(57)【要約】【課題】トラクタ等では、各種作業に対応するべく出力回転数をスロットルレバー及びアクセルペダルの操作で調整できるエンジンを備えると共に、多段の変速段が得られるべく主変速装置及び副変速装置を備える構成となっている。この為、路上を走行するには、スロットル及び変速にかかる操作性が悪いという課題が有った。【解決手段】トラクタのエンジンに、エンジン回転センサまたはスロットル位置センサを設ける。また変速レバーに、レバー位置センサを設ける。変速レバーは、副変速位置を高速位置Ｈに設定した状態のまま回動可能に構成し、レバー位置に応じて、増減速スイッチの操作で主変速を１〜６段に亘って切替可能にしたマニュアルドライブ状態と、前記エンジンの回転状態に応じて主変速を５〜８段、即ちマニュアルドライブ状態よりも少ない段数に亘って切替可能に構成したオートドライブ状態に切替可能に構成する。【選択図】図６
2005127523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機（１６）を連結自在にした車体と、該車体上に設けられスロットルレバー（９４）及びアクセルペダル（９５）の操作で出力回転数を調整可能なエンジン（１１）と、前記エンジン（１１）の回転動力を変速する主変速装置（４１）及び該主変速装置（４１）よりも減速比が大に設定されている副変速装置（４４）とを備えると共に、前記主変速装置（４１）を、変速操作部（３６）の操作に応じて電気的に切り替え可能に構成し、前記副変速装置（４４）を変速レバー（１８）のシフト操作で切り替え可能に構成した走行車両であって、
前記車両には、エンジン（１１）の出力回転数を検出するエンジン回転センサ（９７）と、
前記車両の主変速位置を前記エンジン回転センサ（９７）の検出値に応じて切り替えるオートドライブ状態に設定し、且つこのオートドライブ状態での主変速切替段数を前記変速操作部（３６）の操作で切り替える段数よりも少なく変更する制御手段（３０）を備えたことを特徴とする走行車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用トラクタ等の走行車両に関し、特に変速制御装置に特徴がある走行車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、農業用トラクタをはじめとする車両には、主変速装置と副変速装置を備え、例えば全２４段等、多段のシフト位置を取り得る構成となっている。またこれらの多段のシフト位置の切替操作を簡便にするため、特開２００３−４２２８８号公報に示されるトラクタでは、エンジン動力を主変速装置で８段に切換可能であり、また、前記主変速装置の合計８段の各変速シフト位置に対して副変速装置を３段の変速シフト位置に切換できる構成からなる。
【０００３】
上記合計２４段の変速シフト位置に対して主変速装置の変速シフト位置は電気的スイッチのオンオフで選択し、副変速装置の変速シフト位置は副変速レバーの手動操作で選択できる構成からなっている。
【特許文献１】特開２００３−４２２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術の発明では、トラクタが路上を含めて、走行状態であるか、ロータリ作業、ローダー作業などの圃場内作業を行う作業状態であるかを走行／作業切換スイッチの操作で選択し、同スイッチの選択により主変速装置の起点位置を変更する構成となっている。
【０００５】
ところで、運転者はトラクタの運転中に各種の操作を間違いなく、迅速に行う必要があるが、少しでも簡単な操作でトラクタの各種操作が可能になると、運転者の負担が少なくなり、誤操作の防止が図れ、操作性の良いトラクタが得られる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術のトラクタに比較して、更に操作性が良く、また操作のバリエーションを損なわないトラクタなどの走行車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題を次の解決手段で達成される。
即ち、請求項１記載の発明は、作業機（１６）を連結自在にした車体と、該車体上に設けられスロットルレバー（９４）及びアクセルペダル（９５）の操作で出力回転数を調整可能なエンジン（１１）と、前記エンジン（１１）の回転動力を変速する主変速装置（４１）及び該主変速装置（４１）よりも減速比が大に設定されている副変速装置（４４）とを備えると共に、前記主変速装置（４１）を、変速操作部（３６）の操作に応じて電気的に切り替え可能に構成し、前記副変速装置（４４）を変速レバー（１８）のシフト操作で切り替え可能に構成した走行車両であって、
