(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ（４４）と方向制御弁（４６）を結ぶ油路（４９）に分岐油路（５１）を設け、この分岐油路（５１）に可変リリーフ弁（５２）を介装し、前記油圧ポンプ（４４）からの圧油を方向制御弁（４６）の切り換え操作により機体の前後進切換用クラッチ（３１）へ択一的に供給し、該前後進切換用クラッチ（３１）に接続する油路の圧油をリリーフして昇圧特性を変更するトラクタ（１０）の油圧クラッチの昇圧回路に於いて、
前記前後進切換用クラッチ（３１）へ供給される圧油がクラッチピストンを動かす最小作動圧となるように該可変リリーフ弁（５２）を初期設定し、前記方向制御弁（４６）を切り換えてクラッチピストンが動きはじめたとき、油圧クラッチの出力回転数若しくは出力トルクの変化を検出し、その変化に応じて該可変リリーフ弁（５２）を調整して前記油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するにあたり、
各センサ値を読み込み前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの変化を検出し、次いで該回転数若しくは回転トルクの変化の立ち上がり時間Ｔｒを演算し、該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内であるかを判定し、
該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内で、且つ前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの大きさが規定値以下であるときは、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間どおりにし、之に対して、立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内でも前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの大きさが規定値よりも大となったときは、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間より短時間となし、一方、該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間を超えた場合は、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間より長時間となし、
更に、昇圧回路の初期設定を行なう際、前後進レバー（１７）を操作したときから車輪の回転を検出するまでの時間をカウントし、該カウント時間から所定時間を引いた時間をイニシャルタイムＴ１として、これを昇圧制御に供することを特徴とするトラクタの油圧クラッチの昇圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧クラッチの昇圧制御方法に関するものであり、特に、方向制御弁の切り換えにより圧油を複数の油圧クラッチへ択一的に供給し、この圧油をリリーフして昇圧特性を変更する油圧クラッチの昇圧制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ポンプからの圧油を方向制御弁の切り換え操作により複数の油圧クラッチへ択一的に供給し、該油圧クラッチに接続する油路の圧油を可変リリーフ弁を調整して昇圧特性を変更する回路があり、トラクタや田植機、芝刈機等の作業車両に備えられた走行系の前後進切換用クラッチ、或いは、ＰＴＯ系の正逆転切換用クラッチ等の昇圧回路が知られている。
【０００３】
例えば前後進切換用の油圧クラッチは、駆動軸と一体に回転するドラムの前後に前進用の多板クラッチと後進用の多板クラッチが設けられており、油圧ポンプから該油圧クラッチへ通じる油路の途中に方向制御弁を設けてある。この方向制御弁を切り換えることにより、前進側供給ポートまたは後進側供給ポートの何れかへ択一的に圧油を供給し、該油圧クラッチを前進若しくは後進に操作するように形成されている。また、油圧ポンプから該油圧クラッチへ通じる油路の圧油を可変リリーフ弁にて調整するように構成してある。
【０００４】
そして、方向制御弁を切り換えて油圧クラッチを操作する際に、該油圧クラッチの出力回転を円滑に上昇させるために、方向制御弁の切り換え時に前記ソレノイドへ大電流を与えて、クラッチピストンをストロークエンドまで短時間で移動させるように昇圧制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性により、圧油の昇圧特性が変化することが多い。方向制御弁の切り換え時に大電流を流す時間が長いと油圧クラッチの圧力にサージ圧が発生し、クラッチ接続時のショックが大きくなる。一方、大電流を流す時間が短いとクラッチピストンがストロークエンドまで動かず、クラッチの接続が遅れて回転の立ち上がりが悪くなる。
【０００６】
