(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後進域の全域〜前進低速域では、油圧式無段変速機構（２１）で変速した出力を得る「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜高速域では、油圧式無段変速機構（２１）による出力と、エンジン（２０）からの出力を遊星歯車機構（１０）で合成して変速した出力を得る「ＨＭＴモード」とすべく、制御装置（９０）により制御する油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）において、該「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」の二つの変速モードを切り換える為の、ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）を設け、いずれか一方のクラッチを係合させ、他方のクラッチを係合解除させることにより、「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」とを選択可能とし、低速で高負荷作業時において、前進の低速域で、変速モードを「ＨＭＴモード」とする「低速前進ＨＭＴモード」を選択可能とし、前記低速前進での「ＨＳＴモード」と、該「低速前進ＨＭＴモード」とを切り換えるための切換手段である切換スイッチ（３６）を設け、該切換スイッチ（３６）を変速レバー（８４）に付設し、前記ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）をいずれも係合解除し、車両が停止した状態でのみ押圧操作可能とし、該切換スイッチ（３６）を操作して「低速前進ＨＭＴモード」とすれば、ＨＭＴクラッチ（１３）が係合されて「ＨＭＴモード」となるよう構成したことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
請求項１記載の変速装置において、前記エンジン（２０）がアイドリング状態である時に、該油圧式無段変速機構（２１）を中立にする状態と、中立にしない状態とを切り換える選択切換手段としての切換スイッチ（３７）を設け、該切換スイッチ（３７）をブレーキペダル（３５）の踏込面に付設し、前記エンジン（２０）がアイドリング状態時に、該切換スイッチ（３７）を踏込み操作すると共に、該ブレーキペダル（３５）を踏込操作すれば、一定時間経過後にＨＳＴ斜板角を回転がゼロとなるよう中立制御に移行することを特徴とする変速装置。
【請求項３】
請求項１記載の変速装置において、前記エンジン（２０）の回転数を検出する検出器（８３）と、変速装置により変速後の出力回転を検知する検出器（８２）を設け、前記エンジン（２０）の回転数に比例して油圧式無段変速機構（２１）で変速するように制御装置（９０）により制御すると共に、該エンジン（２０）の回転数が変化しても油圧式無段変速機構（２１）の油圧モータ２３の出力軸（２６）の回転数を変更させない、回転数の不感帯域を設けたことを特徴とする変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両等に備えられる変速装置の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＳＴ（油圧式無段変速機構）と遊星歯車機構とを組み合わせた、油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）が知られている。ＨＳＴは可変容量型の油圧ポンプの可動斜板を主変速操作手段と連結連動して、該主変速操作手段を回動操作することにより、油圧ポンプからの吐出量を変更して出力回転数を変更して主変速を行い、主変速操作手段を中立位置から逆方向に回動することにより前後進を切り換えて、同時に変速を行えるようにしている。
【０００３】
そして、油圧−機械式変速装置において、例えば、特開２００１−１０８０６１号公報に掲載されているように、変速装置の変速比が設定値より低速側にあるときは、第一の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モード」として、後進域の全域〜前進低速域で「ＨＳＴモード」、前進の中速域〜高速域で「ＨＭＴモード」とするよう構成されたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に係る変速装置では、上述の従来技術に鑑み、切換手段を設けて、通常走行に対し変速装置を別制御するモードに切換可能にして、車両の滑らかな増減速や、作業形態に応じた車両走行を図るための変速装置の制御機構について提案する。
