JP4899487B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、トロイダル変速機を備え、フロントローダー作業等の前後進走行を繰返す作業に適したトラクタに関するものである。

特許文献１に記載のように、前後進切換レバー、変速操作具を備えてトロイダル変速機により走行速度を所望の速度に変速するトロイダル変速機を備えたトラクタが知られている。
このトラクタは、前後進切換レバーの操作により前後進を選択し、アクセルペダル等の変速操作具の操作に基づいてトロイダル変速機を入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態から変速操作具の操作方向に増速させて走行し、また、変速モード選択レバーにより作業内容に応じた速度範囲内に限定して変速操作することができる。
特開２００３−７２４３０号公報

しかしながら、前後進を切換えてから発進する場合は、前後進切換レバーの切換え操作とそれに続く変速操作具の変速操作が煩雑であり、急発進や緩慢な発進が生じ易く、適切な増速度合いで機体を発進させることが難しかった。特に、フロントローダー作業等の前後進走行を繰返す作業に際しては、前後進切換レバーの切換え操作と変速操作具の変速操作とのタイミング調節および所定速度に維持する変速操作具の調節操作を繰り返すこととなり、操縦者の疲労が早くなるために作業能率が低下する問題があった。

本発明の目的は、機体発進の際の煩わしい変速操作を要することなく、前後進の繰り返し操作を容易に行うことができるトラクタを提供することにある。

請求項１の発明は、変速操作具（２８）の操作に基づいて、停止状態を含む前後進の機体走行速度を無段変速するトロイダル変速機（５）を任意に変速作動させられるように構成するとともに、前後進切換レバー（２６）の前進位置または後進位置への切換操作に基づいて、トロイダル変速機（５）を入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態から前後進切換レバー（２６）の切換操作方向に増速作動させるように構成し、前記前後進切換レバー（２６）の切換操作に基づくトロイダル変速機（５）の増速作動が前記変速操作具（５）の操作に基づくトロイダル変速機（５）の増速作動よりも緩やかに行われるように構成したものである。
上記構成のトラクタは、前後進切換レバーを停止位置から前進位置または後進位置に切換操作すると、トロイダル変速機の出力回転が、停止状態から、この前後進切換レバーの切換操作方向に徐々に増速作動し、変速操作具による増速度合より緩やかに機体が発進する。

請求項２の発明は、前記前後進切換レバー（２６）に、
１回押すと設定車速が所定量増加する増速スイッチと、１回押すと所定量低減する減速スイッチとを有する車速微調整スイッチを設けるように構成したものである。

請求項３の発明は、装着された作業機の種類を自動判別し、この判別結果に応じて定速モードの車速を自動選択する走行制御手段を有し、上記定車速モードでは車速設定器による設定可能な最大車速は、ローレジームの最大車速とするように構成したものである。

請求項４の発明は、走行制御手段が作業機が降下してデセラ制御領域に入った時点から設定バリエータ比をギヤードニュートラル以下とならない範囲内で減速方向に変更設定し、一定時間が経過したら元の設定値に戻す制御を行うように構成したものである。
上記デセラ制御とは、地面近くまで作業機が下降するとその下降速度を遅くするように制御する減速制御である。

請求項１の発明によると、前後進切換レバーの切換操作のみによって変速操作具による増速度合より緩やかに機体が発進するために、アクセルペダル等の調節操作を要することなく、急発進や過度に緩慢な発進を抑えながら、フロントローダー作業等の前後進走行を繰返す作業を行うことができ、操縦者の疲労の軽減および作業能率の向上を図ることができる。

請求項２の構成によると、作業中でも簡単に車速微調整が可能となる。

請求項３の構成により、作業機の種類を自動判別して車速を自動選択できる。また、ローレジウムデノミ動作するので、ロー・ハイ間のクラッチ切替がなく、クラッチの耐久性が向上すると共に、素早い車速変更が可能となり、乗車フィーリングが向上する。

請求項４の構成により、ロータリが設置した瞬間にダッシングするということがない。

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。

最初にトラクタＴの構成について説明する。
トラクタＴは、図１に示すように、ボンネット１１内部にエンジンＥを備え、このエンジンＥの回転動力をフロントミッションケース２ａとミッドミッションケース２ｂとリヤミッションケース２ｃとからなるミッションケース２内の各種伝動装置を介して走行装置となる後輪９Ｒ、または前後輪９Ｆ，９Ｒへ伝達して走行する構成となっている。

前記エンジンＥには、ガバナ機構Ｇ近傍にアクセル位置センサを設けている。トラクタＴの車体後部には、作業機昇降用油圧シリンダ１４を内装するシリンダケース１５を備え、同シリンダ１４のピストン伸縮操作によりケース両側の作業機昇降アームとなるリフトアーム３を上下回動し、三点リンク機構１６を介して対地作業機、ここではロータリ作業機Ｒを昇降する構成となっている。また前記リフトアーム３の基部には、作業機の高さを検出するセンサとしてリフトアーム角センサを設け、操縦席１７側方の作業機昇降レバー１８基部のレバー位置センサの検出角と前記リフトアーム３基部のリフトアーム角センサの検出角が一致するように、前記作業機昇降用油圧シリンダ１４を駆動する構成となっている。

