JP3936853B2

JP3936853B2 - Gearbox for work vehicle

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Publication number: JP3936853B2
Application number: JP2001323833A
Authority: JP
Inventors: 文雄石橋; 幸雄久保田; 康男野間
Original assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: JP2003130215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両の変速装置および変速操作機構に関するものである。
より詳しくは、油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）および遊星機構を有する変速装置の構成および操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変速装置として、ＨＳＴと遊星機構を有するものが知られている。例えば、特開２００１−１０８０６１号公報に示されるものである。
これは、エンジンの動力を、一方は遊星歯車機構に伝え、他方はＨＳＴを介して遊星歯車機構に伝えて合成する油圧−機械式変速装置において、走行速度が設定速度に達すると、ＨＳＴ２１の斜板アクチュエータ９４と電子ガバナ９３とを連動させて設定速度を維持するよう構成したものである。また、この機構においては、後進および低速前進域をＨＳＴにより行い、中高速の前進時にはＨＳＴの駆動力を遊星歯車機構に伝え合成された駆動力により車両を走行させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成においては、後進をＨＳＴの駆動力により行うため、後進速度を大きくすることが困難である。さらに、車両の重量が大きい場合にはＨＳＴにかかる負担が大きくなり、ＨＳＴにより走行可能な速度範囲が小さくなる。また、ＨＳＴの斜板制御が複雑になる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、発明者等は以下のような課題解決手段を取るものである。
請求項１においては、エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進・中立・後進により操作する前後進レバー（７）を、前進位置もしくは後進位置より中立位置へと操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、次に車両速度が０となった後に、正逆転機構部のクラッチ（６１）を解除するものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載の作業車両の変速装置において、前後進レバー（７）を中立位置に操作した場合に、走行輪に接続した駆動軸の回転速度を検出して、車両速度が０となるように、ＨＳＴ（２１）を制御するものである。
【０００６】
請求項３においては、エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進位置より後進位置、もしくは後進位置より前進位置へと前後進レバー（７）を操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、この後に、前後進レバー（７）の指定位置に対応する側のクラッチ（６１）を接続するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明について、図を用いて説明する。図１は作業車両の全体側面図、図２は作業車両の変速構成を示す模式図、図３は作業車両の駆動構成を示すスケルトン図、図４はＨＭＴの構成を示すスケルトン図、図５は遊星機構および正逆転機構の構成を示す展開図、図６は油圧ポンプの吐出量と変速比の関係を示す図、図７は変速機構の制御構成を示す図、図８は前後進レバーと油圧ポンプ斜板の関係を示す図、図９は同じく前進位置から後進位置へ操作した場合の関係を示す図、図１０は傾斜面で停止状態の車両にかかる力を示す模式図、図１１は停車時における油圧ポンプの制御構成を示す図である。
【０００８】
図１において、作業車両をトラクタとした実施例について全体構成から説明する。本機の前後に前輪１及び後輪２を支承し、前部のボンネット６内部にはエンジン５を配置し、該ボンネット６の後方にはステアリングハンドル１０を設けており、該ステアリングハンドル１０の後方にはシート１１を配設している。また、シート１１の側部には主変速レバー３、副変速レバー４、高低切換レバー等が突設され、ステアリングハンドル１０のハンドルコラム側部に前後進切換操作具として前後進切換レバー７が配置されている。これらステアリングハンドル１０やシート１１やレバー類等はキャビン１２内の運転部に配置されている。
【０００９】
また、エンジン５の後部に伝動ハウジングが配置され、該伝動ハウジングの後部にミッションケース９を配設し、エンジン５からの動力を後輪２に伝達して駆動し、４輪駆動切換機構を介して前輪１にも同時に駆動力を伝達することを可能としている。
【００１０】
また、エンジン５の駆動力はミッションケース９後端から突出したＰＴＯ軸１５に伝達されて、該ＰＴＯ軸１５から図示しないユニバーサルジョイント等を介して機体後端に作業機装着装置を介して装着した作業機を駆動するように構成している。そして、前記シート１１前下方のステップ上にはブレーキペダルや主クラッチペダルやデフロックペダル等が配設されている。
【００１１】
次に、変速機構について図２より説明する。本発明の変速機構においては、エンジン５の出力をＨＳＴ２１及び遊星機構２２により変速するものである。そして、変速された出力の正逆転を正逆転機構２３により制御し、その下流側に副変速機構２４が配設されるものである。エンジン５の出力軸（クランク軸）２５は機体後方に延出されて、ＨＳＴ２１と遊星機構２２に駆動力が伝達される。そして、ＨＳＴ２１と遊星機構２２により変速された駆動力は正逆転機構２３および副変速機構２４に伝達されるものである。
【００１２】
次に、作業車両の駆動機構について、図３を用いてより詳しく説明する。エンジン５の後方には、ＨＳＴ２１及び遊星機構２２、そして、正逆転機構２３が配設されている。ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２１は出力軸２５により駆動されるものである。そして、出力軸２５より延出される軸に挿嵌固定され、遊星機構に歯合した歯車も出力軸２５よりの駆動力の伝達をうける。出力軸２５はＰＴＯクラッチ（もしくはダンパー）３３を介して伝動軸４１に接続されている。伝動軸４１は出力軸２５の駆動力をＰＴＯ変速機構３４に伝達するものである。そして、出力軸２５より伝達された駆動力は、前述したＰＴＯ変速機構３４を介してＰＴＯ軸１５を駆動するものである。
【００１３】
ＨＳＴ２１は油圧ポンプ３１及び油圧モータ３２により構成される。ＨＳＴ２１により変速された駆動力は、遊星機構２２に導入されるものである。油圧モータ３２の軸に接続された駆動軸上に挿嵌固定された歯車は遊星機構２２に接続している。そして、この歯車を介してＨＳＴ２１により変速された駆動力が遊星機構２２に導入されるものである。遊星機構２２よりの出力は、正逆転機構２３を介して、伝動軸４２に伝達される。伝動軸４２は副変速機構２４に接続されており、副変速機構２４により前輪１及び後輪２に伝達される駆動力の変速を行うものである。副変速２２には、デフ機構３６を介して後輪２が接続されており、四輪駆動切換機構３７を介して前輪１の駆動機構が接続されている。
【００１４】
次に、図４及び図５を用いて、ＨＭＴの構成について説明する。作業車両に搭載されるＨＭＴ機構は、ＨＳＴ２１及び遊星機構２２により構成されるものである。ＨＳＴ２１の油圧ポンプ３１は駆動軸６７により駆動されており、駆動軸６７の後端は伝動軸５１に接続されている。伝動軸５１の前部には、歯車５４が挿嵌固定されており、歯車５４を介して遊星機構２２に駆動力が伝達される。歯車５４は歯車５５に歯合しており、歯車５５は伝動軸５２に回動自在に挿嵌されている。さらに、歯車５５は遊星歯車５８・５８を回動自在に枢支する保持体に接続されている。そして、歯車５５及び保持体が一体的に伝動軸５２に対して回動する。遊星歯車５８・５８は伝動軸５２側において、太陽歯車６０に歯合している。太陽歯車６０は伝動軸５２に回動自在に挿嵌されており、前述の歯車５７と一体的に回動するものである。また、遊星歯車５８・５８はリング歯車５９の内側歯に歯合している。リング歯車５９は伝動軸５２に回動自在に挿嵌されており、同様に伝動軸５２に挿嵌された歯車６２と一体的に回動する構成となっている。
【００１５】
伝動軸５１の中央部には、正逆転機構２３の歯車６３・６４が伝動軸５１に対して相対回動自在に挿嵌されている。なお、歯車６３と歯車６４は一体的に回動するものである。歯車６３は歯車６２に歯合しており、歯車６３より駆動力が歯車６４、歯車６５を介して、伝動軸５２に回動自在に挿嵌された歯車６６に歯合するものである。なお、歯車６５は支軸５１に回動自在に枢支されている。歯車６２及び歯車６６は、伝動軸５２に配設されたクラッチ６１に接続している。そして、このクラッチ６１により伝動軸５２の正逆転を制御する。クラッチ６１により歯車６２と伝動軸５２を接続することにより、伝動軸５２を正転側に駆動するものである。また、歯車６６と伝動軸５２を接続することにより、伝動軸５２を逆転側に駆動するものである。
【００１６】