【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、後進域の全域〜前進低速域では、油圧式無段変速機構（２１）で変速した出力を得る「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜高速域では、油圧式無段変速機構（２１）による出力と、エンジン（２０）からの出力を遊星歯車機構（１０）で合成して変速した出力を得る「ＨＭＴモード」とすべく、制御装置（９０）により制御する油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）において、該「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」の二つの変速モードを切り換える為の、ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）を設け、いずれか一方のクラッチを係合させ、他方のクラッチを係合解除させることにより、「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」とを選択可能とし、低速で高負荷作業時において、前進の低速域で、変速モードを「ＨＭＴモード」とする「低速前進ＨＭＴモード」を選択可能とし、前記低速前進での「ＨＳＴモード」と、該「低速前進ＨＭＴモード」とを切り換えるための切換手段である切換スイッチ（３６）を設け、該切換スイッチ（３６）を変速レバー（８４）に付設し、前記ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）をいずれも係合解除し、車両が停止した状態でのみ押圧操作可能とし、該切換スイッチ（３６）を操作して「低速前進ＨＭＴモード」とすれば、ＨＭＴクラッチ（１３）が係合されて「ＨＭＴモード」となるよう構成したものである。
【０００７】
請求項２においては、請求項１記載の変速装置において、前記エンジン（２０）がアイドリング状態である時に、該油圧式無段変速機構（２１）を中立にする状態と、中立にしない状態とを切り換える選択切換手段としての切換スイッチ（３７）を設け、該切換スイッチ（３７）をブレーキペダル（３５）の踏込面に付設し、前記エンジン（２０）がアイドリング状態時に、該切換スイッチ（３７）を踏込み操作すると共に、該ブレーキペダル（３５）を踏込操作すれば、一定時間経過後にＨＳＴ斜板角を回転がゼロとなるよう中立制御に移行するものである。
【０００８】
請求項３においては、請求項１記載の変速装置において、前記エンジン（２０）の回転数を検出する検出器（８３）と、変速装置により変速後の出力回転を検知する検出器（８２）を設け、前記エンジン（２０）の回転数に比例して油圧式無段変速機構（２１）で変速するように制御装置（９０）により制御すると共に、該エンジン（２０）の回転数が変化しても油圧式無段変速機構（２１）の油圧モータ２３の出力軸（２６）の回転数を変更させない、回転数の不感帯域を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１はＨＭＴ式変速装置のスケルトン図、図２はＨＳＴの側面断面展開図、図３はミッション前部の側面断面展開図、図４はＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図である。図５はＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図、図６はＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図、図７はＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図、図８はＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図である。
【００１１】
本実施例では、本発明に係る変速装置の一例として、ＨＳＴと遊星歯車機構とを備えた油圧−機械式変速装置を挙げる。
【００１２】
該油圧−機械式変速装置は作業車両に搭載され、作業車両は変速装置によって変速されたエンジンの動力によって走行駆動され、また、エンジンの動力によって車両に装備された作業機を駆動可能としている。
【００１３】
〔動力伝達構成〕
以下に、本実施例に係る油圧−機械式変速装置の動力伝達構成について説明する。
【００１４】
（１）走行駆動系
まず、走行駆動系を説明する。図１及び図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２２・２３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。
【００１５】
ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心をポンプ出力軸２５が貫通しており、該ポンプ出力軸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に伝達すると共に、遊星歯車機構１０に伝達させ、さらには、後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸５３へも動力を伝達させている。該ポンプ出力軸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、ポンプ出力軸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。なお、以後、可動斜板２２ａの傾斜角をＨＳＴ斜板角と記載することにする。
【００１６】
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の出力軸であるＨＳＴ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。以後、本明細書において、ＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を「ＨＳＴ回転数」とし、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数に対する関数としたもの（詳しくは、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数で割ったもの）を「ＨＳＴ変速比」と記載することにする。
