(57)【要約】【課題】静油圧式無段変速装置の作動を機械的連動機構でなく電子制御機構により行い、しかも常に正確に静油圧式無段変速装置を作動可能な走行車両を提供すること。【解決手段】静油圧式無段変速装置８のトラニオン軸８ａの回動用油圧シリンダ６のピストンロッド６ａのストローク長さが最大値になった時にトラニオン軸８ａの回動角度を中立に戻す要求があっても所定時間内はピストンロッド６ａのストローク長さを最大値のままに保留する制御を行うことで、ピストンロッド６ａのストロークエンドの検出精度を高めて安定した作業車両の走行を実行できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
該エンジンの動力を回動角度を調整して出力するトラニオン軸（８ａ）を有する静油圧式無段変速装置（８）と、
静油圧式無段変速装置（８）のトラニオン軸（８ａ）の回動角度をピストンロッド（６ａ）のストローク長さで決めるトラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）と、
該トラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）のピストンロッド（６ａ）のストローク長が最大になったことを検出するストローク長さ検出センサ（７ｓ）と、
前進時に踏み込む前進ペダル（１ａ）及び後進時に踏み込む後進ペダル（１ｂ）と、
前進ペダル（１ａ）及び後進ペダル（１ｂ）の踏み込み位置を検出するペダルセンサ（３ｓ）と、
該ペダルセンサ（３ｓ）で検出する前進ペダル（１ａ）又は後進ペダル（１ｂ）の踏み込み位置に対応してトラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）のピストンロッド（６ａ）のストロークによりトラニオン軸（８ａ）の回動角度の調整を行い、かつ前記ストローク長さ検出センサ（７ｓ）がピストンロッド（６ａ）のストローク長さが最大値になったことを検出中にトラニオン軸（８ａ）の回動角度を中立に戻す要求があっても所定時間内はピストンロッド（６ａ）のストローク長さを最大値のままに保留する制御を行う制御装置（５）と、
を設けたことを特徴とする作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静油圧式無段変速装置と噛合式変速装置からなる変速装置を有する農業用、建築用、運搬用等のトラクタなどの作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラクタ等の作業車両において、主変速装置の変速方式として静油圧式無段変速装置の可変容量型の油圧ポンプの可動斜板を主変速レバーと連動連結して、該主変速レバーを回動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する変速方式が知られている。
【特許文献１】特開２００５−２３３２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載のトラクタなどの走行車両では手動操作具による静油圧式無段変速装置の作動を機械的連動機構により行っている。前記手動操作具と機械的連動機構により機械的に静油圧式無段変速装置を作動させる場合は、長年使用するうちに機械的連動機構等にずれが生じたり、部品の摩耗が生じるので、正常に作動させるために頻繁にメンテナンスを繰り返す煩わしさがあった。
【０００４】
本発明の課題は、静油圧式無段変速装置の作動を機械的連動機構でなく電子制御機構により行い、しかも常に正確に静油圧式無段変速装置を作動可能な走行車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、エンジンと、該エンジンの動力を回動角度を調整して出力するトラニオン軸（８ａ）を有する静油圧式無段変速装置（８）と、静油圧式無段変速装置（８）のトラニオン軸（８ａ）の回動角度をピストンロッド（６ａ）のストローク長さで決めるトラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）と、該トラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）のピストンロッド（６ａ）のストローク長が最大になったことを検出するストローク長さ検出センサ（７ｓ）と、前進時に踏み込む前進ペダル（１ａ）及び後進時に踏み込む後進ペダル（１ｂ）と、前進ペダル（１ａ）及び後進ペダル（１ｂ）の踏み込み位置を検出するペダルセンサ（３ｓ）と、該ペダルセンサ（３ｓ）で検出する前進ペダル（１ａ）又は後進ペダル（１ｂ）の踏み込み位置に対応してトラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）