JP2013245810A - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明では、走行作業負荷の変動に対応するように可変容量ポンプと可変容量モータを自動制御で変速する作業車両の変速制御装置において、前後進切換え時の走行速度の変動を抑えてスムースに前後進切換が行われるようにすることを課題とする。
【解決手段】変速操作具18で設定する走行速度と走行負荷検出手段32の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ21aの変速と可変容量モータ21bの変速を自動制御する作業車両の変速制御装置において、前後進切換検出手段64が前後進切換えを検出すると、可変容量モータ21bの自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする作業車両の変速制御装置とする。
【選択図】図4
【解決手段】変速操作具18で設定する走行速度と走行負荷検出手段32の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ21aの変速と可変容量モータ21bの変速を自動制御する作業車両の変速制御装置において、前後進切換検出手段64が前後進切換えを検出すると、可変容量モータ21bの自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする作業車両の変速制御装置とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、走行駆動力伝動系に油圧式無段変速装置(以下「HST」という)を設け、このHSTを自動制御によって変速制御して変速操作具の変速位置に応じた走行車速を得る作業車両の変速制御装置に関するものである。
特許文献1に示されるように、可変容量ポンプと可変容量油圧モータとを流体的に接続したHSTにおいて、ポンプ容量操作具とモータ容量操作具とを連動連係して所望の変速速度とする技術が有る。
また、特許文献2に示されるように、エンジンからの動力で駆動する可変容量ポンプと駆動輪を駆動する可変容量型の第1油圧モータと固定容量型の第2油圧モータとを油圧閉回路で連結して走行用HST式変速装置を構成し、主変速を行う主変速レバーのグリップ部に、押されるごとに順繰りに第1油圧モータの速比を切り換えて副変速状態を切り換える副変速スイッチを設けた技術が有る。
可変容量ポンプと可変容量モータで構成したHSTで、可変容量モータの変速を行うと駆動トルクが変化して走行負荷が急激に増大してもエンジンストップに至らずに走行することが可能になるので、逆に、走行負荷を検出して自動的に可変容量モータの変速を行う自動変速制御が走行負荷の変動が激しい作業車両に使用されるが、前進状態から後進に切り換えた際には走行負荷が大きく変動するために、この時の走行負荷を検出して可変容量モータが自動的に変速されると、走行駆動トルク変動で走行速度が不安定になって、ギクシャクした走行となる。
本発明では、走行作業負荷の変動に対応するように可変容量ポンプと可変容量モータを自動制御で変速する作業車両の変速制御装置において、前後進切換え時の走行速度の変動を抑えてスムースに前後進切換が行われるようにすることを課題とする。
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、変速操作具18で設定する走行速度と走行負荷検出手段32の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ21aの変速と可変容量モータ21bの変速を自動制御する作業車両の変速制御装置において、前後進切換検出手段64が前後進切換えを検出すると、可変容量モータ21bの自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする作業車両の変速制御装置とする。
請求項1に記載の発明は、変速操作具18で設定する走行速度と走行負荷検出手段32の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ21aの変速と可変容量モータ21bの変速を自動制御する作業車両の変速制御装置において、前後進切換検出手段64が前後進切換えを検出すると、可変容量モータ21bの自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする作業車両の変速制御装置とする。
この構成で、走行中に前後進切換検出手段64が前進走行から後進走行或いは後進走行から前進走行に切り換ったことを検出すると、可変容量モータ21bの変速が一時的に停止するので走行は停止を経て逆方向走行に切り換わるが、可変容量モータ21bの変速による駆動トルクの不快な変動が無く、ギクシャクした走行とならないので、軽快な走行方向変更が出来る。
請求項2に記載の発明は、変速操作具18を操作せずに前後進レバー10を前後進切換操作した場合に、可変容量モータ21bの自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の変速制御装置とした。
この構成で、前後進レバー10を操作して走行方向を切り換えることがあっても、可変容量モータ21bの変速による駆動トルクの不快な変動が無く、ギクシャクした走行とならないで、軽快な走行方向変更が出来る。
請求項3に記載の発明は、前後進切換検出手段64で前後進切換えを検出すると、可変容量モータ21bの自動変速を一定時間だけ停止するように制御したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の変速制御装置とした。
