油圧無段変速走行装置の変速制御
【課題】本発明は、ＨＳＴ斜板角を自動制御する油圧無段変速走行装置の変速制御において、急激な駆動負荷の増加を検出して、駆動負荷の増加程度に応じて最適のＨＳＴ斜板角に変更して変速することで 駆動負荷の急激な増加が生じてもエンジン停止に至らないで出来るだけ走行速度を落とさないで走行できるようにすることを課題とする。
【解決手段】走行スロットル手段９０と走行速度検出手段１００と制御手段９２及び油圧無段変速走行装置１のＨＳＴ斜板角変更手段１１３を設け、前記走行スロットル手段９０を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段１００で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【解決手段】走行スロットル手段９０と走行速度検出手段１００と制御手段９２及び油圧無段変速走行装置１のＨＳＴ斜板角変更手段１１３を設け、前記走行スロットル手段９０を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段１００で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作業車における油圧無段変速走行装置の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧無段変速走行装置の変速制御として、例えば、特開２００３−１３０１７７号公報に記載の技術が有る。
この技術は、油圧無段変速装置（ＨＳＴ）に掛かる負荷値を制御回転数と実際の出力回転数の差で検出し、検出した負荷値に応じてＨＳＴ斜板角を変更制御する。
【０００３】
ＨＳＴに掛かる負荷が大きい場合には、可動斜板の斜板角に対して油圧モータの回転数の上昇率が少なく、負荷が小さい場合には、可動斜板の斜板角に対して油圧モータの回転数の上昇率が大きくなる。このために、負荷値によって可動斜板の斜板角修正を行って加速や減速時或いは変速段の切換時のショックを軽減しようとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の負荷制御では、所定の走行速度に達するまで負荷値をフィードバックしながらＨＳＴ斜板角を修正していくので、制御に時間がかかり、急激な負荷がかかった場合には、ＨＳＴ斜板角の変更が間に合わず駆動力不足でエンジンが停止することがある。
【０００６】
本発明は、ＨＳＴ斜板角を自動制御する油圧無段変速走行装置の変速制御において、急激な駆動負荷の増加を検出して、駆動負荷の増加程度に応じて最適のＨＳＴ斜板角に変更して変速することで 駆動負荷の急激な増加が生じてもエンジン停止に至らないで出来るだけ走行速度を落とさないで走行できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、走行スロットル手段（９０）と走行速度検出手段（１００）と制御手段（９２）及び油圧無段変速走行装置（１）のＨＳＴ斜板角変更手段（１１３）を設け、前記走行スロットル手段（９０）を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段（１００）で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【０００８】
この構成で、走行スロットル手段９０を最大加速にしても増速せずに減速する場合は過負荷状態となっているので、その過負荷の程度を走行速度減少率で判断し、走行速度減少率が大であるとＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度にすることで、エンジン停止に至らないようにする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、走行速度を高・低に切換えたことを検出する高・低切換検出手段（１０５）を設け、高速切換時には低速切換時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【００１０】
この構成で、高速切換時は低速切換時よりも駆動トルクが弱いので、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を高速切換時に低速切換時よりも小さくして、エンジン停止に至らないようにする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、登坂走行か降坂走行を判断する坂走行判断手段（１０２）を設け、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【００１２】
この構成で、登坂走行中には平坦地走行時よりも駆動負荷が大きいので、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さくして、エンジン停止に至らないようにする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によって、走行負荷が大きく走行スロットル手段９０をフルスロットルにしても減速する場合にエンジン停止に至らないで出来るだけ速い走行速度に自動的に減速し走行を継続できる。
【００１４】
請求項２では高速切換時に前記効果が発揮でき、請求項３では登坂走行中に前記効果は発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】多目的作業車の右側面図である。