前記三点リンク機構１６の左右一側のロアリンクとリフトアーム３は、作業機ローリング用油圧シリンダ１９を介して接続され、同シリンダ１９のピストンの伸縮操作により、作業機Ｒの左右一側を上下操作して作業機Ｒの左右ローリング姿勢を調整する構成となっている。また前記ローリング用油圧シリンダ１９の駆動量は、ワイヤーを介してミッションケース２上部のストロークセンサにて検出する構成となっている。

またトラクタＴの操縦席１７の前方には、前記前輪９Ｆを左右操舵するステアリングハンドル２５を設け、この下方に車両の前後進を切り替える前後進切換レバー２６、及びエンジンＥの回転数を調節するアクセルレバーを設けている。また前記アクセルレバーの回動基部には、摩擦材を有するレバー保持機構を設けると共に、ワイヤーを介して前記エンジンＥのガバナ機構Ｇに接続する構成となっている。これにより、エンジンＥのスロットル位置を同レバーの操作位置を変更し任意の位置で保持することができる。

前記ステアリングハンドル２５の下方には、左右ブレーキペダル７Ｌ，７Ｒ、そして車速変更用のアクセルペダル２８を設け、前記アクセルペダル２８の回動基部には、エンジン回転数を減速側へ戻すよう付勢したスプリングを設けると共に、前記アクセルレバーと同様に、ワイヤーを介して前記エンジンＥのガバナ機構Ｇへ接続する構成となっている。

これにより、前記アクセルレバーにより保持されたスロットル設定位置を下限として、アクセルペダル２８の踏込み時にだけエンジン回転数を上昇させ、踏込み解除時には、前記アクセルレバーで設定された元の位置に復帰する構成となっている。

尚、一般的に前記トラクタＴのような作業車両では、作業時には変速位置を低速側に設定し、アクセルレバーをエンジン高回転位置（フルスロットル位置）に設定して一定速で走行する一方、路上走行や圃場内移動時では、変速位置を高速側に設定し、アクセルレバーを低回転位置（アイドリング位置近傍）に設定し、アクセルペダル２８を踏込んでエンジン回転数、即ち車速を調節する。

また、前記ステアリングハンドル２５の前方には、液晶モニタを有するメータパネル３１を設け、この裏面にメータパネル用コントローラを備え、同コントローラに入力された情報を液晶モニタや警報ブザーにて報知する構成となっている。

また、トラクタＴの操縦席１７の側方には、前記作業機Ｒの高さを調整する作業機昇降レバー１８と、後述する走行系変速装置５の変速比を無段調整する変速レバー６と、トラクタＴの状態が「牽引作業」か「ローダ作業」、或いは「路上走行」状態かを指定するモード切換スイッチ２０ａ、更に速度設定器２０ｂを備える構成となっている。また前記変速レバー６の基部には、同レバー６の操作位置を検出するポテンショメータ式の変速レバー位置センサを設け、前記コントローラＣでは同レバー６の操作に応じて走行系変速装置５の出力回転を変更する構成となっている。前記操縦席１７の下方には、同トラクタＴの制御部Ｃとなる機能別の各種コントローラや、作業機ローリング制御に利用する傾斜センサを備える構成となっている。

次に、図２に基づいてトラクタＴの動力伝達経路について説明する。
前記エンジンＥの回転動力は、ＰＴＯ系動力として、ＰＴＯクラッチ４０及びＰＴＯ変速装置４１を介して車体後部のＰＴＯ軸４２へ伝達すると共に、走行系動力として、減速ギヤ組３５を介して変速装置５（トロイダル型無段変速部５ａ、遊星ギヤ式差動機構部５ｂ、高低切換クラッチ機構部５ｃ）と後輪デフ機構３６Ｒを介して左右後輪９Ｒ，９Ｒへ伝達すると共に、前記変速装置５にて出力された回転を前輪駆動軸３７と前輪デフ機構３６Ｆを介して左右前輪９Ｆへ伝達する構成となっている。
尚、図２中の符号３８はトラクタＴの旋回時に前輪を増速駆動させる所謂前輪増速装置を示し、等速クラッチ３８ａと増速クラッチ３８ｂとを備える構成となっている。

（変速装置）
前記走行系変速装置５について詳細に説明すると、前記トロイダル型無段変速部５ａは、図３に示すように、走行系入力軸となるバリエータ入力軸４５と、同軸４５と一体回転する２つの入力側ディスク４６ａ，４６ａと、伝動下手側の遊星ギヤ式差動機構部５ｂへ動力を伝える前記バリエータ入力軸４５の外側に設けた筒状のバリエータ出力軸４７と、同軸４７と一体の出力側ディスク４６ｂとを夫々同一軸芯線上に備えると共に、前記入力側ディスク４６ａ，４６ａと出力側ディスク４６ｂとの間に、シリンダピストンの先端部に支持した回転ローラを複数挟持する構成（バリエータ機構）としている。そして、前記複数の回転ローラ及びシリンダピストン（以下、パワーローラ１，１…）を油圧操作で位置を変更することにより同ローラの傾倒角が変更され、前記入力側ディスク４６ａ，４６ａから出力側ディスク４６ｂへ伝わる動力伝達比が変更されてバリエータ出力軸４７の回転を変速する構成となっている。

