JP5141515B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、走行性に優れた作業車両に関する。

農業用、建築用、運搬用等の作業車両は、左右の走行車軸と、この走行車軸の駆動力を変速する変速装置を備えており、この種の変速装置としては、エンジン動力の入り切りを行う主クラッチとエンジン動力を変速する主変速装置と副変速装置と静油式無段変速装置（ＨＳＴ）を含む動力伝達機構を設け、前記ＨＳＴのトラニオン軸をモータにより駆動させる走行車両が知られている。
特開２００５−３４３１８７号公報

前記特許文献１の構成では、トラニオン軸の回動が、その最大回動角度の所定割合を超えた状態で低速側油圧クラッチから高速側油圧クラッチにクラッチ切換が行われると、エンジン回転数のドロップが起きてしまい、その後、エンジン回転数の復帰に時間がかかるためスムーズな加速感が得られないことがある。
そこで、本発明の課題は前記ＨＳＴのトラニオン軸の回動角度変更時にクラッチ切換が行われても、エンジン回転数のドロップが起きないようにして加速をスムーズに行うことができる走行車両を提供することである。

本発明の課題は、次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、エンジン（３）と、該エンジン（３）の動力を入力し、出力する油圧を調整するための斜板の傾斜角度を変更するトラニオン軸（３０）を有し、該トラニオン軸（３０）の回動角度に応じた油圧に基づく出力回転数を出力する静油圧式変速装置（７）と、該静油圧式変速装置（７）からの出力回転数を低速側油圧クラッチ（５２）と高速側油圧クラッチ（５１）及び複数のギヤ噛合式変速機構により変速する変速装置と、前記低速側油圧クラッチ（５２）と高速側油圧クラッチ（５１）をそれぞれ切り換える低速側切換スイッチ（６２ｂ）と高速側切換スイッチ（６２ａ）と、トラニオン軸（３０）を回動させるためのトラニオン軸駆動モータ（６６）と、踏み込み量に対応して静油圧式変速装置（７）のトラニオン軸（３０）の回動角度をトラニオン軸駆動モータ（６６）を介して調整すると共にエンジン（３）の回転数を変更するＨＳＴペダル（９）と、前記低速側油圧クラッチ（５２）から高速側油圧クラッチ（５１）に切り換える時には、ＨＳＴペダル（９）の踏み込み位置に対応するトラニオン軸（３０）の回動角度を変更して、該回動角度が最大回動角度の所定割合を超えるときには所定の短い時間の間はトラニオン軸（３０）を減速側に前記所定割合まで戻すように駆動出力制御を行うトラニオン軸回動角度変更手段（６６）を有する制御装置（１００）を備えた作業車両である。

請求項１記載の発明によれば、トラニオン軸（３０）の回動角度（トラニオン開度ということがある）が所定割合（例えば７０％）を超えるときは、所定の時間の間（例えば、１，２秒間）はトラニオン軸（３０）を減速側に前記所定割合まで戻すことでエンジン回転数の復帰に時間がかかるのを防ぐことができる。こうしてエンジン回転数のドロップする度合いが小さくなり、低速側油圧クラッチ（５２）から高速側油圧クラッチ（５１）への切り換えをスムーズに行い、車両を迅速に加速することができる。

本発明の実施の形態について以下図面と共に説明する。
車両の一例として多目的作業車（以下作業車）の左側面図を図１（ａ）に示し、図１（ｂ）に運転台部分の要部斜視図を示す。また、図２は本実施例の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図、図３は図２の動力伝動系統図の部分拡大図を示し、図４には副変速レバーの操作部の斜視図を示し、図５はＨＳＴ制御ブロック図であり、図６は静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。

乗用四輪駆動の走行形態を有する作業車両の車体は、ステアリングハンドル１で前輪２を操舵しながら運転するか、前後輪２、６を操舵して運転する。機体の後部にディーゼルエンジン３を搭載し、このディーゼルエンジン３の前側にミッションケース１４等を一体的に連結し、このミッションケース１４の最後部にリヤアクスルハウジング（図示せず）を設けて、左右両側部に後輪６を軸装する。また、ＨＳＴペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。

また、車体の前部には昇降リンク装置１０を介して図示しない芝刈り機又は清掃機等の作業機を牽引する。さらに車体前方には操縦室５が設けられ、該操縦室５内の運転席１１の近傍には、副変速レバー１２（図４）、作業機の高さを変更するポジションレバー等の各種レバーと、図５に示す作業モード設定ボタン（負荷一定モード設定用）８０、動作モード設定ボタン（静油圧式無段変速装置のトラニオン軸３０（図２、図３）の回転の応答性の遅速選択用）８１及びクルーズコントロール入切スイッチ８２（図５）、ＨＳＴペダル９とＨＳＴペダル９の位置を検出するＨＳＴペダルポジションセンサ８３等の各種スイッチ類が設けられている。車速センサ７４（図５）はミッションケース１４に取り付けられており、車速が検出可能な軸の回転数をピックアップする構成としている。

