(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、変速位置又は変速量を設定する設定手段であるＨＳＴ操作レバー（７）と、該設定手段に機械的に連結されて変速比又は出力軸の回転数を変更する変更手段である油圧式無段変速装置の油圧ポンプの可動斜板（２ａ）と、該変更手段を強制制御する補正制御手段とを具備し、該可動斜板（２ａ）を、内燃機関の出力軸回転と、油圧式無段変速装置の出力軸と車軸との減速比を複数段に変速可能な副変速装置との組合せにより、補正制御し変速する作業車両の無段変速装置において、該ＨＳＴ操作レバー（７）を高速側より中立位置、または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該補正制御手段により、該可動斜板（２ａ）の移動速度を強制的に遅くする制御がなされるものとし、該内燃機関の出力軸回転数が、該ＨＳＴ操作レバー（７）により設定した設定回転数以下のとき、または、前記副変速装置が高速段のときの、いずれかに該当するときには、この制御を停止することを特徴とする作業車両の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業用作業車両等に搭載される無段変速装置、特に油圧式無段変速装置における、高速状態から急停止する際に停止時のショックを緩和し、また、中立時に確実に車両を停止するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、農業用作業車両等に搭載される油圧式無段変速装置（以後、ＨＳＴ）において、進行方向、変速位置又は変速量を設定する設定手段（変速レバー）と、進行方向、変速比又は出力軸の回転数を変更する変更手段（ＨＳＴの油圧ポンプの可動斜板）とを連結された制御装置は、例えば特開平５−１６８３３９号に示すように公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように設定手段と変更手段とが連結されていると、増速または減速時、特に、路上走行での急減速または急停止の場合に、前記変更手段が前記設定手段に全く同期して急激に移動するため、ショックが大きい。オペレータは片手でハンドル操作しながらもう片方の手で設定手段を操作する状態にあり、このショックに対して片手で体を支えるため、負担が大きく、疲労が増大し、結果的に作業に入ってからの作業精度等にも影響を及ぼす。
【０００４】
そこで、前記設定手段の急速な操作にもかかわらず、前記変更手段の移動を強制的に緩やかにすることが考えられるが、一律に緩やかにしてしまっては、急停止を目的としての設定手段の急速な操作が意味をなさなくなり、また、高速路上走行時等には急停止の必然性が特に高いため、ゆるやかな停止は却って危険である。また、低速で作業走行を行っている場合（ローアイドリング状態）にもこのような制御は不要となる。
【０００５】
もう一つの問題として、ＨＳＴは、設定手段と変更手段とが機械式リンク機構にて連結されていると、変更手段の中立域が狭くなるため、設定手段の中立設定位置と実際の中立位置との位置合わせが困難であり、更に、油温条件や経年変化により中立位置がずれてしまうということがあり、従って、設定手段にて中立設定しても、ＨＳＴの出力軸が回転停止せず、車両が正常に停止しないという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次の如く構成するものである。
【０００７】
少なくとも、変速位置又は変速量を設定する設定手段であるＨＳＴ操作レバー（７）と、該設定手段に機械的に連結されて変速比又は出力軸の回転数を変更する変更手段である油圧式無段変速装置の油圧ポンプの可動斜板（２ａ）と、該変更手段を強制制御する補正制御手段とを具備し、該可動斜板（２ａ）を、内燃機関の出力軸回転と、油圧式無段変速装置の出力軸と車軸との減速比を複数段に変速可能な副変速装置との組合せにより、補正制御し変速する作業車両の無段変速装置において、該ＨＳＴ操作レバー（７）を高速側より中立位置、または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該補正制御手段により、該可動斜板（２ａ）の移動速度を強制的に遅くする制御がなされるものとし、該内燃機関の出力軸回転数が、該ＨＳＴ操作レバー（７）により設定した設定回転数以下のとき、または、前記副変速装置が高速段のときの、いずれかに該当するときには、この制御を停止するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面をもとに説明する。
【０００９】
図１は本発明の作業車両の無段変速装置の制御に係るＨＳＴのシステムブロック図、図２は本発明に係るＨＳＴ制御機構を農業用作業車両に適用した場合の実施例を示すブロック図、図３はショックレス制御を適用した急停止または急減速時のＨＳＴ制御基本フローチャート図である。
