JP4544386B2 - 作業車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業車両の変速制御装置に関するものであり、特に、変速レバーに現変速位置をアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部を備えた作業車両の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、農業用トラクタをはじめとする此種作業車両には、変速装置の変速位置を切り換えるための変速レバーに、現変速位置をアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部を備え、この変速操作部のスイッチ信号に応じてアクチュエータを駆動させて前記変速装置を切り換えるものが知られている。斯かるスイッチ式変速操作部を備えた変速装置は、オペレータの片手のみにて変速操作が行えるため、多段化した変速装置の変速操作を簡易且つ効率良く行うことができる。
【０００３】
しかし、走行中の車体を一時停止させる場合や、一時停止した車体を再発進させる場合は、クラッチの切り操作或いは前後進切り換えレバーの切り換え操作を行わなければならず、その際にはオペレータの両手操作や足踏み操作が要求されて作業が煩雑になる。そして、車体を再発進させたときに、再び変速装置を低速位置から順次高速位置へ切り換える必要があり、元の変速位置に再設定するのが面倒であった。また、車体を停止させる場合に、クラッチ切り状態のままでは車体が動き出す虞があり、安全性の面で問題がある。
【０００４】
そこで、変速レバーにスイッチ式変速操作部を備えた作業車両に於いて、走行中の車体の一時停止及び停止した車体の再発進の操作を簡易且つ効率良く行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、変速装置の変速位置を切り換えるための変速レバー（１８）に、現変速位置をアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部（３４）、（３５）を備え、この変速操作部（３４）、（３５）のスイッチ信号に応じてアクチュエータを駆動させて前記変速装置を切り換える作業車両の変速制御装置であって、前記変速レバー（１８）に車体の停止・発進スイッチ（３７）を備え、走行中の車体を該停止・発進スイッチ（３７）の操作にて停止させる手段（３０）と、停止中の車体を該停止・発進スイッチ（３７）の操作にて発進させる手段（３０）を設けた作業車両の変速制御装置に於いて、
走行中の現変速位置を記憶する手段（３０）を備え、上記停止・発進スイッチ（３７）の操作で車体を停止した後に停止・発進スイッチ（３７）の操作で車体を発進させるときは、前記記憶した変速位置に復帰させる手段（３０）を備えた作業車両の変速制御装置、
及び、請求項２記載の発明は、上記停止・発進スイッチ（３７）の操作にて車体を停止するときは、前後進切り換え装置（４２）を中立状態にさせるとともに、左右のブレーキ装置（９１Ｌ）、（９１Ｒ）を作動させる請求項１記載の作業車両の変速制御装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２は作業車両の一例として農業用トラクタ１０を示し、車体の前部にエンジン１１を搭載し、該エンジン１１の回転動力を後述するようにミッションケース１２内の各種変速装置により適宜変速した後に、後輪１３，１３の二輪または後輪１３，１３と前輪１４，１４の四輪へ伝達するように構成してある。車体の後部にはリンク機構１５を介してロータリ等の作業機１６を牽引する。
【０００７】
一方、運転席１７の右側には、変速装置の変速位置を切り換えるための変速レバー１８や、作業機１６の高さを変更するポジションレバー１９、追加機器操作用のサブコンレバー２０，２０…等、各種操作レバーが配置されている。このように、オペレータが頻繁に使用する各種操作レバーを運転席１７の右側に集中して配置することにより、オペレータの注意を右側部分に限定することができ、操作性の向上を図ることができる。また、該運転席１７の前方にはハンドルポスト２４が設けられ、このハンドルポスト２４にステアリングハンドル２５が装着されている。該ステアリングハンドル２５を回転操作することにより、操向輪である前輪１４が回向して車体が旋回する。