さらに、図１（ｂ）の運転台部分の要部斜視図に示すようにステアリングハンドル１の側面に設けた前後進レバー８８で機体の進行方向を決定し、ステアリングハンドル１の下方に設けたＨＳＴペダル９を踏むことで、図８に示すようにエンジン回転数が上昇すると共に、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７のトラニオン軸３０が回動する。具体的には、ＨＳＴペダル９の踏み込みの最初の１／４のストロークまでの間にエンジン回転数が略定格回転数まで上昇し、残りの３／４のストロークでトラニオン軸３０が回動する。つまり前記３／４のストロークのＨＳＴペダル９の踏み込みの範囲でゼロ速から最高速まで変速する。また、後述する車速一定にする制御を解除するブレーキペダル８等のペダル類を設ける構成になっている。また、ステアリングハンドル１の下方に設けたクラッチペダル８９は、ミッションケース１４内のクラッチ（図示せず）を入り切りするものである。なお、図８に示すエンジン回転数とＨＳＴペダル９の踏み込み量（速度）との関係については後で詳細に説明する。

前記副変速レバー１２（図４参照）はレバーガイド６４に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置がリンク機構を介して「高速」、「中立」、「低速」の何れかに手動で切り換わるように構成されている。
また、ＨＳＴペダル９の踏み込み量に応じて図２に示す静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の出力軸２７の回転数が変速される。

ミッションケース１４は、前ケース１５、繋ぎケース１６、中間ケース１７（図２）及び後ケース１８（図３）の４つの中空ケースを連結した構成であり、後ケース１８に軸支した入力軸１９（図３）にエンジン３の動力が入力され、この入力軸１９の回転がインプットケース２０内の増速ギヤ２１、２２で第一中継軸２３へ伝動し、更に第一中継軸２３上のギヤ２４から増速ギヤ２５で増速され、該ギヤ２５に静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃをスプライン係合している。

上記インプットケース２０は、ディーゼルエンジン３の出力回転を増速して高速走行を可能にするために設けてあり、従来の作業車両のミッションケースを利用して、その内部に取り付けている。このように、インプットケース２０で増速する構成としているので、高速走行時にエンジン回転数を上昇させて対応する必要がなくなり、これにより従来の伝動装置より騒音低減、燃費向上が図れる。
また、ＨＳＴペダル９に連動しているトラニオン軸３０を介して、可変容量油圧ポンプ７ａの斜板により定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７の回転数が変速される。

一方、ＰＴＯ駆動軸２６は、ＨＳＴ７の可変容量油圧ポンプ７ａの内部で前記油圧入力軸７ｃと直結しているので、一定回転数、すなわちＨＳＴ可変容量油圧ポンプ７ａの油圧入力軸７ｃと同じ回転数で回転する。

ＰＴＯ駆動軸２６はギヤ２９を備えた駆動軸２８と直結しており、該ギヤ２９に噛合するギヤ３１の動力はＰＴＯ後カウンタ軸３２上のカウンタギヤ３３に伝達され、次いでＰＴＯクラッチ３４を介してＰＴＯ前カウンタ軸３５に伝達され、該ＰＴＯ前カウンタ軸３５は前ケース１５を貫通し、ＰＴＯ前カウンタ軸３５と一体化された図示しないＰＴＯカウンタ軸とＰＴＯカウンタギヤに伝動し、該カウンタギヤから図示しないＰＴＯ出力軸上のＰＴＯ入切ギヤに動力が出力される。

また、ＨＳＴ７の走行出力軸２７の駆動力は、ギア噛合式の主変速装置を構成する伝動軸４０のギヤ４０ａからギヤ４０ｂ及びギヤ４０ｃを順次経由して、主変速軸４１上の大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ伝達可能な構成である。さらに主変速軸４１上の中ギヤ４３の隣接位置には副変速高速用小ギヤ４４ａと副変速低速用大ギヤ４４ｂが設けられ、さらに主変速軸４１上の副変速低速用ギヤ４４ｂの隣接位置には前輪駆動ギヤ３７が設けられている。

主変速軸４１に並行して設けられたクラッチ軸４５上には、前記大ギヤ４２と中ギヤ４３にそれぞれ常時噛合している変速クラッチギヤ４６とギヤ４７が設けられ、該ギヤ４６とギヤ４７の間のクラッチ軸４５上に油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２が設けられており、さらにクラッチ軸４５の出力側には差動装置５３が連結しており、該差動装置５３から前輪出力軸（図示せず）に動力が伝達され、前輪２が駆動する。

図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０により、それぞれ高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２を接続させるには図４に示す副変速レバー１２の頂部に設けた主変速スイッチ６２ａと６２ｂをそれぞれ押すことで行われる。

また、主変速スイッチ６２ａ（「＋」符号側）と主変速スイッチ６２ｂ（「−」符号側）がそれぞれ押されると図５に示す高速用油圧クラッチソレノイド４９と低速用油圧クラッチソレノイド５０がそれぞれ作動して油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２がそれぞれ接続される。

なお、図４に示すようにレバーガイド６４内の高速側又は低速側に副変速レバー１２が操作されると、それぞれ高速側の副変速レバーセンサ６５Ｈと低速側の副変速レバーセンサ６５Ｌとが副変速レバー１２のシフト位置を検知することができる。

エンジン３が始動するときには、前後進レバー８８または副変速レバー１２のいずれか一方、または両方を中立位置にする。中立位置以外では始動（スタータが回転）しない。なお、前後進レバー８８の前進側と後進側の切り換えは前後進切換スイッチ７３で検出する。