のピストンロッド（６ａ）のストロークによりトラニオン軸（８ａ）の回動角度の調整を行い、かつ前記ストローク長さ検出センサ（７ｓ）がピストンロッド（６ａ）のストローク長さが最大値になったことを検出中にトラニオン軸（８ａ）の回動角度を中立に戻す要求があっても所定時間内はピストンロッド（６ａ）のストローク長さを最大値のままに保留する制御を行う制御装置（５）とを設けた作業車両である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の制御装置（５）は、静油圧式無段変速装置（８）のトラニオン軸回動用油圧シリンダ（６）のピストンロッド（６ａ）のストローク長さが最大値になった時にトラニオン軸（８ａ）の回動角度を中立に戻す要求があっても所定時間内はピストンロッド（６ａ）のストローク長さを最大値のままに保留する制御を行うことで、ピストンロッド（６ａ）のストロークエンドの検出精度を高めて安定した作業車両の走行を実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施例を図面と共に説明する。  
無段変速式作業車両の一例であるトラクタは、図９の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）に示すように、操縦部のフロア位置に静油圧式無段変速装置を内設したトランスミッション１を搭載し、その側方位置に前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂを配置する。トランスミッション１は、エンジン（図示せず）から伝動される走行動力を無段階に変速して走行車輪に伝えて前後進走行車速を調節し、このトランスミッション１をそれぞれのペダル踏み込み操作に応じて変速制御するための伝動速度制御装置（図示せず）を設ける。
【０００８】
図１は、無段変速式作業車両の伝動速度制御装置のシステム構成図である。この伝動速度制御システムは、踏み込み操作可能に配置した前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂの踏み込み動作を検出する入力側と、ペダル操作と対応するように、静油圧式無段変速装置８の速度調節部を目標速度位置に調節駆動する出力側と、入力側の検出信号に基づいて出力側の機器制御処理を行うコントローラ５とから構成される。
【０００９】
前記伝動速度制御システムの入力側は、前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂと、それぞれのペダル１ａ、１ｂに共通した回動中心である支軸１ｃと連結するロッド２ａ、２ｂと、これらロッド２ａ，２ｂの進退動作を共通の回転軸３ｃについて互いに異なる方向の回動動作に変換するクランクレバー３ａ，３ｂと、これらクランクレバー３ａ、３ｂの回動角によってペダル１ａ、１ｂの踏み込み位置を検出するペダルセンサ３ｓなどから構成されている。また前記伝動速度制御システムの入力側には、そのほかに必要に応じて車速センサ４ａ、図示しないエンジンの出力に対応したエンジンスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ４ｂ、油圧シリンダ６を作動させる油温を検出する油温センサ４ｃ等を設けることができ、各センサ４ａ〜４ｃのそれぞれの検出信号をデジタルコントローラ等からなる伝動速度制御部５に入力する。
【００１０】
前記伝動速度制御システムの出力側は、電磁式油圧制御弁９によって伸縮動作するアクチュエータである油圧シリンダ６と、そのピストンロッド６ａの伸縮動作を受けて支軸７ａについて回動動作するクランクレバー７と、このクランクレバー７の回動角によってトラニオン軸８ａによる速度調節部の回動位置を検出するトラニオンセンサ７ｓと、同クランクレバー７からロッド７ｂを介して連結する静油圧式無段変速装置８とから構成する。この静油圧式無段変速装置８は、静油圧式前後進静油圧式無段変速装置であり、その速度調節部であるトラニオン軸８ａの回動角度によって伝動速度が調節されることにより作業車両の前後進と走行速度を無段階に調節する。
【００１１】
伝動速度制御部５の入力側の具体的な構成例を図２の斜視図で示す。図２に示すように、前進ペダル１ａと後進ペダル１ｂとそれら操作を検出するペダルセンサ３ｓとペダル１ａ,１ｂとペダルセンサ３ｓの間の次に記す連結部材を単一のペダルリンクユニットとして構成する。
【００１２】
図３の側面図に示すように、ペダルリンクユニットの内部には静油圧式無段変速装置８を内設し、トラクタ等の作業車両の車速を調節するトランスミッション１の側方部において、前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂが共通の支軸１ｃに軸支され、互いに近接して並行配置され、それぞれのペダル１ａ，１ｂの動きを支軸１ｃに一端が固着したアジャスタ付きのロッド２ａ，２ｂに伝え、さらに該ロッド２ａ，２ｂの他端に一端が連結したクランクレバー３ａ，３ｂを作動させる。クランクレバー３ａ，３ｂの他端は共通の回転軸３ｃに互いに反対側から連結しており、ロッド２ａ又はロッド２ｂの進退動作を回転軸３ｃにより互いに異なる方向の回動動作に変換し、回転軸３ｃに一体に設けた作用アーム３ｅが作動すると、これに連動するペダルセンサ３ｓが回転軸３ｃの揺動角度、即ち、前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂの踏み込み量を検出する。
【００１３】
前記ペダル１ａ，１ｂ、ペダルセンサ３ｓ及びロッド２ａ，２ｂは、トランスミッション１に対してマウント支持されたフロアＦに取り付けられているので、トランスミッション１からの振動、即ち、機体側からの振動が抑制され、ペダルセンサ３ｓの検出精度が向上する。
【００１４】
上記ペダルリンクユニットの入力側のユニットにおいて、前進ペダル１ａと後進ペダル１ｂの内の一方を踏み込み操作すると、対応するロッド２ａ，２ｂ及びクランクレバー３ａ，３ｂを介して回転軸３ｃが回動し、回転軸３ｃの作用アーム３ｅを介してペダルセンサ３ｓがペダル踏み込み操作と対応する回転軸３ｃの回動角度を検出する。また、前進ペダル１ａと後進ペダル１ｂの内の他方を踏み込み操作すると、対応するクランクレバー３ａ、３ｂが前記した回転軸３ｃの回転方向と逆方向に回動し、その結果ペダルセンサ３ｓにより逆方向の回動角度が検出される。
【００１５】
上記ペダルリンクユニットの出力側のユニットにおいては、図４の側面図に示すようにトランスミッション１の側面部に沿って油圧シリンダ６が配置され、そのピストンロッド６ａと連結するクランクレバー７が支軸７ａによって軸支され、このクランクレバー７の揺動角度を検出するトラニオンセンサ７ｓの一端が該レバー７に係止されている。クランクレバー７にはロッド７ｂの一端が連結し、該ロッド７ｂの他端にトランスミッション１のトラニオン軸８ａと一体のクランクレバーであるトラニオンアーム８ｂが連結している。これらペダルリンクユニットの出力側のユニットはトランスミッション１の側面部に取り付けられている。
【００１６】
このように出力側のユニットは上記入力側のユニットと並列位置に配置される。また、トラニオンアーム８ｂにはカム８ｃを形成し、トラニオンアーム８ｂをニュートラル位置に復帰させるようにニュートラルスプリング８ｄによってカム８ｃに作用するニュートラルアーム８ｅが取り付けられている。
【００１７】
上記ペダルリンクユニットの出力側のユニット構成により、油圧制御される油圧シリンダ６のピストンロッド６ａが進退動作するとクランクレバー７とロッド７ｂを介してトラニオンアーム８ｂと一体のトラニオン軸８ａが回動されてトランスミッション１に内設した静油圧式無段変速装置８の可変油圧モータ（図示せず）の斜板が回動して伝動速度が調節され、トラニオン軸８ａの調節位置を検出するトラニオンセンサ７ｓの信号に基づいて油圧シリンダ６を伸縮制御することにより、所要の速度調節が可能となる。また、油圧シリンダ６の制御油圧を開放すると、ニュートラルアーム８ｅの作用力を受けるカム８ｃによりトラニオンアーム８ｂが所定の中立位置に戻されて機体走行が停止される。
【００１８】
前進ペダル１ａ及び後進ペダル１ｂの踏み込み操作をペダルセンサ３ｓが検出すると、伝動速度制御部５は、ペダルセンサ３ｓの検出信号に応じてトラニオン軸８ａの目標速度位置を決定し、トラニオン軸８ａが目標速度位置に等しくなるまでトラニオンセンサ７ｓの信号に基づいて油圧シリンダ６を電磁式油圧切替（制御）弁９によって作動制御する。その結果、ペダル操作に応じて機体の走行車速を調節することができる。
【００１９】
上記伝動速度制御部５は、その検出側の構成により共通のペダルセンサ３ｓを介して前進ペダル１ａ及び１ｂの個々の踏み込み動作量が検出されることから、個別ペダル仕様による２つのペダル１ａ，１ｂの踏み込み量に応じて無段階に車速調節をするための伝動速度制御装置を簡易な構成として、共通の操作性を確保しつつ、製造コストおよびメンテナンス負荷を軽減することができる。
【００２０】
本実施例では、作業者が前進ペダル１ａ又は後進ペダル１ｂの踏み込みを行うことで静油圧式無段変速装置８のトラニオン軸８ａの作動用の油圧シリンダ６のピストンロッド６ａのストロークエンドをトラニオンセンサ７ｓが検出している間であるとき（完全に踏み込んでトラニオン軸が最大回動位置にあるとき）、油圧シリンダ６をトラニオン軸８ａが中立側に移動されるように出力要求があっても、この出力要求を無視して所定の時間内ではストロークエンド検出を続行する制御を伝動速度制御部５が行う構成とする。
【００２１】
この油圧シリンダ６のストロークエンドのトラニオンセンサ７ｓによる検出は、エンジンが駆動しているときに行なう構成とする。エンジンが駆動していない状態であっても電源が入りのときはセンサ７ｓからの信号が入ってくるが、エンジンと直結の油圧ポンプが動いていないためこの信号では誤検出となる。そこで、エンジンが停止状態のときの情報は無視する構成とする。
【００２２】
また、図４に示すように静油圧式無段変速装置８の油圧シリンダ６による作動をアシストするアシストバルブ１２をトランスミッション１のケースを含む周辺部材の下部に配置することで、トランスミッション１のケースの下部油圧ホースの配索が容易になり、またオプション設定も容易に行える。
【００２３】
また、図５に本実施例の走行車両の油圧回路の一部を示すが、該油圧回路において静油圧式無段変速装置８を作動させる油圧シリンダ６の油圧制御が不能になった場合はニュートラルバルブ１３を介して油圧シリンダ６の圧力を抜くことによりトラニオン軸８ａをニュートラルにして、車両を緊急停止させることができる。
【００２４】
これは本実施例の車両が、メインクラッチなどの機械的手段で静油圧式無段変速装置８の作動用のエンジン動力を遮断する構成を備えてなく、車両走行停止手段はブレーキのみであり、エンジンと車輪との動力伝達を物理的に切断できないため、油圧回路のニュートラルバルブ１３を介して油圧シリンダ６の圧力を抜くことによりトラニオン軸８ａをニュートラルにして、車両を停止させる構成を採用するものである。
【００２５】
前進ペダル１ａ，後進ペダル１ｂの踏み込み速度と図５に示す油圧シリンダ６の前後進切替用の電磁式油圧切替（制御）弁９のソレノイドを流れる電流値の関係のイメージを図６に示すが、ペダル１ａ，１ｂの踏み込み速度が大きいほど、前後進の電磁式油圧切替弁９のソレノイドを流れる電流値も大きくなる。
【００２６】
副変速高速時と副変速中速時において、同じ速度で走行する場合、中速時の方が前進ペダル１ａ又は後進ペダル１ｂの踏み込み量が多くなる。この場合、ペダル１ａ又は１ｂから足を離して停止しようとすると、中立まで戻る時間が長くなるので目標の停止位置を通過してしまうおそれがある。
【００２７】
前進ペダル１ａと後進ペダル１ｂはリンク機構で連結されているため、目標の停止位置を通過しそうになると反対側のペダル１ａ又は１ｂを踏んで停止させる。このときには目標の停止位置と現在の機体との位置関係で短い停止距離で停止しなくてはならない場合は、速い速度で反対側のペダル１ａ又は１ｂを踏むことになる。  
そこで、本実施例ではペダル１ａ，１ｂの操作速度が速いときに油圧出力制御を速くし、ペダル１ａ，１ｂの操作速度が遅いときに油圧出力制御を遅くする。
【００２８】
図７（ｃ）の斜視図に示すように、トラクタのサクション配管２１ｂをトランスミッション１からメインポンプ２２とサブポンプ２３まで接続する場合にサクション配管２１ｂの途中にサクションフィルタ（カートリッジ）２４を設けるためサクション配管２１ｂには途中で凹部状の折れ曲がり部が形成されるように配索する必要がある。その場合に、サクション配管２１ｂの凹部状の折れ曲がり部にエアー溜まりができて、エアレーションを発生させることがある。
【００２９】
そこで、図７（ａ）の斜視図に示すように、トラクタのサクション配管２１ａをトランスミッション１からポンプ２２，２３まで接続する場合にサクション配管２１ａにエア溜まりの生じるおそれのある凹部状の折れ曲がり部が形成されないようにし、またサクション配管２１ａの途中にサクションフィルタ２４を取り付けないようにする。なお、このときサクションフィルタ２１ｂの代わりにストレーナ２５とストレーナハウジング２６をサクション配管２１ａとトランスミッション１の間であってサクション配管２１ａと同一直線上に配置する。
【００３０】
また、従来はトランスミッション１の図示しないリヤデフケースやリングギヤの回転によりエア混入の多い場所にストレーナ２５を設けていたため、回路内に空気混入を発生し易かったが、図７（ａ）に示すようにトランスミッション１の外部へストレーナ２５を設けることにより、取り出して直ぐのストレーナハウジング２６内でエアーが浮かび上がるため、ポンプ２２，２３のエアー吸い込み量を少なくできる。具体的には図７（ａ）に示すようにトランスミッション１の油圧オイル吸出口にストレーナハウジング２６を設けて、その内部にストレーナ２５を設けて配管へつなぐ構成とする。
【００３１】
近年は、トラクタの作業機の容量が大きくなり、それに伴って油圧回路内の油圧容量も多くなっている。それに反して、油圧制御弁を一つの油圧回路内に多用する傾向にあり、フィルタの目合いも細かくなっている。また、トランスミッション１のケースのコンパクト化、トランスミッション１で使用するギヤの回転の高速化もあり、オイル中のエアーも多くなってきている。このため、ギヤポンプでのエアレーションによる不具合も大きくなっている。
