トラクタの自動変速操作装置

【課題】トラクタの車速変速設定操作を簡単に、速やかに行う。
【解決手段】副変速を操作する副変速レバー１に、副変速後の主変速を操作して任意の目標変速位置を設定するスイッチボタン３を設けたことを特徴とするトラクタの自動変速操作装置の構成とする。目標変速位置の設定は、副変速レバー１の操作で行われる。この副変速レバー１を操作して路上走行の高速域や、作業走行の低速域等の大きい副変速を行う。この副変速操作位置において更に細かい変速を行うときは、この副変速レバー１に設けられるスイッチボタン３を操作することによって主変速して目標の変速位置を選択する。このようなスイッチボタン３による主変速による目標変速位置は、走行発進等によって自動的に変速される。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタの自動変速操作装置に関するもので、主変速装置と副変速装置との組合せにより多段に変速して走行する変速形態において、運転者が予め目標の変速位置を設定することによって、この目標位置の変速を簡単、迅速にうるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
副変速レバーに主変速位置を１段毎変速させる増速スイッチボタンと減速スイッチボタンとを設けた技術（特開平１０ー２７８６１７号公報）が知らされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トラクタの変速装置は、主変速装置の他に副変速装置、更には副、副変速装置等が組合せられて、多段変速の形態となる。このため目標の変速位置に操作するには手数を要する。そこで、この発明は予め目標変速位置を設定しておくことによって、あとは走行開始により自動的に目標変速位置への変速が行われるようにするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、副変速を操作する副変速レバー１に、副変速後の主変速を操作して任意の目標変速位置を設定するスイッチボタン３を設けたことを特徴とするトラクタの自動変速操作装置の構成とする。目標変速位置の設定は、副変速レバー１の操作で行われる。この副変速レバー１を操作して路上走行の高速域や、作業走行の低速域等の大きい副変速を行う。この副変速操作位置において更に細かい変速を行うときは、この副変速レバー１に設けられるスイッチボタン３を操作することによって主変速して目標の変速位置を選択する。このようなスイッチボタン３による主変速による目標変速位置は、走行発進等によって自動的に変速される。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記スイッチボタン３は、副変速レバー１による変速位置を増速調節する増速ボタン４と減速調節する減速ボタン５とからなることを特徴とするものである。副変速レバー１によって操作された副変速位置は、増速ボタン４を押す毎に１段毎増速され、減速ボタン５を押す毎に１段毎減速されて、車速が変速される。又、これらの増速ボタン４や減速ボタン５は、走行発進前の操作では、目標変速位置を設定することができ、押す毎に増速、又は減速調節して設定する。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記スイッチボタン３は、複数段の変速位置に飛んで増速、減速する飛び変速ボタン６を有することを特徴とするものである。目標変速位置を設定する場合は、増速ボタン４、又は減速ボタン５を押すことによって主変速を１段毎増速、又は減速操作できるが、複数段にわたって増速、又は減速操作するときは、飛び変速ボタン６を押しながら同時に増速ボタン４、又は減速ボタン５を押すことにより一定の複数段毎に主変速を調節して目標変速位置を設定する。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、副変速レバー１及びこのスイッチボタン３の操作で目標変速位置を設定しておき、走行発進によって目標変速位置の変速が自動的に行われるため、目標変速位置の設定操作を簡単に行うことができる。スイッチボタン３による主変速が制御されるときは副変速レバー１による副変速位置が所定の変速位置に操作されているため、主変速を速かに的確に行わせることができ、主変速の自動操作を行わせて操作性を高めることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、目標変速位置を設定するために、主変速する増速ボタン４と減速ボタン５とを用いて、増、減速操作と目標変速位置の設定操作とに兼用して、構成を簡潔化し、設定操作を容易化できる。