この構成で、走行方向の変更に伴う急激な走行速度変化が一定時間経過して安定するまで駆動トルクの変動による走行速度の不快な変動が無く、安定した速度で走行中に可変容量モータ21bの変速が行われて変速操作具18で設定する速度で走行するようになる。
請求項1に記載の発明で、走行中に前後進切換検出手段64が前進走行から後進走行或いは後進走行から前進走行に切り換ったことを検出すると、可変容量モータ21bの変速が一時的に停止するので走行は停止を経て逆方向走行に切り換わるが、可変容量モータ21bの変速による駆動トルクの不快な変動が無く、ギクシャクした走行とならないので、軽快な走行方向変更が出来る。
請求項2に記載の発明で、前後進レバー10を操作して走行方向を切り換えることがあっても、可変容量モータ21bの変速による駆動トルクの不快な変動が無く、ギクシャクした走行とならないで、軽快な走行方向変更が出来る。
請求項3に記載の発明で、走行方向の変更に伴う急激な走行速度変化が一定時間経過して安定するまで駆動トルクの変動による走行速度の不快な変動が無く、安定した速度で走行中に可変容量モータ21bの変速が行われて変速操作具18で設定する速度で走行するようになる。
作業車両の一例としてトラクター1を例に以下に説明する。
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。
なお、本明細書において作業車両の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。
トラクター1は、図1と図2に示す如く、機体の前後部に左右一対の前輪2,2と左右一対の後輪3,3を備え、機体の前部に搭載したエンジン5の回転動力をトランスミッションケース8内のHST21と副変速装置22によって適宜減速して、これら前輪2,2と後輪3,3に伝えるように構成している。
機体中央であってキャビン4内のハンドルポスト6にはステアリングハンドル7が設けられ、その後方にはシート9が設けられている。ステアリングハンドル7の下方には、機体の進行方向を前後方向に切り換える前後進レバー10が設けられている。この前後進レバー10を前側に回動すると機体は前進し、後側へ回動すると後進する構成である。
また、ハンドルポスト6を挟んで前後進レバー10の反対側にはエンジン回転数を調節するアクセルレバー11が設けられ、またステップフロア13の右前コーナー部には、走行速度を調節するアクセルペダル18(本発明でいう「変速操作具」に相当する)と、左右の後輪3,3にブレーキを作動させる左右のブレーキペダル19R,19Lが設けられている。
なお、図示ではアクセルペダル18を一個で示しているが、前進用アクセルペダルと後進用アクセルペダルを左右に並べる構成にしても良い。
さらに、ステップフロア13上のシート9側で右側に緊急停止ペダル70を設け、同じくシート9側で左側にデフロックレバー71とパーキングレバー72を設ける。緊急停止ペダル70を使用すると、エンジン5を停止して急停車するので、ブレーキペダル19R,19Lを使用するよりも急停止出来るが、さらに、HST21を中立に戻すようにすれば停止距離を短く出来る。その停止方法を切り換えるスイッチを緊急停止ペダル70の近くに設けると良い。また、パーキングレバー72を引いてブレーキを利かせると、駐車停止すると共にオートクルーズ機能を解除する。
さらに、ステップフロア13上のシート9側で右側に緊急停止ペダル70を設け、同じくシート9側で左側にデフロックレバー71とパーキングレバー72を設ける。緊急停止ペダル70を使用すると、エンジン5を停止して急停車するので、ブレーキペダル19R,19Lを使用するよりも急停止出来るが、さらに、HST21を中立に戻すようにすれば停止距離を短く出来る。その停止方法を切り換えるスイッチを緊急停止ペダル70の近くに設けると良い。また、パーキングレバー72を引いてブレーキを利かせると、駐車停止すると共にオートクルーズ機能を解除する。
なお、前記の緊急停止ペダル70をブレーキペダル19R,19Lに併設しても良い。
前記アクセルペダル18は、HST21の変速と共にエンジン5の回転を変更制御するが、HST21の変速用ペダルとエンジン5の変速用ペダルに分割して並設し、HST21の変速とエンジン5の変速を使い分けたりHST21の変速とエンジン5の変速を同時に行ったり出来るようにしても良い。
前記アクセルペダル18は、HST21の変速と共にエンジン5の回転を変更制御するが、HST21の変速用ペダルとエンジン5の変速用ペダルに分割して並設し、HST21の変速とエンジン5の変速を使い分けたりHST21の変速とエンジン5の変速を同時に行ったり出来るようにしても良い。
なお、ブレーキペダル19R,19Lに並べてトランスミッションケース8内のクラッチを切るクラッチペダルを設けても良い。
ハンドルポスト6上部のステアリングハンドル7の前側にメータパネル16が設けられて、走行速度等の機体状況が表示され、その右下部にエンジン回転設定ダイヤル14が設けられ、エンジン5の最高回転数を設定出来る。メータパネル16には、レスポンス設定ダイヤル55の操作量や最高速設定ダイヤル54の操作量を表示するようにしても良い。
ハンドルポスト6上部のステアリングハンドル7の前側にメータパネル16が設けられて、走行速度等の機体状況が表示され、その右下部にエンジン回転設定ダイヤル14が設けられ、エンジン5の最高回転数を設定出来る。メータパネル16には、レスポンス設定ダイヤル55の操作量や最高速設定ダイヤル54の操作量を表示するようにしても良い。
また、シート9の左前側部には、低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー15を設け、その後方にPTO変速レバー12を設けている。