前進走行時（１速と２速）には、まず前後進レバー８８を前進側にする。ついで、１速（作業速低速）と２速（作業速高速）を選択することができる。１速は、特に除雪機を付けての除雪作業に使用する。しかし、その他の作業でも使用することができる。また２速で除雪作業を行うこともある。２速は特に芝刈り機を付けての芝刈り作業に適しているが、その他の作業でも使用でき、また１速で芝刈り作業を行うこともある。また、路上清掃機（回転ブラシ）を装着しての作業も１速又は２速で行うこともある。
副変速レバー１２を低速側にすると、副変速ギヤ４８ｂがギヤ４４ｂに噛み合って動力伝達の準備ができる。

１速の場合は、スイッチ６２ｂを入りにして、主変速の油圧クラッチ５２を接続させ、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備ができる。２速の場合は、スイッチ６２ａを入りにして主変速の油圧クラッチ５１を接続させ、ギヤ４２からギヤ４６への駆動力の伝達準備ができる。このスイッチ６２ｂ，６２ａは副変速レバー１２が中立であっても機能するので、先にスイッチ６２ｂ又は６２ａを入り状態にしておいて、後で副変速レバー１２を低速又は高速に操作することもある。

また、ＨＳＴペダル９を踏むことで走行を開始する。ＨＳＴペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸３０をモータ６６で回動させる。
トラニオン軸３０が回動することで、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定容量油圧モータ７ｂの出力軸２７から出力され、得られた動力は出力軸２７、伝動軸４０、ギヤ４０ａ、ギヤ４０ｂ、ギヤ４０ｃおよび主変速軸４１へと伝達されていく。

主変速軸４１の動力は、油圧クラッチ５２が接続していると１速が出力され、ギヤ４３、ギヤ４７、油圧クラッチ５２、軸４５に順次動力が伝達されていく。油圧クラッチ５１が接続される２速の場合はギヤ４２、ギヤ４６、油圧クラッチ５１、軸４５に順に動力伝達されていく。
軸４５の動力は、ギヤ４８ｂ、ギヤ４４ｂ、ギヤ３７、ギヤ５６へと順に伝達される。そして、差動装置５３を通過して左右の前輪２が回転する。

また、ＨＳＴ７の可変油圧ポンプ７ａのＰＴＯ駆動軸２６は、ＨＳＴペダル９の踏み込みの有無にかかわらず、エンジン３が回転することで常時回転する（エンジン回転数に対応する）。ＰＴＯ駆動軸２６の動力はギヤ２９、ギヤ３１、ギヤ３３、軸３２と伝達される。軸３２までは常時回転している。

ＰＴＯ油圧クラッチ３４を接続すると、軸３２の動力は軸３５に伝達されて作業機を駆動する。一方、四輪駆動を選択する場合は、四輪駆動レバー（図示せず）を操作して、ギヤ６０をギヤ５８に噛み合わせる。すると、前記ギヤ５６の動力がギヤ５７、ギヤ５８、ギヤ６０、軸６１と伝達され、さらに差動装置５３を通過して後輪６を駆動する。

前記副変速レバー１２による変速はギヤスライド式であるため、走行しながらの変速はできない。ただし、ギヤスライド式であってもシンクロが構成されていると走行しながらの変速も可能である。
前記主変速装置の出力は油圧クラッチ５２，５１による接続で行われるため、走行しながらの変速が可能である。そこで、作業走行中において、スイッチ６２ｂ，６２ａを交互に入り切りすると、１速（作業低速）と２速（作業高速）の切換えができる。

また、後進走行時には、前後進レバー８８を後進側に操作してＨＳＴペダル９を踏むことで後進走行を開始する。このときの後進速度はＨＳＴペダル９の踏み込み量により調整される。すなわち、ＨＳＴペダル９の踏み込み量（ポジションセンサ８３で検出）に対応して油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の可変油圧ポンプ７ａのトラニオン軸３０を前進とは逆方向に回動し、エンジン３の回転動力は油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）７の定量油圧モータ７ｂの出力軸２７から前進時とは逆回転で出力される。

ブレーキペダル８のみを踏むと、前輪２と後輪６のディスクブレーキ（図示せず）が作動し、さらにトラニオン軸３０が中立になる。ブレーキペダル８とＨＳＴペダル９の両方を踏むと、ブレーキペダル８の機能が作動し、ＣＰＵ１００はＨＳＴペダル９からの信号を無視する。

路上走行時においては基本的に前進走行時（３速と４速）を選択し、次のような走行制御が行われる。
すなわち３速（低速走行）と４速（高速走行）は、いずれも路上走行時の低速と高速であり、基本的には作業機を用いる作業はしないが、条件によっては３速で作業機を用いる作業を行う場合もある。副変速レバー１２を高速側にすると、副変速装置のギヤ４８ａがギヤ４４ａに噛み合って動力伝達の準備ができる。

３速の場合はスイッチ６２ｂを入りにすると、主変速装置の油圧クラッチ５２が接続して、ギヤ４３からギヤ４７への動力伝達の準備がなされる。４速の場合はスイッチ６２ａを入りにする。すると、主変速装置の油圧クラッチ５１が接続して、ギヤ４２からギヤ４６への動力伝達の準備がなされる。

本実施例はＨＳＴペダル９の踏み込み量に応じてＨＳＴ７のトラニオン軸３０の回動量が変化する構成である。これは図５のＨＳＴ制御ブロック図に示すように、ＨＳＴペダル９の踏み込み量に対応してＨＳＴペダルポジションセンサ８３の検出値が変化し、該変化量に応じてパルス的に正転切換リレーＲ１（踏み込み時）又は逆転切換リレーＲ２（戻し時）が作動し、モータ駆動回路を経由してモータ６６によりトラニオン軸３０の回動角を調整する方式である。また、ＨＳＴペダル９を踏み込むと、逆転切換リレーＲ２が作動し、ＨＳＴペダル９を戻すと、正転切換リレーＲ１が作動する。

