JP2006242367A - Controller for working vehicle loaded with toroidal-type transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランスミッションケース内にトロイダル変速機構を備えたトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a work vehicle equipped with a toroidal transmission having a toroidal transmission mechanism in a transmission case.
特許文献1に示すように、PTO軸を備えて作業機動力を出力するトラクタ等の作業車両において、フルトロイダル型の変速機構をトランスミッションケース内に備えて走行動力を変速伝動制御する変速伝動装置を搭載したものが知られている。この作業車両の変速伝動装置は、トロイダル変速機構の出力ディスクから取出した変速動力を側方に並列する中間伝動軸上の遊星ギヤ機構に導き、ギヤードニュートラルによる回転出力停止を挟む正逆転の幅広い速度幅の走行動力を制御装置によって効率良く変速制御することができるとともに、伝動系から主クラッチを廃して構成の簡易化、小型化を図ることができる。
As shown in
また、上記変速伝動装置は、作業車両の稼動停止に際して、制御装置によりトロイダル変速機構を制御してギヤードニュートラルとなる変速位置とする停止制御を導入することにより、回転出力を停止して次のエンジン始動時の機体の安定化を図ることができる。そして、次のエンジン始動時においては、トロイダル変速機構をギヤードニュートラルの変速位置まで制御するように始動制御を導入することにより、稼動停止の際のギヤードニュートラルからの位置ずれがあっても、エンジン始動時の機体の安定化を図ることができる。 Further, when the operation of the work vehicle is stopped, the speed change transmission device introduces stop control to control the toroidal speed change mechanism by the control device so that the gear shift position becomes the geared neutral. It is possible to stabilize the aircraft at the start. At the next engine start, the start control is introduced so as to control the toroidal transmission mechanism to the geared neutral shift position, so that the engine starts even if there is a position shift from the geared neutral at the time of operation stoppage. The airframe can be stabilized at the time.
しかし、上記トロイダル変速機構は、エンジン動力を油圧ポンプに受け、この油圧ポンプの稼動によって供給される作動油によって変速動作することから、エンジン始動時において、油圧ポンプが稼動するまでの間は十分な変速制御ができないことから、機体の稼動停止に際してギヤードニュートラルからの位置ずれがあると機体の振動や微少移動を伴うこととなり、機体の安定化までに時間を要する場合があった。
解決しようとする問題点は、トロイダル変速機構による高効率の伝動特性および伝動系の簡易化を確保した上で、エンジン始動時の迅速な機体の安定化を可能とするトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置を提供することにある。 The problem to be solved is a work vehicle equipped with a toroidal transmission that enables rapid stabilization of the fuselage when starting the engine while ensuring high-efficiency transmission characteristics and simplification of the transmission system by the toroidal transmission mechanism. It is to provide a control device.
請求項1に係る発明は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記作業機伝動軸の伝動出力端に設けたPTOクラッチをオンオフ制御する制御部を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部は、エンジン始動からトロイダル変速機構がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記PTOクラッチをオフ側に維持することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a toroidal transmission mechanism for traveling power transmission that performs a speed change operation by engine power received by a work machine transmission shaft is controlled to be shifted to a geared neutral position in response to engine start, and the work machine transmission shaft is In a control device for a work vehicle equipped with a toroidal transmission that includes a control unit that performs on / off control of a PTO clutch provided at a transmission output end, the control unit is configured to perform the above operation from when the engine is started until the toroidal transmission mechanism is in a geared neutral position. The PTO clutch is maintained on the off side.
上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作し、この時、作業機伝動軸の伝動出力端に設けたPTOクラッチがオフに維持される。 The control unit of the control device having the above configuration shifts the toroidal transmission mechanism for driving power transmission to the geared neutral position in response to engine start, and this toroidal transmission mechanism performs a speed change operation by the engine power received on the work machine transmission shaft. At this time, the PTO clutch provided at the transmission output end of the work machine transmission shaft is kept off.
