(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタに備えられ、該トランスミッション（３０）の変速比が設定値より低速側にあるときは、第一の油圧パッククラッチ（１３）が係合されてＨＳＴ（２１）の出力回転を車軸に出力する「ＨＳＴ駆動モード」とし、増速されて前記変速比が前記設定値を上回った場合は、第二の油圧パッククラッチ（１４）が係合されてＨＳＴ（２１）の出力回転とエンジン（２０）の出力回転とを合成して車軸に出力する「ＨＭＴ駆動モード」とするよう構成された、駆動モード切換機構において、前記変速比が前記設定値を上回って、駆動モードを前記「ＨＳＴ駆動モード」から前記「ＨＭＴ駆動モード」へ切り換える際には、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送ると同時に、設定時間（Δｔ1 ）だけ前の時点でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令した指令値（ｒ1 ）を読み出し、該指令値（ｒ1 ）を再びＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令し、前記設定時間（Δｔ1 ）は、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）の応答遅れ時間と同じに設定し、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送信した後の、一定時間の間においては、ＨＳＴ斜板角は一定に制御し、該一定時間を経過後に、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、ＨＳＴ斜板角を徐々に減速側に制御することを特徴とするＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタの駆動モード切換機構。
【請求項２】
請求項１記載のＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタの駆動モード切換機構において、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送るタイミングより後であって、前記第一の油圧パッククラッチ（１３）の係合を解除させる信号を送るタイミングより前に、ＨＳＴ斜板角をＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、減速側に変更制御させることを特徴とするＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタの駆動モード切換機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタに備えられる駆動モード切換機構の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジン動力を分岐して一方は遊星歯車機構に伝達し、他方はＨＳＴを介して無段変速した後に遊星歯車機構に伝達し、該遊星歯車機構にて両動力を合成して出力する構成の油圧−機械式無段変速装置（本明細書において「ＨＭＴ」と称する。）は公知とされている。また、ＨＭＴにおいて、クラッチの係脱により遊星歯車機構を切り離してＨＳＴの出力を直接出力することもできる構成も公知とされる。これらの技術は例えば車両駆動技術に用いられ、トラクタ等のトランスミッションにおいてこれを備えたものが広く採用されている。
【０００３】
また、適宜の駆動モード切換機構を備え、油圧−機械式駆動（ＨＭＴ駆動モード）と油圧式駆動（ＨＳＴ駆動モード）とを切り換えることができるＨＭＴ式トランスミッションの構成も公知とされている。例えば特開２０００−１２７７８３号に開示される技術は、中速域から高速域にかけてはＨＭＴ駆動モードとし、低速域はＨＳＴ駆動モードとし、各変速域に応じてクラッチを係合／係合解除させる駆動モード切換機構を備えている。この技術は、低速域においては油圧式駆動とすることで駆動力の微調節を容易とする一方、中速〜高速にかけては油圧−機械式駆動を用いることで駆動力の伝達効率を向上させ得る点で優れている。
【０００４】
また、特開２０００−１３０５５７号では、ＨＳＴ駆動モードにおける出力回転とＨＭＴ駆動モードにおける出力回転とが一致している点（同号公報の図４におけるＸ点）にて駆動モードの切換え（同号公報では「速度段切換」と称している。）を行うようにすれば、該切換に伴うショックの発生を抑えることができる旨を開示している。また同号の技術においては、電磁弁を介してクラッチを係脱させることにより駆動モードの切換を行う構成では、制御装置が前記Ｘ点を検知して駆動モード切換を指令しても、実際にクラッチが係脱を行うまでの間に発生する電気的な時間遅れと機械的な時間遅れのために、タイミングがずれてショックが発生することを指摘している。そして、これを解消する手段として、前記時間遅れを加味したシミュレーション計算を行い、現時点での速度比がＸ点の速度比に至らなくても設定時間後の速度比の予測値がＸ点の速度比を越えるのであれば直ちに駆動モード切換指令を行う構成を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２０００−１３０５５７号に開示される駆動モード切換機構は、シュミレーションのために複雑な計算処理を必要とし、制御装置の構成が複雑になって製造コストが増大する不具合があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００７】