シート9の右側部には、最高速設定ダイヤル54とレスポンス設定ダイヤル55とオートクルーズセットスイッチ56を設けている。最高速設定ダイヤル54で設定される駆動電流値は、後述する調整モードで記憶した制御データに基づいて決定し、図6の如く、回動範囲で90%を真横位置にして50%から100%まで均等に設定する。
シート9の右側部には、最高速設定ダイヤル54とレスポンス設定ダイヤル55とオートクルーズセットスイッチ56を設けている。最高速設定ダイヤル54で設定される駆動電流値は、後述する調整モードで記憶した制御データに基づいて決定し、図6の如く、回動範囲で90%を真横位置にして50%から100%まで均等に設定する。
この最高速設定ダイヤル54での100%は、可変容量モータ21bが低速或いは高速での最高速度を意味し、全自動変速スイッチ67をオンして制御する場合には、最高速設定ダイヤル54での最高速設定は無視される。
オートクルーズセットスイッチ56をオンすると、一定速度で走行するようになり、圃場での播種作業や平坦路での移動走行時に使用する。
なお、オートクルーズ走行を解除するには、ブレーキペダル19R,19Lの踏み込みやアクセルペダル18の再踏み込みやオートクルーズセットスイッチ56の再オン操作を行うが、このオートクルーズ解除感度を調整するオートクルーズ解除感度調整スイッチをオートクルーズセットスイッチ56の近くに設けても良い。
なお、オートクルーズ走行を解除するには、ブレーキペダル19R,19Lの踏み込みやアクセルペダル18の再踏み込みやオートクルーズセットスイッチ56の再オン操作を行うが、このオートクルーズ解除感度を調整するオートクルーズ解除感度調整スイッチをオートクルーズセットスイッチ56の近くに設けても良い。
また、前記オートクルーズ解除操作でもオートクルーズが解除されなくして、オートクルーズをオン・オフするオートクルーズ切換スイッチを設けても良い。
また、シート9に操縦者が着座していることを感知するセンサを設け、オートクルーズ中に操縦者がシート9から離れたことを検出するとエンジン5を停止するようにして安全を図っても良い。
また、シート9に操縦者が着座していることを感知するセンサを設け、オートクルーズ中に操縦者がシート9から離れたことを検出するとエンジン5を停止するようにして安全を図っても良い。
トラクター1の機体後部には、ロータリ作業機17を装着している。
図3は、動力伝動ブロック図で、エンジン5の出力軸の回転がトランスミッションケース8内のダンパ20とHST21と副変速部22を介してデフケース23の後輪駆動軸27に伝動し、後輪3,3を駆動する。HST21は可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bで構成されて、可変容量ポンプ21aの斜板を回動すると正転高速から停止を経て逆転高速まで変速し、可変容量モータ21bの斜板を回動すると高速と低速に変速し、全自動変速スイッチ67をオンすると、アクセルペダル18の踏み込み程度に従って走行系ECU50で可変容量ポンプ21aの斜板と可変容量モータ21bの斜板を適宜に回動制御することで自動的にアクセルペダル18で設定する走行速度に変速する。また、副変速部22はギヤ変速によって、高・中・低の三段階に変速する。
図3は、動力伝動ブロック図で、エンジン5の出力軸の回転がトランスミッションケース8内のダンパ20とHST21と副変速部22を介してデフケース23の後輪駆動軸27に伝動し、後輪3,3を駆動する。HST21は可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bで構成されて、可変容量ポンプ21aの斜板を回動すると正転高速から停止を経て逆転高速まで変速し、可変容量モータ21bの斜板を回動すると高速と低速に変速し、全自動変速スイッチ67をオンすると、アクセルペダル18の踏み込み程度に従って走行系ECU50で可変容量ポンプ21aの斜板と可変容量モータ21bの斜板を適宜に回動制御することで自動的にアクセルペダル18で設定する走行速度に変速する。また、副変速部22はギヤ変速によって、高・中・低の三段階に変速する。
なお、図示を省略するが、トランスミッションケース8内で駆動力を分岐して前輪2,2も駆動するようにする。
HST21の出力軸の回転が回転センサギヤ24の回転としてHST出力軸センサ25で検出され、副変速部22の出力軸回転が後輪駆動軸27の回転数として後車軸回転センサ26で検出される。HST出力軸センサ25と後車軸回転センサ26は、センサギヤの所定歯数を検出する時間で算出しているので、低速では1歯数とし高速では3歯数とすることで高速での回転数を正確に検出し停止を素早く検出することが出来る。
HST21の出力軸の回転が回転センサギヤ24の回転としてHST出力軸センサ25で検出され、副変速部22の出力軸回転が後輪駆動軸27の回転数として後車軸回転センサ26で検出される。HST出力軸センサ25と後車軸回転センサ26は、センサギヤの所定歯数を検出する時間で算出しているので、低速では1歯数とし高速では3歯数とすることで高速での回転数を正確に検出し停止を素早く検出することが出来る。
図4は、トラクター各部の作動を制御する自動制御の制御ブロック図で、エンジンEの出力を制御するエンジンECU29と作業機17の昇降を制御する作業機昇降系ECU40と前輪2と後輪3の回転を制御して走行速度を制御する走行系ECU50とで構成し、CAN通信で制御信号の交信を行っている。
エンジンECU29への制御データの入力は、ブースト圧力センサ30からのブースト圧力と、ブースト圧補正制御スイッチ36からの補正信号と、エンジン排気温度センサ31からの排気温度と、エンジン回転センサ32からのエンジン出力軸の回転数(本発明でいう「走行負荷検出手段」に相当し、エンジン出力軸回転数が急激に低下する場合を走行負荷或いは作業負荷の増大と判定する)と、エンジンオイル圧力センサ33からのオイル圧力と、エンジン水温センサ34からのラジエータ水温と、レール圧センサ35からのコモンレールの燃料圧力と、アクセルセンサ28のアクセルレバー11の回動位置及びエンジン回転設定ダイヤル14の設定エンジン最高回転数等で、エンジンECU29からの制御出力は、燃料高圧ポンプ37へのレール圧と、高圧インジェクタ38への噴射信号である。
なお、ブースト圧補正制御スイッチ36は、ブースト圧が低い場合にアクセルレバー11の回動があると燃料噴射量を徐々に増加する制御をオン・オフする。
作業機昇降系ECU40への制御データの入力は、作業機17の昇降を行うポジションコントロールレバー41の操作位置信号と、リフトアームセンサ42からのリフト位置信号と、上げ位置規制ダイヤル43と下げ速度調整ダイヤル44の調整信号等で、作業機昇降系ECU40からの制御出力は、油圧シリンダーのメイン上昇sol45とメイン下降sol46への上昇或いは下降信号である。
作業機昇降系ECU40への制御データの入力は、作業機17の昇降を行うポジションコントロールレバー41の操作位置信号と、リフトアームセンサ42からのリフト位置信号と、上げ位置規制ダイヤル43と下げ速度調整ダイヤル44の調整信号等で、作業機昇降系ECU40からの制御出力は、油圧シリンダーのメイン上昇sol45とメイン下降sol46への上昇或いは下降信号である。
さらに、作業機昇降系ECU40は、作業機コントローラ47とGPS付通信ユニット48と交信する。
走行系ECU50への制御データの入力は、HST出力軸センサ25のHST21の出力軸回転数と、後車軸回転センサ26の後輪駆動軸27の回転数と、最高速設定ダイヤル54の設定最高速と、レスポンス設定ダイヤル55の設定レスポンスと、オートクルーズセットスイッチ56のオン・オフ信号と、前後進レバー10の前後進レバー操作位置センサ64(本発明でいう「前後進切換検出手段」に相当する)の操作位置と、副変速レバー15の副変速レバー操作位置センサ57の操作位置と、アクセルペダル18の踏込み位置を検出するアクセルペダルセンサ58の踏込み信号と、油温センサ60のトランスミッションケース8内オイル温度と、加速度検出センサ52の走行加速度、エンジン5のエンジン回転センサ32のエンジン回転数と、全自動変速スイッチ67のオン・オフ信号と、油圧モータ変速スイッチ68のオン・オフ信号と、左ブレーキセンサ19LSの左ブレーキ踏込み信号と、右ブレーキセンサ19RSの右ブレーキ踏込み信号等で、走行系ECU50からの制御出力は、ポンプ斜板ソレノイド62への斜板角出力信号と、モータ斜板ソレノイド63への斜板角出力信号と警報ブザー51への警報信号等である。
走行系ECU50への制御データの入力は、HST出力軸センサ25のHST21の出力軸回転数と、後車軸回転センサ26の後輪駆動軸27の回転数と、最高速設定ダイヤル54の設定最高速と、レスポンス設定ダイヤル55の設定レスポンスと、オートクルーズセットスイッチ56のオン・オフ信号と、前後進レバー10の前後進レバー操作位置センサ64(本発明でいう「前後進切換検出手段」に相当する)の操作位置と、副変速レバー15の副変速レバー操作位置センサ57の操作位置と、アクセルペダル18の踏込み位置を検出するアクセルペダルセンサ58の踏込み信号と、油温センサ60のトランスミッションケース8内オイル温度と、加速度検出センサ52の走行加速度、エンジン5のエンジン回転センサ32のエンジン回転数と、全自動変速スイッチ67のオン・オフ信号と、油圧モータ変速スイッチ68のオン・オフ信号と、左ブレーキセンサ19LSの左ブレーキ踏込み信号と、右ブレーキセンサ19RSの右ブレーキ踏込み信号等で、走行系ECU50からの制御出力は、ポンプ斜板ソレノイド62への斜板角出力信号と、モータ斜板ソレノイド63への斜板角出力信号と警報ブザー51への警報信号等である。
全自動変速スイッチ67をオンすると、可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bが共に変速される状態になり、油圧モータ変速スイッチ68をオフすると、可変容量モータ21bの変速を行わないようにする。
走行速度や変速位置やエンジン水温その他のデータがステアリングハンドル7の前に設けるメータパネル16と操作パネル65に表示される。
図5は、HST21のトラニオン軸を回動する油圧シリンダーを制御するポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に付与する駆動電流値とHST出力軸センサ25が検出するHST出力軸回転数の関係を測定した駆動電流値とHST出力軸回転数の測定データで、設計では実線で示す設計変化線Aを変動する想定であるが、HST21や機体毎の特性によって実際の測定データは変速幅Bと最大回転数幅Cの変動が有る。この機体毎に異なる駆動電流値とHST出力軸回転数の測定データを制御データとして走行系ECU50に記憶するのである。
図5は、HST21のトラニオン軸を回動する油圧シリンダーを制御するポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に付与する駆動電流値とHST出力軸センサ25が検出するHST出力軸回転数の関係を測定した駆動電流値とHST出力軸回転数の測定データで、設計では実線で示す設計変化線Aを変動する想定であるが、HST21や機体毎の特性によって実際の測定データは変速幅Bと最大回転数幅Cの変動が有る。この機体毎に異なる駆動電流値とHST出力軸回転数の測定データを制御データとして走行系ECU50に記憶するのである。