【００１７】
なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧ポンプ２２のみを可変容積型とし、油圧モータ２３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２２と油圧モータ２３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。
【００１８】
（２）ミッション
ミッション３０の構成について、図１乃至図４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にはポンプ出力軸２５、ＨＳＴ出力軸２６、出力軸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の後方に配設され、後述するサンギア１、プラネタリギア２、リングギア３、キャリア５等より構成されている。
【００１９】
一方、前記ＨＳＴ出力軸２６には、リングギア３のボス部３ａと、ギア１２が遊嵌されており、該リングギア３のボス部３ａと該ＨＳＴ出力軸２６との間には第一の油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３が、ギア１２とＨＳＴ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッチであるＨＳＴ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は二つの変速モード（「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」）を切り換えるために用いられ、変速モードに応じてＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ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、リングギア３又はギア１２のいずれか一方を介して出力軸２７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ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４は、車両のメインクラッチとしての役割をも果たす。
【００２０】
一方、前記ポンプ出力軸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、該延出部分上にポンプ側入力ギア８を外嵌している。該ポンプ側入力ギア８と、サンギア１に同心的に遊嵌したキャリア５の前部外周面に形成したギア５ａとが噛合して、キャリア５を回転させている。そして、該キャリア５には、前記サンギア１及びリングギア３と噛合する複数のプラネタリギア２・２が支承されて、これらの、サンギア１、プラネタリギア２・２、リングギア３、キャリア５等よりで遊星歯車機構１０を構成している。
【００２１】
前記遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯車機構１０の第一の要素たるサンギア１は出力軸２７に遊嵌され、プラネタリギア２は前記サンギア１と、前記サンギア１に同心して配置された、第三の要素たるリングギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、出力軸２７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の前部にはギア５ａが形成されており、該ギア５ａは、前記ポンプ出力軸２５上に外嵌されたポンプ側入力ギア８と噛合している。
【００２２】
一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ出力軸２６が配設されており、該ＨＳＴ出力軸２６上にはモータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２７に遊嵌したサンギア１の前部に外嵌固定したギア６とモータ側入力ギア９が噛合してサンギア１を回転駆動している。このＨＳＴ出力軸２６上には、モータ側入力ギア９の後方にさらにギア１５が固設してあり、該ギア１５は、前記出力軸２７上に遊嵌される前記ギア１２と噛合している。
【００２３】
また、図１で示すように、前記出力軸２７には、ブレーキ装置９５が備えられ、同じく出力軸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。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。
【００２４】
また、図１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。そして、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のうちいずれか一方を接続することにより、ギア６５・６６のいず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。