【００１０】
図４は目的中立または中立付近位置の直前よりショックレス制御を行なう場合の急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図、図５は減速量を設定してショックレス制御を行なう場合の急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図、図６はローアイドリングの作業走行時にショックレス制御を回避する過程を盛り込んだ急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【００１１】
図７は副変速で所定変速段とした時にショックレス制御を回避する過程を盛り込んだ急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図、図８はローアイドリング時または副変速装置が所定変速段となっている時のいずれかの場合にショックレス制御が回避される急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図、図９は自動／手動スイッチにて走行状態を判断し、作業走行時はショックレス制御を回避するようにした急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【００１２】
図１０はＨＳＴ操作レバーの中立操作時にＨＳＴ出力軸の回転を確実に停止するためのＨＳＴ制御フローチャート図、図１１は同じくＨＳＴの圧力検出によりＨＳＴ出力軸の回転方向を判断する過程を盛り込んだＨＳＴ制御フローチャート図、図１２は同じくＨＳＴ出力軸を一方に微速回転することによりその回転方向を判断する過程を盛り込んだＨＳＴ制御フローチャート図である。
【００１３】
本発明に係るＨＳＴを農用作業車両（農業用トラクタ）に適用したことを前提として、ＨＳＴの全体的なシステム構造を図１及び図２にて説明する。ＨＳＴ制御用のコントローラ１に対し、センサやスイッチ等の各種入力手段が、ＨＳＴ本体２、本機３、ガバナ４に設けられている。まず、これらの入力手段について説明する。ＨＳＴ本体２においては、油圧ポンプの可動斜板２ａ（ＨＳＴの変更手段）の角度を検出する斜板角センサＳ１、ＨＳＴの油圧ポンプより油圧モータへの油圧回路において、前進側に流れる油圧を検出する前進側圧力センサＳ２、後進側に流れる油圧を検出する後進側圧力センサＳ３、ＨＳＴの出力軸２ｂの回転数を検出する出力軸回転数センサＳ４を具備しており、センサＳ１・Ｓ２・Ｓ３からは、コントローラ１にそれぞれ検出電圧値（Ａ／Ｄ）を入力し、出力軸回転数センサＳ４からは検出した矩形波信号を入力する。
【００１４】
本機３においては、前記の可動斜板２ａに機械式リンク機構にて連結されたＨＳＴの設定手段（進行方向、変速位置又は変速量を設定する手段）であるＨＳＴ操作レバー７が設けられていて、その回動角度を検出するＨＳＴレバー角センサＳ５が具備されている。また、ＨＳＴ出力軸２ｂと車軸との減速比を複数段に変速可能な副変速装置（トランスミッション）８がＨＳＴと車軸との間に設けられていて、その複数変速段を設定するための副変速設定装置（スイッチやレバー等）９が設けられており、該副変速設定装置９の設定速度段を検出する副変速センサＳ６が具備されている。ＨＳＴレバー角センサＳ５及び副変速センサＳ６の各検出信号は、コントローラ１に入力される。また、本機３には、走行速度を自動により定速走行するか、手動操作にて変速可能な状態とするかを選択する自動／手動スイッチＳＷ１や、作業機のワンタッチ昇降スイッチＳＷ２の他、左ブレーキスイッチ、右ブレーキスイッチ、作業機の上昇スイッチ、下降スイッチ等の各種のスイッチＳＷ・ＳＷ・・・が設けられていて、それぞれのスイッチ切換に伴ってコントローラ１に入力される。
【００１５】
本機３にはエンジンＥが搭載されており、該エンジンＥの燃料噴射量を調節するガバナ４は電子ガバナを使用としており、エンジン出力軸の負荷率モニタＭ１及び回転数モニタＭ２を具備し、それぞれのモニタ矩形波をコントローラ１に入力する。
【００１６】
出力手段としては、作業機昇降手段１０の上昇用アクチュエーター１０ａ及び下降用アクチュエーター１０ｂや、モード設定や故障等を表示する各種表示ランプ１１があり、コントローラ１よりそれぞれにＯＮ・ＯＦＦ出力がなされる。また、バッテリチェッカ１２は、コントローラ１との間で相互に通信がなされる。
【００１７】