この様な変速機構をとることにより、ＨＳＴ２１を介した駆動力と、介さない駆動力を遊星機構２２において合成することができるものである。このため、前進もしくは後進においては、ＨＳＴ２１側の出力制御を行うことにより、円滑に速度制御を行うことができるものである。すなわち、油圧ポンプ３１の斜板制御を行うことにより、作業車両の速度調整を行うことができるものである。さらに、ＨＳＴ２１が故障した場合においても、油圧モータ３２側駆動軸６８を固定することにより、非常時の走行が可能となる。
【００１７】
次に、ＨＳＴ２１の油圧ポンプの作動油吐出量と作業車両の変速比の関係について説明する。図６において、油圧ポンプ３１の吐出量がＰ0 である場合には、変速比が０となる。そして、吐出量を徐々に減少させることにより、変速比が増し、車速が増してゆくものである。吐出量が０となる場合には、変速比Ｖ1 となる。さらに変速比を増す場合には、油圧ポンプ３１の作動油吐出方向を逆転させて、吐出量を増してゆくものである。すなわち、前進もしくは後進において、（副変速の操作を除いて）クラッチの制御を必要としないものである。前進時もしくは後進時において、変速にともなうクラッチ断接を行わないので、ミッションオイルの劣化を防ぐとともに、変速操作を円滑に行うことができる。さらに、変速制御を簡便に行うことができ、変速機構の信頼性が向上する。なお、後進時には、正逆転機構２３により前輪１及び後輪２の回転方向を逆にするので、油圧ポンプ３１の制御は同様になる。後進時における吐出量と変速率は正逆転機構２３における後進側の減速比により決定されるものである。
【００１８】
次に、変速装置の制御構成について、図７を用いて説明する。変速機構の制御は、図７に示すごとく、コントローラ８１により行われるものである。コントローラ８１には、エンジン５に配設された電子ガバナ８４、油圧ポンプ３１の駆動軸回転速度を検出するピックアップ８５、主変速レバー３の位置を認識するポテンションメータ８８、前後進レバー７の位置を認識するポテンションメータ８７、副変速レバー４の位置を認識するポテンションメータ９０、伝動軸４２の回転速度を検出するピックアップ８９、油圧ポンプ３１の斜板制御を行うアクチュエータ８６、クラッチ６１の接断を行う電磁弁８２、８３が接続されている。ポテンションメータ８７・８８により、コントローラ８１において、主変速レバー３及び前後進レバー７の位置を認識可能である。そして、その位置に対応させて油圧ポンプ３１の斜板制御を行い、クラッチ６１の断接を行うものである。
【００１９】
このように、作業車量の変速操作装置として、前後進レバー７と主変速レバー３とに分けることにより、従来の車両の操作構成を容易に受け継ぐことが可能である。そして、作業車両のユーザーが新たな操作方法を習得する必要がなく、従来の操作経験を生かすことができる。また、ローダなどの作業機を操作する場合にも、前後進レバー７が効果的である。ローダの操作と同時に前後進が可能であり、前後進の速度再現性を維持できる。
【００２０】
次に、ＨＳＴ２１における油圧ポンプ３１の斜板制御構成について説明する。主変速レバー３の近傍には、主変速レバー３の位置もしくは回動角度を認識可能なセンサが配設されるものである。本実施例においては、主変速レバー３の基部にポテンションメータ８８を配設し、このポテンションメータ８８により主変速レバー３の位置を認識するものである。そして、コントローラ８１において、主変速レバー３の位置が認識される。コントローラ８１は、主変速レバー３の位置に対応して、変速制御を行うものである。コントローラ８１の内部には、主変速レバー３の位置に対応した油圧ポンプの斜板角度が設定されており、この設定に基づき、アクチュエータ８６により、斜板角を調節し、主変速レバー３に対応した変速制御を行うものである。
【００２１】
コントローラ８１には、前後進レバー７の位置を認識するポテンションメータ８７及び、正逆転機構２３のクラッチ断接を行う電磁バルブ８２・８３が接続されている。そして、前後進レバー７の前進（Ｆ）・中立（Ｎ）・後進（Ｒ）の各位置に対応して、電磁バルブ８２・８３を制御し、クラッチ６１の制御を行うものである。前後進レバー７が前進位置にある場合には、前進側の歯車と伝動軸４２を接続する。後進位置にある場合には、後進側の歯車と伝動軸４２を接続するものである。そして、前後進レバー７が中立位置にある場合には、クラッチ６１の接続が解除され、伝動軸４２が駆動されない状態となる。すなわち、クラッチ６１は、前後進レバー７に連動した構成となっており、前進（Ｆ）・中立（Ｎ）・後進（Ｒ）に対応して、前進側の接続、解除、後進側の接続が行われるものである。
【００２２】
次に、前後進レバー７と連動した、油圧ポンプ３１の斜板制御構成について説明する。図８を用いて、前後進レバー７の位置と、油圧ポンプ３１の斜板角の作動構成について説明する。前後進レバー７が前進位置（Ｆ）に位置する場合、ＨＳＴ２１の油圧ポンプの斜板は、主変速レバー３の回動位置（Ｄ１）に対応した斜板角（θ₁）に保持されている。こ斜板は、アクチュエータ８６により保持されているものである。時間ｔ１において、前後進レバー７が前進位置（Ｆ）から中立位置（Ｎ）へと回動されると、アクチュエータ８６により斜板角（θ₁）より目標角へ回動される。目標角は車両速度が０になるように、コントローラ８１において算出されるものである。すなわち、前後進レバー７が前進位置（Ｆ）から中立位置（Ｎ）へ、もしくは後進位置（Ｒ）から中立位置（Ｎ）へ回動されると、車両速度が０になるように斜板が制御されるものである。
【００２３】
前後進レバー７の位置は、ポテンションメータ８７により、コントローラ８１において認識可能に構成されている。そして、車両速度は、伝動軸４２の回転速度をピックアップ８９により検出し、コントローラ８１において認識可能となっている。そして、前後進切換レバー７が中立位置（Ｎ）に位置する場合には、車両速度の絶対値が小さくなるように、ＨＳＴ２１の斜板制御が行われるものである。ＨＳＴ２１の斜板制御としては、油圧ポンプの吐出量を図６に示すＰ₀となる斜板角への回動を行うものや、車両速度に応じて減速の割合を算出し、各速度に応じた斜板角である目標角を算出し、そのつど目標角と斜板を制御する方法などをとることができる。
【００２４】
このような、斜板制御により、時間ｔ２において車両速度が０となる。時間ｔ１からｔ２までにかかる時間は、車両速度によりコントローラ８１において算出されるものである。また、時間ｔ３において、前後進レバー７が中立位置（Ｎ）から前進位置（Ｆ）へと回動されると、アクチュエータ８６により斜板が主変速レバー３の位置に対応した斜板角（θ₁）に回動され、時間ｔ４において、最終目標角（θ₀）に維持される。これにより、急激な前後進レバー７の操作が行われる際にも、変速機構にかかる負荷を軽減できる。そして、円滑な変速操作を行うことができる。
【００２５】
次に、前後進レバー７が前進位置（Ｆ）より後進位置へ、もしくは後進位置（Ｒ）より前進位置（Ｆ）へ切換る場合の変速制御構成について、図９を用いて説明する。主変速レバー３が一定の回動位置に保持された状態で、前後進レバーが前進位置（Ｆ）より後進位置へ切換られた場合について説明する。この場合において、前進側クラッチは接続され、後進側クラッチは断たれた状態にある。ＨＳＴ２１の油圧ポンプ３１の斜板は、変速レバー３に回動位置に対応した斜板角（θ₁）に保持されている。そして、時間ｔ１において、前後進レバー７が前進位置（Ｆ）より後進位置（Ｒ）へ操作されると、斜板は車両速度が０となる斜板角（θ₀）へと回動される。時間ｔ２において、斜板が斜板角（θ₀）に保持され、変速比が０（車速が０）となると、後進側のクラッチが接続される。この後の時間ｔ３において前進側のクラッチが断たれる。時間ｔ３より油圧ポンプの斜板が回動され、変速レバー３に回動位置に対応した斜板角（θ₁）に保持される。
【００２６】
後進位置（Ｒ）より前進位置（Ｆ）へ切換る場合も同様である。時間ｔ４において、前後進レバー７が後進位置（Ｒ）より前進位置（Ｆ）へ操作されると、斜板は車両速度が０となる斜板角（θ₀）へと回動される。時間ｔ５において、油圧ポンプの斜板が斜板角（θ₀）に保持され、変速比が０となると、前進側のクラッチが接続される。そして、時間ｔ６において後進側のクラッチが断たれる。時間ｔ６より油圧ポンプの斜板が回動され、変速レバー３に回動位置に対応した斜板角（θ₀）に保持される。
【００２７】
すなわち、前後進レバー７により、前進位置から後進位置もしくは後進位置から前進位置に操作したときには、車速が０になるようにＨＳＴ２１の斜板を制御し、車速が０になった時点で、前進（後進）側クラッチを切断し、後進（前進）側クラッチを接続する。そして、変速レバーの指示する変速比まで、ＨＳＴ斜板を回動制御するものである。上記構成おいて、前進から後進、後進から前進への切換時には、前進側クラッチと後進側クラッチがともに接続される時間（図１１の斜線部）が設定されるものである。このような変速制御を行うことにより、円滑な変速操作を行うことが可能であり、前後進切換時の動力切れが発生しない。また、傾斜地においても円滑な前後切換操作を行うことができる。
【００２８】
次に、前後進レバー７を中立位置（Ｎ）とした場合の停車制御について、図１０及び図１１を用いて説明する。本発明においては、前後進レバー７を中立位置（Ｎ）に位置させることにより、車両速度を０に維持するものである。車両の速度は、ＨＳＴに接続された駆動軸の回転もしくは車輪の回動に伴って回動される軸の回転より認識するものである。そして、車両速度を０とする制御は、ＨＭＴ機構のＨＳＴ２１により行うものである。図１０に示すごとく、傾斜面において作業車両を停止させる場合には、重力に対向する駆動力を重力と反対側に与える必要がある。図１０（ａ）に示すごとく、作業車両の前部が上方に向いている場合には、車両前方にむけ、図１０（ｂ）に示すごとく、作業車両の前部が下方に向いている場合には、後方に向け駆動力を与えることにより、作業車両が傾斜面においても停止するものである。すなわち、重力により駆動される方向と反対方向に駆動力を与えることにより車両を停止させるものである。