また前記遊星ギヤ式差動機構部５ｂは、前記バリエータ出力軸４７と、伝動下手側の低速クラッチ２３Ｌへ動力を伝達する低速ギヤ５１と、高速クラッチ２３Ｈへ動力を伝達する高速ギヤ５２を備え、前記バリエータ出力軸４７後端部の出力用サンギヤ４７ａから前記高速ギヤ５２及び低速ギヤ５１を夫々常時噛み合わせる大ギヤ５４ｂ及び小ギヤ５４ａを有する３つのプラネタリギヤ５４，５４，５４を駆動する構成となっている。

また前記３つのプラネタリギヤ５４，５４，５４は、共通のキャリア５５に支持され、前記出力用サンギヤ４７ａの周りを公転する構成となっている。また前記バリエータ入力軸４５の後部に前記キャリア５５を一体回転するように設け、該キャリア５５と後側の入力側ディスク４６ａとを一体回転するように設ける。

これにより、前記パワーローラ１，１…のローラ傾倒角を変更し、バリエータ入力軸４５の回転とバリエータ出力軸４７の回転に差を付けることにより、プラネタリギヤ５４の回転が変速され、同ギヤ５４に備える大小各ギヤ５４ｂ，５４ａから伝達される回転が変速される。

また前記高低切換クラッチ機構部５ｃは，前記高速ギヤ５２の回転を下手側へ伝達させるために入切操作する高速クラッチ２３Ｈと、前記低速ギヤ５１の回転を、第一カウンター軸５６、第ニカウンター軸５７を介して伝達させるために入切操作する低速クラッチ２３Ｌを備え、両クラッチ２３Ｌ，２３Ｈを夫々の比例圧力制御弁２３ｖの送油圧調整操作によって接続圧調整する構成となっている。

これにより、前記プラネタリギヤ５４の高速ギヤ５４ｂ若しくは低速ギヤ５４ａの回転の一方を選択して、後輪デフ機構３６Ｒへの伝動軸５８を駆動する構成となっている。

以上のように構成した走行系変速装置５では、前記エンジンＥの回転をトロイダル型無段変速部５ａへ伝達し、バリエータ出力軸４７とバリエータ入力軸４５の回転を遊星ギヤ式差動機構部５ｂにて合成する。そしてこの際、前記低速クラッチ２３Ｌを入とした状態で、前記パワーローラ１の傾倒角を変更すると、出力回転を低速域内で正転から逆転に亘って無段階で変速、即ちトラクタＴを作業に適した低速域で前進と後進に亘って無段変速する構成となっている。また前記高速クラッチ２３Ｈを入とした状態で、前記パワーローラ１の傾倒角を変更すると、出力回転を正転に保ったまま高速域、即ちトラクタＴを路上走行に適した高速域で無段変速する構成となっている。

また、前記低速クラッチ２３Ｌを入とした状態において、前記エンジンＥから前記バリエータ入力軸４５へ駆動回転が入力されていても、前記パワーローラ１，１…の傾倒角を変更することにより、前記低速ギヤ５１の出力回転を停止させて、機体の走行を停止維持させることができる。この状態をギヤードニュートラルと称する。尚、前記高速クラッチ２３Ｈが入となっている状態では、前記パワーローラ１，１…の傾倒角を変更しても、ギヤードニュートラルには至らない。

次に前記ＰＴＯ系動力について詳細に説明する。
前記エンジンＥの出力回転は、エンジン出力軸１２からフロントミッションケース２ａ前部に位置するＰＴＯ伝動ギヤ６３へ伝達され、同ギヤ６３と一体のＰＴＯ伝動軸６４にて車体後方へ伝達される。また前記ＰＴＯ伝動ギヤ６３には、回転方向を一方向に規制するワンウェイクラッチ６６を備える構成となっている。これにより、例えば前記エンジンＥ停止時のエンジン出力軸１２の振戻しやＰＴＯ軸４２からの付き回りにより、同ギヤ６３及びこれと常時噛み合うギヤ及び同ギヤと一体の軸の逆転を防止することができ、ひいては前記入出力側ディスク４６ａ，４６ｂ間に挟持された前記ローラを安定して保持することができる。

また前記ＰＴＯ伝動軸６４の後部には、傘歯車状のポンプ駆動ギヤ６７を設け、同ギヤ６７を駆動することでミッドミッションケース２ｂ上面に備えた第三ポンプＰ３を駆動する構成となっている。またＰＴＯ伝動軸６４上には、側面視、前記高低切換クラッチ機構部５ｃと後輪デフ機構３６Ｒ間にＰＴＯクラッチ４０を設け、同クラッチ４０にて入切操作された回転をＰＴＯ正逆切換装置６９にて正転、逆転に切り替えて、伝動下手側のＰＴＯ変速装置４１へ伝達する構成となっている。またこのＰＴＯ変速装置４１は、低、中、高の三段変速可能なコンスタントメッシュギヤ式変速機構であり、前記操縦席１７近傍のＰＴＯ変速レバーのシフト操作によりギヤを切り替える構成となっている。