このとき、副変速レバー１２の操作を検出する副変速レバーセンサ６５が低速（Ｌ）側位置にあるときには副変速レバー１２が高速（Ｈ）側位置にある時に比べて、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の接続に要する時間を長くする。

また、副変速レバー１２が低速側選択時又は高速側選択時のいずれであっても、車速センサ７４により検出した車速が一定以下であれば、高速側切換スイッチ６２ａと低速側切換スイッチ６２ｂのいずれが押されても、油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間を最も短くする構成とする。この場合、前記油圧クラッチ５１，５２の接続に要する時間は、少なくとも副変速レバー１２が高速側にある時と略同じ時間とするか、または副変速レバー１２が高速側にある時よりも早くする。

こうして、高速側油圧クラッチ５１又は低速側油圧クラッチ５２の切り換えがショックなくスムーズに行え、また、登り坂でシフトダウンするときに短期間で切り換えができるので、その切換時に機体の後退を最小限に抑えることができる。

なお、作業車両の前後進の切換は、図１（ｂ）に示す前後進レバー８８の操作によりＨＳＴ７のトラニオン軸３０の回転方向を切り換えて行う。また図示しないＰＴＯ出力軸には路上清掃機を付けて路上清掃を行ったり、雪掻き機を付けて除雪を行うなどの作業を行うことができる。

また、足元のＨＳＴペダル９の操作に対応してＨＳＴトラニオン軸３０をモータ６６で駆動するが、図６に示す可変容量型油圧ポンプ７ａと定容量型油圧モータ７ｂからなるＨＳＴ油圧閉回路７ｄの内の油圧モータ７ｂの両側の油路内の圧力を第１ＨＳＴ圧力センサ７６ａと第２ＨＳＴ圧力センサ７６ｂによりそれぞれ検出し、各検出圧力が一定値以上になるとトラニオン軸３０を減速側に動かし、エンストを防止する構成とする。

これは、ＨＳＴ油圧閉回路７ｄ内に一定油圧以上の過大な負荷が掛かるとエンジン３がエンストすることがあり、特に傾斜地では油圧クラッチ５１，５２からなる油圧クラッチ構成の場合にエンジンブレーキが効かず傾斜地に沿って車両が降下するおそれがある。そこで本実施例では上記油圧モータ７ｂの両側の油圧閉回路７ｄ内の油圧が一定値以上になるとトラニオン軸３０を減速側に動かしエンストを防止して、傾斜地での車両の降下を回避することができる。
本実施例に示す多目的作業車は進行方向に対してエンジン３が後方、トランスミッションケース１４が前方になるように配置され、且つ後輪６に加えて前輪２も操舵できる構成である。

また本実施例作業車両は次のような制御を行うこともできる。
従来はＨＳＴトラニオン軸３０の回動角度を一定位置に保持した状態で油圧クラッチ５１と油圧クラッチ５２の切り替えをしていたため、低速側油圧クラッチ５２から高速側油圧クラッチ５１に切り替える際、ＨＳＴ馬力が急激に増大する。そのため、エンジン回転が低下し、シフトアップしているにもかかわらず、実際に車速がダウンし、その後加速していくため、オペレータは違和感を感じる問題点があった。

そこで、前記３速を選択する低速側油圧クラッチ５２から４速を選択する高速側油圧クラッチ５１への変速操作が行われた際には、そのときの車速（Ａ）を記憶させ、低速側油圧クラッチ５２を切りにして、前記記憶している車速（Ａ）と同等の車速になるようにＨＳＴトラニオン軸３０の回動角度を制御した後に、高速側油圧クラッチ５１を接続させ、その後ＨＳＴトラニオン軸３０の回動角度をＨＳＴペダル９の制御位置まで滑らかに油圧を変化させることを特徴とする。

図７のフローチャートに上記油圧クラッチの油圧変化の制御フロー図を示す。
図７のフローチャートに示すように、油圧クラッチ５１，５２間の切り替え時の油圧クラッチの油圧変化の制御を行うことで、変速操作に伴う車両の速度変化がスムーズに行える。また、ＨＳＴ７の急激な負荷変動を防止することにより、エンジンの回転低下、最悪の場合はエンストを防止することができる。

低速側油圧クラッチ５２の接続状態（Ｈ１）から高速側油圧クラッチ５１の接続状態（Ｈ２）への切り替え時の油圧クラッチの昇圧制御を徐々に行い高速側油圧クラッチ５１の接続を行う（前記記憶した車速（Ａ）に対応するトラニオン軸３０の位置を維持する油圧出力の７０％の出力から徐々に昇圧する）ことで、減速比の異なるギヤミッションを油圧クラッチ５１，５２の間での急激な切り替えを避けて、車体慣性等の負荷により切り替えの際のＨＳＴ馬力の急激な増大を防ぎ、変速時におけるＨＳＴ７の負荷変動を軽減させることにより、スムーズな変速が行える。