そして、通常はＨＳＴ操作レバー７（即ち設定手段）の操作に追従して移動するＨＳＴの油圧ポンプの前記可動斜板２ａ（即ち変更手段）を強制制御する補正制御手段として、可動斜板制御用モータ（Ｄ／Ｃモータ）６、及び、該可動斜板制御用モータを駆動するモータ駆動ユニット５が設けられている。モータ駆動ユニット５にはコントローラ１より正転出力信号ＳＧ１、逆転出力信号ＳＧ２、及び駆動停止出力信号ＳＧ３が出力される。正転出力信号ＳＧ１と逆転出力信号ＳＧ２とはＯＮ・ＯＦＦ出力信号であり、いずれか択一的に出力され、ＳＧ１・ＳＧ２のいずれかが出力されると同時に、ＰＷＭ（パルス波信号）である駆動停止出力信号ＳＧ３が出力され、そのパルス波のデューティ値によって駆動速度が決定する。これらの出力信号ＳＧ１・ＳＧ２・ＳＧ３に基づいて、モータ駆動ユニット５より可動斜板制御用モータ６に駆動信号ＳＧ５が発信され、該可動斜板制御用モータ６が正転側または逆転側に所定速度で駆動して、可動斜板２ａを移動させる。
【００１８】
これにより、例えば、正転出力信号ＳＧ１と駆動停止出力信号ＳＧ３とが同時に出力された場合、可動斜板２ａが可動斜板制御用モータ６の正転する側（ここでは前進側とする。）に、駆動停止出力信号ＳＧ３のパルス波に基づく速度で移動する。逆転出力信号ＳＧ２と駆動停止出力信号Ｓ３とが同時に出力されれば、可動斜板２ａが後進側に所定速度で移動するのである。
【００１９】
なお、モータ駆動ユニット５には、過負荷検出センサＳ７が具備されており、可動斜板制御用モータ６の過負荷が検出されれば、この検出信号（過負荷異常信号）ＳＧ４がコントローラ１に入力され、これに基づき、駆動停止出力信号ＳＧ３がデューティ値０の状態で発信されて、可動斜板制御用モータ６を直ちに停止する。
【００２０】
一方、可動斜板２ａには前進側と後進側の移動域においてリミット位置が設けられており、これに対応して可動斜板制御用モータ６にも正転側リミットと逆転側リミットが設けられていて、該可動斜板制御用モータ６が各リミット位置に達した時に、正転リミット信号ＳＧ６または逆転リミット信号ＳＧ７がコントローラ１に入力される。
【００２１】
以上のようなＨＳＴのシステム構成において、本発明は、急減速または急停止時にショックを回避し、また、設定手段の中立設定操作時に確実に停止することを可能とするよう制御される無段変速装置を提供するものである。以下、この制御に関して説明する。
【００２２】
まず、前者のショック回避のための制御について説明する。図３は、その基本フローチャートであって、まず、前記ＨＳＴレバー角センサＳ５の検出電圧にてレバー位置センサ値（ＬＳ）を読み込み（Ｓｔ１）、レバー位置センサ値（ＬＳ）が中立値を示すかどうかを判断する（Ｓｔ２）。なお、該出力値（ＬＳ）は、前進側か後進側かにかかわらず、中立側が小さい値とする。（即ち、中立位置より前進高速側または後進高速側になるほど増加する。）
【００２３】
レバー位置センサ値（ＬＳ）が中立を示さない限り（即ち、ＨＳＴ操作レバー７が中立位置に達しないかぎり）、ＨＳＴ油圧ポンプの可動斜板２ａの位置が前記の斜板角センサＳ１にて読み取られ（Ｓｔ３）、その検出信号値（ＳＳ）がコントローラ１に入力され、可動斜板２ａが中立位置かどうかが判断される（Ｓｔ４）。斜板位置が中立でない限り、レバー位置センサ値（ＬＳ）の読取は継続して行われ、コントローラ１において、前回の読取値と今回の読取値との比較演算が継続的になされる（Ｓｔ５）。
【００２４】
ここで、ＨＳＴ操作レバー７が操作された場合（増速操作及び減速操作）にはレバー位置センサ値（ＬＳ）の前回値と今回値とが異なる。このレバー操作の中で、減速操作の場合には、前回値（ＬＳ）＞今回値（ＬＳ）となる。一方、ＨＳＴ操作レバー７の急速操作時における変化率（今回値（ＬＳ）／前回値（ＬＳ））の基準値（ＳＫ）を記憶しておき、ＨＳＴ操作レバー７の減速操作である前回値（ＬＳ）＞今回値（ＬＳ）が検出された場合に、コントローラ１にて変化率（Ｋ）＝今回値（ＬＳ）／前回値（ＬＳ）を演算し（Ｓｔ６）、演算した変化率（Ｋ）と基準値（ＳＫ）との比較演算を行い（Ｓｔ７）、変化率（Ｋ）が基準値（ＳＫ）よりも小さい場合は、前記補正制御手段（可動斜板制御用モータ６等）の制御ケースである急停止操作または急減速操作であると判断し、ＨＳＴ操作レバー７の急速操作にかかわらず、可動斜板２ａを強制的にゆっくりと目的の中立位置または中立近傍位置まで制御（ショックレス制御）する（Ｓｔ８）。
【００２５】
しかし、前記のショックレス制御が、ＨＳＴ操作レバー７の操作開始時より目的とする中立位置または中立付近位置まで一貫して行われてしまっては、急停止または急減速を目的とする操作に合致しない。そこで、図４図示のフローチャートは、図３の基本フローチャートに、斜板位置センサ値（ＳＳ）が斜板中立位置センサ値（Ｎ）の直前位置を示してから後、前記の補正制御手段による可動斜板２ａの強制制御を行うステップを追加している。即ち、（▲Ｎ）は、ショックレス制御域の斜板位置センサ値の幅を示し、可動斜板２ａの強制制御操作のしきい値として、（Ｎ）＋（▲Ｎ）を設定するものであり、斜板位置センサ値（ＳＳ）としきい値（Ｎ）＋（▲Ｎ）との比較演算を行なって（Ｓｔ７＋ａ）、斜板センサ値（ＳＳ）がしきい値（Ｎ）＋（▲Ｎ）以下となったときに、前記の補正制御手段により、可動斜板２ａをゆっくりと制御する（Ｓｔ８）。このように、目的の中立位置または中立近傍位置直前よりショックレス制御を行うことにより、停止時、または減速操作終了時のショックが回避されるものである。また、補正制御手段の制御開始時までは、設定手段（ＨＳＴ操作レバー７）により、機械式リンク機構を介して変更手段（可動斜板２ａ）は急速に中立側に移動するので、急停止や急減速を目的とする操作に実際の減速が同期対応している。
