JP2003130214A

JP2003130214A - 作業車両のｈｓｔ斜板制御機構

Info

Publication number: JP2003130214A
Application number: JP2001323495A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishibashi; 文雄石橋; Yukio Kubota; 幸雄久保田; Akishi Kuroda; 晃史黒田
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: JP3927397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】主変速操作手段の操作位置に応じてＨＳＴ斜
板の傾斜角を変更させる作業車両のＨＳＴ斜板制御機構
において、主変速操作手段による操作に対して車速を一
定とし、且つ、ＨＳＴに加わる負荷を検出するための構
造を提案する。【解決手段】主変速レバー８４の操作量を検出する検
出手段８４ａ、車軸に連動する出力軸２７の回転数を検
出する検出器８２、及び、ＨＳＴ斜板角を変更させるア
クチュエータ８６を備え、出力軸２７の目標回転数Ｍｐ
を前記主変速レバー８４の操作量によって設定されたＨ
ＳＴ斜板角に対応する値とし、出力軸２７の回転数を検
出する検出器８２によって検出された回転数ｍが目標回
転数Ｍｐと異なれば、アクチュエータ８６を介してＨＳ
Ｔ斜板角を補正制御する。さらに、その補正値からＨＳ
Ｔ２１に加わる負荷を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧式無段変速機
構（以下ＨＳＴと称する）を具備する変速装置の、ＨＳ
Ｔに加わる負荷の検出のための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＨＳＴを備えた変速装置が知られ
ている。ＨＳＴ式変速装置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】ＨＳＴは負荷が大きくなると、回路内の油
圧が上昇し、油圧が上昇するとＨＳＴの特性上、油の漏
れや圧縮により容積効率が低下し、油圧ポンプの可動斜
板の角度が一定であっても油圧−機械式変速装置の車軸
に連動する出力軸の回転数が変化し、すなわち、車速が
変化する。また、ＨＳＴに加わる負荷は、油圧ポンプと
油圧モータの間の回路に圧力検出手段を設けて、これに
より検出される圧力値により、検出することが一般的に
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る油圧−機
械式変速装置では、変速装置の出力軸等の車軸に連動す
る軸の回転数を検出して、主変速操作手段の操作により
決定された可動斜板の角度（ＨＳＴ斜板角）を補正する
ことで、車速を主変速操作手段による操作に対して一定
とするための構造であり、また、その補正値からＨＳＴ
に加わる負荷を検出するための方法を提案する。

【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】即ち、請求項１においては、主変速操作手
段の操作位置に応じてＨＳＴ斜板の傾斜角を変更させる
作業車両のＨＳＴ斜板制御機構であって、主変速操作手
段の操作量を検出する検出手段、車軸に連動する軸の回
転数を検出する検出手段、及び、ＨＳＴ斜板角を変更さ
せるアクチュエータを備え、車軸に連動する軸の目標回
転数を主変速操作手段の操作量によって設定されたＨＳ
Ｔ斜板角に対応する値とし、車軸に連動する軸の回転数
を検出する検出手段によって検出された回転数が目標回
転数と異なれば、アクチュエータを介してＨＳＴ斜板角
を補正制御するものである。

【０００７】請求項２においては、請求項１に記載のＨ
ＳＴ斜板制御機構であって、ＨＳＴ斜板角の補正量より
ＨＳＴに加わる負荷を検出するものである。

【０００８】請求項３においては、請求項１に記載のＨ
ＳＴ斜板制御機構であって、アクチュエータの補正操作
量よりＨＳＴに加わる負荷を検出するものである。

【０００９】請求項４においては、請求項２又は請求項
３の何れかに記載のＨＳＴ斜板制御機構であって、ＨＳ
Ｔに加わる負荷とエンジンに加わる負荷から、ＰＴＯ軸
に加わる負荷の値を算出するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明に係る油圧−機械式トランスミッショ
ンのスケルトン図、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は制御装
置のメイン制御フローを説明するフローチャート図、図
６は図６は速度制御ブロックの処理を表すフローチャー
ト図、図７は中立制御ブロックの処理を表すフローチャ
ート図、図８はＰＴＯ軸に加わる負荷の算出式を示す図
である。