請求項１においては、ＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタに備えられ、
該トランスミッション（３０）の変速比が設定値より低速側にあるときは、第一の油圧パッククラッチ（１３）が係合されてＨＳＴ（２１）の出力回転を車軸に出力する「ＨＳＴ駆動モード」とし、増速されて前記変速比が前記設定値を上回った場合は、第二の油圧パッククラッチ（１４）が係合されてＨＳＴ（２１）の出力回転とエンジン（２０）の出力回転とを合成して車軸に出力する「ＨＭＴ駆動モード」とするよう構成された、駆動モード切換機構において、前記変速比が前記設定値を上回って、駆動モードを前記「ＨＳＴ駆動モード」から前記「ＨＭＴ駆動モード」へ切り換える際には、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送ると同時に、設定時間（Δｔ1 ）だけ前の時点でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令した指令値（ｒ1 ）を読み出し、該指令値（ｒ1 ）を再びＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令し、前記設定時間（Δｔ1 ）は、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）の応答遅れ時間と同じに設定し、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送信した後の、一定時間の間においては、ＨＳＴ斜板角は一定に制御し、該一定時間を経過後に、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、ＨＳＴ斜板角を徐々に減速側に制御するものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１記載のＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタの駆動モード切換機構において、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送るタイミングより後であって、前記第一の油圧パッククラッチ（１３）の係合を解除させる信号を送るタイミングより前に、ＨＳＴ斜板角をＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、減速側に変更制御させるものである。
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１はＨＭＴ式トランスミッションのスケルトン図、図２はトランスミッション前半部の側面断面展開図、図３は同じく後半部の側面断面展開図である。図１〜図３を参照して、ＨＭＴ式トランスミッションの構成について説明する。このトランスミッションは、ＨＳＴ（油圧式無段変速装置）２１、及び、遊星歯車機構１０を含むミッション３０を備えて構成されている。
【００１０】
〔走行駆動系〕
まず、走行駆動系を説明する。図２に示すようにＨＳＴ２１は油圧ポンプ２２及び油圧モータ２３を備えており、両者２１・２２は平板状のセンタセクション３２に付設されて、ＨＳＴハウジング３１内に収容されている。前記センタセクション３２はミッションケース３３に固設されている。
【００１１】
ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心を入力軸２５が貫通しており、該入力軸２５は駆動源であるエンジン２０からの動力を該油圧ポンプ２２に伝達するとともに、遊星歯車機構１０の後述するサンギア１に伝達させ、更には後述するＰＴＯ駆動系を介して、図３に示すＰＴＯ軸５３へも動力を伝達させている。該入力軸２５には油圧ポンプ２２のシリンダブロック２２ｂが係合されて相対回転不能とされ、入力軸２５とともにシリンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シリンダブロック２２ｂには複数のプランジャ２２ｃが摺動自在に配設され、該プランジャ２２ｃの頭部には可動斜板２２ａが当接している。該可動斜板２２ａは傾動自在に枢支され、その傾斜角を調節することにより油圧ポンプ２２の容積を変更することができる。