前記車両には、エンジン（１１）の出力回転数を検出するエンジン回転センサ（９７）と、
前記車両の主変速位置を前記エンジン回転センサ（９７）の検出値に応じて切り替えるオートドライブ状態に設定し、且つこのオートドライブ状態での主変速切替段数を前記変速操作部（３６）の操作で切り替える段数よりも少なく変更する制御手段（３０）を備えたことを特徴とする走行車両。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、副変速装置（４４）は変速レバー（１８）のシフト操作で任意に変速位置を切り換え、主変速装置（４１）は制御手段（３０）により電気的に制御可能とし、主変速装置の変速位置を、変速操作部（３６）の操作に連動して切り換えたり、エンジン回転センサ（９７）の検出値に応じて切り替える。
【０００９】
例えば、図５に示すように、通常の作業状態での主変速切換位置は、１〜６速とし、オートドライブ状態（路上走行状態）では、５〜８速とする。
また図７に示すように、通常の作業状態での主変速切替位置は、１〜６速とし、オートドライブ状態（路上走行状態）では、２，４，６，８速とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本願発明の走行車両では、制御手段（３０）により、車両の主変速位置を前記エンジン回転センサ（９７）の検出値に応じて切り換えるオートドライブ状態に設定したときには、前記変速操作部（３６）の操作にて切り換える主変速段数と比較して主同段数を少なく変更するので、特に路上走行状態では、細かな変速が無くなり車両の操作性が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は車両の一例として農業用トラクタ１０の側面図を示し、図２には運転席１７近傍の変速装置の操作部の斜視図を示す。
【００１２】
車体の前部にエンジン１１を搭載し、該エンジン１１の回転動力を後述するようにミッションケース１２内の各種変速装置により適宜変速した後に、後輪１３または前後輪１４，１３へ伝達するように構成している。車体の後部にはリンク装置１５を介してロータリ等の作業機１６を牽引する。
【００１３】
また、運転席１７の近傍には変速操作を行うための変速レバー１８や、作業機１６の高さを変更するポジションレバー１９、エンジンスロットル弁の開度調整をするスロットルレバー９４等の各種レバーと、耕深制御スイッチ２０や旋回制御スイッチ２１等の各種スイッチ類が設けられている。前記運転席１７の前方にはハンドルポスト２４が設けられ、このハンドルポスト２４にステアリングハンドル２５が装着されている。該ステアリングハンドル２５を回転操作することにより、操内輪である前輪１４が回向して車体が旋回する。
【００１４】
さらに、ハンドルポスト２４の側面に前後進切換レバー２６を設け、ステアリングハンドル２５の前方にメータパネル２７を設けると共に、該ステアリングハンドル２５の下方にクラッチペダル２８（主クラッチ４０の入り、切り用）、エンジンスロットル弁の開度調整をするアクセルペダル９５や左右ブレーキペダル（図示せず）等のペダル類を設ける
変速レバー１８には、図示していないが中折れ部を形成しており、変速レバー１８の前記中折れ部において屈折操作して、副変速シフト位置４４を「Ｈ」に維持したままで、操作位置を擬似的に高速作業指定位置から、路上走行指定位置に移動できる。又、この操作はスイッチ又はセンサ７２，７３により検出される。
【００１５】
図９の平面図に示すように、変速レバー１８は、その操作部の一部であるレバーガイド３４から上方に回動自在に突出するように設けられ、前記レバーガイド３４には「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」の３段の変速シフト位置に変速レバー１８を移動であり、該変速レバー１８をレバーガイド３４に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置４４がリンク機構やワイヤー、カム機構といった機械式連動機構を介して「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」の何れかの副変速装置４４による変速シフト位置に手動で切り換え可能になっている。
【００１６】