ＨＳＴペダル９の踏み込み速度とトラニオン軸３０の回動速度の間には図８に示す関係がある。このとき、ＨＳＴペダル９の操作位置をポジションセンサ８３により検出し、ＨＳＴトラニオン軸３０の回動角度をＨＳＴトラニオン軸駆動用モータ６６（図５）で制御する。すなわち、ＨＳＴペダル９の踏み込み速度に比例してＨＳＴトラニオン軸３０の回動角度を制御する前記モータ６６の回転速度を図８に示すように変化させる構成とする。

従来は、ＨＳＴペダル９の踏み込み速度に関係なく、該ペダル９を踏み込むとＨＳＴペダルポジションセンサ８３がトラニオン軸駆動用モータ６６を一定の速度でトラニオン軸３０の回動角度を大きくしていた。すなわち従来はＨＳＴペダル９の踏み込みの早さ、遅さとは無関係にトラニオン軸３０の回動角度を大きくしており、前記モータ６６の回転速度が一定であるため、オペレータの意識と、実際の機体の動きとの間にギャップが生じ、変速操作フィーリングが実車速とずれていた。
しかし、図８に示すようにＨＳＴペダル９の踏み込み速度とエンジン回転数の関係を維持させることでオペレータの操作と機体の動きのギャップを小さくできる。

既に述べたようにＰＴＯを駆動しての前進走行時（１速と２速）には、ＨＳＴペダル９を操作して除雪作業などでの１速（作業速低速）の接続状態（Ｌ１）と芝刈り作業などでの２速（作業速高速）の接続状態（Ｌ２）を選択することができる。

前記１速（Ｌ１）は副変速低で油圧クラッチ低側、２速（Ｌ２）は副変速低で油圧クラッチ高側、３速（Ｈ１）は副変速高で油圧クラッチ低側、４速（Ｈ２）は副変速高で油圧クラッチ高側であり、副変速の高低切り換えはメカニカルな変速機構により行う。また油圧クラッチの高低切り換えはスイッチ６２ａ，６２ｂにより行う。なお、１速（Ｌ１）と２速（Ｌ２）は作業速であり、３速（Ｈ１）も作業速として使用する。また４速（Ｈ２）はかなりの高速であるので作業速としては使用しないで路上走行速として使用する。

もし、ＰＴＯが作動中の時に、前記４速（Ｈ２）の状態で走行すると思わぬ不具合が生じるおそれがある。そこで、ＰＴＯが作動中であること、車体にＰＴＯが接続状態にされていることをＰＴＯレバー位置センサ６７で検出するとコントローラ１００が前記路上走行時の高速状態（Ｈ２）を設定できなくすれば安全性、操作性の向上が図れる。

また、図９（ａ）に示す車体重量と重量センサ８４の電圧の関係から作業車両が走行地を走行中には作業車両の車体重量に対応して電圧（Ｖｓ）に応じたトラニオン軸３０の規制角度（αｔ）を次式（１）から求め、図９（ｂ）に示すように、前記規制角度をエンジン回転数に応じて変化させる。
αｔ（％）＝１００−６Ｖｓ （１）
たとえば、車体重量が３０００ｋｇのときにはセンサ８４からの電圧値は５ｖであるので、αｔ（％）は７０％となる。
αｔ（％）＝１００−６×５＝７０％
また、車体重量が２０００ｋｇのときにはセンサ８４からの電圧値は０ｖであるので、αｔ（％）は（１００−６×０＝）１００％となる。

また、図９（ｂ）のトラニオン軸３０の規制角度とエンジン回転数の関係は、車体重量に応じて予め決めておき、実線ラインは重量３０００ｋｇのときの関係を示し、エンジン回転数が上昇するときと下降するときでは別々のラインとなり、エンジン回転数が上昇するとき、１４００ｒｐｍから１８００ｒｐｍまではトラニオン軸３０の規制角度は７０％であり、最大回動角度の７０％までしかトラニオン軸３０は動かない。また、２２００ｒｐｍ時には１００％となるようにする。エンジン回転数下降時には、２０００ｒｐｍまでは１００％で、１６００ｒｐｍで７０％となるようにする。

車体重量が２０００ｋｇのときには、トラニオン軸３０の規制角度は１００％、つまり規制無しとする。点線ラインは車体重量が２３３３ｋｇのときのトラニオン軸３０の規制角度とエンジン回転数の関係を示している。

これは、走行中にＨＳＴペダル９を踏んで加速しようとした時に、傾斜地などではエンジンの回転数が低下してエンストとなることがあるので、それを防ぐためにトラニオン軸３０の規制角度を設けて、エンジンの回転数に応じた規制をするが、機体の重量に応じて、規制角度を変更すれば操作性、安全性、燃費が従来より向上する。

機体が重ければ、例えば３０００ｋｇであれば規制角度を７０％とする。機体が軽ければ、例えば２０００ｋｇであれば規制角度を１００％(規制なし）とすれば、機体重量による走行負荷の違いによりトラニオン軸３０の規制角度が変わる。

また作業車両の車体重量に代えて傾斜地を走行中の車両の傾斜角度に対応して電圧（Ｖｓ）に応じてトラニオン軸３０の規制角度（αｔ）を上記式（１）から求め、図９（ｂ）に示すように、前記規制角度をエンジン回転数に応じて変化させる構成にしてもよい。この場合は、図示しないが、例えば走行中の車両の傾斜角度が１５度であればセンサ電圧を５ｖとし、走行中の車両の傾斜角度が−１５度であればセンサ電圧を０ｖとして、その間の傾斜角度（−１５度〜１５度までの間の傾斜角度）に対してセンサ電圧を図９（ａ）のように直線的に変化させる構成として、各センサ電圧に対して式（１）からトラニオン規制角度（αｔ）を求め、各トラニオン規制角度（αｔ）とエンジン回転数との関係が図９（ｂ）と同じように求まる。