（変速機油圧系）
次に図４と図５に基づいてトラクタＴの油圧構成について説明する。
前記トラクタＴのフロントミッションケース２ａは、内部に中壁７１を形成し、前方の区画に前記ＰＴＯ伝動ギヤ６３、ワンウェイクラッチ６６とトロイダル型無段変速部５ａを内装すると共に、後方の区画に前記遊星ギヤ式差動機構部５ｂと高低切換クラッチ機構部５ｃと、前記ポンプ駆動ギヤ６７及びＰＴＯクラッチ４０等を内装する構成となっている。また前記前方の区画には、前記各パワーローラ１のシリンダ室へ送り込む特殊作動油を充填すると共に、後方の区画には、トラクタＴの他のアクチュエータ、例えば昇降用油圧シリンダ１４やローリング用油圧シリンダ１９用の標準作動油を充填する構成となっている。

また前記トラクタＴには、第一の油圧ポンプＰ１にて前記標準作動油を、パワーステアリング用油圧シリンダを駆動するパワステ回路Ｌ１へ送り込み、また第二油圧ポンプＰ２から、同じく標準作動油を作業系回路Ｌ２と走行系油路Ｌ３へ送り込む構成となっている。

前記作業系油路Ｌ２は、回路上手側に分流弁７４を設け、同分流弁７４から前記ローリング用油圧シリンダ１９へ通じるローリング用油路Ｌ２ａと、作業機昇降用油圧シリンダ１４へ通じる作業機昇降用油路Ｌ２ｂとへ圧油を送る構成となっている。

また前記走行系油路Ｌ３は、回路上手側から順に、前記等速クラッチ３８ａ及び増速クラッチ３８ｂを有する前輪駆動用油路、兼ＰＴＯクラッチ４０へ圧油を送るＰＴＯクラッチ用油路Ｌ３ａ、前記高低切換クラッチ機構部５ｃへ圧油を送る高低切換用油路Ｌ３ｂを並列分岐し、回路末端をトラクタＴの左右後輪９Ｒを夫々独立して制動させるブレーキ用油路Ｌ３ｃを構成している。

また専用の油圧ポンプＰ３により、前記特殊作動油をフロントミッションケース２ａの前方の区画から吸い上げ、回路下手側にて二手に分岐し、パワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂそれぞれに比例流量制御弁６２，６２及び逆止弁と絞りから成るダンパ機構７５を介してパワーローラ１のシリンダピストン室に接続する構成となっている。また前記二本のパワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂは、夫々の比例流量制御弁６２とダンパ機構７５との間の油路同士を、逆止弁を備えたシャトル弁７６にて接続し、同シャトル弁７６にて高圧側の回路から圧油の一部を取り出し、同圧油を回路下手側に備えたリリーフバルブ７７の開度を開放するパイロット圧として利用する構成としている。

また前記パワーローラ操作用油路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂには、前記パワーローラ１，１…のシリンダ室へ接続する油路と並列して、前記同様、高圧側の回路から圧油の一部を取り出す第二のシャトル弁７９を備え、同弁７９から取り出された圧油をリリーフバルブ８０で一定圧に保った状態で前記入出力側ディスク４６ａ，４６ｂを軸方向において互いに接近する方向へ押す所謂エンドロード圧に利用する構成となっている。これにより、比例流量制御弁６２にて作動油を送りパワーローラ１，１…を駆動する際、これに連動して入出力側ディスク４６ａ，４６ｂの押圧力を適度に増加するので、過剰なローラの滑りを防止して円滑に変速することができる。

また、別の構成例を図６に示すように、エンジン出力軸１２の軸線上にトロイダル型無段変速部５ａおよび遊星ギヤ式差動機構部５ｂを構成し、カウンター配置の後輪デフ機構３６Ｒへの伝動軸５８に高低切換クラッチ機構部５ｃを構成することもできる。

（制御構成）
制御装置は、その制御構成図を図７に示すように、制御部Ｃの入力側に、前後進切換レバー２６のレバー位置を検出するＦ、Ｒのリニヤシフトセンサ２６ｆ、２６ｒ、変速位置信号を入力する変速レバー６用センサ、左右ブレーキペダル７Ｌ，７Ｒ用センサ、エンジン回転センサ１２ｓ、バリエータ入力部４６ａ用回転センサ、バリエータ出力ディスク４６ｂ回転センサ、パワーローラ駆動シリンダの圧力センサ６２ｓ、ハイ・ロークラッチの圧力センサ２３ｓ、アクセルペダル２８用センサ、後輪９Ｒの回転を検出する車速センサ８２等の信号を入力するほか、走行と作業のモードを切換える走行モード切換スイッチ２０ａ（４）、作業速度選択用の速度選択スイッチ２０ｂ（２１）、増速度合いを選択する加速パターン選択スイッチ２０ｄの信号を入力し、また、出力側に、モニタの表示装置３１、パワーローラ１の傾倒角を調節する比例流量制御弁ソレノイド６２、Ｈｉ−Ｌｏクラッチの制御弁ソレノイド２３ｖ等を接続して駆動制御する。

上記構成の制御部Ｃにより、機体の走行を停止する際は、低速系レジームにより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（上述のように、バリエータ入力軸４５への入力回転に拘らずに低速ギヤ５１の出力回転を停止維持する角度）にバリエータ５ａのパワーローラ１を傾動制御する。このように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、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。

路上走行の際は、アクセルペダル２８の踏込み位置と対応してパワーローラ１の傾倒角により規定されるトロイダル型バリエータ５ａの回転比と、その回転出力レジームをＨｉＬｏクラッチ２３Ｈ，２３Ｌの切換えにより、アクセルペダル２８の踏込み操作と対応してトラクタの走行車速を変更する。