【００２６】
なお、ショックレス制御時において、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転数低減量、即ち減速量（▲ＨＲ）を様々に設定できるようにすれば、ショックレス制御による減速状態を、副変速の設定段や各種作業状態等、色々な条件に対応させることが可能となる。こうして、各種条件に対応する減速量（▲ＨＲ）を記憶しておき、スイッチ操作等に対応して、択一に減速量（▲ＨＲ）を設定する。その上で、図５図示のフローチャートの如く、斜板位置センサ値（ＳＳ）がショックレス制御域に入った時（Ｓｔ７＋ａ）より、前記のＨＳＴ出力軸回転数センサＳ４にてＨＳＴ出力軸２ｂの回転数を検出し（Ｓｔ９）、その回転数センサ値（ＨＲ）より設定した減速量（▲ＨＲ）を減じた値（（ＨＲ）−（▲ＨＲ））を、目標のＨＳＴ出力軸回転数センサ値（ＳＲ）とし（Ｓｔ１０）、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転数検出を継続しながら、検出値が目標回転数センサ値（ＳＲ）となるまで、前記補正制御手段により強制的にゆっくりと可動斜板２ａを移動させ（Ｓｔ１１）、その後、目的の中立位置または中立付近位置まではオペレータの意思により、ＨＳＴ操作レバー７にて可動斜板２ａを中立位置まで移動させる。
【００２７】
この図５図示の可動斜板制御の流れを基として、図６乃至図８図示のフローチャートにおいては、補正制御手段による可動斜板２ａのショックレス制御を回避するケースを設定し、このケースに該当するかどうかの判断ステップが盛り込まれている。ここで、ショックレス制御を回避するケースとは、まず、作業走行時は低速であって、この時にゆっくりと停止するのは不便であり、ショックレス制御は不要である。この作業走行時は、負荷がかかってローアイドリング状態、即ち、機関回転数が設定回転数よりも低い状態であって、設定回転数と機関回転数との読み込みと比較演算により判断できる。また、副変速段が高速路上走行を示唆する所定の速度段にある状態では、危険回避のための急停止や急減速の必要性が高く、ショックレス制御における可動斜板２ａのゆるやかな移動は却って危険である。
【００２８】
ショックレス制御を行なうか否かを選択すべく、スイッチを設けることも考えられるが、スイッチのＯＮ・ＯＦＦ忘れにより、不必要なショックレス制御がなされる事態も考えられる。その点、本発明では、前記二つのケースを判断するステップを制御フローチャートに盛り込むことで、これらのケースの時に自動的にショックレス制御が回避されるのである。
【００２９】
図６図示のフローチャートは、ローアイドリング状態を判断してショックレス制御を回避するものである。即ち、ＨＳＴ操作レバー及び斜板位置が中立でない場合（Ｓｔ１〜Ｓｔ４）に、ＨＳＴ操作レバー７の急停止または急減速操作の検出に先立って（Ｓｔ５）、前記のガバナ４における回転数モニタＭ２によりエンジン回転数（ＥＲ）を読み込み（Ｓｔ４＋ａ）、エンジン回転数（ＥＲ）と設定回転数（ＬＳより判断）以上であるかどうかを判断し（Ｓｔ４＋ｂ）、設定回転数以上であればショックレス制御を中止する他のルーチン（ＲＯＵＴＩＮ）に移行する。
【００３０】
図７図示のフローチャートは、副変速段が所定速度段（高速路上走行速度段）にある状態を判断してショックレス制御を回避するものである。即ち、ＨＳＴ操作レバー及び斜板位置が中立でない場合において（Ｓｔ１〜Ｓｔ４）、ＨＳＴ操作レバー７の急停止または急減速操作の検出（Ｓｔ５）に先立ち、副変速装置の速度段を前記の副変速センサＳ６により読み取り、ショックレス制御を行なう変速段かどうか判断して（Ｓｔ４＋ｃ）、ショックレス制御を行なう変速段でない場合には、ショックレス制御を回避する他のルーチンに移行する。
【００３１】