【００１１】本実施例では、ＨＳＴ（油圧式無段変速機
構）を具備す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ている。
従って、本発明に係る作業車両のＨＳＴ斜板制御機構
は、本実施例に限定されるものではなく、例えば、ＨＳ
Ｔを変速装置とした作業車両にも適応させることができ
る。以下に、本実施例に係る油圧−機械式変速装置を搭
載した作業車両について説明する。

【００１２】〔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２１・２２
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。

【００１３】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に伝達するとともに、遊星歯車機構１０に伝達さ
せ、更には後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸５
３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。

【００１４】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２
３のモータ出力軸２６の回転速度及び方向を制御する構
成になっている。なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧
ポンプのみを可変容積型とし、油圧モータは固定容積型
としているが、その構成のＨＳＴに限るものでもない。
例えば、油圧ポンプと油圧モータ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。

【００１５】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、モータ出力軸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。

【００１６】一方、ＨＳＴ２１のモータ出力軸２６には
ギア１２とリングギア３のボス部３ａが遊嵌されてお
り、該リングギア３のボス部３ａと該モータ出力軸２６
との間には第一の油圧パッククラッチ１３が、ギア１２
とモータ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッ
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は二つの駆動モード（ＨＭＴ駆
動モードとＨＳＴ駆動モード）を切り換えるために用い
られ、駆動モードに応じて二つの油圧パッククラッチ１
３・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。

【００１７】一方、前記ポンプ出力軸２５は前記ＨＳＴ
２１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。

【００１８】この遊星歯車機構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。

【００１９】一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ２１
のモータ出力軸２６が配設されており、該モータ出力軸
２６上にはモータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２
７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。このモータ出力軸２６上には、モータ側入力ギ
ア９の後方に更にギア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。

【００２０】図１で示すように出力軸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７
０に動力が伝達される。

【００２１】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。また、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。

【００２２】〔ＰＴＯ駆動系〕次に、図１を参照してＰ
ＴＯ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・４
３・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。

【００２３】〔各駆動モードにおける駆動伝達構成〕次
に、以上の構成におけるトランスミッションにおいて、
ＨＭＴ／ＨＳＴの各駆動モードにおける走行駆動系の駆
動伝達構成を説明する。

【００２４】〔ＨＭＴ駆動モード〕最初に、ＨＭＴ駆動
モードとしたときの駆動伝達構成について説明する。Ｈ
ＭＴ駆動モードにおいては前記二つの油圧パッククラッ
チ１３・１４のうち第一の油圧パッククラッチ１３は係
合され、第二の油圧クラッチ１４は係合を解除される。

【００２５】エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２
５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２
５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、モータ出力軸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。

【００２６】そして、ＨＭＴ駆動モードにおいては前記
第一の油圧パッククラッチ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。

【００２７】〔ＨＳＴ駆動モード〕次に、ＨＳＴ駆動モ
ードとしたときの駆動伝達構成について説明する。ＨＳ
Ｔ駆動モードにおいては前記二つの油圧パッククラッチ
１３・１４のうち第二の油圧クラッチ１４が係合され、
第一の油圧パッククラッチ１３は係合を解除される。

【００２８】ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合
されているので、モータ出力軸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。

【００２９】このＨＳＴ駆動モードにおいては、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
モータ出力軸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。

【００３０】〔ＨＳＴ斜板制御機構の構成〕次に、ＨＳ
Ｔ斜板制御機構の構成を説明する。図４はＨＳＴ斜板制
御のための構成を示す説明図である。

【００３１】本実施例においては、図３及び図４に示す
ように、モータ出力軸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で該モータ出力軸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。更には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が配設され、該主変速レバー８４の操作位置
を検出できるようにしている。

【００３２】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
傾斜角度を制御する。これについては後述する。また、
前記第一・第二油圧パッククラッチ１３・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・９
２に対し電気的に接続されている。

【００３３】制御装置９０は前記検出器８２・８３の検
出値からトランスミッション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駆動モード」となって前記電磁弁
９１・９２に信号を送り、前記第一の油圧パッククラッ
チ１３を係合させ、第二の油圧クラッチ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駆動モード」となって電磁弁９１・９２に信号
を送り、前記第一の油圧パッククラッチ１３を係合解除
させ、第二の油圧クラッチ１４を係合させる。即ち、中
速域〜高速域では「ＨＭＴ駆動モード」、低速域では
「ＨＳＴ駆動モード」というように、変速比に応じて二
つの駆動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。