レバーガイド３４の溝は副変速装置４４が「Ｌ」のトレンチャー（溝掘り）作業などに用いる超低速作業、「Ｍ」のロータリ作業などに用いる中速作業を選択可能になっており、更に「Ｈ」では前記変速レバー１８の通り、ローダ等の高速作業と路上走行が選択可能になっており、また中央には「中立」位置となる溝が設けられている。
【００１７】
また、図２に示すように変速レバー１８の把持部には、主変速装置４１により主変速シフト位置を、現位置から一段づつアップもしくはダウンする一対のモーメンタリスイッチからなる変速操作部３６（３６ａ，３６ｂ）が設けられている。
【００１８】
前記変速操作部３６は、上下方向に一対のモーメンタリスイッチ３６ａ，３６ｂを設けてアップもしくはダウン指令するものである。そして、変速シフト位置を表示する液晶モニタ３８（図４に番号のみ示す）はハンドル前方のメータパネル２７に設け、主変速装置４１による主変速シフト位置の現位置がどこであるかを表示する。
【００１９】
図３は動力伝動系の略図、図４は変速制御系のブロック図を示すが、前記エンジン１１の回転動力は、クラッチハウジング内の主クラッチ４０にて断続操作され、順次ミッションケース１２内の前後進切換装置４２、主変速装置４１、副変速装置４４へと順次伝達するように構成されている。
【００２０】
前後進切換装置４２は、「前進」、「後進」の二つのギヤ組（図示せず）を切り換える湿式多板形の前後進クラッチ４２ａ，４２ｂを有する変速装置であり、前述の前後進切換レバー２６が前進側に操作されているときは前進操作位置センサ５２がオンとなり、コントローラ３０から前後進バルブ５４の前進ソレノイドに信号が送られて、前後進クラッチの前進用クラッチ４２ａが「入」となり、前進用のギヤ組４２ｃを介して前進方向回転にて動力が主変速装置４１に伝達される。
【００２１】
これに対して、前後進切換レバー２６が後進側に操作されているときは後進操作位置センサ５３がオンとなり、コントローラ３０から前後進バルブ５４の後進ソレノイドに信号が送られて、前後進クラッチの後進用クラッチ４２ｂが「入」となり、ガウンタギヤを含む他方のギヤ組４２ｄを介して、後進方向回転にて動力が主変速装置４１に伝達される。そして、前後進切換レバー２６が申立位置にあるときは前進操作位置センサ５２及び後進操作位置センサ５３の双方がオフで前後進クラッチ４２ａ，４２ｂが「切」となり、回転動力が遮断されて主変速装置４１に伝達されない。
【００２２】
主変速装置４１は、少なくとも６段以上、本実施形態では４段のシンクロメッシュギア式第一主変速装置４１ａと、高低二段の油圧クラッチ式第二主変速装置４１ｂから構成されている。そして第一主変速装置４１ａは二つのシフタ４６ａ，４７ａをそれぞれ主変速用油圧シリンダ４６，４７で操作することにより、１段から４段までの変速シフト位置のうちの一つを選択する構成になっている。
【００２３】
すなわち、コントローラ３０から主変速「１−２速」バルブ６３の１連ソレノイド又は２連ソレノイドに信号が送られると、変速用油圧シリンダ４６により、第一連のギヤ組又は第二速のギヤ組を介して動力が伝達されて「１速」又は「２速」となる。また、コントローラ３０から主変速「３−４速」バルブ６２の４速又は３速のソレノイドに信号が送られると第３速又は第４速のギア組を図３に示す主変速用油圧シリンダ４７で作動させて動力が伝達されて「３速」又は「４速」となる。
【００２４】
また、前記第二主変速装置４１ｂは湿式多板形の高速用クラッチ４５ａと低速用クラッチ４５ｂの二連のＨｉ−Ｌ０クラッチ４５を有する油圧クラッチ式変速装置である。前記高速用クラッチ４５ａと低速用クラッチ４５ｂのうちの一方の湿式多板形クラッチ板が圧着すると、入力した回転が高速又は低速で出力される。
【００２５】
こうして主変速装置４１は８段の変速シフト位置のいずれかを選択できる。すなわち、第二主変速装置４１ｂは「高速」、「低速」の二つのギヤ組を切換えるための湿式多板形のＨｉ−Ｌ０クラッチ４５を有する変速装置を有しており、制御手段であるコントローラ３０によりＨｉ−Ｌ０クラッチバルブ４８を「高速」位置に切り換え、クラッチ内部のピストン（変速用アクチュエータ）４５ｃ（図３には図示せず）を駆動すれば、前記Ｈｉ−Ｌ０クラッチ４５が高速用クラッチ４５ａ側に「入」となり、一方のギヤ組４５ｄを介して動力が「高速」で伝達される。また、Ｈｉ−Ｌ０クラッチバルブ４８を「低速」位置に切り換え、クラッチ内部のピストン（変速用アクチュエータ）４５ｃを駆動すれば、低速用クラッチ４５ｂに「入」となり、前記一方のギヤ組よりも減速比の高い他方のギヤ組４５ｅを介して動力が「低速」で伝達される。
【００２６】