【図２】多目的作業車の一部の拡大側面図である。
【図３】ミッションケースの全体側断面図である。
【図４】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図５】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図６】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図７】一部の拡大斜視図である。
【図８】別実施例の多目的作業車の左側面図である。
【図９】制御ブロック図である。
【図１０】制御フローチャート図である。
【図１１】制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
図１は、多目的作業車の全体を示す図面で、機体の前側に操縦席７を設けたキャビン５を構成し、機体の後部にエンジン６を搭載し、底部に前後輪８，９を装着している。
【００１７】
キャビン５の内部には、操縦席７の前側中央にステアリングハンドル１０を立設し、ステアリングハンドル１０の左右側部にＰＴＯクラッチレバー１１と変速レバー４を設け、足元にブレーキペダル１２とアクセルペダル９０を設けている(図２参照)。キャビン５の下側で左右前輪８の中央に作業機の駆動用ＰＴＯ出力軸１３を突設している。
【００１８】
次に、前後輪８，９とＰＴＯ出力軸１３に駆動力を伝動するミッションケース１４の内部構造を図３乃至図６で説明する。
ミッションケース１４は、図３に示す如く、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７、後ケース１８の４つの中空ケースを連結した構成で、後ケース１８に軸支した入力軸１９にエンジン６の駆動力が入力し、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギア２１，２２で第一中継軸２３へ伝動し、さらに増速ギア２４，２５で増速され、この増速ギア２５に油圧変速装置１の油圧入力軸３８をスプライン嵌合している。繋ぎケース１６は従来の前ケース１５と中間ケース１７を連結してミッションケース１４を長くするもので、前ケース１５と中間ケース１７及び後ケース１８を従来のミッションケースと共用化することで製作コストを低く出来る。
【００１９】
増速ギア２１，２２と増速ギア２４，２５を内装するインプットケース２０は、高速走行を可能にするためにディーゼルエンジン６の出力回転を増速するために設けるもので、従来のトラクタのミッションケース１４内に伝動機構を収納可能にしている。このインプットケース２０は図５に示す如く、密封ケースにしてミッションケース１４の外部へ通じる給油管からオイルを給油するようにすれば、増速ギア２１，２２，２４，２５の修理の際にミッションケース１４内のオイルを抜かずにインプットケース２０のみを取り外せるので、作業が楽になる。
【００２０】
油圧変速装置１の内部では油圧変速により出力を大きく無段階で変速して、ＰＴＯ駆動軸２６と走行駆動軸２７の二つの軸へ出力する。油圧モータのＨＳＴ斜板の傾斜角をトラニオン軸９１の回動で行い、走行駆動軸２７の回転速度を正逆回転で無段階に変速する。
【００２１】
ＰＴＯ駆動軸２６にはＰＴＯギア軸２８を連結し、このＰＴＯギア軸２８のギア２９と第二中継軸３０に遊嵌したギア３１を噛み合わせ、このギア３１をＰＴＯ軸３２に装着したＰＴＯクラッチ３４のギア３３に噛み合わせている。ＰＴＯクラッチ３４はギア３３からＰＴＯ軸３２への回転伝動を断続する。
【００２２】
ＰＴＯ軸３２にはＰＴＯ延長軸３５を連結し、このＰＴＯ延長軸３５のギア３６をＰＴＯ出力軸１３にスプライン嵌合したクラッチギア３７に噛み合わせてＰＴＯ出力軸１３を駆動している。(図３参照)
ＰＴＯクラッチ３４の詳細を図６に示しているが、クラッチ入ではクラッチ盤８８が繋がってケーシング８６が回転して伝動するが、クラッチ切では戻しバネ８７の圧でクラッチ盤８８が離れてケーシング８６をフリーにする。この時にケーシング８６の付き回りを防ぐ為に繋ぎケース１６のボス部８１に当接する突起部を形成した係止リング８５をケーシング８６の外周に装着している。
【００２３】
走行駆動軸２７には第三中継軸３９を連結し、この第三中継軸３９に固着したギア４０へギア４１,４２を噛み合わせて第四中継軸４３に伝動する。第四中継軸４３にはメインギア軸４４を連結している。
【００２４】
メインギア軸４４には、大ギア４５と中ギア４６を一体的に固着し、このメインギア軸４４の延長上にサブギア軸４７を分離して回転可能に軸支している。このサブギア軸４７には小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５を一体的に固着している。従って、大ギア４５と中ギア４６は同一回転をし、小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５は後述するクラッチギア７７からの回転を受ける。(図６参照)
大ギア４５はクラッチ軸４９に装着した高速油圧クラッチ５１のギア５０と噛み合い、中ギア４６はクラッチ軸４９に装着した低速油圧クラッチ５２のギア５３と噛み合い、メインギア軸４４の回転をクラッチ軸４９へ高速或いは低速で伝動する。高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２の切換えは高・低変速レバーによって行う。