（シャトル作業制御）
作業走行においては、シャトル作業のために、前後進切換レバー２６の切換操作に基づいて、トロイダル変速機５を停止速から切換操作の方向に所定の加速パターンで徐々に変速作動させて機体を発進増速させ、設定速度で定速走行できるようにしたローダー作業制御を制御部Ｃに構成する。

具体的には、図８（ａ）の加速パターン線図に示すように、停止速から設定車速に至る加速パターンを前後進について「クイック」「標準」「マイルド」等の複数パターンを設定し、図８（ｂ）の操作パネル構成図に示す加速パターン選択スイッチ２０ｄでいずれかのパターンを選択し、設定速度は速度選択スイッチ２０ｂで調整する。上記制御は、走行モード切換スイッチ２０ａの「作業」、作業選択スイッチ２０ｃの「ローダー（シャトル）」を選択することにより適用され、前後進切換レバー２６の切換操作のみで機体が発進増速され、設定車速により定速走行することができる。

その詳細な制御処理は、図９のフローチャートに示す処理手順により行う。
すなわち、走行モード切換スイッチ２０ａの「作業」と対応してロー側のクラッチを入れることによりローレジームモードとし、作業選択スイッチ２０ｃの「ローダー（シャトル）」が選択されれば、加速パターン選択スイッチ２０ｄと対応して加速パターン選択処理（Ｓ１）をし、選択したパターンに応じて制御ループ時間毎の圧力上昇率を設定（Ｓ２）し、速度選択スイッチ２０ｂによる車速設定読込み処理（Ｓ３）によって車速設定処理（Ｓ４）をし、設定車速になるまで前記設定上昇率による増加率で増速方向へ圧力増加処理（Ｓ５，Ｓ６）を行う。

上述のように、ローダー作業モードの場合は、前後進の設定車速を選択し更に加速パターンを選択することにより、設定車速までに到達する時間すなわち加速時間が設定され、選択されたモードに応じて単位時間あたりのバリエータ比の変更割合を設定してパワーローラの進退駆動圧力６２ｓが制御されることから、前後進のレバー切換操作のみでその切換方向に選択された増速度合いで機体が発進増速され、選択による所定速度が維持されるので、アクセルペダル等の増速のための調節操作を要することなく、オペレータの意に沿った変速度合いと車速とによるフロントローダー作業等の前後進繰返し走行作業を簡易に実施することができる。

また、別の制御例として、設定車速に達するまでの加速時間を任意に設定可能に構成することによっても上記ローダー作業に適用することができる。
具体的には、図１０（ａ）の加速時間の設定特性図に示すように、緩加速の「マイルド」から急加速の「クイック」までの加速時間の調節範囲を１００％とし、その５０％位置を「標準」として加速設定するように、図１０（ｂ）の操作パネル構成図に示す加速度合いダイヤル２０ｅを設ける。

制御部Ｃによるローダー作業制御は、ローダー作業モードを選択すると前後進の設定車速が選択され、更に加速パターンボリウムを設定することにより、設定車速までに到達する時間すなわち加速時間が設定される。設定されたモードに応じて単位時間あたりのバリエータ比の変更割合を設定してパワーローラの進退駆動圧力６２ｓを制御する。

詳細な制御処理は、図１１のフローチャートに示すように、作業選択スイッチ２０ｃの「ローダー（シャトル）」が選択されれば、速度選択スイッチ２０ｂの選択と対応する車速設定読込み処理（Ｓ１１）および加速度合いダイヤル２０ｅによる加速設定読込処理（Ｓ１２）をし、単位時間当たりの加速度（車速／加速時間）を計算処理（Ｓ１３）することによって車速測定処理（Ｓ１４）をし、設定車速になるまで前記加速度による増加率で増速方向へ圧力増加処理（Ｓ１５，Ｓ１６）を行う。

（急発進防止制御）
次に、急発進を防止するための走行制御について説明する。
アクセルペダルの踏込み量に応じたトルクを発生するトルク制御モードは、作業者のアクセルペダルワークによってトルクを決定するので急激な発進はないが、定バリエータ比または定車速を維持するレシオ制御は、たとえば車速の設定値と現在値との差に応じてトルクを決定するので、停止状態からでは急激な発進となり、ショックがあって乗り心地が良くないという問題があった。

このような問題を解決するために、前後進切換レバー２６を中立（Ｎ）から前進（Ｆ）または後退（Ｒ）に操作した際に、車両を加速するための単位時間あたりのリアクショントルクの増加率すなわちバリエータ５ａの出力トルクの増加率（増加量の制限値）をトルク制御モードとレシオ制御モードで変更するように構成する。

トルク制御の場合は、図１２の加速制限特性図に示すように、単位時間あたりのリアクショントルク増加量制限を例えばメカ的耐久性などから定まる値（破線の特性線）にしておく。レシオ制御の場合は、中立（Ｎ）から前進（Ｆ）、または中立（Ｎ）から後退（Ｒ）にした時の制限値を運転者がショックを感じない程度の小さな値（実線の特性線）にしておき、車速またはバリエータ比が目標値になった後より大きな値にして応答性を高めるように制御する。