調整モードは、トラクター1の組み立てが終って最終調整時に、副変速レバー15を中立にしてHST21以降の駆動を断って走行負荷の加わらない状態で行われる。
まず、前進側の測定で、増速時のデータとして、駆動電流をHST21が回転しない程度のゼロ付近から最大回転数Jを得るに充分な最大駆動電流値Dまで変化させてHST21の出力軸回転数を測定して回転開始の駆動開始電流値Fと最大駆動電流Dの90%の最大付近駆動電流値Eでの増速最大付近回転数Hを制御データとして走行系ECU50に記憶する。
まず、前進側の測定で、増速時のデータとして、駆動電流をHST21が回転しない程度のゼロ付近から最大回転数Jを得るに充分な最大駆動電流値Dまで変化させてHST21の出力軸回転数を測定して回転開始の駆動開始電流値Fと最大駆動電流Dの90%の最大付近駆動電流値Eでの増速最大付近回転数Hを制御データとして走行系ECU50に記憶する。
また、減速時のデータとして、駆動電流を最大駆動電流値Dからゼロ付近まで変化させて減速最大付近回転数Iと駆動停止電流値Gを制御データとして走行系ECU50に記憶する。この駆動停止電流値Gは、実際にトラクター1を走行させて計測することで、正確な値を検出出来る。
後進側も前記と同様にして、減速側の制御データが走行系ECU50に記憶される。
なお、駆動電流を付与してHST21の回転が出るには僅かのタイムラグがあるために前記駆動電流の付与から所定時間経過後の回転数を制御データとする。
なお、駆動電流を付与してHST21の回転が出るには僅かのタイムラグがあるために前記駆動電流の付与から所定時間経過後の回転数を制御データとする。
アクセルペダル18の踏込み深さによるHST21の回転数は、前記増速側の駆動開始電流値Fと増速最大付近回転数H及び減速側の減速最大付近回転数Iと駆動停止電流値Gを用いて演算した制御変化率から算出する駆動電流値をポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に付与することで行う。
図7に示す如く、アクセルペダル18の踏込み開始範囲に出力を禁止するHST中立領域を設け、このHST中立領域終端の増速開始位置で前記の駆動開始電流値Fを出力するように走行系ECU50で制御する。アクセルペダル18を増速開始位置から踏み込むと駆動電流をHST21の回転ゼロから増速最大付近回転数Hまで直線的に変化(比例変化)するように駆動電流値を急激に増加させる。また、アクセルペダル18の最大踏込み位置には最大維持余裕角度を設けて、最大駆動電流値で最大回転数Jを出力するようにする。
最大回転数Jは、エンジン回転数規制で決まるが、油温センサ60が所定温度以上を検出した場合には、最大駆動電流値Dを最高速設定ダイヤル54で設定した電流値の範囲と最大付近駆動電流値Eの低い方の規制駆動電流値まで低くすることでさらなるオイル温度の上昇を抑える。駆動電流の復帰は所定温度よりも低くしてハンチングの発生を防ぐ。
規制駆動電流値は、前記制御変化率から算出する駆動電流値によって決定する。
アクセルペダル18の踏込みを止めてHST21の駆動を中止した場合には、駆動していた前進或いは後進の駆動電流を停止して所定時間経過後に、逆方向の駆動開始電流値Fよりやや大きな駆動電流を短時間(数10msec)付与して、トラニオン軸が正規位置に戻るのを待って中立位置に戻すようにする。
アクセルペダル18の踏込みを止めてHST21の駆動を中止した場合には、駆動していた前進或いは後進の駆動電流を停止して所定時間経過後に、逆方向の駆動開始電流値Fよりやや大きな駆動電流を短時間(数10msec)付与して、トラニオン軸が正規位置に戻るのを待って中立位置に戻すようにする。
アクセルペダル18の所定高速位置或いは所定高速位置以上への踏込みでは、踏込み速度の変化率を算出し、該変化率に応じて、エンジン負荷に無理がかからない一定変化率まで、ペダル位置対応速度までの速度の増速率を変化させる。また、アクセルペダル18の所定高速位置以上への踏込みでは、所定の速度増速率が一定時間経過すると速度増速率を低下させ、目標速度となると速度増速率を解除する。
そして、前記で検出した最大付近駆動電流値Eと駆動開始電流値Fと駆動停止電流値Gの制御データを使用してアクセルペダル18の踏込み位置で設定走行速度が出るように、走行系ECU50からポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に駆動電流が出力されて、HST21のトラニオン軸の回動を制御する。
アクセルペダル18を最も踏み込んだ場合には、制御データに基づく駆動電流値ではなく、所定の大駆動電流値をポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に出力することで、機体毎に最高速が異ならないようにする。
また、駆動電流値(率)を増加しても走行速度増加量(率)が所定より低い場合は、走行負荷が大きいので、駆動電流値の増加を中断してエンストになるのを防ぐ。さらに、エンジン回転数低下が所定率より大きい場合には、駆動電流を減少させてエンストになるのを防ぎ、エンジン回転数がアイドリング回転数近くであれば駆動電流を断ってHST21をニュートラルにする。そして、その後エンジン回転数が設定回転数まで復帰する時には、所定の駆動電流まで所定の変化率でゆっくりと復帰させる。
なお、駆動電流値とHST出力軸回転数の測定データを用いた制御の他に、レスポンス設定ダイヤル55で増減速加速度を設定し、加速度検出センサ52が検出する機体の加速度が設定加速度になるように制御することも可能である。この加速度を用いた制御は、低速状態では加速度検出に時間がかかりすぎるために行わず、直前の加減速率で制御する。