【００２９】
前述のごとく、後輪２に駆動力を伝達する伝動軸４２の近傍には、伝動軸４２の回転速度を認識可能なピックアップ８９が配設されている。これにより、コントローラ８１において、伝動軸４２の回転方向と回転速度を認識することが可能となるものである。図１１（ａ）は通常走行における作動油吐出量と車両速度の関係を示すものであり、図１１（ｂ）は前進側クラッチを接続した状態における作動油吐出量と車両速度の関係を示すものであり、図１１（ｃ）は後進側クラッチを接続した状態における作動油吐出量と車両速度の関係を示すものである。前述のごとく、本発明の変速装置においては、ＨＳＴ２１の変速比を制御することにより、駆動輪の変速比を制御するものである。通常走行においては、図１１（ａ）に示すごとく、油圧ポンプの吐出量Ｐ₀より上の吐出量は使用されず、前後進クラッチを制御することにより、変速を行うものである。すなわち、通常走行時においては、前進側クラッチが接続されている場合において、Ｆ₀で示される吐出領域は使用されていない。また、後進側クラッチが接続されている場合において、Ｒ₀で示される吐出領域は使用されていない。
【００３０】
しかし、作業車両を傾斜面に停止させる場合においては、領域Ｆ₀及びＲ₀を利用することにより、前後進クラッチ操作を行うことなく、ＨＳＴの油圧ポンプの斜板操作により前後方向に駆動力伝達することが可能となる。前進側クラッチが接続されている場合には、図１１（ｂ）に示す太線に沿ってＨＳＴ２１の油圧ポンプ斜板を制御することにより、車両に前後方向の駆動力をかけることが可能となる。停車時においては、大きな駆動力が必要とされないので、図１１（ｂ）の点線に囲まれる部分で対応可能となる。後進側クラッチが接続されている場合においても同様であり、図１１（ｃ）の太線に沿って、点線で囲まれる範囲で斜板制御を行うことにより、車両を傾斜面において停止させることが可能となる。
【００３１】
すなわち、前後進レバー７が中立位置に位置されると、前進側もしくは後進側のクラッチを接続した状態で、斜板により車両の停止を行うものである。前述のごとく、伝動軸４２近傍のピックアップにより伝動軸４２の回転方向と回転速度を認識し、コントローラ８１において対抗するための斜板角が算出される。そして、アクチュエータ８６を制御し、車両を停止させる駆動力を発生させるものである。これにより、車両が平地で停止する場合には、斜板が吐出量Ｐ₀となる角度に位置する。斜面で停車する場合には、車両を傾斜面において停止させるに必要なく動力を発生させる角度で保持される。そして、斜板が吐出量Ｐ₀となる角度以外で車両が停車する場合には、前後進クラッチが断たれない構成とすることが可能である。また、コントローラ８１が伝動軸４２に回転を常に認識可能であり、前後進レバー７が中立位置である場合に、伝動軸４２の回動を検出して、前側もしくは後側のクラッチを接続して、伝動軸４２の回転を停止させるように斜板を制御することも可能である。
【００３２】
これにより、傾斜地においても車両を容易に停止させることが可能であり、作業者に複雑な操作を要求することがない。また、発信時にクラッチの接続を行う必要がなく、操作の応答性を向上でき、滑らかな発進を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載の如く、エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進・中立・後進により操作する前後進レバー（７）を、前進位置もしくは後進位置より中立位置へと操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、次に車両速度が０となった後に、正逆転機構部のクラッチ（６１）を解除するので、円滑な変速制御を行うことが可能となり、正逆転機構（２３）を構成するクラッチ（６１）に与える付加を軽減できる。これにより、変速装置の耐久性を向上できる。また、車両の変速操作を容易に行うことが可能となる。
【００３４】
請求項２に記載のごとく、請求項１記載の作業車両の変速装置において、前後進レバー（７）を中立位置に操作した場合に、走行輪に接続した駆動軸の回転速度を検出して、車両速度が０となるように、ＨＳＴ（２１）を制御するので、傾斜地においても車体を停止可能であり、発進時にクラッチを接続する必要がない。そして、発進時操作の応答性を向上でき、滑らかな発進を行なうことが出来る。
【００３５】
請求項３に記載のごとく、エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進位置より後進位置、もしくは後進位置より前進位置へと前後進レバー（７）を操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、この後に、前後進レバー（７）の指定位置に対応する側の油圧クラッチ（６１）を接続するので、円滑な変速操作が実現する。また、前後進切換時に駆動力が断たれないので、傾斜地においても円滑な前後進切換ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】作業車両の全体側面図。
【図２】作業車両の変速構成を示す模式図。
【図３】作業車両の駆動構成を示すスケルトン図。
【図４】ＨＭＴの構成を示すスケルトン図。
【図５】遊星機構および正逆転機構の構成を示す展開図。
【図６】油圧ポンプの吐出量と変速比の関係を示す図。
【図７】変速機構の制御構成を示す図。
【図８】前後進レバーと油圧ポンプ斜板の関係を示す図。
【図９】同じく前進位置から後進位置へ操作した場合の関係を示す図。
【図１０】傾斜面で停止状態の車両にかかる力を示す模式図。
【図１１】停車時における油圧ポンプの制御構成を示す図である。
【符号の説明】
１前輪
２後輪
３主変速レバー
７前後進レバー
５エンジン
１５ＰＴＯ軸
２１ＨＳＴ
２２遊星機構
２３正逆転機構
２４副変速機構
３１油圧ポンプ
３２油圧モータ
６１クラッチ
８１コントローラ
８２電磁弁
８３電磁弁
８５ピックアップ
８６アクチュエータ
８９ピックアップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speed change device and a speed change operation mechanism for a work vehicle.
More specifically, the present invention relates to a structure and an operating device of a hydraulic continuously variable transmission (HST) and a transmission having a planetary mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a transmission having an HST and a planetary mechanism is known. For example, it is shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-108061.
This is because, in a hydraulic-mechanical transmission device that transmits engine power to the planetary gear mechanism on the one hand and to the planetary gear mechanism on the other side via the HST for synthesizing, when the running speed reaches the set speed, The plate actuator 94 and the electronic governor 93 are interlocked to maintain the set speed. Further, in this mechanism, the backward and low-speed forward regions are performed by HST, and the vehicle is driven by the combined driving force by transmitting the driving force of HST to the planetary gear mechanism when moving forward at medium and high speeds.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, it is difficult to increase the reverse speed because the reverse is performed by the driving force of the HST. Furthermore, when the weight of the vehicle is large, the burden on the HST increases, and the speed range that can be traveled by the HST decreases. In addition, swash plate control of HST becomes complicated.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the inventors take the following problem solving means.