【００２５】
クラッチ軸４９の延長上にスプライン軸７６をスプライン嵌合し、このスプライン軸７６にクラッチギア７７をスプライン嵌合して、クラッチ軸４９の回転をクラッチギア７７に伝動している。クラッチギア７７には大ギア７８と小ギア７９を形成し、大ギア７８が前記サブギア軸４７の小ギア４８に噛み合って増速伝動したり、小ギア７９がサブギア軸４７の大ギア７４に噛み合って減速伝動したり、大ギア７８と小ギア７９が共に游転して動力切になるようにしている。
【００２６】
クラッチ軸４９の走行伝動ギア７５は、スプライン軸７６に遊嵌したベベルギア軸６２にスプライン嵌合した走行ギア５６に噛み合ってベベルギア軸６２を駆動している。ベベルギア軸６２のベベルギア６３が前輪８の車軸へ装着したベベルギアへ駆動力を伝動するのである。
【００２７】
ベベルギア軸６２は、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による高速Ｈか、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による中速Ｍか、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による低速Ｌか、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による超低速ＬＬかのどれかで回転することになる。
【００２８】
図示を省略するが、四輪操舵スイッチを設け、この四輪操舵スイッチを入れて四輪操舵の状態で高速油圧クラッチ５１を入れて低速Ｌから高速Ｈにしようとすると警報を発して中速Ｍに自動的に切換え、同じく、高速Ｈの状態で四輪操舵スイッチを入れると警報を発して中速Ｍに自動的に切換えるようにして安全を図っている。
【００２９】
また、四輪駆動スイッチを設け、この四輪駆動スイッチを入れて四輪駆動の状態で高速油圧クラッチ５１を入れて低速Ｌから高速Ｈにしようとすると警報を発して中速Ｍに自動的に切換え、同じく、高速Ｈの状態で四輪駆動スイッチを入れると警報を発して中速Ｍに自動的に切換えるようにして前後輪８，９の摩耗を防ぐ。
【００３０】
また、ベベルギア軸６２の回転は、走行ギア５６からＰＴＯ軸３２に装着した大小ギア５９の小ギア部５７へ伝動し、さらに大ギア部５８に噛み合う後輪駆動軸６１のクラッチギア６０で適宜に後輪９へ駆動力を伝動可能にしている。
【００３１】
走行ギア５６は、ベベルギア軸６２に伝動すると共に大小ギア５９を介して後輪駆動軸６１へ伝動しているので、伝動構成を単純化して前後に長くなるのを防いでいる。
尚、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２はコントローラからの制御信号によりソレノイドを介してどちらかを入に保持するのであるが、ブレーキペダルの踏込みを検出するスイッチを設けて、このスイッチの踏込み信号で高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２のソレノイドへの電力を断って両クラッチ５１，５２をニュートラルにするようにしている。このニュートラルの状態でブレーキを作用することで素早く停止でき、クラッチギア３の切換えがスムースに行える。
【００３２】
また、クラッチ軸４９を支持する繋ぎケース１６のボス部８１にはクラッチ軸４９の油圧孔に通じる油圧用孔８２，８３，８４を設けて、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２に作動油を送るようにしている。
【００３３】
図７は、変速レバー４を示し、この変速レバー４のグリップ１１０の頭部に設ける増速ボタン１１１を押すと高速油圧クラッチ５１を入動作し、減速ボタン１１２を押すと低速油圧クラッチ５２を入動作する。
【００３４】
図８は、エンジン６の前後に第一オイルクーラ１１５と第二オイルクーラ１１６を配置した構成で、第一オイルクーラ１１５の容量より第二オイルクーラ１１６の容量を大きくする。
【００３５】
以下において、本発明の具体的説明をするが、走行スロットル手段９０はアクセルペダル９０で、走行速度検出手段１００は車速センサ１００で、制御手段９２はコントローラ９２で、ＨＳＴ斜板角変更手段１１３はトラニオンモータ１１３で、ＨＳＴ斜板角変更目標角度がトラニオン目標値である。
【００３６】
図９は、トラニオン軸９１の回転を制御する制御ブロック図である。
コントローラ９２に入力する信号は、アクセルペダルセンサ９３からアクセルペダル９０の踏み込み程度、トラニオンセンサ９４から油圧変速装置１のトラニオン軸９１の回動角度、リニアレバーセンサ９５から前後進切換信号、クルーズコントロールスイッチ９６から走行速度設定信号、増速ボタン１１１と減速ボタン１１２に設ける増減速スイッチ９７ａ，９７ｂから増減速信号、クルーズコントロールメモリスイッチ９８からの走行速度記憶信号、ブレーキペダルセンサ９９からブレーキペダル１２の踏込み信号、高・低切換センサ１０５から高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２の切換信号、車速センサ１００から走行速度、走行駆動軸回転センサ１０１から走行駆動軸２７の回転速度、傾斜センサ１０２から機体の前後傾き、エンジン回転センサ８９からエンジン６の回転速度がそれぞれ入力する。