また、この加速度を用いた制御は、低速で加速度の変化が検出し難いので、別に設定する変化率ラインの駆動電流変化率で加減速を制御する。
なお、レスポンス設定ダイヤル55は、加速度制御を行うことなく、ダイヤル位置に応じた所定の駆動電流変化率で加減速を制御するようにして、減速開始時には、電流変化の一定時間経過後の速度変化を加速度検出センサ52で検出した加速度で駆動電流を補正する。前後進切換直後の逆方向への切換(前進→後進或いは後進→前進)時の補正は、減速側での補正増減量と同等比率の増減量補正を所定の駆動電流変化率に対して行う。
なお、レスポンス設定ダイヤル55は、加速度制御を行うことなく、ダイヤル位置に応じた所定の駆動電流変化率で加減速を制御するようにして、減速開始時には、電流変化の一定時間経過後の速度変化を加速度検出センサ52で検出した加速度で駆動電流を補正する。前後進切換直後の逆方向への切換(前進→後進或いは後進→前進)時の補正は、減速側での補正増減量と同等比率の増減量補正を所定の駆動電流変化率に対して行う。
また、エンジン5の回転速度は、エンジン回転センサ32が検出する回転数が所定回転数以上にならないように規制するが、前記最高速設定ダイヤル54での規制回転数を用いてそれより僅かに高い回転数に設定する。なお、最高速設定ダイヤル54による規制は、可変容量ポンプ21aのトラニオン軸の回動範囲を制限することで走行変速範囲を規制するようにしても良い。
走行速度は、アクセルペダル18と副変速レバー15で設定するが、その変速制御を次の如く行う。
まず、低速でロータリ作業を行う場合は、副変速レバー15を「低」に設定してアクセルペダル18を徐々に踏み込みながら走行を開始する。すると、副変速レバー15の変速位置を副変速レバー操作位置センサ57で読み取り、アクセルペダル18の踏み込み深さをアクセルペダルセンサ58で読み取って走行系ECU50に入力し、ポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に斜板角出力信号を出力して、可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bを最低速からアクセルペダル18と副変速レバー15で設定した走行速度となるように変速する。
まず、低速でロータリ作業を行う場合は、副変速レバー15を「低」に設定してアクセルペダル18を徐々に踏み込みながら走行を開始する。すると、副変速レバー15の変速位置を副変速レバー操作位置センサ57で読み取り、アクセルペダル18の踏み込み深さをアクセルペダルセンサ58で読み取って走行系ECU50に入力し、ポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に斜板角出力信号を出力して、可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bを最低速からアクセルペダル18と副変速レバー15で設定した走行速度となるように変速する。
全自動変速スイッチ67をオンすると、可変容量ポンプ21aの変速で前進最高速から停止を経て後進最高速に変速され、可変容量モータ21bの高速低トルクと低速高トルクの二段変速で走行負荷の変動に対応する。アクセルペダル18を踏み込んだままで、前後進レバー10を前進から後進或いは後進から前進に切り換えた際には、走行負荷が大きく変動するが、可変容量モータ21bの変速を一定時間だけ一時的に停止して走行速度が安定してから走行負荷に応じた変速を行う。
なお、前後進レバー10を前進から後進或いは後進から前進に切り換えた際に、可変容量モータ21bを必ず低速側に切り換えるようにしても走行速度変動を少なく出来る。
また、走行方向の切換え時に走行負荷の変動が少ないと操縦者が判断して全自動変速スイッチ67をオフすれば、可変容量モータ21bが高速側に切り換えるようにしてもよい。
また、走行方向の切換え時に走行負荷の変動が少ないと操縦者が判断して全自動変速スイッチ67をオフすれば、可変容量モータ21bが高速側に切り換えるようにしてもよい。
なお、走行方向の切換え時に左ブレーキセンサ19LSと右ブレーキセンサ19RSがブレーキペダル19R,Lの踏み込みを一定時間持続して検出すると、ブレーキペダル19R,Lの踏み込みを止めても、走行停止を安定させるためにエンジン回転が低下してもHST21への制御出力を所定時間停止して可変容量ポンプ21aをニュートラルにして可変容量モータ21bの変速を行わないように制御する。
また、この際に、油圧クラッチを設けている場合には、該油圧クラッチを切にする。
さらに、ブレーキペダル19R,Lの踏み込み時に、全自動変速スイッチ67をオフにするようにしても良い。
さらに、ブレーキペダル19R,Lの踏み込み時に、全自動変速スイッチ67をオフにするようにしても良い。
副変速レバー15を「低」或いは「中」にして走行を開始する場合は、可変容量ポンプ21aを最低速から変速しながら可変容量モータ21bは高速側に変速しても良いが、副変速レバー15を「高」にして走行を開始する場合は、可変容量モータ21bを低速側にすることで、急発進を防ぎ、駆動トルクの高い状態で発進するようにする。
また、エンジンECU29からエンジン回転センサ32の検出回転数の変動で算出するエンジン負荷率を走行系ECU50に入力し、エンジン負荷率が所定の負荷率より低い場合に副変速レバー15を高変速域へ切換可能にすることで、増速時のエンジン回転低下を防ぐことが出来る。
また、副変速レバー15を低変速域に切り換えるとエンジン5の回転を低回転にすることで、軽負荷変更によるエンジン回転上昇を防いで滑らかな変速となるようにしても良い。