副変速レバー１２で路上走行中などに副変速レバー１２に設けた２速ボタンを押し、低速側油圧クラッチ５２から高速側油圧クラッチ５１に切り換えてシフトアップする場合（Ｈ１速→Ｈ２速）、副変速レバー１２が低速位置のときには１速から２速になる。副変速レバー１２が高速位置のときには３速から４速になる。

上記油圧クラッチ５１，５２の切り換えを行う際にオペレータがＨＳＴペダル９を踏み込んでいて、トラニオン軸３０の回動角度（トラニオンの開度ということがある）が最大の回動角度に対して所定の回動角度（例えば７０％）以上の時はトラニオン軸３０を減速側に戻さない状態で低速側油圧クラッチ５２から高速側油圧クラッチ５１にクラッチ切換が行われると、エンジン回転数のドロップが起きてしまい、その後、エンジン回転数の復帰に時間がかかるためスムーズな加速感が得られないことがある。

しかし本実施例では、図１０に示す制御により、前記エンジン回転数の復帰に時間がかかるのを防ぐために、トラニオン軸３０の回動角度が、例えば最大の回動角度の７０％を超えるときは、所定の時間の間、例えば、１，２秒間はトラニオン軸３０を減速側に前記角度を７０％に戻すことでエンジン回転数のドロップする度合いが小さくなる。これにより、低速側油圧クラッチ５２から高速側油圧クラッチ５１への切り換えをスムーズに行い、車両を迅速に加速することができる。

次に、車両の走行中に急な負荷が作用してエンジン回転数がドロップする場合に対応できるトラニオン軸３０の回動角度の制御について説明する。
前記図１０に示す制御を行っていても、走行路面や作業等の条件により急激な負荷が作用してエンジンドロップすることがある。ここで説明するトラニオン軸３０の回動角度の制御はこのような場合にも対応でき、さらに、低速側油圧クラッチ５２から高速側油圧クラッチ５１に切り換える場合の外にもエンジンドロップに対する対応ができる。

ここからは図１１（ａ）にその制御フローチャートを示し、図１１（ｂ）にその制御時のトラニオン軸３０の規制（回動）角度（トラニオン開度）とエンジン回転数との関係を示す。以下、図１１（ｂ）のグラフを中心に前記制御の説明をする。なお、図１１ではトラニオン軸３０の規制回動角度は最大回動角度に対する割合（％）で表す。

まず、ＨＳＴペダル９を踏み込んでいくことで、エンジン回転数が上昇し、同時にトラニオン軸の開度も大きくなり、エンジン回転数がＰ点を経由して１８００ｒｐｍまではラインＬ１で上昇し、１８００ｒｐｍから２２００ｒｐｍまではラインＬ２に沿って上昇し、ＨＳＴペダル９を最大に踏み込むこんでいるときはＲ点に達する。また、ＨＳＴペダル９の踏み込みを止めて元に戻すことで、ラインＬ２及びラインＬ１に沿ってエンジン回転数が下がる。

ＨＳＴペダル９を最大に踏み込んだときのエンジン回転数とトラニオン開度であるＲ点を含みラインＬ２上でＨＳＴペダル９を踏んでいるにもかかわらず、負荷が作用するとエンジン回転数は下がるが、このときのエンジン回転数はラインＬ３に従って低下してトラニオン開度を現在値に維持するようにしている。これは、現在の走行速度を維持したいとともに、負荷が抜けて直ぐに回復する可能性があるから、そのときに備えるためである。

しかしながら、ラインＬ４までエンジン回転数が下がると、ラインＬ４に沿って、即ち、Ｐ点に向かってトラニオン開度とエンジン回転数を下げていく規制をかける。

エンジン負荷が作用してエンジン回転数が下がっているにもかかわらず、ラインＬ４より上側のトラニオン開度を維持しようとするとエンストする可能性がある。そこで、トラニオン開度に規制をかける。即ち、ＨＳＴペダル９を踏んでいてエンジン回転数が下がっているにもかかわらず、トラニオン開度に規制をかけない場合にはエンストしてエンジン停止になる可能性がある。

例えば、Ｑ点位置でエンジン負荷が作用するとラインＬ３を通りＱ１点に向かってトラニオン開度を維持しながらエンジン回転数を小さくする。前述のごとく、ここでトラニオン開度を維持するのは現在の速度を維持したいことと、負荷が直ぐに抜けて回復する可能性があるからである。

その後、Ｑ１点からラインＬ４に沿ってＰ点へ向かってエンジン回転数とトラニオン開度が低下していく。ラインＬ４を通らずにトラニオン開度を維持すると、エンストの可能性がある。Ｐ点へ向かう途中において、Ｓ１点で負荷が抜けるとエンジン回転数はラインＬ４に沿って復帰する。このとき、トラニオン開度をラインＬ４に沿って元のルートに戻すと、次のような問題がある。