In claim 1, the output of the engine (5) is changed by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and the output after the change is obtained. In a transmission for a work vehicle that performs forward / reverse shifting by a forward / reverse rotation mechanism (23), a crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to a drive shaft (67) of the hydraulic pump (31), connect the rear end of the drive shaft (67) to the transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism (22) from the gear (54) of the transmission shaft (51), before Symbol hydraulic motor (32 ) Is connected to the planetary mechanism (22), and the gear (56) introduces rotation after shifting to the planetary mechanism (22) by the HST (21). The rotation of the ring gear (59) of the planetary mechanism (22) Transmission to the gears (62, 63, 64, 65, 66) constituting the structure (23), and the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23) constituted by a pair of hydraulic clutches is switched by the forward / reverse lever (7). When the forward / reverse lever (7) operated by forward / neutral / reverse operation is operated from the forward position or the reverse position to the neutral position, the vehicle speed becomes zero. The HST (21) is controlled so that the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism is released after the vehicle speed becomes zero.
[0005]
According to a second aspect of the present invention, in the transmission for a work vehicle according to the first aspect, when the forward / reverse lever (7) is operated to the neutral position, the rotational speed of the drive shaft connected to the traveling wheel is detected to detect the vehicle speed. HST (21) is controlled so that becomes zero.
[0006]
In claim 3, the output of the engine (5) is changed by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and the output after the change is obtained. In a transmission for a work vehicle that performs forward / reverse shifting by a forward / reverse rotation mechanism (23), a crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to a drive shaft (67) of the hydraulic pump (31), connect the rear end of the drive shaft (67) to the transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism (22) from the gear (54) of the transmission shaft (51), before Symbol hydraulic motor (32 ) Is connected to the planetary mechanism (22), and the gear (56) introduces rotation after shifting to the planetary mechanism (22) by the HST (21). The rotation of the ring gear (59) of the planetary mechanism (22) Transmission to the gears (62, 63, 64, 65, 66) constituting the structure (23), and the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23) constituted by a pair of hydraulic clutches is switched by the forward / reverse lever (7). By operating, the forward / reverse control is performed, and when the forward / reverse lever (7) is operated from the forward position to the reverse position or from the reverse position to the forward position, the vehicle speed is set to 0 so that the vehicle speed becomes zero. 21), and thereafter, the clutch (61) on the side corresponding to the designated position of the forward / reverse lever (7) is connected.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall side view of the work vehicle, FIG. 2 is a schematic diagram showing a shift configuration of the work vehicle, FIG. 3 is a skeleton diagram showing a drive configuration of the work vehicle, FIG. 4 is a skeleton diagram showing a configuration of the HMT, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the discharge amount of the hydraulic pump and the transmission ratio, FIG. 7 is a diagram showing the control configuration of the transmission mechanism, and FIG. 8 is a diagram showing the forward / reverse lever and hydraulic pressure. FIG. 9 is a diagram showing the relationship of the pump swash plate, FIG. 9 is a diagram showing the relationship when operating from the forward drive position to the reverse drive position, FIG. 10 is a schematic diagram showing the force applied to the stopped vehicle on the inclined surface, and FIG. It is a figure which shows the control structure of the hydraulic pump at the time.