そこで、方向制御弁の操作により複数の油圧クラッチへ圧油を択一的に供給する油圧回路に於いて、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性に拘わらず安定した昇圧制御を行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、油圧ポンプ（４４）と方向制御弁（４６）を結ぶ油路（４９）に分岐油路（５１）を設け、この分岐油路（５１）に可変リリーフ弁（５２）を介装し、前記油圧ポンプ（４４）からの圧油を方向制御弁（４６）の切り換え操作により機体の前後進切換用クラッチ（３１）へ択一的に供給し、該前後進切換用クラッチ（３１）に接続する油路の圧油をリリーフして昇圧特性を変更するトラクタ（１０）の油圧クラッチの昇圧回路に於いて、前記前後進切換用クラッチ（３１）へ供給される圧油がクラッチピストンを動かす最小作動圧となるように該可変リリーフ弁（５２）を初期設定し、前記方向制御弁（４６）を切り換えてクラッチピストンが動きはじめたとき、油圧クラッチの出力回転数若しくは出力トルクの変化を検出し、その変化に応じて該可変リリーフ弁（５２）を調整して前記油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するにあたり、
各センサ値を読み込み前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの変化を検出し、次いで該回転数若しくは回転トルクの変化の立ち上がり時間Ｔｒを演算し、該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内であるかを判定し、
該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内で、且つ前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの大きさが規定値以下であるときは、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間どおりにし、之に対して、立ち上がり時間Ｔｒが規定時間内でも前後進切換用クラッチ出力軸（３０）の回転数若しくは回転トルクの大きさが規定値よりも大となったときは、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間より短時間となし、一方、該立ち上がり時間Ｔｒが規定時間を超えた場合は、前記ソレノイド（５８）へ信号を出力する時間Ｔ２を基準時間より長時間となし、
更に、昇圧回路の初期設定を行なう際、前後進レバー（１７）を操作したときから車輪の回転を検出するまでの時間をカウントし、該カウント時間から所定時間を引いた時間をイニシャルタイムＴ１として、これを昇圧制御に供するトラクタの油圧クラッチの昇圧制御方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は作業車両の一例としてトラクタ１０を示し、車体の前部にエンジン１１が載置されてフード１２で被蔽されている。キャビン１３の内部にはシート１４を装着してあり、変速レバー１５や各種操作スイッチ等が設けられている。シート１４の前方にステアリングハンドル１６を設け、該ステアリングハンドル１６の近傍に前後進レバー１７が取り付けられている。前記エンジン１１の動力はミッションケース１８内に収められたギヤ式変速装置を介して後輪１９に伝達されるとともに、ギヤ式変速装置から分岐された動力を前輪動力伝達軸２０から前輪２１に伝達できるように構成されている。
【０００９】
図２は前記ミッションケース１８の内部を示し、エンジンの動力は主クラッチ２５から出力ギヤ２６を経て入力軸２７の第１ギヤ２８へ伝達される。該入力軸２７と平行に駆動軸３０が設けられおり、この駆動軸３０に前後進切換用クラッチ３１が装着されている。該前後進切換用クラッチ３１は、駆動軸３０と一体に回転するドラム３２の前後に夫々前進用多板クラッチ３３と後進用多板クラッチ３４が設けられている。前進用多板クラッチ３３の前方に前進ギヤ３５が遊嵌され、後進用多板クラッチ３４の後方に後進ギヤ３６が遊嵌されている。
【００１０】
また、前記入力軸２７及び駆動軸３０と平行にカウンタ軸３７を設け、該カウンタ軸３７の後端にカウンタギヤ３８を固設する。このカウンタギヤ３８は、前記入力軸２７の後端に設けた第２ギヤ２９に噛合するとともに、後進ギヤ３６にも噛合している。従って、前記入力軸２７の回転は、第１ギヤ２８を介して前進ギヤ３５へ伝達されるとともに、第２ギヤ２９及びカウンタギヤ３８を経て後進ギヤ３６へ伝達される。即ち、前進ギヤ３５は駆動軸３０上を正方向へ遊転し、後進ギヤ３６は駆動軸３０上を逆方向へ遊転する。
【００１１】