【００３２】
そこで、図８の油圧回路の一部に示すように、トランスミッション１の構造悪化と油圧容量の増大に対応するため、従来のサクションフィルタ２４のみを用いる油圧回路構造に対し、メインポンプ２２の油圧系は３０μｍ相当（５５０メッシュ）のストレーナ２５のみとし、サブポンプ２３の油圧系をパワーステアリング系としてポンプ直前に２０μｍのフィルタ２８を設ける構成とし、エアレーションの発生を抑える。
【００３３】
また、従来は、トランスミッション１内のオイルに泡の混入が多いため、一旦泡を吸い込むとそのままポンプ２２，２３まで流れ、エアレーションを発生することがあったので、本実施例では図７（ａ）に示すように、トランスミッション１から吸い込んだ作動油をストレーナハウジング２６内で一旦流速を落としてエアーを分離し、分離したエアを戻す通路を設けトランスミッション１に戻す構成を採用する。
【００３４】
こうして、トランスミッション１内の泡混入オイルから気泡を分離することによりエアレーションを少なくすると同時に、図７（ｂ）のストレーナハウジング２６の断面図に示すように、ストレーナハウジング２６内の上部に気泡通路Ａを設けて分離したエアをトランスミッション１内に返すことができる。
【００３５】
前述のように、サブポンプ２３の油圧系に専用の２０μｍのフィルタ２８を追加して設ける構成とした。従来は、全油圧回路にメインフィルタを設ける構成としていたので、大きなフィルタになっており配置スペースの確保が難しかったがこのような不具合を防止できる。もちろん、サブポンプ２３の油圧系以外の回路は３０μｍ相当のストレーナ２５で充分である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例の走行車両の無段変速式作業車両の伝動速度制御装置のシステム構成図である。
【図２】図１の走行車両の伝動速度制御部の入力側の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図３】図１の走行車両のペダルリンクユニットの側面図である。
【図４】図３のペダルリンクユニット内の静油圧式無段変速装置の油圧シリンダよる作動アシスト構造図である。
【図５】図１の走行車両の油圧回路の一部を示す図である。
【図６】図１の走行車両のペダル踏み込み速度と油圧シリンダの前後進切替弁のソレノイドを流れる電流値の関係のイメージ図である。
【図７】図１の走行車両と従来技術のトラクタのトランスミッションとポンプの間に接続されるサクション配管の構造を示す斜視図（図７（ａ）、図７（ｃ））と図７（ａ）に示すサクション配管の断面図（図７（ｂ））である。
【図８】図１の走行車両の油圧回路の一部を示す図である。
【図９】無段変速式作業車両の一例であるトラクタの平面図（図９ａ）及び側面図（図９（ｂ））である。
【符号の説明】
【００３７】
１  トランスミッション          １ａ  前進ペダル
１ｂ  後進ペダル                １ｃ  支軸
２ａ、２ｂ  ロッド
５  コントローラ（伝動速度制御部）
３ａ，３ｂ  クランクレバー
３ｃ  回転軸                    ３ｅ  作用アーム
３ｓ  ペダルセンサ              ４ａ  車速センサ
４ｂ  スロットルセンサ          ４ｃ  油温センサ
６  油圧シリンダ                ６ａ  ピストンロッド
７  クランクレバー              ７ａ  支軸
７ｂ  ロッド                    ７ｓ  トラニオンセンサ
８  静油圧式無段変速装置        ８ａ  トラニオン軸
８ｂ  トラニオンアーム          ８ｃ  カム
８ｄ  ニュートラルスプリング
８ｅ  ニュートラルアーム
９  電磁式油圧切替（制御）弁
１２  アシストバルブ
１３  ニュートラルバルブ
２１ａ，２１ｂ  サクション配管
２２  メインポンプ              ２３  サブポンプ
２４  サクションフィルタ（カートリッジ）
２５  ストレーナ                ２６  ストレーナハウジング
２８  フィルタ
【図１】
2009236186.tif 000003
【図２】
2009236186.tif 000004
【図３】
2009236186.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009236186.tif 000007
【図６】
2009236186.tif 000008
【図７】
2009236186.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009236186.tif 000011