【００３７】
コントローラ９２から出力する制御信号は、トラニオン軸９１を駆動するトラニオンモータへ前進出力１０３と後進出力１０４がトラニオンモータ１１３に出力される。トラニオンモータ１１３は、電動モータで、乗用車用電動パワーステアリングの電動モータを使用しても良い。
【００３８】
図１０は、平坦地走行中の油圧変速装置１の制御フローチャートで、アクセルペダル９０のベタ踏みを判定（Ｓ１）し、エンジン６の回転が２５００ｒｐｍ程度の閾値以下を判定（Ｓ２）し、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）してエンジン回転数の減少率が大きい（Ｓ４）とトラニオン軸９１の回動角度を全開の５０％（Ｓ５）にし、エンジン回転数の減少率が大きくないとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ６）にしてリターンする。
【００３９】
また、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）しなくてエンジン回転数の減少率が大きい（Ｓ７）とトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ８）にし、エンジン回転数の減少率が大きくないとトラニオン軸９１の回動角度を全開の７０％（Ｓ９）にしてリターンする。
【００４０】
図１１は、坂道走行中の油圧変速装置１の制御フローチャートで、アクセルペダル９０のベタ踏みを判定（Ｓ１０）し、エンジン６の回転が２５００ｒｐｍ程度の閾値以下を判定（Ｓ１１）し、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ１２）して傾斜センサ１０２が登坂走行を検出（Ｓ１３）するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の５０％（Ｓ１４）にし、傾斜センサ１０２が降坂走行を検出するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ１５）にしてリターンする。
【００４１】
また、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）しなくて傾斜センサ１０２が登坂走行を検出（Ｓ１６）するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ１７）にし、傾斜センサ１０２が降坂走行を検出するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の７０％（Ｓ１８）にしてリターンする。
【００４２】
なお、トラニオン軸９１の回動速度は、アクセルペダルセンサ９３の出力をコントローラ９２に読み込んで、コントローラ９２からトラニオン軸９１を駆動するトラニオンモータ１１３へ制御信号が出力されるが、クルーズコントロールスイッチ９６でエンジン６の回転を高速に設定していても、トラニオンモータ１１３の駆動出力が一定速度となるようにして、増減速速度を安定させる。
【００４３】
油圧無段変速走行装置１の油圧モータを高・低切換モータとした場合には、アクセルペダル９０を踏み込んで増速する場合は低速から高速に切換り、アクセルペダル９０を戻して減速する場合は高速から低速に切換るが、車速センサ１００で検出する走行速度が一定車速になると自動的に高・低を切換えるようにしてスムースな変速が行えるようにする。また、走行速度が作業速度の範囲では自動的な高・低切換を行わないことで、ギクシャクした走行にならないようにする。
【００４４】
油圧無段変速走行装置１の油圧モータを高・低に切換スイッチを設け、このスイッチを操作した場合には、トラニオン軸９１で油圧ポンプを変速して走行車速が変わらないように制御しながら高・低を切換えて変速する。
【００４５】
アクセルペダル９０による増速時の前進出力１０３と後進出力１０４と減速時の前進出力１０３と後進出力１０４の信号出力間隔は自動的或いは手動スイッチで異ならせることでスムースな速度変更となる。信号出力間隔のパターンは、一定車速以下では比例関係で変化させ一定車速以上では一定とするが、を複数持ってパターン切換スイッチで適宜に変更可能とする。
【００４６】
また、アクセルペダルセンサ９３の検出信号の変化が大きい場合はトラニオンモータ１１３への制御信号の出力間隔を通常よりも小さくして、速度調整を行い易くする。
【符号の説明】
【００４７】
１ 油圧無段変速走行装置（ＨＳＴ）
９０ 走行スロットル手段（アクセルペダル）
９２ 制御手段（コントローラ）
１００ 走行速度検出手段（車速センサ）
１０２ 坂走行判断手段（傾斜センサ）
１１３ ＨＳＴ斜板角変更手段（トラニオンモータ）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作業車における油圧無段変速走行装置の変速制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧無段変速走行装置の変速制御として、例えば、特開２００３−１３０１７７号公報に記載の技術が有る。
この技術は、油圧無段変速装置（ＨＳＴ）に掛かる負荷値を制御回転数と実際の出力回転数の差で検出し、検出した負荷値に応じてＨＳＴ斜板角を変更制御する。
【０００３】