[0008]
In FIG. 1, an embodiment in which a work vehicle is a tractor will be described from the overall configuration. The front wheel 1 and the rear wheel 2 are supported on the front and rear of the machine, the engine 5 is disposed inside the front bonnet 6, and a steering handle 10 is provided behind the bonnet 6. Is provided with a sheet 11. Further, a main speed change lever 3, a sub speed change lever 4, a height change lever and the like are projected on the side portion of the seat 11, and a forward / reverse changeover lever 7 is arranged as a forward / reverse changeover operation tool on the handle column side portion of the steering handle 10. Has been. The steering handle 10, the seat 11, the levers, and the like are disposed in a driving unit in the cabin 12.
[0009]
A transmission housing is disposed at the rear of the engine 5, a transmission case 9 is disposed at the rear of the transmission housing, and the power from the engine 5 is transmitted to the rear wheels 2 for driving, via a four-wheel drive switching mechanism. Thus, the driving force can be transmitted to the front wheel 1 at the same time.
[0010]
Further, the driving force of the engine 5 is transmitted to the PTO shaft 15 protruding from the rear end of the mission case 9, and is mounted from the PTO shaft 15 to the rear end of the machine body via a universal joint or the like (not shown) via a work implement mounting device. The work machine is configured to be driven. A brake pedal, a main clutch pedal, a differential lock pedal, and the like are disposed on the step in front of the seat 11.
[0011]
Next, the speed change mechanism will be described with reference to FIG. In the speed change mechanism of the present invention, the output of the engine 5 is changed by the HST 21 and the planetary mechanism 22. The forward / reverse rotation of the shifted output is controlled by the forward / reverse rotation mechanism 23, and the sub-transmission mechanism 24 is disposed downstream thereof. An output shaft (crankshaft) 25 of the engine 5 extends rearward of the fuselage, and driving force is transmitted to the HST 21 and the planetary mechanism 22. The driving force shifted by the HST 21 and the planetary mechanism 22 is transmitted to the forward / reverse rotation mechanism 23 and the auxiliary transmission mechanism 24.
[0012]
Next, the drive mechanism of the work vehicle will be described in more detail with reference to FIG. An HST 21, a planetary mechanism 22, and a forward / reverse rotation mechanism 23 are disposed behind the engine 5. The hydraulic pump 21 of the HST 21 is driven by the output shaft 25. A gear that is inserted into and fixed to a shaft extending from the output shaft 25 and meshed with the planetary mechanism is also transmitted with a driving force from the output shaft 25. The output shaft 25 is connected to the transmission shaft 41 via a PTO clutch (or damper) 33. The transmission shaft 41 transmits the driving force of the output shaft 25 to the PTO transmission mechanism 34. The driving force transmitted from the output shaft 25 drives the PTO shaft 15 via the PTO transmission mechanism 34 described above.
[0013]
The HST 21 includes a hydraulic pump 31 and a hydraulic motor 32. The driving force shifted by the HST 21 is introduced into the planetary mechanism 22. A gear inserted and fixed on a drive shaft connected to the shaft of the hydraulic motor 32 is connected to the planetary mechanism 22. The driving force shifted by the HST 21 is introduced into the planetary mechanism 22 through this gear. The output from the planetary mechanism 22 is transmitted to the transmission shaft 42 via the forward / reverse rotation mechanism 23. The transmission shaft 42 is connected to the auxiliary transmission mechanism 24, and shifts the driving force transmitted to the front wheels 1 and the rear wheels 2 by the auxiliary transmission mechanism 24. The rear transmission 2 is connected to the auxiliary transmission 22 via a differential mechanism 36, and the drive mechanism of the front wheels 1 is connected via a four-wheel drive switching mechanism 37.
[0014]
Next, the configuration of the HMT will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The HMT mechanism mounted on the work vehicle is composed of the HST 21 and the planetary mechanism 22. The hydraulic pump 31 of the HST 21 is driven by a drive shaft 67, and the rear end of the drive shaft 67 is connected to the transmission shaft 51. A gear 54 is inserted and fixed to the front portion of the transmission shaft 51, and a driving force is transmitted to the planetary mechanism 22 via the gear 54. The gear 54 meshes with the gear 55, and the gear 55 is rotatably fitted on the transmission shaft 52. Further, the gear 55 is connected to a holding body that pivotally supports the planetary gears 58 and 58. Then, the gear 55 and the holding body integrally rotate with respect to the transmission shaft 52. The planetary gears 58 and 58 mesh with the sun gear 60 on the transmission shaft 52 side. The sun gear 60 is rotatably fitted to the transmission shaft 52 and rotates integrally with the gear 57 described above. The planetary gears 58 and 58 mesh with the inner teeth of the ring gear 59. The ring gear 59 is rotatably fitted to the transmission shaft 52 and is configured to rotate integrally with a gear 62 that is similarly fitted to the transmission shaft 52.
[0015]
Gears 63 and 64 of the forward / reverse rotation mechanism 23 are inserted into the central portion of the transmission shaft 51 so as to be rotatable relative to the transmission shaft 51. Note that the gear 63 and the gear 64 rotate integrally. The gear 63 meshes with the gear 62, and a driving force from the gear 63 is meshed with a gear 66 that is rotatably fitted to the transmission shaft 52 via the gear 64 and the gear 65. Note that the gear 65 is pivotally supported by the support shaft 51. The gears 62 and 66 are connected to a clutch 61 disposed on the transmission shaft 52. The clutch 61 controls forward / reverse rotation of the transmission shaft 52. By connecting the gear 62 and the transmission shaft 52 by the clutch 61, the transmission shaft 52 is driven to the forward rotation side. Further, by connecting the gear 66 and the transmission shaft 52, the transmission shaft 52 is driven to the reverse side.
[0016]
By adopting such a speed change mechanism, the planetary mechanism 22 can synthesize a driving force via the HST 21 and a driving force not via the HST 21. For this reason, in forward or reverse travel, speed control can be performed smoothly by performing output control on the HST 21 side. That is, by controlling the swash plate of the hydraulic pump 31, the speed of the work vehicle can be adjusted. Furthermore, even when the HST 21 fails, it is possible to run in an emergency by fixing the drive shaft 68 on the hydraulic motor 32 side.
[0017]
Next, the relationship between the hydraulic oil discharge amount of the hydraulic pump of the HST 21 and the gear ratio of the work vehicle will be described. In FIG. 6, when the discharge amount of the hydraulic pump 31 is P0, the gear ratio is zero. Then, by gradually decreasing the discharge amount, the speed ratio increases and the vehicle speed increases. When the discharge amount becomes 0, the speed ratio V1 is obtained. Further, when the transmission ratio is increased, the discharge amount is increased by reversing the hydraulic oil discharge direction of the hydraulic pump 31. That is, it is not necessary to control the clutch during forward or reverse travel (except for the sub-shift operation). During forward travel or reverse travel, since the clutch connection / disengagement associated with the shift is not performed, the transmission oil can be prevented from being deteriorated and the shift operation can be performed smoothly. Furthermore, the shift control can be easily performed, and the reliability of the transmission mechanism is improved. When the vehicle is moving backward, the forward / reverse rotation mechanism 23 reverses the rotation directions of the front wheels 1 and the rear wheels 2, so that the control of the hydraulic pump 31 is the same. The amount of discharge and the speed change rate during reverse travel are determined by the reverse speed reduction ratio of the forward / reverse rotation mechanism 23.
