(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主変速操作手段の操作に応じてＨＳＴ斜板の傾斜角を変更制御する作業車両のＨＳＴ斜板制御機構において、作業車両のトランスミッションの動力伝達経路に、完全な係合状態又は完全な係合解除状態のうちいずれかのみに操作し得るクラッチを介在させ、該クラッチを操作するための操作手段と、該操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、前記ＨＳＴ斜板の傾斜角を変更させるアクチュエータを有するとともに、前記クラッチより動力下流側の回転数を検出する回転数検出手段を有し、前記操作手段が「断」位置に操作されたときは、前記クラッチを切り離すととともに、前記回転数検出手段の検出値に応じてＨＳＴ斜板角を変更すべく前記アクチュエータを制御し、設定された閾値を跨いで前記操作手段が「断」側から「接」側へ操作されたときは、前記クラッチを係合させるとともに、前記閾値から前記操作手段が「接」側へ操作された量が大きいほど、前記回転数検出手段の検出値に応じたＨＳＴ斜板角から、前記主変速操作手段の操作量に応じたＨＳＴ斜板角へと、ＨＳＴ斜板角が近づいていくように前記アクチュエータを制御することを特徴とする作業車両のＨＳＴ斜板制御機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションにおけるＨＳＴ斜板制御機構の構成に関し、詳細には、クラッチを切り離してから再び係合させる際のショックの発生を抑制するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から作業車両において、エンジンから車軸に至るまでの動力伝達経路にメインクラッチを介在させ、該メインクラッチを係脱操作させる手段（例えば、クラッチペダルやクラッチレバー）を設けた構成のものが広く公知とされている。このメインクラッチは通例は摩擦係合式として、滑りながら繋がるというような半クラッチの微妙な操作をも可能としている。そして、停止状態の車両を発進させる際は、このメインクラッチを徐々に係合させて、スムーズなスタートを行わせることが一般的な車両の操作方法となっている。
【０００３】
一方、完全に係合した状態又は完全に切り離された状態にのみ制御でき、滑りながら繋がる中間的な状態をとることができないメインクラッチを用いる構成も公知とされ、このようなクラッチは、前述のような半クラッチ機能を有するクラッチよりも簡素な構成とすることができ、製造コストも低廉である点で有利である。更には、このようなメインクラッチを駆動状態を切り換えるクラッチ（例えば、変速比を切り換えるためのクラッチや、油圧機械式無段変速装置においてＨＭＴモードとＨＳＴモードを切り換えるクラッチ）と兼用させる構成も知られており、全体として構造の簡素化・製造コストの低減を図れる点で優れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなクラッチは、滑りながら繋がる中間的な状態をとることができないことから、よほど注意深くメインクラッチを操作しないと、クラッチを係合させる際に大きな変速ショックを生じたり、発進時の急加速の原因となりやすく、オペレータに不快感をもたらす原因となる。本発明はこのような事情に鑑みてされたものであり、その目的は、上記のような変速ショックを低減し、操作性を向上させ、車両のスムーズな発進を可能にし、乗り心地の良さを提供することにある。
【０００５】
【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。
【０００６】
請求項１においては、主変速操作手段の操作に応じてＨＳＴ斜板の傾斜角を変更制御する作業車両のＨＳＴ斜板制御機構において、作業車両のトランスミッションの動力伝達経路に、完全な係合状態又は完全な係合解除状態のうちいずれかのみに操作し得るクラッチを介在させ、該クラッチを操作するための操作手段と、該操作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、前記ＨＳＴ斜板の傾斜角を変更させるアクチュエータを有するとともに、前記クラッチより動力下流側の回転数を検出する回転数検出手段を有し、前記操作手段が「断」位置に操作されたときは、前記クラッチを切り離すととともに、前記回転数検出手段の検出値に応じてＨＳＴ斜板角を変更すべく前記アクチュエータを制御し、設定された閾値を跨いで前記操作手段が「断」側から「接」側へ操作されたときは、前記クラッチを係合させるとともに、前記閾値から前記操作手段が「接」側へ操作された量が大きいほど、前記回転数検出手段の検出値に応じたＨＳＴ斜板角から、前記主変速操作手段の操作量に応じたＨＳＴ斜板角へと、ＨＳＴ斜板角が近づいていくように前記アクチュエータを制御するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【０００７】