ＨＳＴに掛かる負荷が大きい場合には、可動斜板の斜板角に対して油圧モータの回転数の上昇率が少なく、負荷が小さい場合には、可動斜板の斜板角に対して油圧モータの回転数の上昇率が大きくなる。このために、負荷値によって可動斜板の斜板角修正を行って加速や減速時或いは変速段の切換時のショックを軽減しようとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３０１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の負荷制御では、所定の走行速度に達するまで負荷値をフィードバックしながらＨＳＴ斜板角を修正していくので、制御に時間がかかり、急激な負荷がかかった場合には、ＨＳＴ斜板角の変更が間に合わず駆動力不足でエンジンが停止することがある。
【０００６】
本発明は、ＨＳＴ斜板角を自動制御する油圧無段変速走行装置の変速制御において、急激な駆動負荷の増加を検出して、駆動負荷の増加程度に応じて最適のＨＳＴ斜板角に変更して変速することで 駆動負荷の急激な増加が生じてもエンジン停止に至らないで出来るだけ走行速度を落とさないで走行できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、走行スロットル手段（９０）と走行速度検出手段（１００）と制御手段（９２）及び油圧無段変速走行装置（１）のＨＳＴ斜板角変更手段（１１３）を設け、前記走行スロットル手段（９０）を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段（１００）で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【０００８】
この構成で、走行スロットル手段９０を最大加速にしても増速せずに減速する場合は過負荷状態となっているので、その過負荷の程度を走行速度減少率で判断し、走行速度減少率が大であるとＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度にすることで、エンジン停止に至らないようにする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、走行速度を高・低に切換えたことを検出する高・低切換検出手段（１０５）を設け、高速切換時には低速切換時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【００１０】
この構成で、高速切換時は低速切換時よりも駆動トルクが弱いので、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を高速切換時に低速切換時よりも小さくして、エンジン停止に至らないようにする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、登坂走行か降坂走行を判断する坂走行判断手段（１０２）を設け、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御とする。
【００１２】
この構成で、登坂走行中には平坦地走行時よりも駆動負荷が大きいので、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さくして、エンジン停止に至らないようにする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によって、走行負荷が大きく走行スロットル手段９０をフルスロットルにしても減速する場合にエンジン停止に至らないで出来るだけ速い走行速度に自動的に減速し走行を継続できる。
【００１４】
請求項２では高速切換時に前記効果が発揮でき、請求項３では登坂走行中に前記効果は発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】多目的作業車の右側面図である。
【図２】多目的作業車の一部の拡大側面図である。
【図３】ミッションケースの全体側断面図である。
【図４】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図５】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図６】ミッションケースの一部拡大側断面図である。
【図７】一部の拡大斜視図である。
【図８】別実施例の多目的作業車の左側面図である。
【図９】制御ブロック図である。
【図１０】制御フローチャート図である。
【図１１】制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
図１は、多目的作業車の全体を示す図面で、機体の前側に操縦席７を設けたキャビン５を構成し、機体の後部にエンジン６を搭載し、底部に前後輪８，９を装着している。
【００１７】
キャビン５の内部には、操縦席７の前側中央にステアリングハンドル１０を立設し、ステアリングハンドル１０の左右側部にＰＴＯクラッチレバー１１と変速レバー４を設け、足元にブレーキペダル１２とアクセルペダル９０を設けている(図２参照)。キャビン５の下側で左右前輪８の中央に作業機の駆動用ＰＴＯ出力軸１３を突設している。
【００１８】
次に、前後輪８，９とＰＴＯ出力軸１３に駆動力を伝動するミッションケース１４の内部構造を図３乃至図６で説明する。