油圧ポンプ２２により吐出された作動油は、センタセクション３２に設けられた油路を介して油圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブロック、プランジャ等より構成される固定容積型の油圧モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２３のモータ出力軸２６の回転速度及び方向を制御する構成になっている。なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧ポンプのみを可変容積型とし、油圧モータは固定容積型としているが、その構成のＨＳＴに限るものでもない。例えば、油圧ポンプと油圧モータの双方を可変容積型とする構成でも、本発明を適用することができる。
【００１２】
ミッション３０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。ミッション３０はミッションケース３３により被装されており、該ミッションケース３３には入力軸２５、モータ出力軸２６、駆動軸２７、副変速軸２８、ＰＴＯ軸５３等が水平で前後方向に配設され、それぞれ回動自在に支持されている。また、ミッションケース３３内には遊星歯車機構１０が設けられている。遊星歯車機構１０は前記ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２後方に配設され、後述するサンギア１、プラネタリギア２、出力ギア３、キャリア５等より構成されている。
【００１３】
一方、ＨＳＴ２１のモータ出力軸２６には二つのギア１１・１２が遊嵌されており、該ギア１１と該モータ出力軸２６との間には第一の油圧パッククラッチ１３が、ギア１２とモータ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッチ１４が、それぞれ介在させてある。この二つの油圧パッククラッチ１３・１４は二つの駆動モード（ＨＭＴ駆動モードとＨＳＴ駆動モード）を切り換えるために用いられ、駆動モードに応じて二つの油圧クラッチ１３・１４のうちいずれか一方を係合させ他方を係合解除させることにより、モータ出力軸２６からギア１１・１２のいずれか一方に動力が伝達されることとなる。なお、この二つの油圧パッククラッチ１３・１４は、滑りながら繋がるというような半クラッチ状態を意図的に作り出すことはできず、完全な係合状態又は完全な係合解除状態のいずれかのみに操作できるクラッチに構成してある。
【００１４】
前記入力軸２５は前記ＨＳＴ２１のセンタセクション３２を貫通してミッションケース３３内に延出しており、該延出部分上には遊星歯車機構１０を備えている。この遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯車機構の第一の要素たるサンギア１は入力軸２５に対して相対回転不能に係合され、プラネタリギア２は二連のギアとし、一方のギア２ａは前記サンギア１に噛合し、他方のギア２ｂは、前記サンギア１に同心して配置された、第三の要素たる出力ギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、入力軸２５上に遊嵌された第二の要素たるキャリア５に回転自在に支持され、自転しながら該キャリア５とともに公転し得るように構成されている。該キャリア５にはギア６が固設されており、該ギア６は、前記モータ出力軸２６上に遊嵌される前記ギア１１と噛合している。
【００１５】
また、遊星歯車機構１０の前記出力ギア３は入力軸２５上に遊嵌されたパイプ軸７の前端部に形成されており、該パイプ軸７の後端にはギア８が相対回転自在に遊嵌されている。該ギア８と前記パイプ軸７との間には第三のクラッチ１９が介設され、該クラッチ１９は油圧駆動されるシフタにより係脱されるように構成されている。
【００１６】
一方、前記ＨＳＴ２１のモータ出力軸２６と平行に駆動軸２７が配設されており、該駆動軸２７上にはギア１６が固定されて前記ギア８と噛合されている。この駆動軸２７上には更にギア１５が固設してあり、該ギア１５は、前記モータ出力軸２６上に遊嵌される前記ギア１２と噛合している。図３で示すように駆動軸２７の後端にはカップリングを介して伝達軸３４が連結されており、該伝達軸３４の後部に二つのギア１７・１８を固定している。
【００１７】
前記伝達軸３４と平行に副変速軸２８が支持され、該副変速軸２８上にはギア６０・６１が遊嵌されており、該ギア６０・６１が前記ギア１７・１８に噛合して互いに異なる回転数で駆動している。そして、副変速軸２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作することにより、ギア６０・６１のうちいずれか一方の回転駆動力を副変速軸２８に伝達できるように構成し、副変速機構を構成している。該副変速軸２８の後端にはベベルギア６９が形設され、該ベベルギア６９を介して後輪デフ７０に動力が伝達される。
【００１８】
また図３に示すように、副変速軸２８の前端部には二つのギア６３・６４が固設されており、該ギア６３・６４は前輪出力軸２９上に遊嵌されたギア６５・６６にそれぞれ噛合し、該ギア６５・６６を異なる回転数で駆動している。また、前輪出力軸２９上には二つの油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油圧クラッチ６７・６８のうち何れか一方を接続することにより、ギア６５・６６の何れか一方の回転駆動力を前輪出力軸２９に伝達できるようにし、前輪増速切換機構を構成している。
【００１９】
〔ＰＴＯ駆動系〕
次に、図３を参照してＰＴＯ駆動系を説明する。
前記入力軸２５の後端はＰＴＯクラッチ４０を介してＰＴＯ入力軸４１に伝達される。ＰＴＯ入力軸４１の後端には三つのギア４２・４３・４４が相対回転不能に挿嵌され、それぞれＰＴＯ副変速軸４５に遊嵌されたギア４６・４７・４８に噛合している。そしてＰＴＯ副変速クラッチ４９の操作により三段階に変速されたＰＴＯ副変速軸４５の出力が、ギア５０・５２・５４を介してＰＴＯ軸５３に伝達され、作業機等に動力を伝達するよう構成している。
【００２０】
〔各駆動モードにおける駆動伝達構成〕
次に、以上の構成におけるトランスミッションにおいて、ＨＭＴ／ＨＳＴの各駆動モードにおける走行駆動系の駆動伝達構成を説明する。
【００２１】
〔ＨＭＴ駆動モード〕
最初に、ＨＭＴ駆動モードとしたときの駆動伝達構成について説明する。ＨＭＴ駆動モードにおいては前記二つの油圧クラッチ１３・１４のうち第一の油圧クラッチ１３は係合され、第二の油圧クラッチ１４は係合を解除される。これにより、モータ出力軸２６の回転出力はギア１２には伝達されず、ギア１１のみを回転駆動する。前記ギア１１は前記キャリア５に固設されたギア６に噛合しているので、モータ出力軸２６の回転出力が遊星歯車機構１０のキャリア５に伝達される。一方、エンジン２０に連結された入力軸２５の回転出力によりサンギア１は回転駆動されている。従って、前記キャリア５に支持され、更に前記サンギア１に噛合しているプラネタリギア２には、両者５・１の回転が合成されて伝達され、該合成された駆動力が、該プラネタリギア２に噛合する出力ギア３に伝達されて、パイプ軸７が駆動される。
【００２２】
そして、ＨＭＴ駆動モードにおいては前記第三のクラッチ１９が係合するよう制御されるので、パイプ軸７の駆動力がその後端のギア８に伝達され、該ギア８に噛合しているギア１６を介して、前記パイプ軸７の動力が駆動軸２７に伝達される。駆動軸２７の動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動されることとなる。
【００２３】
〔ＨＳＴ駆動モード〕
次に、ＨＳＴ駆動モードとしたときの駆動伝達構成について説明する。ＨＳＴ駆動モードにおいては前記二つの油圧クラッチ１３・１４のうち第二の油圧クラッチ１４が係合され、第一の油圧クラッチ１３は係合を解除される。これにより、モータ出力軸２６の回転出力はギア１１には伝達されず、ギア１２のみを回転駆動する。ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合されているので、モータ出力軸２６の回転出力が駆動軸２７に伝達される。この動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動される。
【００２４】
このＨＳＴ駆動モードにおいては、エンジン２０の出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星歯車機構１０を経由しない動力伝達構成となっている。即ち、エンジン出力が入力軸２５を介してサンギア１を駆動するが、遊星歯車機構１０はそのサンギア１の回転により空転するのみとされる。結局は、エンジン出力はＨＳＴ２１により変速されてモータ出力軸２６→駆動軸２７と伝達された後、副変速されて前後輪に伝達されることになる。
【００２５】
一方、前述のとおり前記駆動軸２７にはギア１６が固定されており、該ギア１６に噛合しているギア８は、前記駆動軸２７の回転が伝達されて駆動されることになる。しかし、ＨＳＴ駆動モードにおいては前記第三のクラッチ１９が係合を解除するように制御されるため、前記駆動軸２７の動力がパイプ軸７を介して出力ギア３まで伝達されることはなく、出力ギア３の空回りは防止される。この構成により動力伝達ロスが抑えられ、遊星歯車機構１０の長寿命化が図られている。
【００２６】
〔駆動モード切換機構の構成〕
次に、駆動モード切換機構の構成を説明する。図４はトランスミッションの駆動モード切換機構の構成を示した説明図である。
【００２７】
本実施例においては図２・図４に示すように、モータ出力軸２６の後端に回転ピックアップのためのダミーギア９を配設し、該ダミーギア９に近接して設けた回転数検出器８１で該モータ出力軸２６の回転速度や回転方向を検出している。更に、前記駆動軸２７に固定した前記ギア１５には回転数検出器８２を近接して設け、該回転数検出器８２にて該駆動軸２７の回転速度や回転方向を検出している。また図４に示すように、エンジン２０のクランク軸にも回転数検出器８３が設けられて、エンジン回転数を検出可能としている。