【００３４】なお、車両の運転部の適宜位置にはクラッ
チ係脱手段たるクラッチペダル８５が配設され、該クラ
ッチペダル８５の枢支部にはその踏込み量を検出するた
めの回動角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８５
ａが配設されて、該回動角検出手段８５ａは制御装置９
０に接続されている。そして制御装置９０はクラッチペ
ダル８５の踏込み量を調べ、予め定められた所定の閾値
Ａをこえて踏み込まれている場合は前記駆動モードの如
何にかかわらず、第一・第二の油圧パッククラッチ１３
・１４の双方とも係合が解除された状態となるよう制御
する。この制御によって、第一・第二の油圧パッククラ
ッチ１３・１４には、前述の如く駆動モードを切り換え
させるとともに、車両のメインクラッチ（動力伝達クラ
ッチ）としての役割をも担わせている。言い換えれば、
「ＨＳＴ駆動モード」のときは第二の油圧クラッチ１４
が、「ＨＭＴ駆動モード」のときは第一の油圧パックク
ラッチ１３が、それぞれメインクラッチ（動力伝達クラ
ッチ）としての役割を果たすように構成している。

【００３５】〔斜板角制御〕次に、上記ＨＳＴ斜板制御
機構により行われる斜板角制御について、図５以降のフ
ローチャートを参照しながら説明する。図５は制御装置
のメイン制御フローを説明するフローチャート図、図６
は速度制御ブロックの処理を表すフローチャート図、図
７は中立制御ブロックの処理を表すフローチャート図で
ある。

【００３６】最初に、メインフローについて図５を参照
しながら説明する。制御ループが開始されると、制御装
置９０は主変速レバー８４の操作位置を調べ、該主変速
レバー８４が中立位置（正確には、中立位置近傍の設定
範囲以内）にあるかどうかを判定する（１０１）。中立
位置近傍にない場合は後述する速度制御ブロックを実行
し、その操作位置に応じてＨＳＴ斜板角を変更させる制
御を行う（１０４）。主変速レバー８４が中立位置近傍
の設定範囲内にある場合は、制御装置９０は前記検出器
８２・８３の検出値から変速比を計算し、該変速比が予
め設定されたゼロ付近の範囲（変速比−Ｕ〜＋Ｕ）内に
あるか否かを判定する（１０２）。変速比が該設定範囲
−Ｕ〜＋Ｕを外れている場合は、前記の速度制御ブロッ
クを実行する。設定範囲−Ｕ〜＋Ｕ内にある場合は、後
述する中立制御ブロックを実行し、本機を停止させるべ
くＨＳＴ斜板角を制御する。対応する制御ブロックを実
行した後は、再びステップ１０１に戻り、同じ処理を反
復する。

【００３７】前記した速度制御ブロックについて、図６
を参照して説明する。速度制御ブロックでは、まず、前
記検出器８１又は検出器８２からのパルスを調べ、本機
の実際の車速がゼロであるかどうか（実際には、ゼロ近
傍の予め設定された車速の範囲に入っているかどうか）
を判定する（２０１）。実際の車速が前記範囲に入って
いない場合は、前記検出器８１からの信号をもとにモー
タ出力軸２６の回転方向を調べ、本機の進行方向と主変
速レバー８４の操作方向との関係を判定する（２０
５）。両者の関係が逆である場合は、主変速レバー８４
の操作位置の如何にかかわらず、ＨＳＴ斜板制御目標値
Ｐを中立位置に対応した値（ゼロ）に設定する（２０
６）。この処理により、オペレータが主変速レバー８４
を中立位置を跨いで急激に反転操作しても、激しい変速
ショックは抑制されることになる。これについては後述
する。

【００３８】一方、前記条件分岐２０１において本機の
実際の車速がゼロ近傍の前記範囲内に入っていると判定
された場合、又は、前記条件分岐２０５において本機進
行方向と主変速レバー８４の操作方向との関係が一致し
ていると判定された場合は、制御装置９０はスイッチ８
７の状態を調べ、その操作位置に応じて応答特性係数ｋ
の値を定める（２０２）。応答特性係数ｋは低速側が小
さくなるように前記操作位置との対応関係を設定してお
り、本実施例では、「低速位置」Ｌの場合はｋ＝０．
３、「中速位置」Ｍ及び「高速位置」Ｈの場合はｋ＝１
としている。

【００３９】次に制御装置９０は、主変速レバー８４の
操作位置を調べる（２０３）。得られた主変速レバー８
４の操作位置は数値として変数Ｒに保持され、この変数
Ｒは前進側に操作された場合はプラスの値を、後進側に
操作された場合はマイナスの値をとるようにしてある。
主変速レバー８４が中立位置に操作されているときはＲ
はゼロであり、Ｒは、主変速レバー８４が中立位置から
操作される量が大きいほど、ゼロから離れた値をとるこ
ととなる。

【００４０】次に制御装置９０は、主変速レバー８４の
操作位置を表す前記数値Ｒに前記応答特性係数ｋを乗じ
たものに基づいて、可動斜板２２ａを傾斜させる目標角
度（ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐ）を定める（２０４）。こ
のＰを定めるにあたっては、予め作成され制御装置９０
に記憶されてある、両者の対応関係を表す関数又はマッ
プが用いられる。この処理を行うことにより、主変速レ
バー８４の操作量に対する車両変速比の応答特性を、前
記スイッチ８７に基づいて切り換えることができる。

【００４１】こうして得られたＨＳＴ斜板制御目標値Ｐ
は数値で表され、モータ出力軸２６を正転させる側に可
動斜板２２ａを傾斜させる場合は正の値、逆転させる側
に可動斜板２２ａを傾斜させる場合は負の値とされ、可
動斜板２２ａを中立位置に制御させる場合はＰ＝０が対
応し、目標とする可動斜板２２ａの傾斜角度が大きくな
るに従ってゼロから離れた値をとるようにしている。主
変速レバー８４が中立位置にあれば前記Ｒはゼロであ
り、これに対応するＨＳＴ斜板制御目標値はＰ＝０にな
る。

【００４２】以上に説明したフローにおいてＨＳＴ斜板
制御目標値Ｐを決定した後は、該目標値Ｐに基づいた値
をＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令する（２０
７）。

【００４３】但し、ＨＳＴ２１は、負荷が大きくなるに
連れ、回路内の油圧が上昇し、ＨＳＴ２１の特性上、油
の漏れや圧縮により容積効率が変化し、可動斜板２２ａ
の角度がある一定の値であっても、出力軸２７の回転数
が変化することがある。そこで、本発明では、ＨＳＴ２
１の容積効率の変化をくみ取ったＨＳＴ２１の斜板角制
御を行うようにしている。以下に、その補正フローにつ
いて説明する。

【００４４】上述の如くＨＳＴ斜板制御目標値Ｐが決定
され、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６が該目標値Ｐに
対応して作動したあとの検出器８２の値を読みとり、出
力軸２７の実際の回転数ｍを検知し、ＨＳＴ斜板制御目
標値Ｐに対応した出力軸２７の目標回転数Ｍｐであるか
どうか判断する。すなわち、目標回転数Ｍと実際の回転
数ｍとの差Ｍ（Ｍ＝Ｍｐ−ｍ）を算出し、差ＭがＨＳＴ
に加わる負荷により発生したと推定し、差Ｍを評価する
のである（２０８）。なお、ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐに
対応する目標回転数Ｍｐは、予め作成され制御装置９０
に記憶されてある、両者の対応関係を表す関数又はマッ
プが用いられる。

【００４５】差Ｍの値がゼロの時は、ＨＳＴ斜板角アク
チュエータ８６の補正制御は行わず、従って、ＨＳＴ斜
板角はそのままの傾斜角度に維持される。このとき、先
程ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値をメモ
リに記憶させて（２０９）、ブロックの処理を終了す
る。なお、本実施例において、「差Ｍの値がゼロ」は厳
密にゼロ値ではなく、ゼロとその誤差範囲（−Ｍα〜＋
Ｍα）の値をとるときゼロと見なすことにする。差Ｍの
ゼロ誤差範囲（−Ｍα〜＋Ｍα）は予め設定し制御装置
９０に記憶させておく。誤差Ｍαは、ゼロに近い値であ
って、ＨＳＴに応じて個々に設定することが好ましい。

【００４６】差Ｍの値がゼロ以外の値をとるとき（厳密
には、誤差範囲（−Ｍα〜＋Ｍα）以外の値をとると
き）は、実際の回転数ｍが目標回転数Ｍｐと異なるわけ
であるから、ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐを補正して、ＨＳ
Ｔ斜板角アクチュエータ８６の補正制御をしなければな
らない。そこで、差Ｍの値に対応するＨＳＴ斜板制御の
補正角度である補正値ｊをＨＳＴ斜板制御目標値Ｐに加
味した真のＨＳＴ斜板制御目標値Ｐ１を決定する（２１
０）。なお、このＨＳＴ斜板制御目標値Ｐ１を定めるに
あたっては、予め作成され制御装置９０に記憶されてあ
る、ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐと補正値ｊの両者の対応関
係を表す関数又はマップが用いられる。

【００４７】そして、新たに決定された真のＨＳＴ斜板
制御目標値Ｐ１に基づいた値をＨＳＴ斜板角アクチュエ
ータ８６に指令する（２１１）。この補正フローは、差
Ｍの値がゼロに近付くまで反復され、より実際の回転数
ｍを目標の回転数Ｍｐに近づけて、所望通りの車速を得
るようにする。差Ｍの値がゼロとなると、先程ＨＳＴ斜
板角アクチュエータ８６に指令した値をメモリに記憶さ
せて（２０９）、ブロックの処理を終了する。このよう
に、ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐを補正制御することで、油
温の上昇や、ＨＳＴ容積効率の変化に対応して、主変速
レバー８４の操作量に対し一定の車速を保持することが
できる。

【００４８】また、前記補正値ｊの値は、ＨＳＴ２１に
加わる負荷の値によって変化する。すなわち、補正値ｊ
の値を知ることで、ＨＳＴ２１に加わる負荷を検出する
ことができるのである。そして、補正値ｊの値が予め設
定した一定値を越えると、ＨＳＴ２１の異常を警告する
ようにして、メンテナンスを促すようにする。なお、Ｈ
ＳＴ斜板制御目標値Ｐに基づいてＨＳＴ斜板角アクチュ
エータ８６に指令した値と、ＨＳＴ斜板制御目標値Ｐ１
に基づいてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した
値との差を知ることで、ＨＳＴ２１に加わる負荷を検出
するようにすることもできる。

【００４９】本実施例のように、ＨＳＴ２１の負荷検出
手段として、通常のＨＳＴ斜板制御に必要とされる検出
手段から得られる情報を基にＨＳＴ２１の負荷を検出す
ることができるので、ＨＳＴ回路内の圧力を圧力センサ
等のＨＳＴの負荷検出のための検出手段を別途設ける必
要がなく、コストダウンに寄与している。

【００５０】さらに、上述の如くＨＳＴ２１に加わる負
荷を知ることで、ＰＴＯ軸５３から取り出した動力を利
用して作業する場合、エンジン２０に加わる負荷とＨＳ
Ｔ２１に加わる負荷から、ＰＴＯ軸５３に加わる負荷を
算出することができる（図８）。すなわち、ＰＴＯ軸５
３に加わる負荷は、エンジン２０に加わる負荷と、ＨＳ
Ｔ２１に加わる負荷の差であり、このようにＰＴＯ軸５
３に加わる負荷を制御装置９０で自動的に算出して、作
業者がＰＴＯ軸５３に加わる負荷の値を容易に知ること
ができるようにしている。なお、エンジン２０に加わる
負荷はエンジン２０に装備された電子制御式ガバナ１０
３において検出され、数値として制御装置９０に伝達さ
れるようにしている。そして制御装置９０において、同
じく数値として検出したＨＳＴ２１に加わる負荷との差
からＰＴＯ軸５３に加わる負荷が数値として算出され
る。さらに、ＰＴＯ軸５３に加わる負荷の値が予め定め
た一定値を越えたり、又は、ＰＴＯ軸５３に作業機を連
結していない場合にＰＴＯ軸５３に加わる負荷が検出さ
れたりすれば、動作異常を警告するように構成されてい
る。

【００５１】上述のようにＰＴＯ軸５３に加わる負荷を
知ることができるので、ロータリによる耕耘作業等で
は、ＰＴＯ軸５３に加わる負荷の大きさによって耕深を
変化させたり、車速を変化することで過負荷を防止した
りすることができる。また、芝刈り作業等では、ＰＴＯ
軸５３に加わる負荷が大きくなると刈り取った芝が多
く、逆に、ＰＴＯ軸５３に加わる負荷が小さくなると刈
り取った芝が少ないと判断できる。よって、ＰＴＯ軸５
３に加わる負荷の大きさに応じて車速を変化させること
で、刈り取る芝の量を一定に保持しなながら作業するこ
とができる。

【００５２】中立制御ブロックについて、図７を参照し
て説明する。中立制御の処理においては、まず、中立制
御ブロックに切り換わった直後であるか否か（言い換え
れば、直前まで速度制御ブロックの処理が行われていた
か否か）を判定し（３０１）、中立制御ブロックに切り
換わった直後であればカウント積算値ｎをゼロに初期化
する（３０２）。次に、前記モータ出力軸２６に設けら
れた回転数検出器８１が前回の制御ループから今回の制
御ループまでの間に送信するパルスをカウントして、そ
のパルスの回数を変数Ｃに記憶させる（３０３）。回転
数検出器８１は、前記モータ側入力ギア９の一歯分の回
転を一回のパルスとして検出するように構成される。従
って、前記パルス回数Ｃは該モータ出力軸２６の回転速
度に比例し、まったく静止しているときはＣ＝０とな
る。なお、パルス回数Ｃはモータ出力軸２６の回転方向
に関わらず、常に正の値をとる。

【００５３】制御装置は次に、回転数検出器８１からの
信号に基づいて、前記モータ出力軸２６の回転方向を判
定する（３０４）。前記モータ出力軸２６の回転が正転
方向の場合は、前回の制御ループにおけるカウント積算
値ｎをメモリから読み出した上で、前記パルス回数Ｃを
カウント積算値ｎに加算し（３０５）、得られたカウン
ト積算値ｎが所定の設定値＋Ｎを上回っているかどうか
を判定する（３０６）。上回っている場合は、前回のＨ
ＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令した値より設定値
Ｓだけ逆転側（前記モータ出力軸２６の逆転側をい
う。）にシフトさせた値を該アクチュエータ８６に対し
指令するとともに（３０７）、積算値ｎをゼロにリセッ
トする（３０８）。更には、ＨＳＴ斜板角アクチュエー
タに対し新しく指令した値をメモリに保持させる（３０
９）。カウント積算値ｎが所定の設定値＋Ｎを上回って
いない場合は該アクチュエータ８６の制御は行わず、従
って、ＨＳＴ斜板角はそのままの傾斜角度に維持され
る。

【００５４】一方、前記条件分岐３０４において前記モ
ータ出力軸２６の回転が逆転方向であると判定された場
合は、前回の制御ループにおけるカウント積算値ｎをメ
モリから読み出した上で、前記パルス回数Ｃをカウント
積算値ｎから減算し（３１０）、得られたカウント積算
値ｎが所定の設定値−Ｎを下回っているか判定する（３
１１）。下回っている場合は、前回のＨＳＴ斜板角アク
チュエータ８６に指令した値より設定値Ｓだけ正転側
（前記モータ出力軸２６の正転側をいう。）にシフトさ
せた値を該アクチュエータ８６に対し指令するとともに
（３１２）、積算値ｎをゼロにリセットする（３０
８）。更には、ＨＳＴ斜板角アクチュエータに対し新し
く指令した値をメモリに保持させる（３０９）。カウン
ト積算値ｎが所定の設定値−Ｎを下回っていない場合は
該アクチュエータ８６の制御は行わず、従って、ＨＳＴ
斜板角はそのままの傾斜角度に維持される。