請求項2に係る発明は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作する走行動力伝動用のトロイダル変速機構をエンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで変速制御するとともに、上記トロイダル変速機構の出力側から分岐した変速動力の伝動を4WDクラッチでオンオフ制御する制御部を備えるトロイダル型変速機搭載作業車両の制御装置において、上記制御部は、エンジン始動からトロイダル変速機構がギヤードニュートラル位置になるまでの間、上記4WDクラッチをオフ側に維持することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the traveling power transmission toroidal transmission mechanism that performs a speed change operation by the engine power received by the work machine transmission shaft is controlled to be shifted to the geared neutral position in response to the engine start, and the output of the toroidal transmission mechanism is provided. In a control device for a work vehicle equipped with a toroidal type transmission equipped with a control unit that performs on / off control of transmission of transmission power branched from the side by a 4WD clutch, the control unit is configured to start the engine until the toroidal transmission mechanism reaches a geared neutral position. Meanwhile, the 4WD clutch is maintained on the off side.
上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作し、この時、4WDクラッチがオフ側に維持される。 The control unit of the control device configured as described above shifts the toroidal transmission mechanism for traveling power transmission to the geared neutral position in response to engine start, and this toroidal transmission mechanism performs a speed change operation by the engine power received on the work machine transmission shaft. At this time, the 4WD clutch is maintained on the off side.
本発明の作業車用変速伝動装置は、以下の効果を奏する。
請求項1に係る発明により、上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作するとともに、作業機伝動軸の伝動出力端に設けたPTOクラッチがオフに維持されることから、トロイダル型変速機搭載作業車両のエンジン始動時に機体が安定される。したがって、作業機伝動軸に受けたエンジン動力は、PTO負荷を有するPTOクラッチから後段に伝動出力されることなく、トロイダル変速機構の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。
The speed change transmission for work vehicles of the present invention has the following effects.
According to the first aspect of the present invention, the control unit of the control device configured as described above shifts and controls the toroidal transmission mechanism for driving power transmission to the geared neutral position in response to the engine start, and the toroidal transmission mechanism has a work machine transmission shaft. Since the PTO clutch provided at the transmission output end of the work machine transmission shaft is kept off, the body is stabilized when starting the engine of the work vehicle equipped with the toroidal transmission. Therefore, the engine power received by the work implement transmission shaft is not transmitted to the subsequent stage from the PTO clutch having the PTO load, but is efficiently transmitted concentrated on the speed change operation of the toroidal speed change mechanism, so that the speed to the geared neutral position can be increased. The speed change operation makes it possible to stabilize the aircraft at an early stage.
請求項2に係る発明により、上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じてギヤードニュートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、このトロイダル変速機構は、作業機伝動軸に受けたエンジン動力によって変速動作するとともに、4WDクラッチがオフ側に維持されることから、トロイダル型変速機搭載作業車両のエンジン始動時に機体が安定される。したがって、トロイダル変速機構の出力側から分岐した変速動力は4WDクラッチによってその後段に伝動出力されることがないので、作業機伝動軸に受けたエンジン動力は、トロイダル変速機構の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the control unit of the control device having the above configuration shifts the toroidal transmission mechanism for driving power transmission to the geared neutral position in response to the engine start, and the toroidal transmission mechanism has a work machine transmission shaft. Since the 4WD clutch is maintained on the off side while the engine power is received by the engine power received by the engine, the body is stabilized when the engine of the working vehicle equipped with the toroidal transmission is started. Therefore, since the shift power branched from the output side of the toroidal transmission mechanism is not transmitted to the subsequent stage by the 4WD clutch, the engine power received by the work machine transmission shaft is concentrated on the shift operation of the toroidal transmission mechanism. It is transmitted efficiently and quick stabilization to the geared neutral position enables early stabilization of the aircraft.