請求項３に記載の発明は、副変速レバー１の飛び変速ボタン６を同時操作することにより増速ボタン４、又は減速ボタン５で複数段の主変速を行って、速かに目標変速位置を設定して、構成を簡潔化し、操作を簡単にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例を図面に基づいて説明する。トラクタは前部のボンネット７下にエンジン８を搭載し、ミッションケース９の後部上には運転席１０とキャビン１１を搭載し、ステアリングハンドル１２によって操向自在の前車輪１３と、ミッションケース９内の伝動装置によって駆動される後車輪１４を軸装する。このミッションケース９の後部にはリフトアーム１５によって昇降されるロワリンク１６やトップリンク１７が連結され、これらの後側に連結されるロータリ耕耘装置１８がＰＴＯ軸１９で伝動される。
【００１０】
前記ミッションケース９内の走行伝動装置は、図２のように、エンジン８のクランク軸２０からメインクラッチ２１を経て、微増、微減速位置に切替える高、低速ギヤ２２、前、後進伝動に切替えるリバーサギヤ２３、４段変速の主変速装置２４、３段変速の副変速装置２５、及びリヤデフ機構２６等を介して後車輪１４へ伝動する。図示していないが、該リヤデフ機構２６前部への駆動力を、ミッションケース９前方の前車輪１３に伝動して、前後輪である四輪駆動（以下、４ＷＤと呼ぶ。）としてもよい。高低速ギヤ２２とリバーサギヤ２３は、油圧力による摩擦板クラッチ形態の油圧パック２７，２８によって微高位置Ｈｉと微低位置Ｌｏ、前進位置Ｆと後進位置Ｒに切替えられる。又、主変速装置２４の各変速ギヤは、油圧パック２７，２８の何れかまたは同時に駆動伝達切りとした後、複動式の油圧シリンダであるパワーアシスト３０または３１によって、コントローラ２の電磁ソレノイド出力で油圧回路の切替制御弁を介して所定の主変速段に作動される。又、油圧パック２８や、副変速装置２５は各々リバーサレバー３２，副変速レバー１で操作される。又、前記高低速ギヤ２２は車速高低スイッチ３４によっても操作される。これら副変速レバー１や、車速高低スイッチ３４、その他コントロールレバー３５、作業機上下スイッチ３６、作業位置高さ調節ダイヤル３７、耕深調整ダイヤル３８、ＰＴＯ回転スイッチ３９、ＰＴＯ切替スイッチ４０、４ＷＤ切替スイッチ４１、負荷オートスイッチ４２、電子制御アクセルスイッチ４３、及び外部油圧コントロールレバー４４等が、運転席１０の右側の操作ボックス４５に配置（図１）される。
【００１１】
前記コントローラ２の入力側には、図４で示すように主変速装置２４のパワーアシスト３０，３１の変速中立位置を検出するシフト位置センサ４６，４７や、副変速装置２５のシフト位置センサ４８、スイッチボタン３である増速ボタン４や減速ボタン５のＯＮ，ＯＦＦ、これら変速位置等を表示するためのモニタユニット４９、リバーサギヤ２３の前進、後進中立位置を検出する前進、後進センサ５０、条件が整えば自動変速を行わせるための自動変速スイッチ５１、及び、メインクラッチ２１のＯＮ，ＯＦＦを検出するメインクラッチセンサ５２等が設けられる。又、出力側には各パワーアシスト３０，３１への高圧油を入り・切り制御するソレノイドバルブ３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂや、リバーサギヤ２３を切替える前進、後進クラッチソレノイドバルブ５３ａ，５３ｂ、昇降比例圧力ソレノイドバルブ５４等を配置する。３３は外部通信のマイコンチェッカーであり、通常コントローラ２からアースしている通信線３３ａをマイコンチェッカー３３側に接続変更して、コントローラ２内のデータを見たり修正や変更を行える構成としている。
【００１２】
図３は運転席１０前方のダッシュボード部のメータパネル５５で、走行速度計５６、水温計５７、燃料計５８、液晶表示のディスプレイ５９、及びモニタランプ６０，６１，６２等が配置される。このうちモニタランプ６０では自動変速や４輪駆動走行形態等が表示される。モニタランプ６１では副変速位置（Ｌ・Ｈ・ＦＦ）と主変速位置（１・２．．．７・８）が表示される。
【００１３】
副変速３段は、圃場内の作業を主とした低速Ｌ・高速Ｈと、路上走行を主とした高速走行ＦＦに設定されている。
主変速は高低速ギヤ２２による微高位置Ｈｉ及び微低位置Ｌｏの２段と、主変速装置２４による４段変速とにより８段階に設定されている。