【００２８】
図４に示すように三つの回転数検出器８１・８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御装置９０は主変速レバー８４の操作位置や前記回転数検出器８２の検出値をもとに、車速が該主変速レバー８４で指示される車速となるよう、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６を通じて前記油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの傾斜角度をフィードバック制御する。これについては後述する。また、前記第一・第二油圧クラッチ１３・１４や、前記第三のクラッチ１９のシフタを駆動する油圧シリンダ９４には、それぞれ電磁弁９１・９２・９３が接続されて圧油を給排可能に構成されており、前記制御装置９０は該電磁弁９１・９２・９３に対し電気的に接続されている。制御装置９０は前記回転数検出器８２・８３の検出値からトランスミッションの変速比を計算する演算手段を備えており、求められた変速比が高速側の一定領域にあるときは「ＨＭＴ駆動モード」となって前記電磁弁９１・９２・９３に信号を送り、前記第一の油圧クラッチ１３及び第三のクラッチ１９を係合させ、第二の油圧クラッチ１４を係合解除させる。一方、変速比が低速側の一定領域にあるときは「ＨＳＴ駆動モード」となって電磁弁９１・９２・９３に信号を送り、前記第一の油圧クラッチ１３及び第三のクラッチ１９を係合解除させ、第二の油圧クラッチ１４を係合させる。即ち、中速域〜高速域では「ＨＭＴ駆動モード」、低速域では「ＨＳＴ駆動モード」というように、変速比に応じて二つの駆動モードを自動切換し、前記電磁弁９１・９２・９３を電気的に制御してクラッチ１３・１４・１９を係脱させるように構成しているのである。
【００２９】
上記駆動モード切換機構において「ＨＳＴ駆動モード」から「ＨＭＴ駆動モード」へ切り換えるための構成を説明する。図５は車両の変速比とＨＳＴ変速比との関係を示した図、図６は制御装置の速度制御に係るメインフロー図、図７はＨＳＴ斜板角制御ブロックに係るフロー図、図８はＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換時におけるフロー図である。図９はＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換時におけるＨＳＴ斜板角の制御を示した図、図１０は急加速の場合におけるＨＳＴ斜板角の制御を示した図である。
【００３０】
まず、ＨＳＴの変速比と車両の変速比との関係が、図５に示され、前述するように後進域の全域〜前進低速域においては「ＨＳＴ駆動モード」とされ、該モードにおいては前記ＨＳＴ２１の回転出力が前記駆動軸２７にそのまま出力されることから、ＨＳＴ２１が中立位置にあるときは車両は駆動されず、ＨＳＴ出力軸（モータ出力軸）２６が正転したときは車両は前進し、逆転したときは車両は後進する。また、車両速度は該ＨＳＴ出力軸２６の回転速度に比例する。このことから、「ＨＳＴ駆動モード」において車両を前進側に増速させるためには、ＨＳＴ２１の変速比を正転側に変更制御させる必要がある。一方、前進の中速域〜高速域においては「ＨＭＴ駆動モード」とされ、該モードにおいてはＨＳＴ２１の回転出力と入力軸２５の回転出力を前記遊星歯車機構１０にて合成し、差動的に取り出された動力が前記駆動軸２７に出力される。従って、「ＨＭＴ駆動モード」において車両を前進側に増速させるには、前記「ＨＳＴ駆動モード」とは逆に、ＨＳＴ２１の変速比を逆転側に変更制御させる必要がある。
【００３１】
従って、ＨＳＴの出力回転とＨＭＴの出力回転とが等しく、前記二つのモードのいずれであっても車両の変速比が等しくなる点が存在し、本実施例においては図５におけるＸ点がそれである。本発明の駆動モード切換機構は、車両が加速あるいは減速されて、車両の変速比がこのＸ点に至った場合に両駆動モード間の切換が行われるように構成して、切換時におけるショックの発生を抑えるようにしている。
【００３２】
ここで、「ＨＳＴ駆動モード」時に車両が加速して前記Ｘ点に至った場合の制御について説明する。即ち、Ｘ点に至ったことが検知されてから「ＨＭＴ駆動モード」に切り換えるべく前記電磁弁９１・９２・９３に信号を送るとしたのでは、制御装置９０が信号を送ってから実際に前記クラッチ１３・１４・１９が係合又は係合解除されて実際に「ＨＭＴ駆動モード」となるまでに、電気的な時間遅れと機械的な時間遅れとに起因するタイムラグが生じてしまい、実際にクラッチ１３・１４・１９が動作する時点ではＨＳＴの出力回転とＨＭＴの出力回転とのズレが生じ、モード切換時のショックの原因となる。そこで本発明では、該タイムラグを吸収すべく、前記電磁弁９１・９２・９３に信号を送ると同時にＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に信号を送って、ＨＳＴ斜板角を減速側に変更させる制御を行うのである。なお、前記Ｘ点における駆動モード切換においては、二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうち一方を係合させるとともに他方を係合解除させる制御を行うことになるが、本実施例では切換の際に、両油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合させておく状態を短時間（後述のΔｔ）だけ現出させるようにし、これによって切換を円滑に行うようにしている。