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る変速伝動装置を搭載した作業車両の1例を示す農用トラクタの側面図である。
農用トラクタ1は、前輪Aと後輪Bとを備えた機体前部にエンジンCを搭載し、このエンジンCの回転動力を変速伝動装置2に伝達し、この変速伝動装置2で適宜減速された動力を前輪Aと後輪Bとに伝達するとともに、後部のPTO軸Eを介して後部連結の作業機Fに出力するように構成している。この作業機Fを作業機昇降シリンダ54によって傾動される昇降アーム54aによって昇降可能に支持するとともに、ローリング調整シリンダ53を介設して作業機Fの左右高さ調節可能に構成される。
また、オペレータによる操作のために、ステアリングハンドルHの前側に運転状態を表示するモニタJ、下側に前後進切換の前後進切換レバーKとアクセルレバーL、基部にブレーキペダルMとアクセルペダルN、変速伝動装置2のトランスミッションケース2aの上部に設けた操縦席Pの脇に変速レバーQ等が配置され、制御装置61により自動変速可能に構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of an agricultural tractor showing an example of a work vehicle equipped with a transmission gear according to the present invention.
The
For operation by the operator, a monitor J for displaying the driving state on the front side of the steering handle H, a forward / reverse switching lever K and an accelerator lever L for switching forward and backward, a brake pedal M and an accelerator pedal N at the base, A shift lever Q and the like are arranged beside the cockpit P provided at the upper part of the transmission case 2a of the
上記変速伝動装置2の構成は、その伝動系統線図を図2に示すように、エンジンCから動力を受ける入力軸11を前段に備え、この入力軸11から走行伝動軸12に走行系動力をギヤ伝動する。この走行伝動軸12の入力回転を受けて変速動力を出力するフルトロイダル型の変速機構のバリエータ13を設け、その変速動力と走行伝動軸12とを入力として高低の差動動力を出力する遊星伝動部14と、その高低の差動動力の伝達を切替えるHi−Loクラッチ15を介してその出力となるドライブピニオン軸15dまでを1線上に構成し、後輪差動部16から左右の後輪Bに走行動力を伝動する。また、ドライブピニオン軸15dから走行動力を前輪伝動軸17に分岐し、増速伝動制御する前輪増速クラッチ18を介して前輪差動部19と連結し、左右の前輪Aに走行動力を伝動する。
As shown in FIG. 2, the
作業機系動力は、入力軸11からPTO伝動軸21にで増速ギヤ伝動し、ベベルギヤー22を介して油圧ポンプ23に分岐伝動し、PTO伝動軸21の後段にPTOクラッチ24と逆転クラッチ25を備え、伝動比切替部26を介してPTO軸Eに伝動する。
The work machine system power is transmitted from the
バリエータ13は、走行伝動軸12の回転動力を受ける前後の入力ディスク31、31の中間に出力ディスク32を配置し、それぞれの間に前後のパワーローラ33、33を介設して構成し、これをトランスミッションケース内の専用区画に配置する。後側の入力ディスク31には、その支持部の拡大断面図を図3に示すように、バリエータ13の後段側を受けるリング状の弾性ホルダ部材34を専用区画の仕切壁2bに取付けてその前方側への動きを規制する。この弾性ホルダ部材34により、走行伝動軸12の軸線方向の組付け誤差を小さく抑えることができる。また、パワーローラ33、33は、その進退支持用のロッドが入力ディスク31、31の回転によって引出される方向に構成することによってパワーローラ33、33の脱輪が抑えられることから、トラクションの伝達の確実化を図ることができる。
The
遊星伝動部14の差動出力は、バリエータ13の入力側回転を受けるプラネタリキャリヤと出力側回転を受けるサンギヤーとの間で差動するプラネタリギヤーにより、停止速を含む正逆の回転速をバリエータ13の変速比に応じて出力する。機体の走行を停止する際は、停止速と対応する変速比となるギヤードニュートラル位置にバリエータ13のパワーローラ33を進退制御することにより、主クラッチを要することなく、変速伝動装置を構成することができる。また、エンジン始動時においては、後述のように、ギヤードニュートラル位置への進退制御を含む始動制御を行う。
The differential output of the