アクセルペダルセンサ58と副変速レバー15で設定する走行速度は、後車軸回転センサ26が検出する後輪駆動軸27の回転数をフィードバックして、ポンプ斜板ソレノイド62とモータ斜板ソレノイド63に出力する斜板角出力信号を調整する。
エンジン回転設定ダイヤル14は、エンジン5の回転数を最高回転数より低い任意の回転数に設定するもので、低速で作業を行う場合に使用する。
アクセルレバー11で指示するエンジン回転数で使用するエンジン回転数を設定するが、アクセルペダル18でその使用エンジン回転数より高いエンジン回転数を指示すると、その高いエンジン回転数を優先する。
アクセルレバー11で指示するエンジン回転数で使用するエンジン回転数を設定するが、アクセルペダル18でその使用エンジン回転数より高いエンジン回転数を指示すると、その高いエンジン回転数を優先する。
なお、副変速レバー15を「中」から「高」或いは「低」から「中」に変速した場合に、後車軸回転センサ26が検出する回転数が低くて走行停止状態での変速ではエンジン回転を変更しないが、後車軸回転センサ26が検出する回転数が高くて走行状態ではエンジン5の回転数を調整して急加速等の変速ショックを無くするようにする。その際にエンジン回転を一気に低下した後に変更前後の車速差が規定範囲内で所定の加速度以下で指示回転数に戻す。
指示回転数に戻した際のエンジン負荷率が所定値以上の場合は、車速差規定範囲内の規定よりもその後のエンジン回転数低下指示に制限を設ける方を優先する。
副変速レバー15を「高」から「中」或いは「中」から「低」に変速した場合には、エンジン回転を一気に上昇した後に指示回転数に戻す。その際に変更前エンジン回転数指示が最大回転数付近の場合は、変速切り替わり速度を通常よりも遅くなるように可変絞り等で調整する。また、変更前のエンジン負荷率が最大出力付近で有るときは、車速加速度規定内で収まるようにエンジン回転数を増減する。
副変速レバー15を「高」から「中」或いは「中」から「低」に変速した場合には、エンジン回転を一気に上昇した後に指示回転数に戻す。その際に変更前エンジン回転数指示が最大回転数付近の場合は、変速切り替わり速度を通常よりも遅くなるように可変絞り等で調整する。また、変更前のエンジン負荷率が最大出力付近で有るときは、車速加速度規定内で収まるようにエンジン回転数を増減する。
また、変速した後の車速加速度を監視して加速度が規定以内に収まるようにエンジン回転数を増減する。その際に、エンジン負荷率が大きい場合のエンジン回転数変更は、エンジン負荷率が大きくなると推定できるとき、加速度優先をやめて負荷安定を優先する。
オートクルーズセットスイッチ56は、一定速度で走行する場合にオンすると走行中の速度を維持するようになるが、このオートクルーズセットスイッチ56のオンで、モータ斜板ソレノイド63への出力を行わないようにして可変容量モータ21bの変速を行わないようにする。このことで、可変容量モータ21bの変速に伴う速度変動を無くして安定した走行となる。
オートクルーズセットスイッチ56をオフにしたりブレーキペダル19R,19Lを踏み込んだりパーキングレバー72を引いてブレーキを利かせたりすると、一定速度走行が解除されるが、このオートクルーズ解除操作で、可変容量モータ21bの変速制御を自動的に復活させて急激な走行負荷変動に対応した走行を可能にする。
なお、可変容量モータ21bの変速制御を自動的に復活させることなく、油圧モータ変速スイッチ68をオンすることで、可変容量モータ21bが変速制御になるようにすれば、作業車の操縦者に駆動トルクの変動で走行速度が不安定化する可能性が有ることを認識させることが出来る。
さらに、走行負荷が一定以上になると警報ブザー51を鳴らしたり警告灯を点滅したりして操縦者に油圧モータ変速スイッチ68のオン操作を促すようにすれば、可変容量モータ21bを変速制御することによる燃料消費増加の時間を短く出来る。
ロータリ作業機17を駆動した状態で全自動変速スイッチ67をオンして作業走行を行っている場合に、可変容量モータ21bの変速が行われると自動表示ランプを点滅し、その後可変容量ポンプ21aと可変容量モータ21bの変速が行われ、油圧モータ変速スイッチ68をオフすると自動表示ランプが連続点灯して可変容量ポンプ21aだけの変速となるようにして、作業走行を安定にする。
全自動変速スイッチ67をオンして走行を行っている場合に、走行負荷の増大でエンジン回転が急激に一定回転数だけ低下すると、走行速度を低速の最高速度まで低下させた後に可変容量モータ21bを高速から低速に切り換えて、アクセルペダル18の支持する走行速度にする。この場合にロータリ作業機17が低速の場合は走行速度を低下させる。
または、全自動変速スイッチ67をオンして走行を行っている場合に、走行負荷の増大でエンジン回転が急激に一定回転数だけ低下すると、走行速度を25%低下させてもエンジン回転が復帰しない場合に可変容量モータ21bを高速から低速に切り換えて、アクセルペダル18の支持する走行速度にする。この場合にロータリ作業機17が低速の場合は走行速度を低下させる。
可変容量モータ21bの低速から高速への切り換えは、アクセルペダル18から増減速の指示が出ていない間に、低速の最高速まで増速してから或いは直ちに高速へと切り換えて増速を継続する。
左右のブレーキペダル19R,Lの同時踏み込みを、左ブレーキセンサ19LSと右ブレーキセンサ19RSが感知すると、ポンプ斜板ソレノイド62の前進ソレノイドと後進ソレノイドに出力して、レスポンス設定ダイヤル55の設定値に応じたレスポンス速度で減速して可変容量ポンプ21aの出力回転を0にして徐々に減速して停止する。そのレスポンス速度は、レスポンス設定ダイヤル55が中間値以上であれば鈍感側へ変更したレスポンス速度で、レスポンス設定ダイヤル55が中間値以下であれば設定のレスポンス速度とする。