ミッションケース１４は、図３に示す如く、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７、後ケース１８の４つの中空ケースを連結した構成で、後ケース１８に軸支した入力軸１９にエンジン６の駆動力が入力し、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギア２１，２２で第一中継軸２３へ伝動し、さらに増速ギア２４，２５で増速され、この増速ギア２５に油圧変速装置１の油圧入力軸３８をスプライン嵌合している。繋ぎケース１６は従来の前ケース１５と中間ケース１７を連結してミッションケース１４を長くするもので、前ケース１５と中間ケース１７及び後ケース１８を従来のミッションケースと共用化することで製作コストを低く出来る。
【００１９】
増速ギア２１，２２と増速ギア２４，２５を内装するインプットケース２０は、高速走行を可能にするためにディーゼルエンジン６の出力回転を増速するために設けるもので、従来のトラクタのミッションケース１４内に伝動機構を収納可能にしている。このインプットケース２０は図５に示す如く、密封ケースにしてミッションケース１４の外部へ通じる給油管からオイルを給油するようにすれば、増速ギア２１，２２，２４，２５の修理の際にミッションケース１４内のオイルを抜かずにインプットケース２０のみを取り外せるので、作業が楽になる。
【００２０】
油圧変速装置１の内部では油圧変速により出力を大きく無段階で変速して、ＰＴＯ駆動軸２６と走行駆動軸２７の二つの軸へ出力する。油圧モータのＨＳＴ斜板の傾斜角をトラニオン軸９１の回動で行い、走行駆動軸２７の回転速度を正逆回転で無段階に変速する。
【００２１】
ＰＴＯ駆動軸２６にはＰＴＯギア軸２８を連結し、このＰＴＯギア軸２８のギア２９と第二中継軸３０に遊嵌したギア３１を噛み合わせ、このギア３１をＰＴＯ軸３２に装着したＰＴＯクラッチ３４のギア３３に噛み合わせている。ＰＴＯクラッチ３４はギア３３からＰＴＯ軸３２への回転伝動を断続する。
【００２２】
ＰＴＯ軸３２にはＰＴＯ延長軸３５を連結し、このＰＴＯ延長軸３５のギア３６をＰＴＯ出力軸１３にスプライン嵌合したクラッチギア３７に噛み合わせてＰＴＯ出力軸１３を駆動している。(図３参照)
ＰＴＯクラッチ３４の詳細を図６に示しているが、クラッチ入ではクラッチ盤８８が繋がってケーシング８６が回転して伝動するが、クラッチ切では戻しバネ８７の圧でクラッチ盤８８が離れてケーシング８６をフリーにする。この時にケーシング８６の付き回りを防ぐ為に繋ぎケース１６のボス部８１に当接する突起部を形成した係止リング８５をケーシング８６の外周に装着している。
【００２３】
走行駆動軸２７には第三中継軸３９を連結し、この第三中継軸３９に固着したギア４０へギア４１,４２を噛み合わせて第四中継軸４３に伝動する。第四中継軸４３にはメインギア軸４４を連結している。
【００２４】
メインギア軸４４には、大ギア４５と中ギア４６を一体的に固着し、このメインギア軸４４の延長上にサブギア軸４７を分離して回転可能に軸支している。このサブギア軸４７には小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５を一体的に固着している。従って、大ギア４５と中ギア４６は同一回転をし、小ギア４８と大ギア７４及び走行伝動ギア７５は後述するクラッチギア７７からの回転を受ける。(図６参照)
大ギア４５はクラッチ軸４９に装着した高速油圧クラッチ５１のギア５０と噛み合い、中ギア４６はクラッチ軸４９に装着した低速油圧クラッチ５２のギア５３と噛み合い、メインギア軸４４の回転をクラッチ軸４９へ高速或いは低速で伝動する。高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２の切換えは高・低変速レバーによって行う。
【００２５】
クラッチ軸４９の延長上にスプライン軸７６をスプライン嵌合し、このスプライン軸７６にクラッチギア７７をスプライン嵌合して、クラッチ軸４９の回転をクラッチギア７７に伝動している。クラッチギア７７には大ギア７８と小ギア７９を形成し、大ギア７８が前記サブギア軸４７の小ギア４８に噛み合って増速伝動したり、小ギア７９がサブギア軸４７の大ギア７４に噛み合って減速伝動したり、大ギア７８と小ギア７９が共に游転して動力切になるようにしている。
【００２６】
クラッチ軸４９の走行伝動ギア７５は、スプライン軸７６に遊嵌したベベルギア軸６２にスプライン嵌合した走行ギア５６に噛み合ってベベルギア軸６２を駆動している。ベベルギア軸６２のベベルギア６３が前輪８の車軸へ装着したベベルギアへ駆動力を伝動するのである。
【００２７】
ベベルギア軸６２は、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による高速Ｈか、高速油圧クラッチ５１からクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による中速Ｍか、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の大ギア７８とサブギア軸４７の小ギア４８への伝動による低速Ｌか、低速油圧クラッチ５２からクラッチギア７７の小ギア７９とサブギア軸４７の大ギア７４への伝動による超低速ＬＬかのどれかで回転することになる。
【００２８】
図示を省略するが、四輪操舵スイッチを設け、この四輪操舵スイッチを入れて四輪操舵の状態で高速油圧クラッチ５１を入れて低速Ｌから高速Ｈにしようとすると警報を発して中速Ｍに自動的に切換え、同じく、高速Ｈの状態で四輪操舵スイッチを入れると警報を発して中速Ｍに自動的に切換えるようにして安全を図っている。