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拡大図、図３は同じく後半部の側面断面拡大図である。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１１】
〔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。
【００１２】
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（ＨＳＴ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。
【００１３】
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、この場合は油圧ポンプの可動斜板と油圧モータの可動斜板の双方をＨＳＴ斜板として制御することになる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。また、この二つの油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合させないことで、車軸に対し動力が完全に断たれる状態をも現出させることができ、この意味で前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４は、車両のメインクラッチとしての役割をも果たす。この構成とすることにより部品点数の低減・構成の簡素化を図ることができ、製造コストを低く抑えることができる。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
〔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。
【００２２】
〔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。
【００２３】
〔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。
【００２４】
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。
【００２５】
〔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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
〔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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、主変速レバー８４の回動基部にポテンショメータ等よりなる回動角検出手段８４ａが設けられて制御装置９０と接続され、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。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。
【００３１】
〔クラッチの制御〕
次に、メインクラッチとしての前記油圧パッククラッチ１３・１４の制御について説明する。図４に示すように、油圧パッククラッチ１３・１４の断接を制御する制御装置９０には、該クラッチ１３・１４の断接を操作するための手段としてのクラッチペダル８５の状態を入力可能に構成してある。クラッチペダル８５はその踏込みにより「接」位置から「断」位置へ操作できるように構成してあり、図示せぬ戻しバネにより「接」位置へ付勢され、操作力を加えない場合は「接」位置となるように構成してある。このクラッチペダル８５の枢支部分には図示せぬポテンショメータ等よりなる回動角検出手段８５ａが配設されており、その踏込み量を電気信号として検出して、制御装置９０に送るように構成される。
【００３２】
以上の構成において、クラッチペダル８５の踏込みに応じてクラッチ１４やＨＳＴ斜板２２ａを制御するための制御フローが流れ図として図５に示され、以下これを参照しながら説明する。なお、以下の制御は「ＨＳＴ駆動モード」の場合である。制御ループがスタートすると、制御装置９０はクラッチペダル８５の踏込み量を調べる（１００）。まったく踏み込まれていない図４に示すＡの位置から、少量踏み込んだ所定の閾値（Ｂの位置）までの間にある場合は、遊びと判断してクラッチ１４の状態を調べ、もし係合が解除されていた場合は係合させる（１０１・１０２）。そして、制御装置９０は前述の如く、主変速レバー８４の操作位置を調べ、検出された操作位置に応じてＨＳＴ斜板２２ａを制御する（１０３）。即ち、主変速レバー８４が中立であれば斜板も中立とし、主変速レバー８４が前進側に操作されていればその量だけ斜板も前進側へ傾斜させるの如くである。