【００３３】
以下に、本発明の駆動モード切換機構における制御装置９０内部で行われる処理の流れを説明する。図６に示されるのは変速比制御に関するメインフローを説明した流れ図である。変速比制御において制御ループがスタートすると、回転数検出器８２・８３の検出値からトランスミッションの現在の変速比が算出される（Ｓ１００）。そして、現在の駆動モードが「ＨＳＴ駆動モード」「ＨＭＴ駆動モード」のいずれであるかを判定し（Ｓ１０１）、「ＨＳＴ駆動モード」である場合は、先程算出された変速比が設定値（図５におけるＸ点の変速比）を上回っているかどうかを判定する（Ｓ１０２）。上回っていない場合は、後述のＨＳＴ斜板角制御ブロックを実行し（Ｓ１０３）、ＨＳＴ斜板２２ａの傾斜角を主変速レバー８４の操作位置に応じて変更する。上回っている場合は、「ＨＭＴ駆動モード」に切り換えるべく、後述する駆動モード切換ブロックを実行する（Ｓ１０４）。現在の駆動モードが「ＨＭＴ駆動モード」である場合は、先程算出された変速比が設定値（図５におけるＸ点の変速比）を下回っているかどうかを判定する（Ｓ１０５）。上回っていない場合はＨＳＴ斜板角制御ブロックを実行し（Ｓ１０３）、ＨＳＴ斜板２２ａの傾斜角を主変速レバー８４の操作位置に応じて変更する。上回っている場合は、「ＨＳＴ駆動モード」に切り換えるべく、駆動モード切換ブロックを実行する（Ｓ１０６）。
【００３４】
図７に示されるＨＳＴ斜板角制御ブロックにおいては、まず、主変速レバー８４の操作位置を検出して、ＨＳＴ斜板制御目標値を該操作位置に対応する値に設定する（Ｓ２０１）。続いて、該ＨＳＴ斜板制御目標値から、１回前の制御ループにおいてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値を減算し、算出された値と設定値Ｅとを比較する（Ｓ２０２）。前記差が設定値Ｅ未満であれば、制御目標値をそのままＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令する（Ｓ２０３）。該ＨＳＴ斜板制御目標値と前回の指令値との差が設定値Ｅ以上あるときは、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令する値は、前回の指令値に前記設定値Ｅを加算又は減算して、該制御目標値に近づけた値とする（Ｓ２０４）。このようにすることで、１回の制御ループでＨＳＴ斜板２２ａが変更される量が常に前記設定値Ｅ以下であることが確保され、極端な急加速・急減速を防止でき、激しい変速ショックが回避される。最後に、先程ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値をメモリに保持して（Ｓ２０５）、斜板角制御ブロックのフローは終了する。このメモリは配列メモリとされ、現在から所定の回数前までの各制御ループにおいてアクチュエータに指令した値を保持できるようになっている。
【００３５】
図８に示される「ＨＳＴ駆動モード」→「ＨＭＴ駆動モード」の駆動モード切換フローにおいては、第二油圧パッククラッチ１４を係合させるべく、電磁弁９２に係合信号を送信する（Ｓ３０１）。そして直ちに、設定時間Δｔ1 だけ前の時点においてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値を、前記配列メモリｒ1 から読み出し、該値ｒ1 を再びＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令する（Ｓ３０２）。なお、本実施例では、前記設定時間Δｔ1 は、前記第二の油圧パッククラッチ１４の応答遅れ時間と同じとなるように設定している。ここで車両は加速中であるので、設定時間Δｔ1 だけ前の時点においてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値ｒ1 は、電磁弁９２に係合信号を送信する１回だけ前の制御ループにおいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値ｒ2 より、ＨＳＴとして減速側となるような値になる。即ち、電磁弁９２に係合信号が送信されると同時に、ＨＳＴ斜板角は減速側へ制御されることになる。この構成により、第二の油圧パッククラッチ１４の応答の時間遅れを原因とするＨＳＴ出力の回転数オーバーが前記減速制御により吸収され、モード切換の際（具体的には、前記第二の油圧パッククラッチ１４が実際に係合された時）のショックが低減される。従って、「ＨＳＴ駆動モード」→「ＨＭＴ駆動モード」の切換を伴う加速を滑らかに行うことができる。なお、このＨＳＴ斜板角の制御は、車両が減速されて前記と逆の「ＨＭＴ駆動モード」→「ＨＳＴ駆動モード」の切り換えが行われるときも、同様に行われる。