詳細な制御処理は、図１３のフローチャートに示すように、前後進切換レバー２６を中立（Ｎ）から前進（Ｆ）または後退（Ｒ）に操作した際に、作業選択スイッチ２０ｃの「定レシオ作業」が選択されていれば、前後進切換レバー２６が中立（Ｎ）に戻されるまでの間について、速度選択スイッチ２０ｂの選択と対応する車速設定読込み処理（Ｓ２１）とそれに続く車速読込処理（Ｓ２２）をし、車速偏差ΔＶを計算処理（Ｓ２３）し、このΔＶから１回当たりのトルク変更量Ｔｒをテーブルから読出処理（Ｓ２４）し、現在リアクショントルクに変更量を追加処理（Ｓ２５）し、このリアクショントルクをバリエータ圧力に換算して出力処理（Ｓ２６）を行う。

このように、前後進切換レバー２６が停止速位置から前進位置または後進位置に操作されることにより、トロイダル変速機５の出力回転が、この前後進切換レバー２６の切換操作方向に徐々に増速作動し、変速操作具による増速度合より緩やかに機体が発進する。
したがって、アクセルペダル等の調節操作を要することなく、急発進や過度に緩慢な発進を抑えながら、フロントローダー作業等の前後進を繰返す作業を行うことができ、操縦者の疲労の軽減および作業能率の向上を図ることができる。

（プラウ作業制御）
次に、プラウ作業モードの制御について説明する。
定車速制御は負荷にかかわらず車速を一定に保つようにバリエータ比を制御するが、プラウ作業では特に負荷が大きくなりやすいので、定車速のままでは過負荷になりやすいという問題があった。この問題を解決するために、プラウ作業モードにおいて、定車速制御中にエンジン回転数が第１の所定回転数より低下した場合は、エンジン回転数が第２の所定回転数になるまで車速を低下させるように構成する。

具体的には、エンジン回転が２５００ｒｐｍ（第１の所定回転数）で作業を開始し、５ｋｍ／ｈでプラウ作業をしていたとき、図１４のエンジン回転の変化例に示すように、エンジン回転が２２００ｒｐｍ以下になると車速を例えば毎秒１ｋｍ／ｈの割合で減速し、設定車速を変更し、エンジン回転が２２００ｒｐｍ（第２の所定回転数）を超えるまで減速を続ける。この車速で作業を継続し、エンジン回転がさらに上昇すれば車速を徐々に増加し、設定車速まで増速していく。

この場合の制御処理は、定速モードにおいて、図１５のフローチャートに示すように、エンジン回転を読込み、エンジン回転が第１の所定回転数である２５００ｒｐｍ以上でない場合はエンジン回転上昇の指示（Ｓ３１、Ｓ３２，Ｓ３２ａ）をする。
２５００ｒｐｍ以上で作業中の場合（Ｓ３３）は作業終了までの間について、車速設定の読込みをし（Ｓ３４）、設定変更フラグＦによる設定車速計算（Ｓ３４ａ〜Ｓ３４ｃ）と車速測定（Ｓ３５）によって設定通りにバリエータ圧力を増減制御処理（Ｓ３５ａ，Ｓ３５ｂ）する。そのエンジン回転（Ｓ３６）が第２の所定回転数である２２００ｒｐｍ以下の時に−０．１ｋｍ／ｈの車速設定値減処理および対応のフラグ処理（Ｓ３６ａ〜Ｓ３６ｄ）を繰り返す。

このように制御することにより、トロイダル変速機５は無段変速のため、従来の有段ミッショントラクタのように、負荷が大きくなって１段減速する時のようなショックもなく最適な減速ができるので作業効率も向上する。

（旋回連動制御）
次に、作業モード時の旋回連動制御について説明する。
旋回連動制御の場合、例えば旋回ブレーキ動作や作業機昇降動作等の機器動作を機体の旋回操作と連動制御している場合は、最高車速をその作動車速範囲内に車速制御する。上記旋回連動制御のオン・オフ状態は、図１６の制御構成図に示す電子油圧コントローラＣ２から通信で走行コントローラＣ１に送られ、図１７の設定車速範囲（ａ）および最高設定車速の変化（ｂ）に示すように、走行コントローラＣ１は一定車速モードにおける車速設定の最高車速をこの信号により変更する。

例えば、一定車速モードで作業している場合、設定速範囲は０〜１０ｋｍ／ｈ程度であるが、図１８のフローチャートに示すように、旋回連動制御では安全上５〜７ｋｍ／ｈ程度以下しか作動しないようになっている（Ｓ４１〜Ｓ４６）。したがって、旋回連動制御を作動させたい作業の場合は、自動的に作動範囲内の最高設定車速になるので、作業性、操作性を向上することができる。

（定車速モード制御）
次に、定車速モードの車速設定について説明する。
定車速モードでは、複数の作業速度を選択可能にするとともに、装着された作業機の種類を自動判別し、この判別結果に応じた車速を上記複数の作業速度の中から自動選択して車速設定を行う。

装着された作業機の種類識別用のショートコネクタを装備しておくことにより、図１９（ａ）の制御系統図に示すように、作業機Ｒの識別情報が作業制御コントローラＣ３に入力されて判別される。識別情報がない作業機は、図２０のフローチャートに示すように、手動で選択（Ｓ５２ａ，Ｓ５２ｂ）する。判別された作業機種類は通信により走行制御コントローラＣ１に送られ、その種類により作業モードにおけるその作業機での走行速度を図１９（ｂ）に示すメモリから読み出して設定（Ｓ５１，Ｓ５３，Ｓ５４）する。設定車速は不揮発メモリに任意の値を設定できる。