また、副変速装置４４はコンスタントメッシュギア式変速装置であり、変速レバー１８を前後左右に操作することにより、シフタ１８ａ，１８ｂを機械的に操作して変速シフト位置を切り替える構成になっている。副変速装置４４は３段の変速シフト位置（「Ｈ」、「Ｍ」、「Ｌ」）に変速できる構成になっている。なお「Ｈ」は主にローダ等の高速作業と路上走行の両方を含む。
【００２７】
このように、主変速装置４１には、８段の変速シフト位置を有する構成も備えて、該主変速装置４１で変速された回転動力は副変速装置４４に伝達される。
ここで、前記主変速装置４１には、例えば、ギヤの選択を検出する手段として主変速「１−Ｎ−２速」位置センサ６８と、主変速「３−Ｎ−４速」位置センサ６９とが設けられ、副変速装置４４には、例えば、ギヤの選択を検出する手段として副変速「Ｌ」位置センサ７０と、副変速「Ｍ」位置センサ７１と、副変速「Ｈ」位置センサ７２と「高速（Ｈ：路上）」位置センサ７３が設けられている。
【００２８】
これらのセンサ６８〜７３の検出信号は図４に示すコントローラ３０（中央演算装置ＣとメモリＭがある）に送られる。なお、コントローラ３０には作業機の高さを検出するリフトアーム角センサ３１、車体の走行速度を検出する車速センサ７４、前記クラッチペダル２８の踏み込み操作を検出するクラッチペダルセンサ８０、エンジン回転数を検出する回転センサ９７、アクセルペダル９５によるスロットル弁の開度を検出するスロットル位置センサ９８、ハンドル２５のステアリング角を検出するステアリングセンサ１００などが設けられている。
【００２９】
また、作業機１６を昇降させる図示しないリフトシリンダ、ステアリングハンドル２５の回転操作により作動するパワーステアリング装置、前輪１４へ伝達する動力を「等速」もしくは「増速」に切り換える四駆切換クラッチ、左右の後輪１３Ｌ，１３Ｒを独立して制動する左右のブレーキシリンダなどが設けられ、さらに図４に示すリフトアーム上昇用制御弁のソレノイド９１、リフトアーム下降用制御弁のソレノイド９２が設けられている。
【００３０】
そして、前記副変速装置４４で変速された回転動力は、差動装置８１を経てリヤアクズルの減速ギア８２で減速され、後輪１３に伝達される。また、前記副変速装置４４で変速された回転動力は四駆切換クラッチ７８にも伝達され、「等速」もしくは「増速」に切り換えられた後、フロントデファレンシャル装置８４を経てフロントアクスルの減速ギア８５で減速され、前輪１４が駆動される。さらに、エンジン１１の回転動力は主クラッチ４０の前段にてＰＴ０系に分岐され、図示しない変速装置などを経て、車体後部に突設されたＰＴ０取出し軸に伝達される。
【００３１】
こうして、図５に示すように、主変速装置４１により８段の主変速シフト位置が得られ、更に副変速装置４４の変速シフト位置３段を組み合わせて、２４段の変速シフト位置を得ることができる。
【００３２】
そしてこの発明では、上記機械的に変速する副変速装置４４と変速操作部３６の電気的スイッチ（モーメンタリスイッチ３６ａ，３６ｂ）で制御可能にした主変速装置４１を持つ変速装置の構成において、副変速装置４４の変速シフト位置が同一でも、変速操作部３６の一対のモーメンタリスイッチ３６ａ，３６ｂで異なる主変速装置４１の変速シフト位置を選択できる構成にした。
【００３３】
トラクタの作業では走行車両の前方に設けたバケットを用いるローダー作業は比較的高速で行われ、副変速装置４４の変速シフト位置を「Ｈ」として走行し、また、路上走行も副変速装置４４の変速シフト位置を「Ｈ」として走行する。
【００３４】
上記各種作業機を用いて行う作業は、それぞれの作業に適した主たる車速があり、その車速は互いに異なる。また上記各種作業中又は路上走行中には、トラクタは負荷に応じて若干の変速が必要になる場合がある。このときの変速は簡単な操作が良い。
【００３５】
そこで、本実施例では、変速レバー１８により副変速装置４４を操作すると、それぞれ前記した作業の中の一つあるいは路上走行が選べ、次いで主変速装置４１の変速操作部３６（スイッチ３６ａ，３６ｂ）のオンオフ等で負荷に応じた比較的少ない変速段の中の適切な変速段を選択できるようにする。
【００３６】
そのために図９に変速レバー１８の操作部の溝の平面図に示すように、副変速装置４４のシフト位置「Ｈ」の位置を２つに分け、「Ｈ」の高速作業、及び路上走行が選択可能になっている。
【００３７】
前記「中立」位置は、前記「Ｌ」、「Ｍ」、一対の「Ｈ」の各副変速シフト位置に変速レバー１８を移動可能な中央溝が設けられている。変速レバー１８を前記各変速シフト位置の溝に移動させると、図示しないが、副変速装置４４のシフタが作動して、それぞれの変速シフト位置に対応した変速用のギアを係合させることができる。変速表は図５に示す通りである。