【００２５】
（３）ＰＴＯ駆動系
次に、図１を参照してＰＴＯ駆動系を説明する。前記ポンプ出力軸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。
【００２６】
〔各変速モードにおける駆動伝達構成〕
次に、以上の構成における変速装置において、ＨＭＴ／ＨＳＴの各変速モードにおける走行駆動系の駆動伝達構成を説明する。
【００２７】
（１）「ＨＭＴモード」
最初に、「ＨＭＴモード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＭＴモード」においては前記二つの油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４のうちＨＭＴクラッチ１３は係合され、ＨＳＴクラッチ１４は係合を解除される。
【００２８】
エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２５に固設のポンプ側入力ギア８が、前記キャリア５に形成されたギア５ａに噛合しているので、ポンプ出力軸２５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、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力によって、モータ側入力ギア９とサンギア１の前部に固設のギア６が噛合してサンギア１が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に噛合するリングギア３に伝達される。
【００２９】
そして、「ＨＭＴモード」においては前記ＨＭＴクラッチ１３が係合するよう制御されるので、リングギア３の回転動力が出力軸２７に伝達される。出力軸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。
【００３０】
（２）「ＨＳＴモード」
次に、「ＨＳＴモード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＳＴモード」においては前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＳＴクラッチ１４が係合され、ＨＭＴクラッチ１３の係合は解除される。
【００３１】
ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合されているので、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が出力軸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。
【００３２】
この「ＨＳＴ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２０の出力がポンプ出力軸２５を介してキャリア５を駆動するが、リングギア３のボス部３ａと出力軸２７が係合しないので、遊星歯車機構１０はそのキャリア５の回転により空転するのみとされる。結局は、エンジン２０の出力はＨＳＴ２１により変速されてＨＳＴ出力軸２６→出力軸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。
【００３３】
〔変速モード切換機構〕
次に、変速モード切換機構の構成を説明する。図４は変速装置の変速モード切換機構の構成を示した説明図である。
【００３４】
本実施例においては、図４に示すように、ＨＳＴ出力軸２６に外嵌したモータ側入力ギア９に近接して設けた検出器８１で該ＨＳＴ出力軸２６の回転量をパルス信号として検出し、また、その回転方向をも検出できるようにしている。更に、前記出力軸２７に固定したダミーギア８２ａにも検出器８２を近接して設け、該検出器８２にて該出力軸２７の回転量やその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。
【００３５】
さらに、車両の運転席には主変速操作手段である主変速レバー８４や、副変速操作手段である副変速切換スイッチ８７が設けられて、その枢支部には回動角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８４ａ・８７ａが配設され、該主変速レバー８４や副変速切換スイッチ８７の操作位置を検出できるようにしている。
【００３６】
同じく車両の運転席には、油圧パッククラッチ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、前記ブレーキ装置９５の作動操作するための手段としてのブレーキペダル３５が設けられている。該クラッチペダル８５及びブレーキペダル３５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・３５ａ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に出力するように構成されている。
【００３７】
また、同じく車両の運転席にはエンジンの回転数を操作するアクセルペダル３８が設けられている。そして、エンジン２０に装着したエンジン２０の回転数を調節するコントロールレバー１０３がアクセルペダル３８に接続されて、前記アクセルペダル３８の操作によりエンジン２０の回転数が調節される。
【００３８】