【００１４】
前記、副変速レバー１の操作による副変速位置と、スイッチボタン３からなる増、減速ボタン４，５による主変速位置と、車速高低スイッチ３４による変速位置との関係は、図７の変速域表乃至シフト位置表に示されて、副変速３段、主変速４段、微高低位置２段の組合せによって、合計２４段の変速域に設定される。
【００１５】
そして、メインクラッチ２１を切って（車体は停止）、メカ式の副変速装置２５位置を変更すると、従来主変速は以下のように自動で変えられる。
副変速、低（Ｌ）〜高（Ｈ）へ増速操作の場合；主変速位置が何れであっても、（Ｈ）操作後の主変速はＨ−１となる。
【００１６】
副変速高（Ｈ）〜高速走行（ＦＦ）へ増速操作の場合；主変速位置が何れであっても、（ＦＦ）操作後の主変速はＦＦ−１となる。
副変速高速走行（ＦＦ）〜高（Ｈ）へ減速操作の場合；主変速位置が何れであっても、（Ｈ）操作後の主変速はＨ−８となる。
【００１７】
副変速高（Ｈ）〜低（Ｌ）へ減速操作の場合；主変速位置が何れであっても、（Ｌ）操作後の主変速はＬ−８となる。
この状態からメインクラッチ２１を接続して走行開始し、走行しながら増速ボタン４、減速ボタン５を１回押す毎に、ある設定の副変速段内での主変速８段の変速を、手動で１段毎増速又は減速するように構成している。又、これらのスイッチボタン３は、跳上り（返り）形態で、押しているときは接点がＯＮして、押しを開放すると跳ね上がってＯＦＦ状態となる。
【００１８】
このような変速操作装置の構成において、本発明では、目標主変速位置を設定するため、次の構成とした。
それは、自動変速スイッチ５１を入りにして、走行伝動を切りにした状態において行う。このためメインクラッチ２１を切り操作している場合や、前進、後進クラッチである油圧パック２８を切り操作する場合や、微高位置Ｈｉ及び微低位置Ｌｏを切り替える油圧パック２７を切ることで行うことができる。このうちメインクラッチ２１を切り操作するときは、メインクラッチセンサ５２がクラッチ切りを検出する。副変速レバー１を中立位置にして、増速ボタン４又は減速ボタン５を押して目標変速位置における主変速のシフト位置Ｌー１〜Ｌ８，Ｈ１〜Ｈ８，又はＦＦー１〜ＦＦー８を指定する。この増速ボタン４又は減速ボタン５の押し操作に伴ってパワーアシスト３０，３１により変速シフトが行われるが、この各増速ボタン４、又は減速ボタン５の押し操作間隔が一定時間以上に速く短時間に押されると、各押し毎の変速シフトは行われず、コントローラ２からの変速シフト出力はＯＦＦの状態を維持する。ここで増速ボタン４、又は減速ボタン５による押し操作の停止が一定時間以上経過すると、主変速のパワーアシスト３０，３１が行われる。これらの主変速のシフト位置は、シフト位置センサ４６，４７や、高低シフト位置センサ６３等によって検出されて、書替メモリーに記憶される。これによって自動操作が完了したものと判断される。ここで副変速レバー１を所定の位置に操作することによって目標変速位置を指定することができる。この目標変速位置もメモリーに登録されると共にディスプレイ５９に表示される。ここで、前記クラッチペタル操作でメインクラッチ２１を接続すると、クラッチセンサ５２によって検出されて、更に油圧パック２８の昇圧でリバーサギヤ２３の前進、後進クラッチが接続されると目標変速位置で走行伝動される。
【００１９】
次に、前記リバーサレバー（リニアシフト）３２の操作で油圧パック２８を中立位置にした状態で、目標変速位置を設定する場合を説明する。この場合はメインクラッチ２１は接続状態にしてもよい。リバーサレバー３２を中立位置にするとリバーサギヤ２３のクラッチソレノイドバルブ５３の出力はＯＦＦとなり、前進、後進センサ５０で油圧パック２８の前進、後進クラッチが切りにあることを検出する。副変速レバー１を中立位置にして、この把持部の増速ボタン４、又は減速ボタン５を押し操作して目標変速位置を操作設定する。このときの主変速位置の指定、及び副変速レバー１による副変速位置の操作は前記操作の場合と同様である。ここでリバーサレバー３２で油圧パック２８の前進、後進クラッチを入りにすると、目標変速位置で走行伝動される。この目標変速位置や車速はディスプレイ５９や走行速度計５６等で表示される。
【００２０】