【００５５】以上のフローの後、新しいカウント積算値
ｎをメモリに記憶させて（３１３）、中立制御ブロック
のフローが終了する。

【００５６】

【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。

【００５７】即ち、請求項１に示す如く、主変速操作手
段の操作位置に応じてＨＳＴ斜板の傾斜角を変更させる
作業車両のＨＳＴ斜板制御機構であって、主変速操作手
段の操作量を検出する検出手段、車軸に連動する軸の回
転数を検出する検出手段、及び、ＨＳＴ斜板角を変更さ
せるアクチュエータを備え、車軸に連動する軸の目標回
転数を主変速操作手段の操作量によって設定されたＨＳ
Ｔ斜板角に対応する値とし、車軸に連動する軸の回転数
を検出する検出手段によって検出された回転数が目標回
転数と異なれば、アクチュエータを介してＨＳＴ斜板角
を補正制御するので、油温の上昇や、ＨＳＴの容積効率
の変化に対応して、ＨＳＴ斜板角を変更し車軸に連動す
る軸の回転数を種変速操作手段の操作量に対し一定とす
ることができる。

【００５８】請求項２に示す如く、請求項１に記載のＨ
ＳＴ斜板制御機構であって、ＨＳＴ斜板角の補正量より
ＨＳＴに加わる負荷を検出するので、ＨＳＴの油圧ポン
プと油圧モータの間に圧力センサを設けずとも、ＨＳＴ
斜板角を制御するために必要な検出手段のみでＨＳＴに
加わる負荷を検出することができるのである。

【００５９】請求項３に示す如く、請求項１に記載のＨ
ＳＴ斜板制御機構であって、アクチュエータの補正操作
量よりＨＳＴに加わる負荷を検出するので、ＨＳＴの油
圧ポンプと油圧モータの間に圧力センサを設けずとも、
ＨＳＴ斜板角を制御するために必要な検出手段のみでＨ
ＳＴに加わる負荷を検出することができるのである。

【００６０】請求項４に示す如く、請求項２又は請求項
３の何れかに記載のＨＳＴ斜板制御機構であって、ＨＳ
Ｔに加わる負荷とエンジンに加わる負荷から、ＰＴＯ軸
に加わる負荷の値を算出するので、ＨＳＴ斜板角を制御
するために必要な検出手段のみでＰＴＯ軸に加わる負荷
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧−機械式トランスミッション
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】制御装置のメイン制御フローを説明するフロー
チャート図。

【図６】図６は速度制御ブロックの処理を表すフローチ
ャート図。

【図７】中立制御ブロックの処理を表すフローチャート
図。

【図８】ＰＴＯ軸に加わる負荷の算出式を示す図。

【符号の説明】

２０エンジン２１ＨＳＴ（油圧式無段変速機構）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モータ出力軸２７出力軸８１検出器８２検出器８４主変速レバー（主変速操作手段）８４ａ検出手段８６アクチュエータ９０制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保田幸雄大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマー農機株式会社内 (72)発明者黒田晃史大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内Ｆターム(参考） 3J053 AA01 AB02 AB33 DA06 DA21 EA02 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主変速操作手段の操作位置に応じてＨＳ
Ｔ斜板の傾斜角を変更させる作業車両のＨＳＴ斜板制御
機構であって、主変速操作手段の操作量を検出する検出手段、車軸に連
動する軸の回転数を検出する検出手段、及び、ＨＳＴ斜
板角を変更させるアクチュエータを備え、車軸に連動す
る軸の目標回転数を主変速操作手段の操作量によって設
定されたＨＳＴ斜板角に対応する値とし、車軸に連動す
る軸の回転数を検出する検出手段によって検出された回
転数が目標回転数と異なれば、アクチュエータを介して
ＨＳＴ斜板角を補正制御することを特徴とする作業車両
のＨＳＴ斜板制御機構。
【請求項２】請求項１に記載のＨＳＴ斜板制御機構で
あって、ＨＳＴ斜板角の補正量よりＨＳＴに加わる負荷
を検出することを特徴とする作業車両のＨＳＴ斜板制御
機構。
【請求項３】請求項１に記載のＨＳＴ斜板制御機構で
あって、アクチュエータの補正操作量よりＨＳＴに加わ
る負荷を検出することを特徴とする作業車両のＨＳＴ斜
板制御機構。
【請求項４】請求項２又は請求項３の何れかに記載の
ＨＳＴ斜板制御機構であって、ＨＳＴに加わる負荷とエ
ンジンに加わる負荷から、ＰＴＯ軸に加わる負荷の値を
算出することを特徴とする作業車両のＨＳＴ斜板制御機
構。