図４に示すように前記三つの検出器８１・８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御装置９０は前記主変速レバー８４の操作位置や前記検出器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の傾斜角はフィードバック制御されている。また、前記ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４には、それぞれ電磁弁９１・９２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に対し電気的に接続されている。
【００３９】
制御装置９０は前記検出器８２・８３の検出値から変速装置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モード」となって前記電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合させ、ＨＳＴ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モード」となって電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合解除させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合させる。即ち、中速域〜高速域では「ＨＭＴモード」、後進域の全域〜前進低速域では「ＨＳＴモード」というように、変速比に応じて二つの変速モードを自動切換し、前記電磁弁９１・９２を電気的に制御してクラッチ１３・１４を係脱させるように構成しているのである。
【００４０】
ここで、各変速モードにおけるＨＳＴ変速比について説明する。図５に示す図表１では、ＨＳＴ変速比と車速との関係が示されている。前述するように後進域の全域〜前進低速域においては「ＨＳＴモード」とされ、該モードにおいては前記ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が前記出力軸２７にそのまま出力されることから、ＨＳＴ変速比が中立にあるときは車両は駆動されず、ＨＳＴ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、車速は該ＨＳＴ出力軸２６の回転速度に比例する。このことから、「ＨＳＴモード」において車両を前進側に増速させるためには、ＨＳＴ変速比を正転側に変更制御させる必要がある。
【００４１】
一方、前進の中速域〜高速域においては「ＨＭＴモード」とされ、該モードにおいてはＨＳＴ出力軸２６とポンプ出力軸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出力軸２７に出力される。従って、「ＨＭＴモード」において車両を前進側に増速させるには、前記「ＨＳＴモード」とは逆に、ＨＳＴ変速比を逆転側に変更制御させる必要がある。
【００４２】
〔低速前進走行時のＨＳＴ／ＨＭＴモード切換制御〕
前述の如く、低速前進及び後進は「ＨＳＴモード」、前進の中速域〜高速域は「ＨＭＴモード」に自動切換されるよう構成しており、ＨＳＴ変速比が予め設定した切換変速比に至ったときに変速モードが切り換わる。しかし、微速（例えば、１ｋｍ／時以下）走行時は、「ＨＳＴモード」では、ＨＳＴ２１の可動斜板２２ａの傾きが微小であるために、ＨＳＴ出力軸２６の出力回転が不安定となり、すなわち、出力軸２７の回転が不安定となり、車両による牽引作業等の高負荷作業に適した状態ではない。
【００４３】
そこで、通常の走行と「低速前進ＨＭＴモード」とを切り換えるための切換手段である、切換スイッチ３６を設け、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４をいずれも係合解除して出力軸２７に回転動力を伝達させない状態、すなわち、車両が停止した状態で、該切換スイッチ３６を操作して「低速前進ＨＭＴモード」とすれば、ＨＭＴクラッチ１３が係合されて「ＨＭＴモード」となるよう構成している。
【００４４】
なお、図４に示すように、本実施例では前記切換スイッチ３６は、主変速レバー８４に設けられたボタン状のものであり、該切換スイッチ３６と制御装置９０は電気的に接続されていて、切換スイッチ３６が「ＯＮ」である状態を制御装置９０に出力するよう構成している。
【００４５】
そして切換スイッチ３６を押圧した状態で主変速レバー８４を前進低速域に操作したときに、切換スイッチ３６が「ＯＮ」となって「低速前進ＨＭＴモード」となるよう構成されている。そして、該切換スイッチ３６はＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４をいずれも係合解除した状態でのみ押圧可能とされて、変速装置の構成部材にモード変更に係るトルクによって余分な負荷を与えないようにしている。
【００４６】
図６に示す図表２は、ＨＳＴ変速比と車速の関係を示している。通常の走行では、図表２において実線で示すように、後進域の全域〜前進低速域の「ＨＳＴモード」において、ＨＳＴ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、前進の中速域〜高速域の「ＨＭＴモード」において、車両を前進側に増速するときは、前記「ＨＳＴモード」とは逆に、モード切換点を境にＨＳＴ変速比を逆転側に変更制御させなければならない。
【００４７】