即ち、完全に負荷が抜けきれていない場合や、再び負荷が作用した場合、再びエンジン回転数が低下してしまい、このような現象を繰り返すことでハンチング現象が発生する。そこで、ラインＬ４上にあるＳ１点からラインＬ３を経由して同一トラニオン開度のＳ点へ達すようにする。即ち、エンジン回転数は復帰してもトラニオン開度は現在値を維持する。このＳ１点とＳ点の間のエンジン回転数の「差」が３００ｒｐｍである。即ち、エンジン回転数が３００ｒｐｍ上昇（「復帰」）するまでは、トラニオン開度を維持しておき、Ｓ点からラインＬ２に沿ってトラニオン開度を元のＱ点まで戻す。
この制御のフローチャートを図１１（ａ）に示す。

また、エンジン回転数が０ｒｐｍ（エンジンがかかってなく通電している状態）の時にＨＳＴペダル９を最大位置まで踏み込んだら、トラニオン軸３０の回動角度を一定角度以上大きくしないようにする前記トラニオン規制角度（％）の規制を行わずトラニオン軸３９を最大位置（規制角度＝１００％に対応する位置）まで駆動を行う図１２のフローチャートに示す制御を行う。

これは、ＨＳＴペダル９の踏み込み位置に正しく対応させるトラニオン軸３０の回動角度の調整を行う調整モードによりトラニオン軸３０の回動角度が最大位置になるように調整（これを「トラニオン最大位置の調整」ということがある）を終えた後に、確認のためにキーオンして、ＨＳＴペダル９を最大位置まで踏み込んでもトラニオン開度（トラニオン軸３０の回動角度）に規制がかかっていると、トラニオン最大位置の調整が正しく行われたのか確認できない。

図１２のフローチャートに示す構成により、このように不安を解消し、エンジン回転数が０ｒｐｍでも、ＨＳＴペダル９を最大位置まで踏み込んだときにトラニオン最大位置の調整が正しく行われたのかどうかを確認することができる。

走行車両の発電機が起動していること、またトラニオン軸３０が一定回動角度（例えば５度）以上回動しており、エンジン回転数が５００ｒｐｍ以上の信号入力がコントローラにあるにもかかわらず、走行出力軸２７が０ｒｐｍであるならば、定容量油圧モータ７ｂの外壁部に設けられるＨＳＴ出力軸センサ８６が異常であるとして、メータパネルなどを用いてその異常情報を確認できるようにした。これを図１３に示すフローチャートに示す。

従来は、高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２が１速もしくは２速に入っている状態で、なおかつ車速センサ７４の回転数が０ｒｐｍでないときにＨＳＴ出力軸２７の異常検出を行っていたため、副変速レバー１２がニュートラルの状態ではＨＳＴ出力軸２７の異常を検出することが出来なかった。
上記図１３のフローチャートに示す構成により、従来の診断機能の不十分さを解消して、副変速装置がニュートラルの状態でもＨＳＴ出力軸２７の異常を検出することができ、診断機能の性能が向上する。

副変速レバー１２の主変速（高・低切換）スイッチ６２ａ，６２ｂを操作して高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２を１速もしくは２速に入れる構成において図１４のフローチャートに示すように、前後進レバー（リニアレバー）８８をニュートラル位置にした場合に前記クラッチ（高速側油圧クラッチ５１と低速側油圧クラッチ５２）は切らずに接続したままの状態にしておくと、傾斜地で前後進レバー（リニアレバー）８８をニュートラル位置にした場合に前記クラッチ５１，５２が切れてないので、車両が傾斜地を転がり落ちるおそれがない。また、異常事態発生時など緊急にエンジン動力を切断したい時は手元にある副変速レバー１２の先端にあるクラッチ切断のための前記スイッチ６２ａ，６２ｂを操作することでクラッチを安全に切断することができる。

本発明の車両には車両が駐車中であることを、以下に示すような機構により検出するパーキングセンサが設けられているが、車両がパーキング状態でＨＳＴペダル９がニュートラル以外になった時には警報を発する構成にすると、パーキング中（パーキングブレーキ作動中）に車両が前後に動きだすことを未然に防止するので、安全性と車両寿命、特に制動装置の寿命が従来より向上する。また、パーキング中（パーキングブレーキ作動中）に前後進レバー８８が中立以外になると警報を出すようにしても同様の効果が得られるし、パーキング中（パーキングブレーキ作動中）に副変速が中立以外になると警報を出すと同様の効果が得られる。パーキングブレーキ作動中の検出は、パーキングブレーキレバーの動きをスイッチ等で検出する。

また、シート１１に運転者が着座しているか否かを検出するスイッチ９０を設け、シート１１に運転者が着座していないときにパーキングブレーキが作動していない場合、警報を出すようにすることで、誤動作等による車体の不用意な動きを防止できるようになる。また、キースイッチ９１が切りのときや差し込まれていない場合において、パーキングブレーキが作動していないときは警報を出だすことで、例えば、坂道等で自然に機体が動き出すのを防止できるようになる。