その際に、左右のブレーキペダル19R,Lの同時踏み込みが0.5秒程度の瞬間的なものであると、上記の走行停止制御を行わない。
また、ポンプ斜板ソレノイド62のレスポンス速度は、所定時間だけ上記のレスポンス速度として、その後、レスポンス速度を速めて急停止することで停止時間を短くしても良い。
また、ポンプ斜板ソレノイド62のレスポンス速度は、所定時間だけ上記のレスポンス速度として、その後、レスポンス速度を速めて急停止することで停止時間を短くしても良い。
10 前後進レバー
18 変速操作具(アクセルペダル)
21 HST(油圧式無段変速装置)
21a 可変容量ポンプ
21b 可変容量モータ
32 走行負荷検出手段(エンジン回転センサ)
64 前後進切換検出手段(前後進操作位置センサ)
18 変速操作具(アクセルペダル)
21 HST(油圧式無段変速装置)
21a 可変容量ポンプ
21b 可変容量モータ
32 走行負荷検出手段(エンジン回転センサ)
64 前後進切換検出手段(前後進操作位置センサ)
Claims (3)
- 変速操作具(18)で設定する走行速度と走行負荷検出手段(32)の検出する走行負荷に基づいてエンジンストップに至らない速度で走行するように可変容量ポンプ(21a)の変速と可変容量モータ(21b)の変速を自動制御する作業車両の変速制御装置において、前後進切換検出手段(64)が前後進切換えを検出すると、可変容量モータ(21b)の自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする作業車両の変速制御装置。
- 変速操作具(18)を操作せずに前後進レバー(10)を前後進切換操作した場合に、可変容量モータ(21b)の自動変速を一時的に停止するように制御したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の変速制御装置。
- 前後進切換検出手段(64)で前後進切換えを検出すると、可変容量モータ(21b)の自動変速を一定時間だけ停止するように制御したことを特徴とする請求項1に記載の作業車両の変速制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012122213A JP2013245810A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 作業車両の変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012122213A JP2013245810A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 作業車両の変速制御装置 |
Publications (1)
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JP2013245810A true JP2013245810A (ja) | 2013-12-09 |
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ID=49845741
Family Applications (1)
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JP2012122213A Pending JP2013245810A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 作業車両の変速制御装置 |
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JP (1) | JP2013245810A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152059A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | ヤンマー株式会社 | 作業車輌 |
JP2016183681A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 井関農機株式会社 | 作業車両の変速制御装置 |
CN107269832A (zh) * | 2016-04-08 | 2017-10-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 静压的传动装置和具有这种静压的传动装置的车辆 |
-
2012
- 2012-05-29 JP JP2012122213A patent/JP2013245810A/ja active Pending
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US10363927B2 (en) | 2015-03-25 | 2019-07-30 | Iseki & Co., Ltd. | Speed change control apparatus for work vehicle |
CN107269832A (zh) * | 2016-04-08 | 2017-10-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 静压的传动装置和具有这种静压的传动装置的车辆 |
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