一方、図表２において点線で示すように、前進の中速域〜高速域の「ＨＭＴモード」において、車両を前進側に減速するときは、モード切換点より、ＨＳＴ変速比を正転側に増加させなければならない。従って、前進の中速域〜高速域のＨＳＴ変速比を示す直線を後進側へ延長した点線部分が、「低速前進ＨＭＴモード」でのＨＳＴ変速比となり、これは、低速前進域での通常走行時のＨＳＴ変速比よりも大きくなる。すなわち、ＨＳＴ斜板角は、低速前進域において「ＨＳＴモード」よりも「低速前進ＨＭＴモード」のほうが大きくなる。従って、「低速前進ＨＭＴモード」時は、低速前進域での通常走行よりも、ＨＳＴ変速比が安定して、車両の走行はより低速高負荷作業に適した状態となる。
【００４８】
〔ＨＳＴ変速比の制御〕
次に、ＨＳＴ２１の変速制御について、図４並びに図７及び図８に示す図表を用いて説明する。但し、以下に説明するＨＳＴ変速比の制御は、本実施例に限定されず、無段階変速装置であれば、例えば、ＨＳＴやベルト式無段階変速機構（ＣＶＴ）等を変速装置として採用するものに広く応用することが可能である。
【００４９】
（１）不感帯の設定による制御
図７に示す図表３は、エンジン回転数とＨＳＴ変速比の関係を示している。従来、ＨＳＴ変速比の目標変速比Ｔは、主変速レバー８４や副変速切換スイッチ８７等により決定される。そして、ＨＳＴ変速比が始動回転数Ｔ０を越えると目標変速比Ｔまである一定の傾きでエンジン回転数を増加させて、エンジン回転数に連動したＨＳＴ変速比制御を行っている。しかし、ＨＳＴ変速比の変化に対し即エンジン回転数が変化する関係であるため、エンジン回転数を変更するアクセルペダル３８の操作に対して敏感にＨＳＴ変速比が変化し、従ってエンジン回転数が頻繁に変化するためギクシャクした動きとなるという不具合がある。
【００５０】
そこで、予めエンジンに回転数に対するＨＳＴ変速比の不感帯を設定し、車両が走行中であるときにエンジン回転数を減少又は増加させたとき、エンジン回転数の変化量が不感帯内であるときには、ＨＳＴ変速比を変化させないようにして、車両が滑らかに走行するようにしている。
【００５１】
すなわち、図７の図表３に示すように、車両が走行中であるＡ点においてエンジン回転数を減少させたとき、Ｂ点に至るまではＨＳＴ変速比を変更せず、Ｂ点に至った時点である一定の傾きでＨＳＴ変速比を減少させ、エンジンがアイドリング状態となるまで回転数を下げてＣ点に至る。このとき、Ａ点からＢ点までのエンジン回転数の変化量が不感帯となる。
【００５２】
そして、Ｃ点で、エンジンを予め設定されたある一定時間低速空転させたのち、始動回転数Ｔ０となるＥ点まで回転数を変化させる。又は、予め設定されたある一定時間内にエンジン回転数を増加させたときは、ＨＳＴ変速比を一定に保持したままエンジン回転数を増加させ、不感帯以上にエンジン回転数が変化したＤ点で、ＨＳＴ変速比をある一定の傾きで増加させる。
【００５３】
上述の如く、ＨＳＴ変速比とエンジン回転数との間に、エンジン回転数の変化がある一定範囲内であればＨＳＴ変速比を変更しないという、エンジン回転数に対するＨＳＴ変速比の不感帯を設けることで、ＨＳＴ変速比の変更がアクセルペダル３８等のアクセル操作手段の操作に対して敏感になりすぎることなく、従って、エンジン回転数が頻繁に微量変化することがないので、車両は滑らかに走行するようになる。
【００５４】
（２）中立モード切換による制御
図８に示す図表４は、エンジン回転数とＨＳＴ変速比の関係を示している。従来は、アクセルペダル３８の操作によって主変速レバー８４で指示した変速比まで変速可能に構成し、車両を停止させるためには主変速レバー８４やリバーサ、クラッチペダル８５を操作し、ＨＳＴ変速比を始動回転数Ｔ０まで低下させ、ブレーキペダル３５を踏込操作して車両を停止させると、車両の停止に応じてＨＳＴ変速比が中立となるよう制御されている。
【００５５】
しかし、車両を停止させるためには、ペダルやレバーを足と手の両方で操作するため操作が繁雑となり、また、特に車両がトラクタの場合においては、出力軸２７に加わるブレーキトルクより駆動トルクの方が大きいため、ブレーキペダル３５を踏込操作しても停止することができないという不具合がある。
【００５６】
そこで、ブレーキペダル３５に、通常の走行から「中立モード」に切り換えるための切換手段である切換スイッチ３７を設け、エンジン回転数がアイドリング状態にあるときに、該切換スイッチ３７を操作して「中立モード」とすると共にブレーキペダル３５を踏込操作すれば、一定時間経過後にＨＳＴ変速比が中立となるよう制御し、その後、ＨＳＴ斜板角をＨＳＴ出力軸２６の回転がゼロとなるよう制御する中立制御に移行するように構成している。
【００５７】
なお、前記切換スイッチ３７は、制御装置９０に電気的に接続されており、「ＯＮ」の状態を該制御装置に出力する構成としている。
【００５８】
切換スイッチ３７が「ＯＮ」の状態にあるとき、主変速レバー８４を操作せずとも、エンジンがアイドリング状態にあるとき、ブレーキペダル３５と切換スイッチ３７を同時に踏込操作すれば車両は停止する。また、このように車両が停止した状態で、ブレーキペダル３５と切換スイッチ３７の踏込操作を解除し、アクセルペダル３８を踏込操作してエンジン回転数を変化させれば、主変速レバー８４によって設定された目標変速比ＴまでＨＳＴ変速比を変化させることができる。
【００５９】