バリエータ13の油圧制御系は、その系統図を図4に示すように、油圧ポンプ23からパワーローラ33の進退動作をシリンダ33cのS1側とS2側について電磁比例減圧弁41および可変レデュースバルブ42をそれぞれ介設して油圧制御する。制御油圧は、所定の絞り43,43を通して複数のシリンダ33cに供給し、その筆頭をマスターシリンダ、他をスレーブシリンダとしてエンドストップ制御する。エンドストップ制御は、ピストンの後退側ストロークエンド位置で閉じられる油孔をマスターシリンダのライナー側壁に形成してスレーブシリンダの油流を制御することにより、メカストップによることなく、油圧による緩やかなエンドストップが実現され、急激な外乱変動によるトラクション欠落を防止することができる。この場合において、少なくとも1つのパワーローラ33のシリンダ33cの押し引きを他と逆方向とし、エンドストップをヘッド側に構成することにより、S1側およびS2側についての確実な油圧エンドストップを得ることができる。
As shown in FIG. 4, the hydraulic control system of the
また、上記絞り43,43の上流側のS1側とS2側の間に第一のシャトルバルブ44を設け、その高圧側をパイロットとして受けるメインリリーフ45でパワーローラ33の潤滑を行う。マスターシリンダの下流側に設けた第二のシャトルバルブ46によってその高圧側を入力ディスク31のエンドロードに供給することにより、エンドロード圧の追従性を向上することができる。この場合、油圧ポンプ23および第二のシャトルバルブ46の出力側にそれぞれリリーフバルブ47,48を設けることにより、過大負荷時の安全を確保することができる。
A
他の油圧機器制御については、その油圧制御系統図を図5に示すように、エンジン本体部に取付けた油圧ポンプ51から一般作動油を供給し、Hi−Loクラッチ15、前輪増速クラッチ18、PTOクラッチ24をそれぞれのHi、Loの電磁比例制御弁15p、15p、4WD電磁切替弁18v、PTO電磁比例制御弁24pによって動作制御し、また、機体に搭載した左右のブレーキシリンダ52、52、ローリング調整シリンダ53、作業機昇降シリンダ54等をそれぞれ油圧制御可能に構成する。
As for other hydraulic equipment control, as shown in FIG. 5, the hydraulic control system diagram supplies general hydraulic fluid from a hydraulic pump 51 attached to the engine body, and the Hi-
Hi−Loクラッチ15は、ギヤー比と対応して8〜10km/hの車速で切替えるように設定する。これは、殆どの作業速が8km/h以下であり、その切替速度での作業は少ないので、変速時のショックや複雑なクラッチ制御による遅れ等をなくすことができる。また、シンクロレシオ時には、ハイとローの両クラッチを一時的に同時接続するように構成することにより、伝達不足を招くことなく、スムーズなレジームチェンジが可能となる。これは、ローレジームとハイレジームについて、加速方向が同じでもレシオ変更の方向が違うので、シンクロレシオを越えるレシオ変更の場合にシリンダ33cの伸縮のS1S2圧の加圧方向が異なり、パワーローラ33の制御が複雑になることによる。
The Hi-
ブレーキシリンダ52、52は、切替弁52vと電磁比例制御弁52pとにより、左右のブレーキを個別に制御可能に構成する。ローリング調整シリンダ53は、切替弁53vによって左右方向傾斜を調節する。作業機昇降シリンダ54は、リフトアーム制御弁によるバルブブロック54bを構成して昇降制御する。
The
以上の各機器動作を制御する制御装置61は、入出力ブロック図を図6に示すように、走行用制御部61aと作業機制御部61bとにより構成する。
走行用制御部61aは、スタータスイッチ62、圧力センサ64、出力ディスク回転センサ66、変速レバー位置センサ68等の信号を入力とし、パワーローラ33の進退操作用の制御弁41,41、Hi−Loクラッチ15の各制御弁15p、15p、4WD用前輪増速切替弁18v、左右のブレーキ制御弁52p、52pを制御出力として構成する。
作業機制御部61bは、制御モード設定器71、旋回制御入切スイッチ76等の信号を入力とし、バルブブロック54bを介して作業機昇降シリンダ54の上昇下降動作、PTO電磁比例制御弁24pによってPTOクラッチ24を操作してPTO軸Eの出力を制御するべく構成する。制御モード設定器71は、路上走行用のトルク制御、散布作業やロータリ作業に使用するレシオ制御、ドラフト作業用の自動の中から選択した設定を指令する。
As shown in FIG. 6, the
The
The work implement
次に、エンジン始動時の制御について説明する。その制御手順は、フローチャートを図7に示すように、スタータスイッチ62の操作(S1)に基づいて、パワーローラの進退操作用の制御弁41,41に通電を開始(S2)する。ここで、PTO電磁比例制御弁24pの電流制御によるPTOクラッチ24のオフ保持(S3)、前輪増速クラッチ18vのオフ(S4)による2輪駆動、リフトアーム制御弁54bによる作業機昇降制御の停止(S5)、切替弁53vによる作業機ローリング制御の停止(S6)の各牽制処理を圧力センサ64がパワーローラ33の進退制御のための一定圧を検知(S7)するまで繰り返した後において、各牽制処理の解除(S8)を行う。
Next, control when starting the engine will be described. As shown in the flowchart of FIG. 7, the control procedure starts energization (S2) of the