図８図示のフローチャートは、両ケースのいずれかの場合に該当する時に、ショックレス制御を回避できるものとしている。即ち、即ち、ＨＳＴ操作レバー及び斜板位置が中立でない場合において、ＨＳＴ操作レバー７の急停止または急減速操作の検出に先立ち、まず、エンジン回転数（ＥＲ）の読み込みを行い（Ｓｔ４＋ａ）、エンジン回転数（ＥＲ）と設定回転数（ＬＳより判断）以上であるかどうかを判断し（Ｓｔ４＋ｂ）、設定回転数以上であれば、ショックレス制御を中止する他のルーチンに移行する。更に、副変速装置の速度段を前記の副変速センサＳ６により読み取り、ショックレス制御を行なう変速段かどうか判断して（Ｓｔ４＋ｃ）、ショックレス制御を行なう変速段でない場合には、ショックレス制御を回避する他のルーチンに移行する。いずれのケースにも該当しないことが判断された段階から、レバー位置（ＬＳ）の読取により急停止または急減速操作を判断し、ショックレス制御を行うのである（Ｓｔ５〜）。
【００３２】
なお、前記の如く、ショックレス制御は路上走行時に必要とされるものであって、作業走行時には不要であるが、この作業走行であるかどうかの判断は、前記の機関回転数が設定回転数を下回るかどうかの検出以外に、前記の自動／手動スイッチＳＷ１の設定により行なうことができる。即ち、作業走行時は負荷の増減にかかわらず定速走行を行なうように、自動／手動スイッチＳＷ１は自動モードにしている。対して、路上走行時には、オペレータが任意に変速操作ができるように、自動／手動スイッチＳＷ１を手動モードにしている。そこで、図９図示のフローチャートにおいては、ＨＳＴ操作レバー及び斜板位置が中立でない場合（Ｓｔ１〜Ｓｔ４）に、ＨＳＴ操作レバー７の急停止または急減速操作の検出（Ｓｔ５）に先立って自動／手動スイッチＳＷ１のモードを判断し（Ｓｔ４＋ｄ）、自動モードの場合にはショックレス制御を回避する他のルーチンに移行し、手動の場合に、ショックレス制御のためのＨＳＴ操作レバー７の急停止または急減速操作を判断するステップに移行する（Ｓｔ５）。
【００３３】
路上走行か作業走行かを判断する手段としては、他に、前記の作業機のワンタッチ昇降スイッチＳＷ２がある。即ち、ワンタッチ昇降スイッチＳＷ２において作業機が上昇状態にあることが判れば、路上走行状態であるので、ショックレス制御を行なう。逆に、作業機が下降していることが判断されれば、作業走行状態で、ショックレス制御は回避される。
【００３４】
なお、図８図示のフローチャートは、図５図示のフローチャートにおける機関回転数の検出に基づくショックレス制御の可否判断のステップ（Ｓｔ４＋ａ〜ｂ）に代えて、自動／手動スイッチＳＷ１のモード判断を行なう（Ｓｔ４＋ｄ）ようにしたものであり、図７図示のフローチャートに対応するように、図８図示のフローチャートにおいて、自動／手動スイッチＳＷ１の判断ステップ（Ｓｔ４＋ｄ）の後に（手動モードと判断された後に）、前記の副変速段の速度段の判断ステップ（Ｓｔ４＋ｃ）を盛り込んでもよい。
【００３５】
次に、本構成の第二の目的である中立設定時にＨＳＴ出力軸を確実に停止するための制御フローチャートについて、図１０乃至図１２より説明する。まず、図１０図示の基本フローチャートについて説明する。ＨＳＴレバー角センサＳ５の検出に基づきＨＳＴ操作レバー７が中立かどうかが判断され（Ｓｔ２１）、中立位置に設定されている場合には、斜板角センサＳ１の検出に基づきＨＳＴ油圧ポンプの可動斜板２ａが中立位置にあるかどうか判断する（Ｓｔ２２）。可動斜板２ａが中立位置になければ、補正制御手段を用いて、これを中立位置に補正する（Ｓｔ２３）。
【００３６】
可動斜板２ａが中立位置になると、ＨＳＴ出力軸センサＳ４によりＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）を読み込み（Ｓｔ２４）、実際にＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）が０となっているかどうかを判断する（Ｓｔ２５）。ＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）が０であれば、少なくともＨＳＴ出力軸２ｂの回転に対して可動斜板２ａの中立位置が正しく取れているものであり、制御をリターンする（２）。但し、この中には、可動斜板２ａの中立位置がＨＳＴ操作レバー７の中立位置に合っていない状況も含まれ、この場合には、設定手段たるＨＳＴ操作レバー７と変更手段たる可動斜板２ａとの間を連結する機械式リンク機構の調整等により補正する。
【００３７】
ＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）が０でなければその回転方向を判断し（Ｓｔ２６）、補正制御手段にてその回転を打ち消す方向に可動斜板２ａを移動させる。即ち、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向が後進方向であれば可動斜板２ａを前進方向に移動させ（Ｓｔ２７）、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向が前進方向であれば可動斜板２ａを後進方向に移動させて（Ｓｔ２８）、最終的にＨＳＴ操作レバー７の設定した中立位置に対応するようにＨＳＴ出力軸２ｂの回転を０にする（これを中立制御と称する）。なお、この場合、可動斜板２ａは本来の中立位置にはない。
【００３８】
さて、このように補正制御手段による中立制御を行なう上で、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向の読取が問題となる。一つに考えられるのは、ＨＳＴ出力軸回転数センサＳ４を使用することであるが、これは回転数は検出できても、回転方向は判断できない。しかし、前進側と後進側とに対応するように二個使用すれば、回転方向の判断も可能である。
【００３９】
このようにセンサを追加することなく、既存のセンサを利用してＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向を判断する方法としては、前進側と後進側の各油圧回路を流動する流体圧力（油圧）を検出する前記の前進側圧力センサＳ２及び後進側圧力センサＳ３を利用することが考えられる。即ち、図１１の如く、ＨＳＴ操作レバー７が中立設定され、ＨＳＴ油圧ポンプの可動斜板２ａが中立位置となった時点で（Ｓｔ２１〜２３）、前進側圧力センサＳ２のセンサ値（ＦＰ）及び後進側圧力センサＳ３のセンサ値（ＲＰ）を読み込み（Ｓｔ３１）、両センサ値を比較、即ち前進側と後進側の圧力差を演算する（Ｓｔ３２）。ここで、圧力差がない場合には、ＨＳＴが正しく中立状態であると判断され、リターンされる。一方、圧力差がある場合には、ＨＳＴ出力軸２ｂが実際に回転しているかどうか判断すべく、ＨＳＴ出力軸回転数センサＳ４の検出にてＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）が０であるかどうか測定する（Ｓｔ３３）。ここで、ＨＳＴ出力軸回転数が０であれば、ＨＳＴの作動油の状態が中立状態であるにもかかわらず、出力軸２ｂが回転していることとなり、これを是正するための他のルーチンに移行する。
【００４０】
ＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）が０でなければ、ここで出力軸２ｂの回転方向の判断がなされる。即ち、前記の両圧力センサＳ２・Ｓ３のセンサ値（ＦＰ・ＲＰ）を比較し、前進側圧力センサ値（ＦＰ）が後進側圧力センサ値（ＲＰ）より大きければ（Ｓｔ３４）、後進側に圧油が流動して油圧が低くなっているものと判断され、即ち、後進方向に出力軸２ｂが回転していると判断され、補正制御手段にて可動斜板２ａを前進側に移動させ（Ｓｔ２７）、出力軸２ｂの回転を停止させる。一方、後進側圧力センサ値（ＲＰ）が前進側圧力センサ値（ＦＰ）より大きければ（Ｓｔ３５）、前進方向に出力軸２ｂが回転していると判断され、補正制御手段にて可動斜板２ａを後進側に移動させ（Ｓｔ２８）、ＨＳＴ出力軸２ｂを停止する。
【００４１】
図１２図示の中立制御用フローチャートは、このようなセンサを使用せずに回転方向を判断する方法を採用している。まず、図１０図示の基本フローチャートとＳｔ２１〜Ｓｔ２５までステップを同一とし、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転数（ＨＲ）が０であることが判断された時、補正制御手段を用いて可動斜板２ａをいずれかの側に（本実施例では前進側に）微小移動させる（Ｓｔ４１）。この時点で再びＨＳＴ出力軸回転数（ＤＨＲ）を読み込み（Ｓｔ４２）、前回のＳｔ４にて読み込んだＨＳＴ出力軸回転数（ＨＲ）と比較する（Ｓｔ４３）。後の回転数検出値（ＤＨＲ）が前の回転数検出値（ＨＲ）より低い場合は、ＨＳＴ出力軸２ｂが減速されたのであり、前進側に微小回転して減速されたのであるから、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向は後進側と判断される。そこで補正制御手段にて可動斜板２ａを前進側に移動させ（Ｓｔ２７）、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転を停止させる。一方、後の回転数検出値（ＤＨＲ）が前の回転数検出値（ＨＲ）より高い場合はＨＳＴ出力軸２ｂが増速されたのであり、前進側に微小回転して増速されたのであるから、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転方向は前進側と判断され、補正制御手段にて可動斜板２ａを後進側に移動させ（Ｓｔ２８）、ＨＳＴ出力軸２ｂの回転を停止させる。
【００４２】