従って、アクセルペダル３８とブレーキペダル３５の操作のみで、ＨＳＴ変速比を中立から目標変速比Ｔまで自在に変化させることができる。特に、車両の前部又は後部に作業機脱着するインチングの際には、オペレータはハンドルや作業機の操作手段を両手を用いて操作しながら、車両を低速前進又は後進させることができ、車両を作業機脱着に適した位置に操向するよう集中することができるので都合がよい。
【００６０】
【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。
【００６１】
即ち、請求項１に示す如く、後進域の全域〜前進低速域では、油圧式無段変速機構（２１）で変速した出力を得る「ＨＳＴモード」とし、前進の中速域〜高速域では、油圧式無段変速機構（２１）による出力と、エンジン（２０）からの出力を遊星歯車機構（１０）で合成して変速した出力を得る「ＨＭＴモード」とすべく、制御装置（９０）により制御する油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）において、該「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」の二つの変速モードを切り換える為の、ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）を設け、いずれか一方のクラッチを係合させ、他方のクラッチを係合解除させることにより、「ＨＭＴモード」と「ＨＳＴモード」とを選択可能とし、低速で高負荷作業時において、前進の低速域で、変速モードを「ＨＭＴモード」とする「低速前進ＨＭＴモード」を選択可能とし、前記低速前進での「ＨＳＴモード」と、該「低速前進ＨＭＴモード」とを切り換えるための切換手段である切換スイッチ（３６）を設け、該切換スイッチ（３６）を変速レバー（８４）に付設し、前記ＨＭＴクラッチ（１３）とＨＳＴクラッチ（１４）をいずれも係合解除し、車両が停止した状態でのみ押圧操作可能とし、該切換スイッチ（３６）を操作して「低速前進ＨＭＴモード」とすれば、ＨＭＴクラッチ（１３）が係合されて「ＨＭＴモード」となるよう構成したので、「ＨＭＴモード」での低速前進を可能とすることで、低速前進時にも安定した駆動力を得ることができ、車両での高負荷作業時に適した走行とすることができる。
【００６２】
また、車両停止時に切換手段を操作可能としたので、「ＨＳＴモード」から「ＨＭＴモード」への切換時に、変速装置の構成部材にトルクによる不要な負荷を与えることがない。
【００６３】
請求項２に示す如く、前記エンジン（２０）がアイドリング状態である時に、該油圧式無段変速機構（２１）を中立にする状態と、中立にしない状態とを切り換える選択切換手段としての切換スイッチ（３７）を設け、該切換スイッチ（３７）をブレーキペダル（３５）の踏込面に付設し、前記エンジン（２０）がアイドリング状態時に、該切換スイッチ（３７）を踏込み操作すると共に、該ブレーキペダル（３５）を踏込操作すれば、一定時間経過後にＨＳＴ斜板角を回転がゼロとなるよう中立制御に移行するので、ブレーキペダルのみで車両を停止させることが可能となる。
また、該切換スイッチ（３７）をブレーキペダル（３５）の踏込面に付設したので、該切換スイッチ（３７）を踏込み操作すると共に、該ブレーキペダル（３５）を踏込操作することが出来るようになったのである。
また、ブレーキペダルと同時に切換手段を踏込操作可能であり、アクセルペダルとブレーキペダルのオペレータの脚による踏込操作のみで車両を停止させたり走行させたりできる。
【００６４】
請求項３に示す如く、前記エンジン（２０）の回転数を検出する検出器（８３）と、変速装置により変速後の出力回転を検知する検出器（８２）を設け、前記エンジン（２０）の回転数に比例して油圧式無段変速機構（２１）で変速するように制御装置（９０）により制御すると共に、該エンジン（２０）の回転数が変化しても油圧式無段変速機構（２１）の油圧モータ２３の出力軸（２６）の回転数を変更させない、回転数の不感帯域を設けたので、エンジン回転数の変化に対し変速比が頻繁に微量変化することを防止し、滑らかな走行を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＨＭＴ式変速装置のスケルトン図。
【図２】  ＨＳＴの側面断面展開図。
【図３】  ミッション前部の側面断面展開図。
【図４】  ＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図。
【図５】  ＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図。
【図６】  ＨＳＴ変速比と車速の関係を示した図。
【図７】  ＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図。
【図８】  ＨＳＴ変速比とエンジン回転数を示した図。
【符号の説明】
１０  遊星歯車機構
１３  ＨＭＴクラッチ（第一の油圧パッククラッチ）
１４  ＨＳＴクラッチ（第二の油圧パッククラッチ）
２０  エンジン
２１  ＨＳＴ
２２  油圧ポンプ
２２ａ  可動斜板
２３  油圧モータ
２５  ポンプ出力軸
２６  ＨＳＴ出力軸
２７  出力軸
３５  ブレーキペダル
３６  切換スイッチ
３７  切換スイッチ
【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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