【０００８】
前記ハンドルポスト２４の側面には前後進切り換えレバー２６を突設し、該前後進切り換えレバー２６の操作により後述の前後進クラッチ４７が切り換わって、車体の前進走行または後進走行を選択する。更に、ステアリングハンドル２５の前方にメータパネル２７を設けるとともに、該ステアリングハンドル２５の下方にクラッチペダル２８や左右ブレーキペダル２９等のペダル類を設ける。尚、符号３０は後述の制御手段であるコントローラ、３１は作業機の高さを検出するリフトアーム角センサである。
【０００９】
図２及び図３に示すように、前記変速レバー１８は逆ｈ型のレバーガイド３２から上方に突出され、車体の内側前方に「低速」位置、車体の外側前方に「中速」位置、車体の外側後方に「高速」位置との３段の変速パターンを有し、該変速レバー１８をレバーガイド３２に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置４４がリンク機構を介して「低速」「中速」「高速」の何れかに手動で切り換えるように構成されている。このように、前記変速レバー１８のシフトパターンを車体の内側後方にはシフトされないように構成し、使用頻度の低い「低速」位置のみを車体の内側前方に配置したので、前述したように、運転席１７の右側部分に各種操作レバーを集中させて配置した場合であっても、前記変速レバー１８が運転席１７に接近し過ぎて誤操作する虞がなく、且つ、各種操作レバーが極端に接近して操作性が悪化することもない。
【００１０】
また、該変速レバー１８のグリップ３３の側面部には、現変速位置をアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部であるアップスイッチ３４とダウンスイッチ３５が設けられ、後述の第１主変速装置４１と第２主変速装置４３とを連携して組み合わせた主変速パターンを現位置からアップ若しくはダウンする。また、該変速レバー１８のグリップ３３の頭部には、第１主変速装置４１を「高速」位置または「低速」位置にアップ若しくはダウン指令するシーソー式の高低切り換えスイッチ３６が設けられている。更に、該変速レバー１８の後面部には車体の停止・発進スイッチ３７が設けられており、該停止・発進スイッチ３７は一つのモーメンタリスイッチにて停止スイッチと発進スイッチを兼用している。該停止・発進スイッチ３７を操作する都度、後述するように、走行中の車体を停止させる指令と、該停止・発進スイッチ３７の操作にて一時停止中の車体を発進させる指令とを、夫々交互に出力する。
【００１１】
図４乃至図８に示すように、前記エンジン１１の回転動力は、クラッチハウジング内の主クラッチ４０にて断続操作され、順次ミッションケース１２内の第１主変速装置４１、前後進切り換え装置４２、第２主変速装置４３、副変速装置４４へと伝達するように構成されている。
【００１２】
第１主変速装置４１は、「高速」「低速」二つのギヤ組４５，４６を切り換えるための湿式多板形のＨｉ−Ｌｏクラッチ４７を有する変速装置であり、制御手段であるコントローラ３０によりＨｉ−Ｌｏクラッチバルブ４８を「高速」位置に切り換えれば、前記Ｈｉ−Ｌｏクラッチ４７がＨｉ側に「入」となり、一方のギヤ組４５を介して動力が「高速」で伝達される。また、Ｈｉ−Ｌｏクラッチバルブ４８を「低速」位置に切り換えれば、前記Ｈｉ−Ｌｏクラッチ４７がＬｏ側に「入」となり、前記一方のギヤ組４５よりも減速比の高い他方のギヤ組４６を介して動力が「低速」で伝達される。このように、第１主変速装置４１は高低２段の変速位置を有し、該第１主変速装置４１で変速された回転動力は前後進切り換え装置４２に伝達される。
【００１３】
前後進切り換え装置４２は、「前進」「後進」二つのギヤ組４９，５０を切り換える湿式多板形の前後進クラッチ５１を有する変速装置であり、前述の前後進切り換えレバー２６が前進側に操作されているか、或いは、後進側に操作されているかを前後進位置センサ５２により検出する。そして、この検出結果により、コントローラ３０から前後進バルブ５４の前進ソレノイドまたは後進ソレノイドに信号が送られて、前後進クラッチ５１が「前進」または「後進」に「入」となり、前記ギヤ組４９，５０の何れか一方を介して動力が第２主変速装置４３に伝達される。また、前後進切り換えレバー２６が中立位置にあるときは前後進クラッチ５１が「切」となり、回転動力が遮断されて第２主変速装置４３に伝達されない。