後述するように、方向制御弁の切換操作により前後進切換用クラッチ３１の前進側供給ポート４０に圧油が導入されたときは、クラッチピストン４１が移動して前進用多板クラッチ３３が入りになり、前記前進ギヤ３５の回転が前進用多板クラッチ３３を介してドラム３２へ伝達される。従って、駆動軸３０が正回転して機体は前進走行する。一方、後進側供給ポート４２に圧油が導入されれば、クラッチピストン４３が移動して後進用多板クラッチ３４が入りになり、前記後進ギヤ３６の回転が後進用多板クラッチ３４を介してドラム３２へ伝達される。従って、駆動軸３０が逆回転して機体は後進走行する。
【００１２】
図３は複数の油圧クラッチへ圧油を択一的に供給する一例として前後進切換用クラッチ３１の油圧回路を示し、油圧ポンプ４４から吐出される圧油は減圧回路４５を通り、その一部がソレノイド式方向制御弁４６を介して前後進切換用クラッチ３１へ供給される。コントローラ５０からの信号ＳC によりソレノイド４７または４８を励磁して、該方向制御弁４６を中立位置（イ）から前進位置（ロ）または後進位置（ハ）へ切り換えれば、油圧ポンプ４４から吐出された圧油が油路４９を通って供給ポート４０または４２へ導入され、前後進切換用クラッチ３１が前進若しくは後進に操作される。
【００１３】
ここで、前記油圧ポンプ４４と方向制御弁４７を結ぶ油路４９に絞り６１を設け、該絞り６１の後段に分岐油路５１を設けて可変リリーフ弁５２を介装する。該可変リリーフ弁５２のスプールは、バネ５３とパイロットポート５４の油圧にて付勢されており、このバネ圧とパイロット圧との合算圧によって入口側の油圧を制御する。
【００１４】
いま、パイロットポート５４のパイロット圧が低いときは、該可変リリーフ弁５２のスプールが開き易くなり、油路５１の油が多量にタンク５５へ戻るので、該可変リリーフ弁５２の入口側の油圧即ち前記油路４９を流れる圧油が低圧となる。一方、パイロットポート５４のパイロット圧が高くなるのに伴い、該可変リリーフ弁５２のスプールが開き難くなり、該可変リリーフ弁５２の入口側の油圧即ち前記油路４９を流れる圧油が高圧となる。このように、該可変リリーフ弁５２のパイロット圧を増減することにより、油路４９の圧力即ち前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰC を制御する。
【００１５】
本実施の形態では、前記可変リリーフ弁５２のパイロット圧を制御するために、前記油路４９に設けた絞り６１の前段から油路５６を分岐し、この油路５６と前記パイロットポート５４のパイロット油路５４ａとの間にソレノイド式比例減圧弁５７が設けられている。
【００１６】
該比例減圧弁５７は、コントローラ５０からの信号ＳR によってソレノイド５８を励磁したとき、スプールが移動して前記パイロット油路５４ａとタンク５５に通じる油路５５ａの開口を小さくするとともに、パイロット油路５４ａと油路５６の開口を大きくするようにする構成されている。従って、ソレノイド５８への信号ＳR を増減することにより、該比例減圧弁５７の２次側の出力される圧力が変化し、パイロットポート５４のパイロット圧を制御することができる。尚、前記油路４９の絞り６１の前段から潤滑油路５９を分岐して、前後進切換用クラッチ３１の潤滑ポートへ接続する。
【００１７】
而して、油圧ポンプ４４から吐出された圧油は減圧回路４５を経た後に、絞り６１を通って方向制御弁４６を結ぶ油路４９と分岐油路５１へ導出される。この分岐油路５１に設けられた可変リリーフ弁５２は、リリーフポペットとパイロットスプールとの間に設けたバネ５３のバネ圧と、パイロットポート５４のパイロット圧との合算圧によって、分岐油路５１を閉じる方向へ付勢されている。
【００１８】
一方、前記比例減圧弁５７はコントローラ５０からの信号ＳR によりパイロットポート５４のパイロット圧を増減する。即ち、前記ソレノイド５８への信号ＳR を増加すればパイロットポート５４のパイロット圧が高くなり、可変リリーフ弁５２のリリーフポペット５２ａスプールが開き難くなって、方向制御弁４６へ通じる油路４９の油圧が上昇する。
【００１９】
而して、コントローラ５０から比例減圧弁５７のソレノイド５８へ信号ＳR が出力されず、該ソレノイド５８がオフであるときは、前記可変リリーフ弁５２のパイロットポート５４のパイロット圧は最小となる。このとき、前記油路４９の圧力即ち前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰC が、クラッチピストンの最小作動圧ＰC0（供給ポート４０または４２に圧油が充満してクラッチピストン４１または４３が動きだす直前の圧力）となるように、前記可変リリーフ弁５２を初期設定しておく。
【００２０】
次に、図３乃至図５に従って、本発明の昇圧制御方法について説明する。コントローラ５０から信号ＳC を出力して、ｔ1 の時点でソレノイド４７または４８がオンになると、方向制御弁４６が中立位置（イ）から前進位置（ロ）または後進位置（ハ）へ切り換り、圧油が油路４９を通って供給ポート４０または４２へ導入される。方向制御弁４６の切り換え時に所定時間Ｔ1 の間は前記比例減圧弁５７のソレノイド５８への信号ＳR を一時的に大にして、可変リリーフ弁５２のクラッチピストン４１または４３をストロークエンドまで短時間で移動させる。
【００２１】