【００３３】
一方、クラッチペダル８５が、限度まで踏み込まれた図４に示すＤの位置から、該位置より適宜踏み込みを解除した所定の閾値（Ｃの位置）までの間にある場合は、クラッチ１４の状態を調べ、もし係合されていた場合は係合を解除させる（１０４・１０５）。そして、制御装置９０は回転数検出器８２が発生するパルスをカウントすることで前記駆動軸２７の回転数を検出し、検出値に応じてＨＳＴ斜板２２ａを制御する（１０６）。即ち、クラッチ１４が仮に係合されているとした場合に、回転数検出器８２により検出された回転数だけ前記駆動軸２７を回転させるのに必要なＨＳＴ斜板２２ａの傾斜角度を逆算し、該角度となるようＨＳＴ斜板２２ａを変更制御させ、惰性で走行して停止する如くＨＳＴ斜板２２ａを中立側へ回動するのである。
【００３４】
そして、クラッチペダル８５の踏込み量が前記閾値Ｂから前記閾値Ｃまでの間にある場合は、条件分岐１０７にて現在のクラッチペダルの踏込み量と所定時間前の踏込み量とを比較する。踏込み量が増加している（即ち、踏み込まれつつある）場合は、クラッチ１４を係合解除させ（１０４・１０５）、上述と同様に、回転数検出器８２の検出した値から逆算した斜板角度となるよう、ＨＳＴ斜板２２ａを制御する（１０６）。踏込み量が減少している（即ち、踏込みが解除されつつある）場合は、クラッチ１４の状態を調べて、係合が解除されている場合は係合させる（１０８・１０９）。そして制御装置９０は、クラッチペダル８５の踏込み量と前記閾値Ｃとの差を検出し、その差が大きいほど、ＨＳＴ斜板角を、前記回転数検出器８２の検出値から逆算されたＨＳＴ斜板角から主変速レバー８４の操作位置に相当するＨＳＴ斜板角へ近づける制御を行う（１１０）。この制御方法には様々なものが考えられるが、本実施例では、前記閾値Ｂと閾値Ｃとの差をＭ、クラッチペダル８５の踏込み量と前記閾値Ｃとの差をｘ、回転数検出器８２の検出値から逆算された斜板角をＹ2 、主変速レバー８４の操作位置に相当するＨＳＴ斜板角をＹ2 とすると、実際に制御されるＨＳＴ斜板角Ｙを、以下に示す式によって定めている。
【００３５】
【数１】
0004521108.tif 000002
【００３６】
次に、上述の構成としたＨＳＴ斜板制御機構により、クラッチペダル８５の踏込みに応じてクラッチ１４やＨＳＴ２１が如何に制御されるか、例を挙げて説明する。図６は様々な条件下でクラッチペダルを踏み込んだり踏込みを解除したりした場合の制御の様子について説明した図であり、上から、（ａ）クラッチペダル８５の踏込み量、（ｂ）ＨＳＴ２１の制御変速比、（ｃ）本機の実際の速度、（ｄ）メインクラッチとしての第二の油圧パッククラッチ１４の状態が示されている。各グラフの横軸は時間軸であり、時間軸は四つのグラフすべてに共通である。尚、以下の説明では便宜のため、前記時間軸のｔ０〜ｔ９以降すべてにわたって、オペレータは主変速レバー８４を常に前進低速の適宜の位置に操作し、その主変速レバーの操作位置を変更しない場合について説明してある。これにより、トランスミッションの駆動モードは常に「ＨＳＴ駆動モード」であり、クラッチ１３は常に係合が解除されている。
【００３７】
まず、走行時にクラッチペダル８５を踏み込んだ場合の制御について説明する。時間ｔ０〜ｔ１においては、（ａ）に示すようにクラッチペダル８５は踏み込まれず踏込み量がＡからＢまでの間にあり、主変速レバー８４は前述のとおり前進側の適宜の位置におかれているのでＨＳＴ斜板２２ａは該主変速レバー８４の操作位置に応じた傾斜角度とされて、ＨＳＴ制御変速比は（ｃ）に示すように、主変速レバー８４の操作位置に応じた変速比とされる。また、クラッチペダル８５の踏込み量はＡからＢまでの間にあるので、（ｄ）に示すようにクラッチ１４は「係合」とされて、本機の速度は（ｃ）に示すように主変速レバー８４によって指示される速度とされ、該速度にて平坦な路上を走行しているものとする。ここで時間ｔ１の少し前から徐々にクラッチペダル８５が踏み込まれ、時間ｔ１において所定の閾値Ｂをこえて踏み込まれると、その時点でクラッチ１４が「係合解除」とされる（ｄ）。駆動力が断たれた本機は（ｃ）に示すように、クラッチ係合解除直後は慣性により走行するが、徐々に減速され、最終的には静止する。ここでクラッチ１４が「係合解除」とされた時（ｔ１）から、制御装置９０は、前記回転数検出器８２の検出値に応じてＨＳＴ斜板２２ａを制御していくのである。即ち、仮にクラッチ１４が係合されているとした場合に前記回転数検出器８２により検出される回転数を前記駆動軸２７に得るために必要とされるＨＳＴ斜板角度を逆算し、そのような傾斜角度となるようＨＳＴ斜板２２ａを制御し、ＨＳＴ２１の変速比を制御するのである。この結果、ＨＳＴモータ出力軸２６は前記駆動軸２７と連動連結されていない状態であるにもかかわらず、該駆動軸２７の回転数に応じた速度で回転駆動されることとなる。
【００３８】
言い換えれば、クラッチ１４の係合を解除した後は、前記クラッチ１４の動力上流側であるＨＳＴモータ出力軸２６と、該クラッチ１４の動力下流側にあり、前記駆動軸２７と連動連結されるギア１２との間に回転速度差が生ぜず、両者２６・１２の回転速度が常に一致するように、ＨＳＴ斜板２２ａを制御しているのである。従って、後に再びクラッチ１４を係合させる場合の変速ショックは、著しく低減されることになる。従って、図６のｔ１〜ｔ２に示す場合においては、本機は（ｃ）に示すように前記ｔ１の時点から徐々に減速されていくが、それに応じてＨＳＴ斜板２２ａも（ｂ）に示すように、（主変速レバー８４が前進側の適宜位置で静止されているにもかかわらず）ＨＳＴとして減速側となるよう変更制御され、本機の速度がゼロとなった時点でＨＳＴ斜板２２ａも中立となるよう制御される。
【００３９】
なお、前述のように閾値Ｂを予め定めておき、クラッチペダル８５が該閾値Ｂをこえて踏み込まれている場合にのみクラッチ１４が断たれるように構成していることから、クラッチペダル８５の踏みシロの遊びが得られることとなり、はずみでクラッチペダルにわずかに足が触れてしまったような場合でも、クラッチ１４が切れてしまうことはないのである。
【００４０】
次に、車両停止状態からクラッチペダル８５を離した場合の制御について説明する。即ち、時間ｔ１の手前から徐々に踏み込まれていくクラッチペダル８５は、本機の停止後も踏み込まれて、最終的にその限度位置（Ｄ）まで踏み込まれるものとする。ＨＳＴの変速比は、本機の停止に応じて中立（変速比ゼロ）に制御されている。この状態からクラッチペダル８５の操作力が徐々に解除され、時間ｔ２において閾値Ｃよりも踏込み解除側に操作されると、閾値Ｃより踏込み解除側に入ったことを検知した制御装置９０は、（ｄ）に示すようにクラッチ１４を「係合」状態とする。ここでｔ２の時点において、クラッチ１４より動力下流側（即ち、駆動軸２７側）は回転を停止しており、また、ＨＳＴ変速比が中立に制御されているのでクラッチ１４より動力上流側のＨＳＴモータ出力軸２６も回転を停止している。即ち、上述のように、クラッチ１４係合時にその上流側と下流側との間において、回転速度差がないのである。従って、本実施例での油圧パッククラッチ１４のように短時間で完全な係合解除状態から完全な係合状態へ移行させることのみしかできない構成のクラッチでも、係合時の変速ショックは著しく少なくなる。
【００４１】
制御装置９０はｔ２の時点でクラッチ１４を「係合」に制御した後、クラッチペダル８５の踏込み量と該閾値Ｃとの差（（ａ）に示すｘ）を検出し、その差が大きいほど、ＨＳＴ斜板角を、回転数検出器８２の検出値から逆算されたＨＳＴ斜板角から主変速レバー８４の操作位置に相当するＨＳＴ斜板角へ近づける、上述の式に基づく制御を行う。この制御によれば、（ｂ）のｔ２からｔ３までの間に示すように、クラッチペダル８５を踏込み解除するにつれて、ＨＳＴ斜板角は本機の実際の車速に応じた斜板角（時間ｔ２においては、中立）から、主変速レバー８４の操作位置に相当する斜板角へ近づき、本機は停止状態から徐々に加速されて、最終的にはクラッチペダル８５踏込み量が閾値Ｂよりも下回ったｔ３の時点で、主変速レバー８４で指示された変速比にＨＳＴの制御変速比が達することになる。これはオペレータ側からみると、通常の半クラッチ操作の可能なメインクラッチを有する車両において、発進時に徐々にクラッチペダルを離していくのに応じてクラッチが徐々に繋がって加速していく感覚に近似しており、一般的で覚えるのが容易な操作方法を適用できることを意味する。従って、車両の円滑な発進が容易に行えるのである。
【００４２】
なお、前方下り坂を走行時にクラッチペダル８５を踏み込んだ場合の制御がｔ４からｔ５までに示され、この場合は該クラッチペダル８５を閾値Ｂをこえて踏み込んだｔ４の時点でクラッチ１４が係合解除されるとともに、本機はその自重により前方に向かって加速することになる。この結果、（ｃ）に示すように本機の実際の車速が主変速レバー８４によって指示される速度を上回る場合は、制御装置９０は、ＨＳＴ斜板２２ａが動作可能な角度の範囲内では前記ｔ１〜ｔ２と同様に車速に応じて制御し、一方で車速が更に増加されて、車速に応じて制御すべきＨＳＴ斜板角がその傾動範囲をこえるような場合は、制御装置９０はＨＳＴ斜板２２を、その増速側の限界の傾斜角度（斜板最大角）で保持させる。このときは駆動側と従動側に速度差が生じることになるから、ｔ５に示すようにクラッチペダル８５を戻した場合であっても、ＨＳＴ斜板２２ａを車速に追従して制御できる最大速度（即ち、ＨＳＴ斜板２２ａの斜板最大角に相当する車速）まで本機が減速されるまではクラッチ１４を繋がないように制御して、変速ショックの低減及びクラッチ１４の保護を図っている。クラッチ１４が繋がれた後はｔ６までに示すように、クラッチペダル８５の戻し量が大きいほど、主変速レバー８４の操作位置に相当する斜板角にＨＳＴ斜板２２ａを近づけていく制御（前述のｔ２〜ｔ３に示すものと同様の制御）を行う。