また、定車速モードにおいては、車速設定器による設定可能な最大車速は、図２１の最高車速図に示すように、ローレジームの最大車速とする。
詳細には、図２２のフローチャートに示すように、定車速モードの場合においては、ローレジームモードに設定（Ｓ５１）し、エンジン回転から計算される設定最大車速と設定車速の低い方（Ｓ５２〜Ｓ５４，Ｓ５４ａ，Ｓ５４ｂ）により定車速制御（Ｓ５６）を行う。
車速は車速設定器（ボリウム）で設定し、その最大値は、所定のエンジン回転（例えば、２６００ｒｐｍ）における最大車速であり、設定値は「定速モード」の表示と共に表示器で表示（Ｓ５５）する。エンジン回転が低下すると、実際に走行できる最大車速は低下する。

上記制御により、ローレジームでのみ動作するので、ローレジームとハイレジームを切換える必要のある車速範囲の定車速制御の場合は頻繁にロー・ハイ間のクラッチ切換えが発生し、耐久性、切換え時間による乗車感覚が悪くなるという問題を解決することができ、素早い車速変更が可能となり、また、乗車フィーリングが向上する。

（ロータリ作業）
次に、ロータリ作業におけるダッシング防止について説明する。
ロータリ作業においては、変速比が固定式のギヤ変速である従来型のトラクタは、４輪駆動であればロータリが接地した瞬間のダッシングは少ないが、トロイダル変速機５は基本的に負荷によってバリエータが動いて変速比が変化するので、ロータリが接地した瞬間にダッシングするという問題がある（特開２００２−３２０４０２号公報）。

上記問題を解決するために、ロータリ作業モードの定レシオ制御において、図２３のバリエータ比変化図に示すように、作業機が降下してデセラ制御領域に入った時点から設定バリエータ比をギヤードニュートラル以下とならない範囲内で減速方向に変更設定し、一定時間が経過したら元の設定値に戻す制御を構成する。
設定バリエータ比は、ユーザーが設定したエンジン定格回転数における車速（たとえば２ｋｍ／ｈ）から計算して決める（２．２ｋｍ／ｈでは−０．９１）。

詳細には、図２４のフローチャートに示すように、作業機が降下してデセラ制御領域になれば、ロータリが接地して徐々に作業機から押し力が増加してくるので、設定バリエータ比をだんだん小さく（Ｓ６１〜Ｓ６３）していく（最終的には、たとえば−０．９９程度に設定する）。車速が遅くなる方向だからダッシングの力に対抗できる。所定時間１〜２秒経過したら徐々に元に戻す（Ｓ６４〜Ｓ６６）制御処理を行う。

（車速調整制御）
次に、車速の微調整について説明する。
車速は、図２５の車速特性図に示すように、通常、ダイヤル等で車速設定するが、作業中に速度を微妙に調整したいとき、例えば、０．１ｋｍ／ｈ程度の刻みで調整するのは操作性が悪いという問題（特開２００４−５８９４７号公報）があった。

この問題を解決するために、図２６のフローチャートに示すように、一定速作業モードにおいて、車速設定器による設定車速（Ｓ７１〜Ｓ７５）に対し、所定の小さい刻みで設定車速を増減（Ｓ７６ａ，Ｓ７６ｂ，Ｓ７７ａ，Ｓ７７ｂ）できる車速微調整操作器を設ける。すなわち、レバーに設けたスイッチを車速微調整スイッチとして使用し、「増」を１回押すと設定車速が＋０．１ｋｍ／ｈ増加され、「減」を押すと−０．１ｋｍ／ｈ低減される。例えば現在のＩＱシフトレバーの増減速スイッチのような操作器で、１回押したら０．１ｋｍ／ｈ単位で車速が変更でき、作業中でも簡単に車速微調整が可能となり、操作性、作業性を向上することができる。

（バリエータ制御）
次に、バリエータの制御について説明する。
バリエータのパワーローラの傾斜角を検出することによって変速比を算出し、速度調節するとともにパワーローラのスリップ等による異常対応が可能となる（特開平９―１１２６８３号公報、特開２００３−４２２７８号公報）が、１２０度配置の３つのパワーローラのいずれか１つの異常に対応することができないという問題があった。

この問題を解決するために、図２７のフローチャートに示すように、３つのパワーローラ１，１，１の傾きの平均値（Ｓ８１，Ｓ８２）をとり、その平均値とそれぞれのパワーローラ１，１，１の傾きを比較し（Ｓ８３ａ〜Ｓ８３ｃ）、一定値以上離れていたらパワーローラ異常として本機の運転を停止（Ｓ８４）する制御処理を構成する。
このようにして、３つのパワーローラ１，１，１のうちの２つが正常に動作していて残り１つが正しく動作せずにうまくバリエータレシオが変化しない状況を検出することができる。