[0018]
Next, the control configuration of the transmission will be described with reference to FIG. The transmission mechanism is controlled by a controller 81 as shown in FIG. The controller 81 includes an electronic governor 84 disposed in the engine 5, a pickup 85 that detects the rotational speed of the hydraulic pump 31, a potentiometer 88 that recognizes the position of the main transmission lever 3, and the position of the forward / reverse lever 7. A potentiometer 87 that recognizes the position of the auxiliary transmission lever 4, a pickup 89 that detects the rotational speed of the transmission shaft 42, an actuator 86 that controls the swash plate of the hydraulic pump 31, and a clutch 61 connection Solenoid valves 82 and 83 for disconnecting are connected. With the potentiometers 87 and 88, the controller 81 can recognize the positions of the main transmission lever 3 and the forward / reverse lever 7. Then, the swash plate of the hydraulic pump 31 is controlled according to the position, and the clutch 61 is connected / disconnected.
[0019]
As described above, by dividing the forward / reverse lever 7 and the main transmission lever 3 as the shift operation device for the working vehicle amount, it is possible to easily inherit the conventional operation configuration of the vehicle. And it is not necessary for the user of a work vehicle to learn a new operation method, and the conventional operation experience can be utilized. The forward / reverse lever 7 is also effective when operating a work machine such as a loader. It is possible to move forward and backward simultaneously with the operation of the loader, and maintain speed reproducibility of forward and backward movement.
[0020]
Next, the swash plate control configuration of the hydraulic pump 31 in the HST 21 will be described. A sensor capable of recognizing the position or rotation angle of the main transmission lever 3 is disposed in the vicinity of the main transmission lever 3. In the present embodiment, a potentiometer 88 is disposed at the base of the main transmission lever 3, and the position of the main transmission lever 3 is recognized by the potentiometer 88. Then, the controller 81 recognizes the position of the main transmission lever 3. The controller 81 performs shift control corresponding to the position of the main shift lever 3. A swash plate angle of the hydraulic pump corresponding to the position of the main transmission lever 3 is set inside the controller 81. Based on this setting, the swash plate angle is adjusted by the actuator 86 to correspond to the main transmission lever 3. The shift control is performed.
[0021]
A potentiometer 87 for recognizing the position of the forward / reverse lever 7 and electromagnetic valves 82 and 83 for connecting and disconnecting the clutch of the forward / reverse rotation mechanism 23 are connected to the controller 81. Then, the electromagnetic valves 82 and 83 are controlled in accordance with the forward (F), neutral (N), and reverse (R) positions of the forward / reverse lever 7, and the clutch 61 is controlled. When the forward / reverse lever 7 is in the forward movement position, the forward gear and the transmission shaft 42 are connected. When in the reverse position, the reverse gear and the transmission shaft 42 are connected. When the forward / reverse lever 7 is in the neutral position, the clutch 61 is disconnected and the transmission shaft 42 is not driven. That is, the clutch 61 is configured to be linked to the forward / reverse lever 7, and the forward side connection, release, and reverse side connection are made corresponding to forward (F), neutral (N), and reverse (R). Is to be done.
[0022]
Next, the swash plate control configuration of the hydraulic pump 31 in conjunction with the forward / reverse lever 7 will be described. The operation configuration of the position of the forward / reverse lever 7 and the swash plate angle of the hydraulic pump 31 will be described with reference to FIG. When the forward / reverse lever 7 is located at the forward position (F), the swash plate of the hydraulic pump of the HST 21 is held at a swash plate angle (θ ₁ ) corresponding to the rotation position (D 1) of the main transmission lever 3. . The swash plate is held by an actuator 86. At time t1, when the forward / reverse lever 7 is rotated from the forward position (F) to the neutral position (N), the actuator 86 is rotated from the swash plate angle (θ ₁ ) to the target angle. The target angle is calculated by the controller 81 so that the vehicle speed becomes zero. That is, when the forward / reverse lever 7 is rotated from the forward position (F) to the neutral position (N) or from the reverse position (R) to the neutral position (N), the swash plate is adjusted so that the vehicle speed becomes zero. It is to be controlled.
[0023]
The position of the forward / reverse lever 7 can be recognized by the controller 81 by a potentiometer 87. The vehicle speed can be recognized by the controller 81 by detecting the rotational speed of the transmission shaft 42 by the pickup 89. When the forward / reverse switching lever 7 is located at the neutral position (N), the swash plate control of the HST 21 is performed so that the absolute value of the vehicle speed becomes small. As the swash plate control of the HST 21, the discharge rate of the hydraulic pump is rotated to the swash plate angle that becomes P ₀ shown in FIG. 6, or the deceleration rate is calculated according to the vehicle speed, and according to each speed. A target angle which is a swash plate angle can be calculated, and a method of controlling the target angle and the swash plate each time can be taken.
[0024]
By such swash plate control, the vehicle speed becomes zero at time t2. The time taken from time t1 to t2 is calculated by the controller 81 based on the vehicle speed. Further, at time t3, when the forward / reverse lever 7 is rotated from the neutral position (N) to the forward position (F), the swash plate angle (θ corresponding to the position of the main transmission lever 3 is moved by the actuator 86. ₁ ) and maintained at the final target angle (θ ₀ ) at time t4. As a result, even when the rapid forward / reverse lever 7 is operated, the load on the transmission mechanism can be reduced. A smooth speed change operation can be performed.
[0025]
Next, the shift control configuration when the forward / reverse lever 7 is switched from the forward position (F) to the reverse position or from the reverse position (R) to the forward position (F) will be described with reference to FIG. A case will be described in which the forward / reverse lever is switched from the forward position (F) to the reverse position while the main transmission lever 3 is held at a fixed rotational position. In this case, the forward clutch is connected and the reverse clutch is disengaged. The swash plate of the hydraulic pump 31 of the HST 21 is held by the transmission lever 3 at a swash plate angle (θ ₁ ) corresponding to the rotation position. At time t1, when the forward / reverse lever 7 is operated from the forward position (F) to the reverse position (R), the swash plate is rotated to a swash plate angle (θ ₀ ) at which the vehicle speed becomes zero. . At time t2, when the swash plate is held at the swash plate angle (θ ₀ ) and the gear ratio becomes 0 (vehicle speed is 0), the reverse clutch is engaged. At the subsequent time t3, the forward clutch is disengaged. From time t3, the swash plate of the hydraulic pump is rotated, and the transmission lever 3 is held at the swash plate angle (θ ₁ ) corresponding to the rotation position.