【００２９】
また、四輪駆動スイッチを設け、この四輪駆動スイッチを入れて四輪駆動の状態で高速油圧クラッチ５１を入れて低速Ｌから高速Ｈにしようとすると警報を発して中速Ｍに自動的に切換え、同じく、高速Ｈの状態で四輪駆動スイッチを入れると警報を発して中速Ｍに自動的に切換えるようにして前後輪８，９の摩耗を防ぐ。
【００３０】
また、ベベルギア軸６２の回転は、走行ギア５６からＰＴＯ軸３２に装着した大小ギア５９の小ギア部５７へ伝動し、さらに大ギア部５８に噛み合う後輪駆動軸６１のクラッチギア６０で適宜に後輪９へ駆動力を伝動可能にしている。
【００３１】
走行ギア５６は、ベベルギア軸６２に伝動すると共に大小ギア５９を介して後輪駆動軸６１へ伝動しているので、伝動構成を単純化して前後に長くなるのを防いでいる。
尚、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２はコントローラからの制御信号によりソレノイドを介してどちらかを入に保持するのであるが、ブレーキペダルの踏込みを検出するスイッチを設けて、このスイッチの踏込み信号で高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２のソレノイドへの電力を断って両クラッチ５１，５２をニュートラルにするようにしている。このニュートラルの状態でブレーキを作用することで素早く停止でき、クラッチギア３の切換えがスムースに行える。
【００３２】
また、クラッチ軸４９を支持する繋ぎケース１６のボス部８１にはクラッチ軸４９の油圧孔に通じる油圧用孔８２，８３，８４を設けて、高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２に作動油を送るようにしている。
【００３３】
図７は、変速レバー４を示し、この変速レバー４のグリップ１１０の頭部に設ける増速ボタン１１１を押すと高速油圧クラッチ５１を入動作し、減速ボタン１１２を押すと低速油圧クラッチ５２を入動作する。
【００３４】
図８は、エンジン６の前後に第一オイルクーラ１１５と第二オイルクーラ１１６を配置した構成で、第一オイルクーラ１１５の容量より第二オイルクーラ１１６の容量を大きくする。
【００３５】
以下において、本発明の具体的説明をするが、走行スロットル手段９０はアクセルペダル９０で、走行速度検出手段１００は車速センサ１００で、制御手段９２はコントローラ９２で、ＨＳＴ斜板角変更手段１１３はトラニオンモータ１１３で、ＨＳＴ斜板角変更目標角度がトラニオン目標値である。
【００３６】
図９は、トラニオン軸９１の回転を制御する制御ブロック図である。
コントローラ９２に入力する信号は、アクセルペダルセンサ９３からアクセルペダル９０の踏み込み程度、トラニオンセンサ９４から油圧変速装置１のトラニオン軸９１の回動角度、リニアレバーセンサ９５から前後進切換信号、クルーズコントロールスイッチ９６から走行速度設定信号、増速ボタン１１１と減速ボタン１１２に設ける増減速スイッチ９７ａ，９７ｂから増減速信号、クルーズコントロールメモリスイッチ９８からの走行速度記憶信号、ブレーキペダルセンサ９９からブレーキペダル１２の踏込み信号、高・低切換センサ１０５から高速油圧クラッチ５１と低速油圧クラッチ５２の切換信号、車速センサ１００から走行速度、走行駆動軸回転センサ１０１から走行駆動軸２７の回転速度、傾斜センサ１０２から機体の前後傾き、エンジン回転センサ８９からエンジン６の回転速度がそれぞれ入力する。
【００３７】
コントローラ９２から出力する制御信号は、トラニオン軸９１を駆動するトラニオンモータへ前進出力１０３と後進出力１０４がトラニオンモータ１１３に出力される。トラニオンモータ１１３は、電動モータで、乗用車用電動パワーステアリングの電動モータを使用しても良い。
【００３８】
図１０は、平坦地走行中の油圧変速装置１の制御フローチャートで、アクセルペダル９０のベタ踏みを判定（Ｓ１）し、エンジン６の回転が２５００ｒｐｍ程度の閾値以下を判定（Ｓ２）し、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）してエンジン回転数の減少率が大きい（Ｓ４）とトラニオン軸９１の回動角度を全開の５０％（Ｓ５）にし、エンジン回転数の減少率が大きくないとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ６）にしてリターンする。
【００３９】
また、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）しなくてエンジン回転数の減少率が大きい（Ｓ７）とトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ８）にし、エンジン回転数の減少率が大きくないとトラニオン軸９１の回動角度を全開の７０％（Ｓ９）にしてリターンする。
【００４０】
図１１は、坂道走行中の油圧変速装置１の制御フローチャートで、アクセルペダル９０のベタ踏みを判定（Ｓ１０）し、エンジン６の回転が２５００ｒｐｍ程度の閾値以下を判定（Ｓ１１）し、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ１２）して傾斜センサ１０２が登坂走行を検出（Ｓ１３）するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の５０％（Ｓ１４）にし、傾斜センサ１０２が降坂走行を検出するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ１５）にしてリターンする。