【００１４】
第２主変速装置４３は、四つのギヤ組からなるシンクロメッシュギヤ式変速装置であり、前後進切り換え装置４２から出力された回転動力を、動力上手側から４速ギヤ組５６、３速ギヤ組５７、２速ギヤ組５８、１速ギヤ組５９の何れか一つを通じて副変速装置４４へ伝達する。４速ギヤ組５６と３速ギヤ組５７との駆動側ギヤ間にはシンクロメッシュ機構を有するシフタリングを設け、このシフタリングを変速用アクチュエータである第１変速用油圧シリンダ６０の伸縮により前後スライドさせるように構成し、これと同様に、２速ギヤ組５８と１速ギヤ組５９との駆動側ギヤ間にもシンクロメッシュ機構を有するシフタリングを設け、このシフタリングを変速用アクチュエータである第２変速用油圧シリンダ６１の伸縮により前後スライドさせるように構成してある。
【００１５】
コントローラ３０から主変速「３−４速」バルブ６２の４速ソレノイドに信号が送られると、第１変速用油圧シリンダ６０の伸長により、前記４速ギヤ組５６を介して動力が伝達されて「４速」となり、主変速「３−４速」バルブ６２の３速ソレノイドに信号が送られると、該第１変速用油圧シリンダ６０の収縮により、前記３速ギヤ組５７を介して動力が伝達されて「３速」となる。また、コントローラ３０から主変速「１−２速」バルブ６３の２速ソレノイドに信号が送られると、第２変速用油圧シリンダ６１の伸長により、前記２速ギヤ組５８を介して動力が伝達されて「２速」となり、主変速「１−２速」バルブ６３の１速ソレノイドに信号が送られると、該第２変速用油圧シリンダ６１の収縮により、前記１速ギヤ組５９を介して動力が伝達されて「１速」となる。このように、前記第２主変速装置４３は「１速」から「４速」までの４段の変速位置を有し、該第２主変速装置４３で変速された回転動力は副変速装置４４へ伝達される。
【００１６】
副変速装置４４は、前記変速レバー１８の手動操作によりリンク機構を介して切り換えるスライディングメッシュギヤ式変速装置となっており、「低速」「中速」のギヤ組６４，６５と、「高速」（直結）のギヤ組６６との３段の変速位置を有している。前記第２主変速装置４３で変速された回転動力は、この副変速装置４４にて更に変速される。
【００１７】
そして、前記副変速装置４４で変速された回転動力は、リヤデファレンシャル装置６７を経て後輪１３に伝達されるとともに、四駆切り換えクラッチ６８にて「等速」或いは「増速」に切り換えられた後、フロントデファレンシャル装置６９を経て前輪１４に伝達される。更に、エンジン１１の回転動力は主クラッチ４０の前段にてＰＴＯ系に分岐され、ＰＴＯクラッチ７０にて断接されて車体後部に突設したＰＴＯ取り出し軸７１に伝達される。
【００１８】
ここで、前記第２主変速装置４３には、ギヤ組み合わせを検出する手段として主変速「１−Ｎ−２速」位置センサ７２と、主変速「３−Ｎ−４速」位置センサ７３とが設けられ、副変速装置４４にはギヤ組み合わせを検出する手段として副変速「低速」位置センサ７４と、副変速「中速」位置センサ７５と、副変速「高速」位置センサ７６とが設けられている。また、前記クラッチペダル２８の踏み込み操作をクラッチペダルセンサ７７にて検出し、左右ブレーキペダル２９の踏み込み操作はブレーキペダルセンサ７８にて検出する。尚、７９は車体の走行速度を検出する車速センサ、８０はエンジン回転数センサ、８１は走行・作業モード切り換えスイッチである。前記各スイッチ３４乃至３７と、前後進位置センサ５２及び各センサ７２乃至８０の検出信号はコントローラ３０に送られる。
【００１９】
斯くして、第１主変速装置４１と第２主変速装置４３とを連携して８段の主変速パターンが得られ、更に、副変速装置４４の副変速パターン３段を組み合わせて、２４段の変速パターンを得ることができる。そして、前述した変速レバー１８のグリップ３３に設けたアップスイッチ３４若しくはダウンスイッチ３５の操作により、第１主変速装置４１と第２主変速装置４３とを連携して組み合わせた主変速パターンを現位置からアップ若しくはダウンさせ、高低切り換えスイッチ３６の操作により、第１主変速装置４１を「高速」位置または「低速」位置にアップ若しくはダウンさせる。そして、コントローラ３０が前記各スイッチやセンサの検出信号に基づいて現在の変速位置を判別し、前記メータパネル２７に設けられたシフト位置のインジケータ８２に現変速位置を表示する。
【００２０】
一方、エンジン１１によりメインポンプ８５及びサブポンプ８６が駆動され、メインポンプ８５から吐出された作動油は、サブコン回路８７を経て作業機昇降用のリフトシリンダ８８へ送られるとともに、水平制御用のローリングシリンダ８９へ送られる。該メインポンプ８５の作動油の一部は、減圧弁９０を経て前記四駆切り換えクラッチ６８、第１変速用油圧シリンダ６０及び第２変速用油圧シリンダ６１、左右ブレーキシリンダ９１Ｌ，９１Ｒ、前後進クラッチ５１、ＰＴＯクラッチ７０に供給される。また、サブポンプ８６から吐出された作動油は、パワーステアリング装置と主クラッチ４０に供給される。
【００２１】
ここで、前記変速レバー１８のグリップ３３に設けられている停止・発進スイッチ３７の操作があった場合の制御手順について、図９乃至図１１のフローチャートに従って説明する。先ず、コントローラ３０は、前記走行・作業モード切り換えスイッチ８１が走行モードであるか、或いは、作業モードであるかを判別し、作業モードのときは停止・発進スイッチ３７の押し操作を監視する（ステップ１）。該停止・発進スイッチ３７の押し操作があったときは（ステップ２）、前記コントローラ３０は前後進切り換え装置４２が中立状態にあるか否かを判別する（ステップ３）。前後進位置センサ５２の検出信号から前後進切り換え装置４２が中立状態にないと判別したときは、車体が走行中であると見做して車体を停止させる手段が作動し（ステップ４）、該前後進切り換え装置４２が中立状態にあると判別したときは、車体が停止中であると見做して車体を発進させる手段が作動する（ステップ５）。
【００２２】
尚、ステップ１で走行モードのときは本発明の変速制御を実行しない。これは、走行モードで高速走行中に、誤って前記停止・発進スイッチ３７の押し操作により車体が停止すると危険であり、安全性を確保するためである。これと同様に、車速が比較的低い場合、例えば副変速装置４４が「低速」位置（変速段１〜８）にあるときのみ、作業中であると見做して本発明の変速制御を実施し、車速が高い場合は、危険防止のため前記停止・発進スイッチ３７の押し操作による変速制御を実施しない。
【００２３】
ステップ４に於いて、車体を停止させる手段が作動すると、先ず、コントローラ３０が走行中の現変速位置をＭとして記憶する（ステップ４１）。続いて、前後進クラッチ５１を切りにして前後進切り換え装置４２を中立状態にするとともに（ステップ４２）、左右ブレーキシリンダ９１Ｌ，９１Ｒを作動させて車体に制動をかけ、車体の走行を一時停止させる（ステップ４３）。斯くして、クラッチの切り操作或いは前後進切り換えレバーの切り換え操作を行わずに、オペレータは変速レバー１８の片手操作のみで車体の走行を停止させることができる。また、前記停止・発進スイッチ３７の押し操作により車体を一時停止させるときには、前後進クラッチ５１の切り動作に連動してブレーキを作動させるため、車体が傾斜地にあるような場合であっても、停止中に車体が動き出す虞はない。
【００２４】
一方、ステップ５に於いて、車体を発進させる手段が作動すると、先ず、コントローラ３０は現変速位置が前述の記憶値Ｍと一致するか否かを判別する（ステップ５１）。現変速位置が記憶値Ｍと一致していないときは、前記Ｈｉ−Ｌｏクラッチ４７及び第１主変速用油圧シリンダ６０と第２主変速用油圧シリンダ６１とを作動させ、変速位置を切り換えて記憶値Ｍと一致させる（ステップ５２）。そして、前後進切り換え装置４２を元の状態（前進か後進か）に接続する（ステップ５３）。更に、左右ブレーキシリンダ９１Ｌ，９１Ｒを解除して、車体を再発進させる（ステップ５４）。このとき、前記記憶値Ｍをクリアする（ステップ５５）。斯くして、前記停止・発進スイッチ３７の押し操作で一時停止した車体が、該停止・発進スイッチ３７の押し操作によって再び発進したときは、オペレータが手動にて変速装置を低速位置から順次高速位置へ切り換える必要がなく、自動的に元の変速位置に復帰して走行を開始することができる。