【００３８】
こうして、前記各種作業中又は路上走行中に変速レバー１８に設けた主変速装置４１の変速シフト位置選択用の一対の増減速用の変速操作部３６（モーメンタリスイッチ３６ａ，３６ｂ）を押す回数に応じて前記「Ｌ」、「Ｍ」、一対の「Ｈ」の各副変速装置４４の変速シフト位置で設定された主変速装置４１の変速シフト位置を選択できる。例えば、主変速装置４１の変速シフト位置が「１段目」のときに変速操作部３６の増速スイッチ３６ａを抑圧操作すれば主変速装置４１の変速シフト位置が「２段目」にアップし、また主変速装置４１の変速シフト位置が「６段目」のときに変速操作部３６の減速スイッチ３６ｂを抑圧操作すれば主変速装置４１の変速シフト位置が「５段目」にダウンするといったように、１段ずつ順にアップ／ダウンする。
【００３９】
図８のフローチャートに示す例では、副変速装置４４の変速シフト位置が「Ｌ」と「Ｍ」では主変速装置４１の変速シフト位置はそれぞれ８段設定可能であり、「Ｈ」の高速作業状態では、主変速装置４１の最低段（１速）を含む１速から６速までの６段が選択でき、「Ｈ」の路上走行状態では、主変速装置４１の最高段（８速）を含む３速から８速までの６段が選択できる。
【００４０】
また、変速操作部３６の増速スイッチ３６ａや減速スイッチ３６ｂを押し続けているときは、停車検出中は短時間で変速し、走行中は一段変速が完了してから次の変速を行うようにすることが望ましい。これは、変速時にトラクタの車輪１３からの慣性を受けて電気的に変速できる変速装置のシンクロが同期できなくなることを防ぐためである。
【００４１】
さらに、別形態では、「Ｈ」の路上走行状態では、最高速の変速段である８連を含む変４，６，８速などに変速できる構成とし、「Ｈ」の高速作業状態で（２）は最低速の変速段である１速を含む構成、例えば１〜６速などに変速できる構成としても良い。
【００４２】
こうして、変速装置内での変速段数をあまり多くしないで、使いやすい変速装置を提供することができる。
また、本実施例の変速制御装置は、以上述べた変速操作部３６の一対のモーメンタリスイッチ３６ａ，３６ｂをオン・オフすることによりマニュアル操作で変速装置のアップもしくはダウン指令がなされる手動（マニュアル）ドライブ機構と、副変速装置４４が「Ｈ」且つ変速レバーが「路上」に指定されている場合、アクセルペダル９５の踏み込みと踏み込みの解放又はスロットルレバー９４の回動操作によってエンジン回転センサ９７によりエンジン回転の変化が検出され、主変速シフト位置が適切な位置に自動的にコントローラ３０で切替えられるオートドライブ機構が設けられている。
また、このとき、エンジン回転数に応じて主変速シフト位置が自動的に「Ｈ」の「１」〜「４」速までの範囲内の変速段が設定される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、走行車両の変速制御装置として操作性の優れた農業用トラクタ等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態のトラクタの側面図である。
【図２】図１のトラクタの変速レバーを示す斜視図である。
【図３】図１のトラクタの動力伝動系の略図である。
【図４】図１のトラクタの変速制御系のブロック図である。
【図５】図１のトラクタの変速装置の変速シフト位置を示す図である。
【図６】図１のトラクタの変速装置の変速シフト位置を示す図である。
【図７】図１のトラクタの変速装置の変速シフト位置を示す図である。
【図８】図１のトラクタの変速制御フローチャートを示す図である。
【図９】図１のトラクタの変速レバーのシフトガイドの平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  エンジン
１６  作業機
１８  変速レバー
３６  変速操作部
３６ａ増速スイッチ
３６ｂ減速スイッチ
４１  主変速装置
４４  副変速装置
９７  エンジン回転センサ
【図１】
2005127523.tif 000003
【図２】
2005127523.tif 000004
【図３】
2005127523.tif 000005
【図４】
2005127523.tif 000006
【図５】
2005127523.tif 000007
【図６】
2005127523.tif 000008
【図７】
2005127523.tif 000009
【図８】
2005127523.tif 000010
【図９】
2005127523.tif 000011