本発明は、油圧式無段変速装置を搭載した作業車両に利用可能である。

本発明の実施例の作業車両の左側面図である。 図１の作業車両のトランスミッション内の動力伝動系統図である。 図２の動力伝動系統図の部分拡大図である。 図１の作業車両の副変速レバーの操作部の斜視図である。 図１の作業車両のＨＳＴ制御ブロック図である。 図１の作業車両の静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の油圧閉回路図である。 図１の作業車両の低速側油圧クラッチと高速側油圧クラッチの切り換え時の油圧変化の制御フローチャートである。 図１の作業車両のＨＳＴペダルの踏み込み量とエンジン回転数の関係を示すグラフである。 図１の作業車両の車体重量と重量センサの電圧値の関係を示すグラフ（図９（ａ））とトラニオン軸規制角度とエンジン回転数の関係を示すグラフ（図９（ｂ）である。 図１の作業車両のトラニオン開度が７０％以上の時は一定時間、トラニオン軸を減速側に戻す制御のフローチャートである。 図１の作業車両のトラニオン開度を一定開度以上大きくしないように制御を掛けているときに３００ｒｐｍ以上のエンジン回転に復帰したら、トラニオン規制開度を大きくする制御のフローチャートである。 図１の作業車両のエンジン回転数が０ｒｐｍの時にトラニオン最大位置の調整を行う制御のフローチャートである。 図１の作業車両の副変速がニュートラル状態でもＨＳＴ軸の異常を検出できる制御のフローチャートである。 図１の作業車両の前後進レバーがニュートラル状態でも車両が傾斜面を滑り落ちないようにする制御のフローチャートである。

符号の説明

１ ステアリングハンドル ２ 前輪
３ ディーゼルエンジン ５ 操縦室
６ 後輪 ７ 静油圧式無段変速装置
７ａ 可変容量型油圧ポンプ
７ｂ 定容量型油圧モータ ７ｃ 油圧入力軸
７ｄ 油圧閉回路 ８ ブレーキペダル
９ ＨＳＴペダル １０ 昇降リンク
１１ 運転席 １２ 副変速レバー
１４ ミッションケース １５ 前ケース
１６ 繋ぎケース １７ 中間ケース
１８ 後ケース １９ 入力軸
２０ インプットケース
２１、２２、２４、２５ ギヤ
２３ 第一中継軸 ２６ ＰＴＯ駆動軸
２７ 出力軸 ２８ 駆動軸
２９、３１ ギヤ ３０ トラニオン軸
３２ ＰＴＯ後カウンタ軸
３３ カウンタギヤ ３４ ＰＴＯクラッチ
３５ ＰＴＯ前カウンタ軸 ３７ 前輪駆動ギヤ
４０ 伝動軸 ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ギヤ
４１ 主変速軸（クラッチ軸）
４２ 大ギヤ ４３ 中ギヤ
４４ａ 副変速高速用小ギヤ
４４ｂ 副変速低速用大ギヤ
４５ クラッチ軸
４６、４７ 変速クラッチギヤ
４８ａ 副変速高速用大ギヤ
４８ｂ 副変速低速用小ギヤ
４９ 高速用油圧クラッチソレノイド
５０ 低速用油圧クラッチソレノイド
５１ 高速側油圧クラッチ
５２ 低速側油圧クラッチ
５３ 差動装置 ５６ 後輪駆動ギヤ
５７ カウンタギヤ ５８ ギヤ
６０ 後輪出力ギヤ ６１ 後輪駆動軸
６２ａ，６２ｂ 主変速（高・低切換）スイッチ
６４ レバーガイド
６５Ｈ、６５Ｌ 副変速レバーセンサ
６６ モータ
６７ ＰＴＯレバー位置センサ
７３ 前後進切換スイッチ
７４ 車速センサ ７５ ＨＳＴ出力軸回転センサ
７６ａ 第１ＨＳＴ圧力センサ
７６ｂ 第２ＨＳＴ圧力センサ
８０ 作業モード設定ボタン
８１ 動作モード設定ボタン
８２ クルーズコントロール入切スイッチ
８３ ＨＳＴペダルポジションセンサ
８４ 重量センサ
８６ ＨＳＴ出力軸センサ
８８ 前後進レバー ８９ クラッチペダル
９０ シートスイッチ ９１ キースイッチ
１００ 制御装置
Ｒ１ 正転切換リレー Ｒ２ 逆転切換リレー

Claims (1)

1. エンジン（３）と、
   該エンジン（３）の動力を入力し、出力する油圧を調整するための斜板の傾斜角度を変更するトラニオン軸（３０）を有し、該トラニオン軸（３０）の回動角度に応じた油圧に基づく出力回転数を出力する静油圧式変速装置（７）と、
   該静油圧式変速装置（７）からの出力回転数を低速側油圧クラッチ（５２）と高速側油圧クラッチ（５１）及び複数のギヤ噛合式変速機構により変速する変速装置と、
   前記低速側油圧クラッチ（５２）と高速側油圧クラッチ（５１）をそれぞれ切り換える低速側切換スイッチ（６２ｂ）と高速側切換スイッチ（６２ａ）と、
   トラニオン軸（３０）を回動させるためのトラニオン軸駆動モータ（６６）と、
   踏み込み量に対応して静油圧式変速装置（７）のトラニオン軸（３０）の回動角度をトラニオン軸駆動モータ（６６）を介して調整すると共にエンジン（３）の回転数を変更するＨＳＴペダル（９）と、
   前記低速側油圧クラッチ（５２）から高速側油圧クラッチ（５１）に切り換える時には、ＨＳＴペダル（９）の踏み込み位置に対応するトラニオン軸（３０）の回動角度を変更して、該回動角度が最大回動角度の所定割合を超えるときには所定の短い時間の間はトラニオン軸（３０）を減速側に前記所定割合まで戻すように駆動出力制御を行うトラニオン軸回動角度変更手段（６６）を有する制御装置（１００）
   を備えたことを特徴とする作業車両。

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