【００３６】
また上述のとおり、第二の油圧パッククラッチ１４を係合させるべく係合信号を送信したときにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令する値は、係合信号送信時より設定時間Δｔ1 だけ前の時点においてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値ｒ1 とされる。これは、加速の緩急によってｒ1 の値が異なることを意味する。図１０には図９の場合よりも急加速にて前記Ｘ点に至った例でのＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に対する指令値の変化が示され、この場合は図９の場合よりもｒ1 の値が小さく、従って第二の油圧パッククラッチ１４を係合させると同時にＨＳＴを減速させる度合いが大きくなることになる。言い換えれば、急加速してＸ点に至った場合には、係合信号送信と同時に急減速制御がされ、緩い加速によりＸ点に至った場合には、係合信号送信と同時に緩い減速制御がされる。即ち、Ｘ点に至るまでの加速の緩急に応じた度合いでＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の減速制御がされるので、切換時のショックを効果的に防止できるのである。
【００３７】
以上に説明したＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の制御の後は、直ちに時間計測が開始され（Ｓ３０３）、計測された時間がΔｔ−Δｔ2 に至るまでは何もせずループを繰り返す（Ｓ３０４）。Δｔ−Δｔ2 を経過したら、ＨＳＴ変速比が徐々に減速側となるようにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に信号を送り、計測時間がΔｔを経過するまでこれを繰り返す（Ｓ３０５・Ｓ３０６）。Δｔが経過したら、第一の油圧パッククラッチ１３を係合解除させるべく、電磁弁９１に信号を送信する（Ｓ３０７）。そして直ちに、ＨＳＴ変速比をΔｒだけ減少（減速）させるべく、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に信号を送って（Ｓ３０８）、ブロックの制御フローを終了する。
【００３８】
ここで上述のとおり、第二の油圧パッククラッチ１４を係合させる信号を送信した後の一定時間（Δｔ−Δｔ2 ）においては、ＨＳＴ斜板角は一定に制御されるが、その時間Δｔ−Δｔ2 を経過した後は、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６を介してＨＳＴ斜板角２２ａをＨＳＴとして徐々に減速側（ＨＭＴ全体としては増速側）となるよう、制御する構成としている。即ち、第二の油圧パッククラッチ１４を係合させる信号を送信した後、第一の油圧パッククラッチ１３を係合解除させる信号を送信する前のタイミングにおいて、ＨＳＴが減速されるようにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６を制御しているのである。このことで、第一の油圧パッククラッチ１３の応答の時間遅れを原因とするＨＭＴ出力の回転数の不足が吸収されて、モード切換の際（具体的には、該第一の油圧パッククラッチ１３の実際の係合解除時）のショックが低減されるのである。
【００３９】
また、本実施例の制御においては、第一の油圧パッククラッチ１３を係合解除すると同時に、ＨＳＴ変速比をΔｒだけ減少（減速）させるべくＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に信号を送っている。即ち、該第一の油圧パッククラッチ１３が実際に切り離されてＨＳＴ出力軸と駆動軸との直結が解除されると、ＨＳＴ自体に加わる負荷が変化して、該ＨＳＴの作動油の容積効率が変化して一時的に車速が落ちる傾向にあるため、該落ち込みをカバーすべくＨＳＴを減速側（ＨＭＴとしては増速側）にΔｒだけ制御しているのである。これにより、「ＨＳＴ駆動モード」から「ＨＭＴ駆動モード」への移行の際の前記車速の落ち込みがなくなり、滑らかな加速が得られることになる。
【００４０】
なお、ＨＳＴ２２の容積効率は作動油の温度や車軸に入力される負荷によっても異なるので、本実施例において前記減速側に制御する量Δｒは、それらの変動を考慮した平均的な値に定めている。ただし、これら作動油の温度や車軸の負荷を検出する手段を設け、ＨＳＴのモータ出力軸２６の回転数・作動油温度・車軸負荷の三者の組合せと前記減速側に制御する量Δｒとの対応関係を表すマップを予め作成し制御装置９０に記憶させておき、該マップに基づいて前記減速制御する量Δｒを定める構成とすることもできる。これによれば様々な状況に応じたキメ細かい制御が可能とされ、滑らかな加速をより安定的に達成できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４２】