少なくとも、変速位置又は変速量を設定する設定手段と、該設定手段に機械的に連結されて変速比又は出力軸の回転数を変更する変更手段と、該変更手段を強制制御する補正制御手段とを具備する作業車両の無段変速装置であって、以上の如く制御される構成とすることで、次のような効果を奏する。まず、本発明の第一目的である急停止や急減速時のショック緩和用の制御構成として、該設定手段を高速側より中立位置または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該補正制御手段により、該変更手段の移動速度を強制的に遅くするものとしたので、設定手段の急速な操作にもかかわらず無段変速装置の変更手段がゆるやかに移動して中立位置または中立近傍位置に到達するものであり、急停止または急減速によるショックが緩和され、車両に搭乗するオペレータの負担が軽くなる。
【００４３】
しかし、設定手段を操作開始してから目的中立位置または目的中立近傍位置まで一貫して補正制御手段による変更手段の制御がなされるものとすると、オペレータとしては設定手段にて急停止または急減速を目的として急速に操作しているのに、意味をなさなくなる。そこで、該設定手段を高速側より中立位置または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該設定手段の目的位置である中立位置または中立近傍位置の直前位置より該目的位置までは該補正制御手段により、該変更手段の移動速度を強制的に遅くするようにすることで、中立または中立近傍の直前位置までは、急停止や急減速を目的として急速操作した設定手段の動きに同期して可動斜板が急速に中立側に移動し、操作目的に合致した速やかな停止または減速が可能であり、中立または中立近傍の直前位置から目的とする中立または中立近傍位置までは、補正制御手段により変更手段がゆっくりと移動し、このように限られた短い期間のみ補正制御手段による変更手段の制御を行なっても、急停止や急減速の際に最もショックの発生する時である目的中立位置または目的中立近傍位置に到達した時点においてショックが緩和されていることで、ショックレス効果は十分に得られ、車両に搭乗するオペレータの負担が軽くなる。
【００４４】
また、該設定手段を高速側より中立位置または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該設定手段の目的位置である中立位置または中立近傍位置の直前位置より該目的位置までは、該補正制御手段により、該無段変速装置の出力軸回転数の検出に基づいて、該変更手段の移動速度を強制的に遅くするものとしたので、従って、作業条件等に合わせて出力軸回転数の検出に基づく減速制御が可能となり、単にゆるやかに可動斜板を移動させるよりもより一層フィーリングのよい減速状態でショックが緩和されて、目的の停止位置または停止近傍位置に至るのである。
【００４５】
次に、中立位置合わせのための制御構成として、該設定手段を中立設定位置に操作して該変更手段を中立位置にした時に、該無段変速装置の出力軸の回転数を検出し、該回転数が０でない場合には、該補正制御手段により、該変更手段を前進または後進側に移動制御して該回転数を０とすることで、設定手段と変更手段とが機械的に連結された無段変速装置であって、油温条件や経年使用等によって、その出力軸の停止位置に変更手段の中立位置が一致しない状況となっても、設定手段を中立位置にすれば、それに対応して無段変速装置の出力軸を停止させることができ、従って、車両を正常に停止させることができる。また、このように、中立域の狭い変更手段と出力軸の停止位置とをいちいち合わせるという作業も不要となり、変更手段の状態変化に対処して、設定手段の中立操作に無段変速装置の出力軸の回転停止を対応させることができるのである。
【００４６】
また、前記の制御構成では、無段変速装置の出力軸の回転方向の検出が重要である。回転数センサは回転数は検出できるものの、回転方向まで検出しようとすれば、使用個数を増やさなければならない。そこで、該設定手段を中立設定位置に操作して該変更手段を中立位置にした時に、該無段変速装置の出力軸の回転数を検出するとともに、その回転方向を、該無段変速装置の油圧回路における前進側及び後進側の流体圧力検出手段にて検出するか、または、該変更手段を前進後進いずれかの側に微小移動させて、該出力軸が増速を検出するか減速を検出するかによって、該出力軸の回転方向を判断し、該補正制御手段により、該変更手段を前進または後進側に移動制御して該回転数を０とするものとしたので、既存の流体圧力検出手段を利用するか、または、検出手段を用いなくても無段変速装置の出力軸を微小移動させる方法にて、その回転方向が検出され、部品点数を増やさずに、低コストで前記の設定手段の中立操作に対応して無段変速装置の出力軸を停止させる制御が可能となるのである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、農業用作業車両等に適用されるもので、このようなショックレス制御は、路上走行時に必要とするもので、低速で運転する作業走行時には不要であり、また、路上走行時においても、高速段で運転している時等、特定の場合には、ショックの緩和よりも急停止や急減速に重要性があり、このような制御が却って邪魔になることがある。制御を行なうか否かを選択するスイッチを設けることも考えられるが、スイッチの操作を忘れるという事態が想定される。