前述したように、可変リリーフ弁５２の初期設定により、前記油路４９の圧力がクラッチピストンの最小作動圧ＰC0になっているため、方向制御弁４６が切り換わったときに、前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰC は直ちにクラッチピストンの最小作動圧ＰC0となり、前記比例減圧弁５７のソレノイド５８への信号ＳR を一時的に大にすることと相俟って、前後進切換用クラッチ３１への供給圧ＰC が滑らかに昇圧され、前後進切換用クラッチ３１の出力回転を円滑に上昇させることができる。
【００２２】
このとき、前記ソレノイド５８への大きな信号出力の時間Ｔ1 が必要以上に長くなると、図４の二点鎖線に示すように供給圧ＰC にサージ圧が発生するため、前後進切換用クラッチ３１の出力回転数或いは出力トルクをセンサによって検出し、この出力変化に応じて前記ソレノイド５８への信号出力を変えて可変リリーフ弁５２を調整する。
【００２３】
図５は本発明の昇圧制御方法を示すフローチャートであり、先ず、各センサ値を読み込んで、前後進切換用クラッチ出力軸の回転数若しくは回転トルクの変化を検出する（ステップ１）。次に、回転数若しくは回転トルクの変化の立ち上がり時間Ｔr を演算し、該立ち上がり時間Ｔr が規定時間内であるかを判別する（ステップ２）。
【００２４】
該立ち上がり時間Ｔr が規定時間内であって、且つ、前後進切換用クラッチ出力軸の回転数若しくは回転トルクの大きさが既定値以下であるときは、前記ソレノイド５８へ信号を出力する時間Ｔ2 を基準時間どおりにする（ステップ３→４）。これに対して、該立ち上がり時間Ｔr が規定時間内であっても、前後進切換用クラッチ出力軸の回転数若しくは回転トルクの大きさが既定値より大となったときは、前記ソレノイド５８へ信号を出力する時間Ｔ2 を基準時間より短時間にする（ステップ３→５）。一方、該立ち上がり時間Ｔr が規定時間を超えた場合は、前記ソレノイド５８へ信号を出力する時間Ｔ2 を基準時間より長時間にする（ステップ２→６）。
【００２５】
斯くして、油圧クラッチへの供給圧にサージ圧が発生してクラッチ接続時のショックが大きくなったり、油圧クラッチの接続が遅れて回転の立ち上がりが悪くなるといった現象がなくなり、安定した昇圧制御を行うことができる。
【００２６】
ここで、昇圧回路の初期設定を行う際に、前後進レバーを操作したときから車輪の回転を検出するまでの時間をカウントし、このカウント時間から所定時間（例えば１０msec）を引いた時間をイニシャルタイムＴ1 として昇圧制御に使用することもでき、電気系統でのバラツキを少なくすることにより、異なる機械での操作感を略同一にできる。
【００２７】
尚、本実施の形態では、走行系の前後進切換用クラッチについて説明したが、ＰＴＯ系の正逆転切換用クラッチをはじめとする他の油圧クラッチの昇圧制御に対しても応用できる。
【００２８】
而して、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、方向制御弁を切り換えて油圧クラッチを接続するに際し、クラッチピストンが動きはじめたとき、油圧クラッチの出力回転数若しくは出力トルクの変化を検出し、その変化に応じて可変リリーフ弁を調整して前記油圧クラッチへ供給する圧油を昇圧するので、油圧クラッチへの供給圧にサージ圧が発生してクラッチ接続時のショックが大きくなったり、クラッチの接続が遅れて回転の立ち上がりが悪くなるといった現象を防止できる。
また、昇圧回路の初期設定を行なう際、前後進レバー（１７）を操作したときから車輪の回転を検出するまでの時間をカウントし、該カウント時間から所定時間を引いた時間をイニシャルタイムＴ１として、これを昇圧制御に供するので、電気系統でのバラツキを少なくすることにより、異なる機械での操作感を略同一にすることができる。
斯くして、クラッチ精度のバラツキや方向制御弁の温度特性に拘わらず安定した昇圧制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】作業車両の一例であるトラクタの側面図。
【図２】ミッションケースの側面内部を示す展開断面図。
【図３】前後進切換用クラッチの油圧回路図。
【図４】昇圧制御のタイムチャート。
【図５】昇圧制御のフローチャート。
【符号の説明】
３１          前後進切換用クラッチ
３３          前進用多板クラッチ
３４          後進用多板クラッチ
４１，４３    クラッチピストン
４４          油圧ポンプ
４６          方向制御弁
４７，４８    ソレノイド
４９          油路
５０          コントローラ
５１          分岐油路
５２          可変リリーフ弁
５７          比例減圧弁
【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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