請求項１に示す如く、ＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタに備えられ、該トランスミッションの変速比が設定値より低速側にあるときは、第一の油圧パッククラッチが係合されてＨＳＴの出力回転を車軸に出力する「ＨＳＴ駆動モード」とし、増速されて前記変速比が前記設定値を上回った場合は、第二の油圧パッククラッチが係合されてＨＳＴの出力回転とエンジンの出力回転とを合成して車軸に出力する「ＨＭＴ駆動モード」とするよう構成された、駆動モード切換機構において、前記変速比が前記設定値を上回って、駆動モードを前記「ＨＳＴ駆動モード」から前記「ＨＭＴ駆動モード」へ切り換える際には、前記第二の油圧パッククラッチを係合させる信号を送ると同時にＨＳＴ斜板角をＨＳＴとして減速側に変更制御するので、前記第二の油圧パッククラッチの応答遅れを原因とする、該第二の油圧パッククラッチの実際の係合時におけるＨＳＴ出力とＨＭＴ出力との回転数のズレが、ＨＳＴ斜板角の減速制御により吸収できる。従って、駆動モード切換時のショック発生が防止され、二つの駆動モードに跨る加速制御が滑らかに行える。
【００４３】
また、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送ると同時に、設定時間（Δｔ1 ）だけ前の時点でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令した指令値（ｒ1 ）を読み出し、該指令値（ｒ1 ）を再びＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に指令し、前記設定時間（Δｔ1 ）は、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）の応答遅れ時間と同じに設定し、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送信した後の、一定時間の間においては、ＨＳＴ斜板角は一定に制御し、該一定時間を経過後に、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、ＨＳＴ斜板角を徐々に減速側に制御するので、急加速の場合でも、緩やかな加速の場合でも、それに応じた度合いのＨＳＴ斜板角の減速制御が行われるので、様々な状況においても変速ショックを効果的に防止できる。また、複雑なシュミレーション計算を行う必要もないので、プログラムが複雑にならず、切換機構の簡素化、低コスト化を達成できる。
【００４４】
請求項２に示す如く、請求項１記載のＨＭＴ式トランスミッションを備えるトラクタの駆動モード切換機構において、前記第二の油圧パッククラッチ（１４）を係合させる信号を送るタイミングより後であって、前記第一の油圧パッククラッチ（１３）の係合を解除させる信号を送るタイミングより前に、ＨＳＴ斜板角をＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を介して、減速側に変更制御させるので、前記第一の油圧パッククラッチの応答遅れを原因とする、該第一の油圧パッククラッチの実際の係合解除時におけるＨＳＴ出力とＨＭＴ出力との回転数のズレが、ＨＳＴ斜板角の減速制御により吸収できる。従って、第一の油圧パッククラッチの係合解除時の出力回転数の変動、即ち、駆動モード切換時のショック発生が防止され、二つの駆動モードに跨る加速制御が滑らかに行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＨＭＴ式トランスミッションのスケルトン図。
【図２】  トランスミッション前半部の側面断面展開図。
【図３】  同じく後半部の側面断面展開図。
【図４】  トランスミッションの駆動モード切換機構の構成を示した説明図。
【図５】  車両の変速比とＨＳＴ変速比との関係を示した図。
【図６】  制御装置の速度制御に係るメインフロー図。
【図７】  ＨＳＴ斜板角制御ブロックに係るフロー図。
【図８】  ＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換時におけるフロー図。
【図９】  ＨＳＴモードからＨＭＴモードへの切換時におけるＨＳＴ斜板角の制御を示した図。
【図１０】  急加速の場合におけるＨＳＴ斜板角の制御を示した図。
【符号の説明】
１３  第一の油圧パッククラッチ
１４  第二の油圧パッククラッチ
２０  エンジン
２１  ＨＳＴ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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