次に、主として図８に基づいて上例と異なる点を説明する。前記副変速レバー１の把持部に飛び変速ボタン６を設けたものである。前記主変速を操作するために、増速ボタン４又は減速ボタン５を押す毎に１段毎の増速、又は減速操作し、シフト出力させることができるが、このとき親指側で押される増速、減速ボタン４，５と同時に同把持部の裏側にある飛び変速ボタン６を親指以外の人差指等で押すことによって、１回押す毎に２段、又は３段等の複数段毎飛び変速でき、シフトさせることができる。この飛び変速の段数は予め変速段数の多少等に応じて、２段飛び毎、又は３段飛び毎にコントローラ２のメモリーに設定しておくことができる。この飛び変速ボタン６を使用することにより、目標変速位置の操作を速かに行うことができる。又、増速ボタン４や減速ボタン５と同じ把持部に設けることにより操作を簡単、容易に行うことができる。しかも、同じ把持部の裏側に設けることにより同時押し操作が容易であり、誤操作を少くすることができる。
【００２１】
次に、主として図９に基づいて上例と異なる点を説明する。トラクタの伝動構成をエンジン８から油圧無段変速装置（ＨＳＴ）を有する主変速装置２４や、パワーシフト６４によって変速される変速装置６５と咬合等のメカニカル形態の変速装置６６とからなる副変速装置２５を経て後車輪１４へ伝動する。このように副変速装置２５にパワーシフト６４形態の変速装置６５とメカニカル形態の変速装置６６を採用することにより、効率のよい車速レンジの選択が可能である。即ち、作業形態で決定される車速はメカニカル形態の変速装置６６で変速伝動し、負荷によって車速を変えるときはパワーシフト６４形態の変速装置で変速シフトすることができる。ＨＳＴ２４は入力回転数が高回転に適している。又、パワーシフト６４はＨＳＴ２４とメカニカル形態の変速装置６６と中間に配置されることにより、比較的低トルクでの使用となり油圧クラッチをコンパクトに構成できる。しかも、各々の変速装置２４，６５，６６に適したレイアウトを採用することで各変速装置２４，６５，６６の能力を有効に発揮できる。
【００２２】
このような伝動装置において、ＨＳＴ２４の入力側の回転数と出力側の回転数とによるスリップ率を検出して、このスリップ率によってパワーシフト６４の切替制御を行うもので、作業負荷に応じた牽引力、及び車速を得ることができる。又、ＨＳＴ２４と油圧クラッチからなるパワーシフト６４及び回転センサ６８，７０により構成できるため安価にすることができる。６７はＨＳＴ２４の入力軸で、入力回転センサ６８、乃至エンジン８の回転センサで回転数を検出する。６９はＨＳＴ２４の出力軸で、出力回転センサ７０で回転数を検出する。７１はＰＴＯ軸、７２はカウンタ軸、７３は走行ピニオン軸、７４はホイル軸である。
【００２３】
次に、主として図１０に基づいて上例と異なる点を説明する。エンジン８の回転数を制御するアクセルペタル７５とスロットルレバー７６を有するトラクタにおいて、このスロットルレバー７６の操作量（スロットル開度）が一定以上のとき、アクセルペタル７５による操作で変速アクチュエータ７７を連動して前記主変速装置２４等を変速させて、操作系を少くし操作性を高めるものである。アクセルペタル７５はペタル軸７８周りに前側Ａへ踏むとリンク７９、ベルクランク８０、及びワイヤー８１等を経てエンジン８のスロットルに連結して車速を増速でき、後側Ｂへ踏むと減速できるように構成している。このアクセルペタル７５の踏込による踏込量を検出するアクセルペタルセンサ８２を設けて、コントローラ８３に入力させている。前記変速アクチュエータ７７はこのコントローラ８３からの出力によって作動される。
【００２４】
又、前記スロットルレバー７６はレバーアーム８４を一体回動する構成とし、このレバーアーム８４の一端にはワイヤー８５を連結してエンジン８のスロットルを連動し、他端はリンク８６を介してスロットルセンサ８７に連動する。このスロットルセンサ８７は前記コントローラ８３に入力させている。
【００２５】
スロットルレバー７６による操作量が一定量に達するとスロットルセンサ８７の検出によって、アクセルペタル７５の一定量の踏込操作がアクセルペタルセンサ８２で検出されて、変速アクチュエータ７７が増速、又は減速シフトされる。アクセルペタル７５をスロットルレバー７６による設定位置以上に踏込むときは、アクセルペタル７５本来の操作に復帰される。
【００２６】
次に、主として図１１に基づいて上例と異なる点は、前記変速アクチュエータ７７に代えて前進、後進切替バルブの油圧パック２８を設けて、スロットルレバー７６の操作量が一定以上のとき、アクセルペタル７５を前側Ｆに踏込むと前進し、後側Ｒに踏込むと後進するように前進、後進の切替えを行わせる。操作系を共用化して操作性を高めるものである。コントローラ８３からは前進、後進切替バルブである油圧パック２８が出力作動される。
