すように、スタータスイッチ１４７とスターティングモータ１４８との間に、該セーフティスイッチ１５０を配置し、また、該クラッチスイッチ１２０を、前記走行制御コントローラ１１０に接続するような構成としてもよい。かかる構成とすることで、同一部材にスイッチ１２０・１５０が配置されるため、メンテナンス性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る変速装置を配設したトラクタの平面図。
【図２】ミッションケースの側面断面図。
【図３】駆動伝達機構を示すスケルトン図。
【図４】ミッションケースの変速部側面図。
【図５】油圧回路図。
【図６】クラッチ操作部の側面図。
【図７】制御ブロック図。
【図８】フローチャート図。
【図９】フローチャート図。
【図１０】フローチャート図。
【図１１】トラニオン軸角と時間との関係を示す図。
【図１２】トラニオン軸位置とトラニオン軸角度変化スピードとの関係を示す図。
【図１３】主変速レバーセンサ値と目標変速との関係を示す図。
【図１４】スタータ回路図。
【図１５】別実施例に係るクラッチ操作部の側面図。
【図１６】別実施例に係るスタータ回路図。
【符号の説明】
【００７３】
１    トラクタ
７    主変速レバー
８    前後進切換レバー
２０    クラッチ
２３    ＨＳＴ
５１    油圧ポンプ
５２    油圧モータ
５３    可動斜板
６４    トラニオン軸角度センサ
６７    油圧シリンダ
８９    クラッチ操作部
９１    クラッチペダル
１０２    方向切換スイッチ
１１０    走行制御コントローラ
１１１    主変速レバーセンサ
１２０    クラッチスイッチ
【図１】
2005036921.tif 000003
【図２】
2005036921.tif 000004
【図３】
2005036921.tif 000005
【図４】
2005036921.tif 000006
【図５】
2005036921.tif 000007
【図６】
2005036921.tif 000008
【図７】
2005036921.tif 000009
【図８】
2005036921.tif 000010
【図９】
2005036921.tif 000011
【図１０】
2005036921.tif 000012
【図１１】
2005036921.tif 000013
【図１２】
2005036921.tif 000014
【図１３】
2005036921.tif 000015
【図１４】
2005036921.tif 000016
【図１５】
2005036921.tif 000017
【図１６】
2005036921.tif 000018