[0026]
The same applies when switching from the reverse position (R) to the forward position (F). At time t4, when the forward / reverse lever 7 is operated from the reverse position (R) to the forward position (F), the swash plate is rotated to the swash plate angle (θ ₀ ) at which the vehicle speed becomes zero. At time t5, when the swash plate of the hydraulic pump is held at the swash plate angle (θ ₀ ) and the gear ratio becomes 0, the forward clutch is connected. Then, at time t6, the reverse clutch is disengaged. From time t6, the swash plate of the hydraulic pump is rotated, and the transmission lever 3 is held at the swash plate angle (θ ₀ ) corresponding to the rotation position.
[0027]
That is, when the forward / reverse lever 7 is operated from the forward position to the reverse position or from the reverse position to the forward position, the swash plate of the HST 21 is controlled so that the vehicle speed becomes zero, and when the vehicle speed becomes zero, the forward ( Disconnect the reverse clutch and connect the reverse clutch. Then, the HST swash plate is controlled to rotate up to the gear ratio indicated by the shift lever. In the above configuration, at the time of switching from forward to reverse and from reverse to forward, a time (shaded portion in FIG. 11) for connecting both the forward clutch and the reverse clutch is set. By performing such shift control, it is possible to perform a smooth shift operation, and no power interruption occurs during forward / reverse switching. In addition, a smooth forward / backward switching operation can be performed even on slopes.
[0028]
Next, stop control when the forward / reverse lever 7 is set to the neutral position (N) will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the present invention, the vehicle speed is maintained at 0 by positioning the forward / reverse lever 7 in the neutral position (N). The speed of the vehicle is recognized from the rotation of the drive shaft connected to the HST or the rotation of the shaft rotated with the rotation of the wheels. And control which makes vehicle speed 0 is performed by HST21 of an HMT mechanism. As shown in FIG. 10, when the work vehicle is stopped on the inclined surface, it is necessary to apply a driving force opposite to the gravity to the opposite side of the gravity. As shown in FIG. 10 (a), when the front part of the work vehicle is facing upward, facing the front of the vehicle, as shown in FIG. 10 (b), when the front part of the work vehicle is facing downward. The work vehicle stops even on an inclined surface by applying a driving force toward the rear. That is, the vehicle is stopped by applying a driving force in a direction opposite to the direction driven by gravity.
[0029]
As described above, the pickup 89 capable of recognizing the rotational speed of the transmission shaft 42 is disposed in the vicinity of the transmission shaft 42 that transmits the driving force to the rear wheel 2. As a result, the controller 81 can recognize the rotation direction and the rotation speed of the transmission shaft 42. FIG. 11 (a) shows the relationship between the hydraulic oil discharge amount and the vehicle speed during normal travel, and FIG. 11 (b) shows the relationship between the hydraulic oil discharge amount and the vehicle speed when the forward clutch is connected. FIG. 11C shows the relationship between the hydraulic oil discharge amount and the vehicle speed when the reverse clutch is engaged. As described above, in the transmission of the present invention, the transmission gear ratio of the drive wheels is controlled by controlling the transmission ratio of the HST 21. In normal running, as shown in FIG. 11 (a), the discharge amount above the discharge amount P ₀ of the hydraulic pump is not used, and the shift is performed by controlling the forward / reverse clutch. That is, during normal traveling, the discharge area indicated by F ₀ is not used when the forward clutch is connected. In addition, when the reverse clutch is connected, the discharge region indicated by R ₀ is not used.
[0030]
However, when the work vehicle is stopped on the inclined surface, the driving force is transmitted in the front-rear direction by operating the swash plate of the hydraulic pump of the HST without using the forward-reverse clutch operation by using the regions F ₀ and R _0. It becomes possible to do. When the forward clutch is connected, it is possible to apply a driving force in the front-rear direction to the vehicle by controlling the hydraulic pump swash plate of the HST 21 along the thick line shown in FIG. When the vehicle is stopped, a large driving force is not required, so that it is possible to cope with the portion surrounded by the dotted line in FIG. The same applies to the case where the reverse clutch is connected, and it is possible to stop the vehicle on the inclined surface by performing the swash plate control within the range surrounded by the dotted line along the thick line in FIG. It becomes.
[0031]
That is, when the forward / reverse lever 7 is positioned at the neutral position, the vehicle is stopped by the swash plate in a state where the forward or reverse clutch is connected. As described above, the rotational direction and rotational speed of the transmission shaft 42 are recognized by the pickup near the transmission shaft 42, and the swash plate angle to be countered by the controller 81 is calculated. Then, the actuator 86 is controlled to generate a driving force for stopping the vehicle. Thus, when the vehicle stops on a flat ground, the swash plate is positioned at an angle at which the discharge amount P ₀ is obtained. When stopping on an inclined surface, the vehicle is held at an angle that generates power without being required to stop the vehicle on an inclined surface. When the vehicle stops at an angle other than the angle at which the swash plate becomes the discharge amount P ₀ , the forward / reverse clutch can be configured not to be disconnected. Further, when the controller 81 can always recognize the rotation of the transmission shaft 42 and the forward / reverse lever 7 is in the neutral position, the rotation of the transmission shaft 42 is detected and the front or rear clutch is connected. It is also possible to control the swash plate so as to stop the rotation of the transmission shaft 42.
[0032]
As a result, the vehicle can be easily stopped even on a sloping ground, and the operator is not required to perform complicated operations. Further, it is not necessary to connect the clutch when making a call, so that the responsiveness of the operation can be improved and a smooth start can be performed.
[0033]
【The invention's effect】
As described in claim 1, the output of the engine (5) is shifted by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and after the shifting, In a transmission for a work vehicle in which output is forward / reversely shifted by a forward / reverse rotation mechanism (23), a crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to a drive shaft (67) of the hydraulic pump (31). connects the drive shaft to the rear end (67) to the transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism from gear (54) of the transmission shaft (51) (22), before Symbol hydraulic motor A gear (56) fixed to the drive shaft (68) of (32) is connected to the planetary mechanism (22), and rotation after shifting is introduced into the planetary mechanism (22) by the HST (21) from the gear (56). The rotation of the ring gear (59) of the planetary mechanism (22) Transmission to the gears (62, 63, 64, 65, 66) constituting the mechanism (23), and the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23) constituted by a pair of hydraulic clutches is switched by the forward / reverse lever (7). When the forward / reverse lever (7) operated by forward / neutral / reverse operation is operated from the forward position or the reverse position to the neutral position, the vehicle speed becomes zero. The HST (21) is controlled so that the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism is released after the vehicle speed becomes 0 next, so that smooth shift control can be performed, and the forward / reverse rotation mechanism Addition to the clutch (61) constituting (23) can be reduced. Thereby, the durability of the transmission can be improved. In addition, it is possible to easily perform a gear shifting operation of the vehicle.
[0034]
As described in claim 2, in the transmission of the work vehicle according to claim 1, when the forward / reverse lever (7) is operated to the neutral position, the rotational speed of the drive shaft connected to the traveling wheel is detected, Since the HST (21) is controlled so that the vehicle speed becomes zero, the vehicle body can be stopped even on a sloping ground, and there is no need to connect a clutch when starting. And the responsiveness of the operation at the time of start can be improved, and a smooth start can be performed.