【００２７】
又、スロットル開度が一定以上の場合にアクセルペタル７５に前進、後進切替機能を持たせる形態において、アクセルペタル７５の初期踏込の範囲で前進、後進の切替を行わせ、それ以上踏込んだとき、スロットルレバー７６の操作量がフルスロットル位置でないときは、エンジン８の回転数をフルスロットルまでアクセルペタル７５により変化させるように設定することもできる。アクセルペタル７５を前進側Ｆへ踏込んでスロットルレバー７６により設定したスロットル開度以上に操作したときは、エンジン８の回転が増速される。
【００２８】
次に、主として図１２〜図１４に基づいて上例と異なる点は、前記メータパネル５５を液晶表示形態として、４ＷＤの設定モードに応じて自動的に表示計器を切替えるものである。この表示計器としては、走行時は車速表示、作業時はエンジン回転数表示、又はＰＴＯ軸回転数表示としている。走行状態によって必要な情報に切替わることにより、運転、操作を行い易くする。
【００２９】
コントローラ８８の入力側には４ＷＤ切替スイッチ４１や車速センサ９０、及びエンジン回転センサ９１が設けられ、出力側にはメータパネル側コントローラ８９が連結される。このコントローラ８９の入力側にはＰＴＯ回転センサ９２が設けられ出力側にメータパネルの液晶表示部９３が連結される。そして、４ＷＤ切替スイッチ４１の切替操作によって、２ＷＤによる走行状態のときは、車速センサ９０やエンジン回転センサ９１等の検出のもとにメータパネル５５のレイアウトＣには、車速表示Ｄが液晶表示される。又、４ＷＤによる作業状態のときは、エンジンセンサ９１やＰＴＯ回転センサ９２等の検出によってエンジン回転数表示ＥやＰＴＯ回転数等が液晶表示される。
【００３０】
次に、主として図１５に基づいて上例と異なる点は、液晶表示可能の前記メータパネル５５のディスプレイ５９において、変速位置や、リフトアームの昇降状態等を表示可能で、所定機能の作動が牽制される形態にあって、この牽制条件を示す表示部分例えば高速変速位置を点滅Ｇさせるように構成して、運転者に作動しない原因を知らせるものである。又、リフトアームの昇降位置で牽制される形態では、このリフトアームの絵部が点滅されることとなる。
【００３１】
次に、主として図１６に基づいて上例と異なる点は、液晶表示可能の前記メータパネル５５のディスプレイ５９において、ディスプレイ５９の上部に車速と変速シフト位置を表示させ、下部に水温計、燃料計を表示させ、トラブル発生時には文字又は絵文字で情報を表示するように構成し、その文字情報をディスプレイ５９の上部Ｋに表示するか、又は下部Ｌに表示するかメータパネル５５部の切替スイッチ９４で切替可能の構成とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの副変速レバー部の斜視図。
【図２】その走行伝動系路線図。
【図３】そのミータパネル部の平面図。
【図４】その目標変速位置設定制御のブロック図。
【図５】その概略フローチャート。
【図６】そのトラクタの側面図。
【図７】その変速段の設定表。
【図８】その一部別実施例を示す副変速レバー部の背面図と、この左、右側面図。
【図９】一部別実施例を示す走行伝動系路線図。
【図１０】一部別実施例を示すアクセルペタル、スロットルレバー部の機構図。
【図１１】一部別実施例を示すアクセルペタル、スロットルレバー部の機構図。
【図１２】メータパネル表示制御のブロック図。
【図１３】そのフローチャート。
【図１４】そのメータパネルの表示機能を示す平面図。
【図１５】一部別実施例を示すメータパネル部の表示状態の平面図。
【図１６】一部別実施例を示すメータパネル部の表示状態の平面図。
【符号の説明】
１　　副変速レバー
２　　コントローラ
３　　スイッチボタン
４　　増速ボタン
５　　減速ボタン
６　　飛び変速ボタン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
副変速を操作する副変速レバー１に、副変速後の主変速を操作して任意の目標変速位置を設定するスイッチボタン３を設けたことを特徴とするトラクタの自動変速操作装置。
【請求項２】
前記スイッチボタン３は、副変速レバー１による変速位置を増速調節する増速ボタン４と減速調節する減速ボタン５とからなることを特徴とする請求項１に記載のトラクタの自動変速操作装置。
【請求項３】
前記スイッチボタン３は、複数段の変速位置に飛んで増速、減速する飛び変速ボタン６を有することを特徴とする請求項１、又は２に記載のトラクタの自動変速操作装置。

【図１】