また、ギヤードニュートラル制御については、本機キーオンによってギヤードニュートラルに持って行く際に、エンジン回転数に応じ出力ディスクの回転数をどのくらいにしたらギヤードニュートラルになるかをデータテーブルを作り、図２８のフローチャートに示すように、現在のエンジン回転数より最適な出力ディスク回転数になるようソレノイドバルブに出力を行う制御（Ｓ９１〜Ｓ９３）を構成する。
このようにして、エンジン回転数に応じた出力ディスクの回転数にもっていくことでギヤードニュートラルを容易に出すことができ、素早くギヤードニュートラルを出すことができる。

また、ギヤードニュートラル制御として特開２０００−２３４６７０号公報、特開２００２−２１３５９１号公報等の構成例が知られているが、別の構成例として、パワーローラ１，１…の傾きを検出し、本機キーオンによってギヤードニュートラルに持って行く際に、エンジン回転数に応じパワーローラ１，１…の傾き角度をどのくらいにしたらギヤードニュートラルになるかをデータテーブルを作り、図２９のフローチャートに示すように、現在のエンジン回転数より最適なところにパワーローラ１，１…を位置づけるようソレノイドバルブに出力を行う制御（Ｓ９１〜Ｓ９３ａ）を構成する。
このようにして、エンジン回転数に応じた出力ディスクの回転数にもっていくことでギヤードニュートラルを容易に出すことができ、素早くギヤードニュートラルを出すことができる。

さらに別の制御として、リングギアを有する遊星機構の外環（リングギア）にピックアップセンサを付けてその回転数を検出し、図３０のフローチャートに示すように、本機キーオンによってギヤードニュートラルに持って行く際に、リングギアの回転数を０ｒｐｍにするようにバリエータレシオを変化させる（Ｓ１０１，Ｓ１０２ａ，Ｓ１０２ｂ）ように制御する。
上記制御により、ギヤードニュートラルにするためには、リングギアの回転数を０ｒｐｍにする必要があるためダイレクトにリングギアの回転数を検出することでギヤードニュートラルに入ったかどうかの検出が可能になる。

農用トラクタの側面図である。 変速伝動装置の伝動系統展開図である。 変速伝動装置の軸線展開断面図である。 機器の油圧制御回路図である。 変速伝動装置の油圧制御回路図である。 別構成の変速伝動装置の軸線展開断面図である。 制御装置の入出力構成図である。 変速線図（ａ）およびスイッチパネル構成図（ｂ）である。 ローダー作業のフローチャートである。 設定特性図（ａ）およびスイッチパネル構成図（ｂ）である。 ローダー作業制御のフローチャートである。 レシオ制御の変速特性図である。 定レシオ制御のフローチャートである。 エンジン回転の変化例である。 プラウ作業のフローチャートである。 旋回連動制御の制御構成図である。 設定車速範囲（ａ）および最高設定車速の変化（ｂ）である。 旋回連動制御のフローチャートである。 定車速モードの制御系統図（ａ）および設定車速（ｂ）である。 定車速モードのフローチャートである。 ローレジームの限界車速図である。 ローレジームによるフローチャートである。 デセラ制御によるバリエータ比変化図である。 デセラ制御のフローチャートである。 車速の設定特性図である。 車速調整制御のフローチャートである。 バリエータ制御のフローチャートである。 ギヤードニュートラル制御のフローチャートである。 別のギヤードニュートラル制御のフローチャートである。 更に別のギヤードニュートラル制御のフローチャートである。

１ パワーローラ
５ トロイダル変速機（走行系変速装置）
５ａ トロイダル型無段変速部（バリエータ）
５ｂ 遊星ギヤ式差動機構部
５ｃ 高低切換クラッチ機構部
６ 変速レバー
９Ｆ 前輪
９Ｒ 後輪
２０ａ 走行モード切換スイッチ
２０ｂ 速度選択スイッチ（速度設定器）
２０ｃ 作業選択スイッチ
２０ｄ 加速パターン選択スイッチ
２０ｅ 加速度合いダイヤル
２６ 前後進切換レバー
２８ アクセルペダル（変速操作具）
Ｃ 制御部
Ｅ エンジン
Ｔ トラクタ
Ｓ１，Ｓ２ 進退駆動圧力

Claims (4)

1. 変速操作具（２８）の操作に基づいて、停止状態を含む前後進の機体走行速度を無段変速するトロイダル変速機（５）を任意に変速作動させられるように構成するとともに、前後進切換レバー（２６）の前進位置または後進位置への切換操作に基づいて、トロイダル変速機（５）を入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態から前後進切換レバー（２６）の切換操作方向に増速作動させるように構成し、上記前後進切換レバー（２６）の切換操作に基づくトロイダル変速機（５）の増速作動が上記変速操作具（２８）の操作に基づくトロイダル変速機（５）の増速作動よりも緩やかに行われるように構成したことを特徴とするトラクタ。
2. 前記前後進切換レバー（２６）に、
   １回押すと設定車速が所定量増加する増速スイッチと、１回押すと所定量低減する減速スイッチとを有する車速微調整スイッチを設けることを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. 装着された作業機の種類を自動判別し、この判別結果に応じて定速モードの車速を自動選択する走行制御手段を有し、上記定車速モードでは車速設定器による設定可能な最大車速は、ローレジームの最大車速とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のトラクタ。
4. 前記走行制御手段が作業機が降下してデセラ制御領域に入った時点から設定バリエータ比をギヤードニュートラル以下とならない範囲内で減速方向に変更設定し、一定時間が経過したら元の設定値に戻す制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のトラクタ。

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