そこで、請求項１記載の如く、少なくとも、変速位置又は変速量を設定する設定手段であるＨＳＴ操作レバー（７）と、該設定手段に機械的に連結されて変速比又は出力軸の回転数を変更する変更手段である油圧式無段変速装置の油圧ポンプの可動斜板（２ａ）と、該変更手段を強制制御する補正制御手段とを具備し、該可動斜板（２ａ）を、内燃機関の出力軸回転と、油圧式無段変速装置の出力軸と車軸との減速比を複数段に変速可能な副変速装置との組合せにより、補正制御し変速する作業車両の無段変速装置において、該ＨＳＴ操作レバー（７）を高速側より中立位置、または中立近傍位置に向けて急速に切換操作する際に、該補正制御手段により、該可動斜板（２ａ）の移動速度を強制的に遅くする制御がなされるものとし、該内燃機関の出力軸回転数が、該ＨＳＴ操作レバー（７）により設定した設定回転数以下のとき、または、前記副変速装置が高速段のときの、いずれかに該当するときには、この制御を停止するので、内燃機関の出力軸回転数が該設定手段による設定回転数以下の場合は作業走行時と、また、副変速装置が所定設定位置の場合は急停止または急減速を必要とされる路上走行時であると判断され、無駄な、或いは不便な、或いは却って危険な補正制御手段による変更手段の強制制御がなされず、オペレータの意思により、設定手段の操作に変更手段を同期移動させて、目的とする急停止や急減速を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の作業車両の無段変速装置の制御に係るＨＳＴのシステムブロック図である。
【図２】  本発明に係るＨＳＴ制御機構を農業用作業車両に適用した場合の実施例を示すブロック図である。
【図３】  ショックレス制御を適用した急停止または急減速時のＨＳＴ制御基本フローチャート図である。
【図４】  目的中立または中立付近位置の直前よりショックレス制御を行なう場合の急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図５】  減速量を設定してショックレス制御を行なう場合の急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図６】  ローアイドリングの作業走行時にショックレス制御を回避する過程を盛り込んだ急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図７】  副変速で所定変速段とした時にショックレス制御を回避する過程を盛り込んだ急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図８】  ローアイドリング時または副変速装置が所定変速段となっている時のいずれかの場合にショックレス制御が回避される急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図９】  自動／手動スイッチにて走行状態を判断し作業走行時はショックレス制御を回避するようにした急停止または急減速時のＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図１０】  ＨＳＴ操作レバーの中立操作時にＨＳＴ出力軸の回転を確実に停止するためのＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図１１】  同じくＨＳＴの圧力検出によりＨＳＴ出力軸の回転方向を判断する過程を盛り込んだＨＳＴ制御フローチャート図である。
【図１２】  同じくＨＳＴ出力軸を一方に微速回転することによりその回転方向を判断する過程を盛り込んだＨＳＴ制御フローチャート図である。
【符号の説明】
１      コントローラ
２      ＨＳＴ
２ａ    （油圧ポンプ用）可動斜板
２ｂ    出力軸
３      本機
４      ガバナ
５      可動斜板制御用モータ駆動ユニット
６      可動斜板制御用モータ
７      ＨＳＴ操作レバー
８      副変速装置（トランスミッション）
９      副変速設定装置
Ｓ１    斜板角センサ
Ｓ２    前進側圧力センサ
Ｓ３    後進側圧力センサ
Ｓ４    ＨＳＴ出力軸回転数センサ
Ｓ５    ＨＳＴレバー角センサ
Ｓ６    副変速センサ
Ｍ２    回転数モニタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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