[0035]
As described in claim 3, the output of the engine (5) is changed by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and the output after the change is changed. In a transmission for a work vehicle in which output is forward / reversely shifted by a forward / reverse rotation mechanism (23), a crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to a drive shaft (67) of the hydraulic pump (31). connects the drive shaft to the rear end (67) to the transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism from gear (54) of the transmission shaft (51) (22), before Symbol hydraulic motor A gear (56) fixed to the drive shaft (68) of (32) is connected to the planetary mechanism (22), and rotation after shifting is introduced into the planetary mechanism (22) by the HST (21) from the gear (56). The rotation of the ring gear (59) of the planetary mechanism (22) The clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23) configured as a pair of hydraulic clutches is transmitted to the gears (62, 63, 64, 65, 66) constituting the rolling mechanism (23) by the forward / reverse lever (7). By switching operation, forward / reverse control is performed, and the HST is set so that the vehicle speed becomes zero when the forward / reverse lever (7) is operated from the forward position to the reverse position or from the reverse position to the forward position. (21) is controlled, and thereafter, the hydraulic clutch (61) on the side corresponding to the designated position of the forward / reverse lever (7) is connected, so that a smooth shifting operation is realized. Further, since the driving force is not interrupted at the time of forward / reverse switching, smooth forward / backward switching can be performed even on slopes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of a work vehicle.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a shift configuration of a work vehicle.
FIG. 3 is a skeleton diagram showing a drive configuration of a work vehicle.
FIG. 4 is a skeleton diagram showing the configuration of an HMT.
FIG. 5 is a development view showing configurations of a planetary mechanism and a forward / reverse mechanism.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a discharge amount of a hydraulic pump and a gear ratio.
FIG. 7 is a diagram showing a control configuration of a transmission mechanism.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a forward / reverse lever and a hydraulic pump swash plate.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship when the same operation is performed from the forward position to the reverse position.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a force applied to a vehicle in a stopped state on an inclined surface.
FIG. 11 is a diagram illustrating a control configuration of the hydraulic pump when the vehicle is stopped.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front wheel 2 Rear wheel 3 Main transmission lever 7 Forward / reverse lever 5 Engine 15 PTO shaft 21 HST
22 planetary mechanism 23 forward / reverse rotation mechanism 24 auxiliary transmission mechanism 31 hydraulic pump 32 hydraulic motor 61 clutch 81 controller 82 electromagnetic valve 83 electromagnetic valve 85 pickup 86 actuator 89 pickup

Claims

エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進・中立・後進により操作する前後進レバー（７）を、前進位置もしくは後進位置より中立位置へと操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、次に車両速度が０となった後に、正逆転機構部のクラッチ（６１）を解除することを特徴とする作業車両の変速装置。The output of the engine (5) is shifted by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and the output after the shifting is forward / reverse rotation mechanism (23). In the transmission for a work vehicle that performs forward / reverse shifting by the above, the crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to the drive shaft (67) of the hydraulic pump (31). connect the rear transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism from gear (54) of the transmission shaft (51) (22), before SL drive shaft of the hydraulic motor (32) (68 The gear (56) fixed to the planetary mechanism (22) is connected to the planetary mechanism (22), and the rotation after the shift by the HST (21) is introduced from the gear (56) to the planetary mechanism (22). The rotation of the ring gear (59) forms a forward / reverse rotation mechanism (23). Forward / reverse rotation is achieved by switching the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23), which is transmitted to the gears (62, 63, 64, 65, 66) and configured as a pair of hydraulic clutches, by the forward / reverse lever (7). HST (21) that controls the vehicle so that the vehicle speed becomes zero when the forward / reverse lever (7) operated by forward / neutral / reverse operation is operated from the forward or reverse position to the neutral position. , And then the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism is released after the vehicle speed becomes zero.

請求項１記載の作業車両の変速装置において、前後進レバー（７）を中立位置に操作した場合に、走行輪に接続した駆動軸の回転速度を検出して、車両速度が０となるように、ＨＳＴ（２１）を制御することを特徴とする作業車両の変速装置。 In the transmission for a work vehicle according to claim 1, when the forward / reverse lever (7) is operated to the neutral position, the rotational speed of the drive shaft connected to the traveling wheel is detected so that the vehicle speed becomes zero. , HST (21) is controlled, The transmission of the work vehicle characterized by the above-mentioned.

エンジン（５）の出力を、油圧ポンプ（３１）と油圧モータ（３２）により構成されるＨＳＴ（２１）、及び遊星機構（２２）により変速し、該変速後の出力を正逆転機構（２３）により正逆転変速する作業車両の変速装置において、前記エンジン（５）のクランク軸（２５）を延出し、前記油圧ポンプ（３１）の駆動軸（６７）に直結し、該駆動軸（６７）の後端を伝動軸（５１）に接続し、該伝動軸（５１）の歯車（５４）より遊星機構（２２）の歯車（５５）に噛合し、前記油圧モータ（３２）の駆動軸（６８）に固定した歯車（５６）を遊星機構（２２）に接続し、該歯車（５６）よりＨＳＴ（２１）にて変速後の回転を遊星機構（２２）に導入し、該遊星機構（２２）のリング歯車（５９）の回転を、正逆転機構（２３）を構成する歯車（６２・６３・６４・６５・６６）に伝達し、一対の油圧クラッチに構成した正逆転機構（２３）のクラッチ（６１）を前後進レバー（７）により切換操作することにより、正逆転制御する構成であって、前進位置より後進位置、もしくは後進位置より前進位置へと前後進レバー（７）を操作した場合に、車両速度が０となるようにＨＳＴ（２１）を制御し、この後に、前後進レバー（７）の指定位置に対応する側のクラッチ（６１）を接続することを特徴とする作業車両の変速装置。The output of the engine (5) is shifted by the HST (21) constituted by the hydraulic pump (31) and the hydraulic motor (32) and the planetary mechanism (22), and the output after the shifting is forward / reverse rotation mechanism (23). In the transmission for a work vehicle that performs forward / reverse shifting by the above, the crankshaft (25) of the engine (5) is extended and directly connected to the drive shaft (67) of the hydraulic pump (31). connect the rear transmission shaft (51), meshes with the gear (55) of the planetary mechanism from gear (54) of the transmission shaft (51) (22), before SL drive shaft of the hydraulic motor (32) (68 The gear (56) fixed to the planetary mechanism (22) is connected to the planetary mechanism (22), and the rotation after the shift by the HST (21) is introduced from the gear (56) to the planetary mechanism (22). The rotation of the ring gear (59) forms a forward / reverse rotation mechanism (23). Forward / reverse rotation is achieved by switching the clutch (61) of the forward / reverse rotation mechanism (23), which is transmitted to the gears (62, 63, 64, 65, 66) and configured as a pair of hydraulic clutches, by the forward / reverse lever (7). The HST (21) is controlled so that the vehicle speed becomes zero when the forward / reverse lever (7) is operated from the forward position to the reverse position or from the reverse position to the forward position. A transmission for a work vehicle, wherein a clutch (61) on a side corresponding to a designated position of the forward / reverse lever (7) is connected later.