【００４３】
ｔ６〜ｔ７においては平坦な路上を走行している場合においてクラッチペダル８５を完全に離した状態から徐々に踏み込み、限度まで踏み込んだときの制御を示しており、このときの制御は上記のｔ１〜ｔ２における制御と全く同様である。
【００４４】
ｔ８〜ｔ９においては車両を平坦な路上で停止させた場合において、クラッチペダル８５を完全に踏み込んだ状態から徐々に離して、中途でまた踏み込んだ場合の制御が示され、制御装置９０は閾値Ｃをこえてペダル８５が離されたときは直ちにクラッチ１４を係合するとともに、ペダル８５の踏込み量と閾値Ｃとの差に応じて、本機速度から逆算されたＨＳＴ斜板角から主変速レバー８４で指示されるＨＳＴ斜板角へ移行させる、前述と同様の制御を行う。一方、該制御の中途において、クラッチペダル８５の踏込み量の増加が検知されると、その時点（ｔ９）で直ちにクラッチ１４が係合解除されて、それ以降は制御装置９０は、本機速度から逆算された傾斜角度となるようＨＳＴ斜板角を制御する。従って、本機はｔ８〜ｔ９の間においてはクラッチペダルの踏動解除に伴って徐々に加速する一方、再びクラッチペダルを踏み込まれてからは慣性で走行しながら減速され、最終的には再び停止状態に至る。
【００４５】
【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。
【００４６】
請求項１に示す如く、主変速操作手段の操作に応じてＨＳＴ斜板の傾斜角を変更制御する作業車両のＨＳＴ斜板制御機構において、作業車両のトランスミッションの動力伝達経路に、完全な係合状態又は完全な係合解除状態のうちいずれかのみに操作し得るクラッチを介在させ、該クラッチを操作するための操作手段と、前記ＨＳＴ斜板の傾斜角を変更させるアクチュエータを有するとともに、前記クラッチより動力下流側の回転数を検出する回転数検出手段を有し、前記操作手段が「断」位置に操作されたときは、前記クラッチを切り離すととともに、前記回転数検出手段の検出値に応じてＨＳＴ斜板角を変更すべく前記アクチュエータを制御するので、クラッチの係合解除後に該クラッチの動力下流側の回転数に応じてＨＳＴ斜板角を制御することから、該クラッチの動力上流側と動力下流側との回転数を一致させるべく制御することで、後に再びクラッチを係合させる際の変速ショックの発生を著しく低減することができる。従って、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可能なクラッチを用いた場合でも、激しい変速ショックは生ぜず、車両の乗り心地を向上させることができる。
そして、ＨＳＴを搭載した車両において摩擦式クラッチを搭載した車両と同等のクラッチ操作が擬似的に可能となり、ＨＳＴ式走行車両特有の違和感を解消できる。
【００４７】
また、予め設定された閾値よりも操作手段が「断」側に操作されているときに、前記クラッチを切り離した状態とし、かつ、前記回転数検出手段の検出値に応じてＨＳＴ斜板角を変更すべく前記アクチュエータを制御するので、
前記閾値を設けることで、前記操作手段の遊びを得ることができる。従って、例えば、はずみでクラッチレバーやクラッチペダルにわずかに手足が触れてしまったような場合でも、クラッチが切れてしまうことがない。
【００４８】
更には、クラッチ操作手段を閾値から「接」側へ操作する量が大きいほど、回転数検出手段に応じたＨＳＴ斜板角から主変速操作手段の操作量に応じたＨＳＴ斜板角へ移行させるような制御がなされるので、例えば、停止状態の車両においてクラッチペダルを「断」位置から「接」位置に徐々に操作していくと徐々に加速してゆくような制御が可能となる。これはオペレータ側からみると、通常の半クラッチ操作の可能なメインクラッチを有する車両において、発進時に徐々にクラッチ操作手段を「接」側へ操作していくのに応じてクラッチが徐々に係合して加速していく感覚に近いものであり、一般的で覚えるのが容易な半クラッチ的操作方法を近似的に本作業車両に適用できることを意味する。従って、操作に熟練を要することなく、車両のスムーズな発進が容易に行えるのである。
【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ＨＳＴ斜板制御機構の構成を示した説明図。
【図５】  ＨＳＴ斜板制御機構の制御フロー図。
【図６】  本発明のＨＳＴ斜板制御機構がＨＳＴ斜板及びクラッチを制御する様子を示した図。
【符号の説明】
１４  クラッチ
２１  ＨＳＴ
２２ａ  ＨＳＴ斜板
８２  回転数検出器（回転数検出手段）
８４  主変速レバー（主変速操作手段）
８５  クラッチペダル（操作手段）
８６  ＨＳＴ斜板角アクチュエータ
【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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