【００４１】
また、高・低切換センサ１０５が高速を検出（Ｓ３）しなくて傾斜センサ１０２が登坂走行を検出（Ｓ１６）するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の６０％（Ｓ１７）にし、傾斜センサ１０２が降坂走行を検出するとトラニオン軸９１の回動角度を全開の７０％（Ｓ１８）にしてリターンする。
【００４２】
なお、トラニオン軸９１の回動速度は、アクセルペダルセンサ９３の出力をコントローラ９２に読み込んで、コントローラ９２からトラニオン軸９１を駆動するトラニオンモータ１１３へ制御信号が出力されるが、クルーズコントロールスイッチ９６でエンジン６の回転を高速に設定していても、トラニオンモータ１１３の駆動出力が一定速度となるようにして、増減速速度を安定させる。
【００４３】
油圧無段変速走行装置１の油圧モータを高・低切換モータとした場合には、アクセルペダル９０を踏み込んで増速する場合は低速から高速に切換り、アクセルペダル９０を戻して減速する場合は高速から低速に切換るが、車速センサ１００で検出する走行速度が一定車速になると自動的に高・低を切換えるようにしてスムースな変速が行えるようにする。また、走行速度が作業速度の範囲では自動的な高・低切換を行わないことで、ギクシャクした走行にならないようにする。
【００４４】
油圧無段変速走行装置１の油圧モータを高・低に切換スイッチを設け、このスイッチを操作した場合には、トラニオン軸９１で油圧ポンプを変速して走行車速が変わらないように制御しながら高・低を切換えて変速する。
【００４５】
アクセルペダル９０による増速時の前進出力１０３と後進出力１０４と減速時の前進出力１０３と後進出力１０４の信号出力間隔は自動的或いは手動スイッチで異ならせることでスムースな速度変更となる。信号出力間隔のパターンは、一定車速以下では比例関係で変化させ一定車速以上では一定とするが、を複数持ってパターン切換スイッチで適宜に変更可能とする。
【００４６】
また、アクセルペダルセンサ９３の検出信号の変化が大きい場合はトラニオンモータ１１３への制御信号の出力間隔を通常よりも小さくして、速度調整を行い易くする。
【符号の説明】
【００４７】
１ 油圧無段変速走行装置（ＨＳＴ）
９０ 走行スロットル手段（アクセルペダル）
９２ 制御手段（コントローラ）
１００ 走行速度検出手段（車速センサ）
１０２ 坂走行判断手段（傾斜センサ）
１１３ ＨＳＴ斜板角変更手段（トラニオンモータ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行スロットル手段（９０）と走行速度検出手段（１００）と制御手段（９２）及び油圧無段変速走行装置（１）のＨＳＴ斜板角変更手段（１１３）を設け、前記走行スロットル手段（９０）を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段（１００）で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御。
【請求項２】
走行速度を高・低に切換えたことを検出する高・低切換検出手段（１０５）を設け、高速切換時には低速切換時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御。
【請求項３】
登坂走行か降坂走行を判断する坂走行判断手段（１０２）を設け、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御。
【請求項１】
走行スロットル手段（９０）と走行速度検出手段（１００）と制御手段（９２）及び油圧無段変速走行装置（１）のＨＳＴ斜板角変更手段（１１３）を設け、前記走行スロットル手段（９０）を最大加速に設定した場合に前記走行速度検出手段（１００）で検出する走行速度減少率が大であると、ＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さな目標角度に変更してなる油圧無段変速走行装置の変速制御。
【請求項２】
走行速度を高・低に切換えたことを検出する高・低切換検出手段（１０５）を設け、高速切換時には低速切換時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御。
【請求項３】
登坂走行か降坂走行を判断する坂走行判断手段（１０２）を設け、登坂走行中には平坦地走行時よりもＨＳＴ斜板角変更目標角度を小さく設定してなる請求項１に記載の油圧無段変速走行装置の変速制御。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−７６７１（Ｐ２０１２−７６７１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４３９６４（Ｐ２０１０−１４３９６４）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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