【００２５】
ここで、本実施の形態では、車体の走行を停止するために、ステップ４２に於いて前後進切り換え装置４２を中立状態にしているが、この場合、再発進時に前後進クラッチ５１を昇圧制御すると、前進ギヤ組４９と後進ギヤ組５０の回転抵抗により第２主変速装置４３のシンクロメッシュの同期時間が長くなることと、前進側クラッチと後進側クラッチとの相対回転差が大きいのでクラッチに対する負担が大きい等の問題がある。そこで、前後進クラッチ５１は「入」「切」の切り換えのみにして、Ｈｉ−Ｌｏクラッチ４７を昇圧制御するように構成すれば，高速ギヤ組４５と低速ギヤ組４６とが同方向へ回転しているので回転差が小さくなり、第２主変速装置４３のシンクロメッシュの同期時間が短縮されるとともに、クラッチに対する負担も軽減される。
【００２６】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、変速レバーに変速位置をアップ若しくはダウン指令するスイッチを設けた変速制御装置に於いて、前記変速レバーに車体の停止・発進スイッチを備えたことにより、該停止・発進スイッチの操作にて、車体の一時停止と再発進を行うことができ、オペレータの両手操作や足踏み操作が不要で操作性を著しく向上できる。
【００２８】
また、この発明は、走行中の現変速位置を記憶して、上記停止・発進スイッチの操作にて車体を再発進させる際には、記憶した元の変速位置に自動的に復帰させるので、上記効果に加えて、オペレータが手動にて変速位置を再設定する必要がなくなる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明は、上記停止・発進スイッチにて車体を停止させる際には、前後進切り変え装置を中立状態にさせるとともに、左右のブレーキ装置を作動させるため、停止中の車体が不慮走行する虞がなくなり、請求項１記載の発明の効果に加えて、車体停止時の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】トラクタの側面図。
【図２】運転席の一部切欠平面図。
【図３】変速レバーの斜視図。
【図４】変速制御系のブロック図。
【図５】動力伝達経路を示す線図。
【図６】変速装置の変速パターンを示す一覧図。
【図７】変速位置を表すインジケータの正面図。
【図８】油圧回路図。
【図９】変速制御の全体の手順を示すフローチャート。
【図１０】停止手段作動の手順を示すフローチャート。
【図１１】発進手段作動の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０ トラクタ
１８ 変速レバー
３０ コントローラ
３４ アップスイッチ
３５ ダウンスイッチ
３７ 停止・発進スイッチ
４２ 前後進切り換え装置
９１Ｌ，９１Ｒ ブレーキシリンダ

Claims (2)

1. 変速装置の変速位置を切り換えるための変速レバー（１８）に、現変速位置をアップ若しくはダウン指令する一対のスイッチ式変速操作部（３４）、（３５）を備え、この変速操作部（３４）、（３５）のスイッチ信号に応じてアクチュエータを駆動させて前記変速装置を切り換える作業車両の変速制御装置であって、前記変速レバー（１８）に車体の停止・発進スイッチ（３７）を備え、走行中の車体を該停止・発進スイッチ（３７）の操作にて停止させる手段（３０）と、停止中の車体を該停止・発進スイッチ（３７）の操作にて発進させる手段（３０）を設けた作業車両の変速制御装置に於いて、
   走行中の現変速位置を記憶する手段（３０）を備え、上記停止・発進スイッチ（３７）の操作で車体を停止した後に停止・発進スイッチ（３７）の操作で車体を発進させるときは、前記記憶した変速位置に復帰させる手段（３０）を備えた作業車両の変速制御装置。
2. 上記停止・発進スイッチ（３７）の操作にて車体を停止するときは、前後進切り換え装置（４２）を中立状態にさせるとともに、左右のブレーキ装置（９１Ｌ）、（９１Ｒ）を作動させる請求項１記載の作業車両の変速制御装置。

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