上記牽制処理により、エンジン始動の際に、作業機伝動軸21の伝動出力端に設けたPTOクラッチ24がオフに維持されることにより、作業機伝動軸21に受けたエンジン動力は、PTO負荷を有するPTOクラッチ24から後段に伝動出力されることがなく、また、4WDクラッチがオフ側に維持されることにより、トロイダル変速機構13の出力側から分岐した変速動力は4WDクラッチ18によってその後段に伝動出力されることがなく、その他の牽制処理を合わせることにより、作業機伝動軸21に受けたエンジン動力は、トロイダル変速機構13の変速動作に集中して効率良く伝動され、ギヤードニュートラル位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定化が可能となる。
With the above checking process, when the engine is started, the PTO clutch 24 provided at the transmission output end of the work machine transmission shaft 21 is maintained off, so that the engine power received by the work machine transmission shaft 21 is subjected to a PTO load. The transmission power branched from the output side of the
また、エンジン始動時は、ロークラッチ接続までの間において、ブレーキシリンダ52を制御する電磁比例制御弁52pによってブレーキを作動し、パーキングブレーキとすることによって自動でフェールセーフを確保することができる。
Further, when the engine is started, fail-safe can be automatically ensured by operating the brake by the electromagnetic
1 農用トラクタ(トロイダル型変速機搭載作業車両)
2 変速伝動装置
11 入力軸
12 走行伝動軸
13 バリエータ
15p 電磁比例制御弁(Hi−Loクラッチ)
17 前輪伝動軸
18v 電磁切替弁(前輪増速クラッチ)
21 作業機伝動軸
23 油圧ポンプ
24p 電磁比例制御弁(PTOクラッチ)
33 パワーローラ
33c シリンダ
52p ブレーキ制御弁(ブレーキシリンダ)
52v 切替弁(ブレーキシリンダ)
53v 切替弁(ローリング調整シリンダ)
54b リフトアーム制御弁(作業機昇降シリンダ)
61 制御装置
61b 作業機制御部
61a 走行用制御部
62 スタータスイッチ
64 圧力センサ
66 出力ディスクセンサ
71 制御モード設定器
A 前輪
B 後輪
C エンジン
E PTO軸
1 Agricultural tractor (work vehicle with toroidal transmission)
2
17 Front
21 Work
33
52v selector valve (brake cylinder)
53v selector valve (rolling adjustment cylinder)
54b Lift arm control valve (working machine lifting cylinder)
61
Claims (2)
The traveling power transmission toroidal transmission mechanism (13) that performs a speed change operation with the engine power received by the work machine transmission shaft (21) is controlled to be shifted to the geared neutral position in response to the engine start, and the toroidal transmission mechanism (13) In the control device for a work vehicle equipped with a toroidal type transmission equipped with a control unit for on / off control of transmission of transmission power branched from the output side by a 4WD clutch (18), the control unit (61a, 61b) A control device for a work vehicle equipped with a toroidal transmission, wherein the 4WD clutch (18) is maintained on the off side until the mechanism (13) reaches a geared neutral position.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070531 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110222 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |