JP7001540B2

JP7001540B2 - 作業車

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Publication number: JP7001540B2
Application number: JP2018096566A
Authority: JP
Inventors: 哲雄山口; 佳彦黒下; 人司東; 通太河野; 慎司大原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2038-05-18
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Description

本発明は、原動機の動力によって駆動される走行装置と、圃場に対する作業を行う作業装置と、原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、走行装置および作業装置の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、が備えられた作業車に関する。

例えば特許文献１に、原動機（エンジン〔４〕）の動力が走行装置（前輪〔２〕および後輪〔３〕）と、圃場に対する作業を行う作業装置（文献の連結装置〔７〕）と、原動機（エンジン〔４〕）の動力が変速装置（文献の変速装置〔５〕、主変速装置〔１６〕、高低変速装置〔１７〕）に入力され、当該動力が変速されて、走行装置（前輪〔２〕および後輪〔３〕）と、作業装置（文献の連結装置〔７〕）と、に伝達される作業車が開示されている。特許文献１の変速装置には主変速クラッチ等が設けられ、変速指示が実行されると、例えば主変速クラッチの昇圧動作の開始前に作動油充填時間が設定され、作動油充填時間の完了後に主変速クラッチの昇圧動作が実行される。この構成によって、変速が行われたときのショックが低減されている。

特開２０１６－１２５６０３号公報

特許文献１の構成であると、変速のショックが低減されるとともに原動機の回転数の変化を制御しやすくなるが、変速指示が多段に亘って連続的に実行されると、原動機の回転数の制御が困難になる場合もあり、原動機の回転速度が不足して原動機がストールしたり、原動機が過回転になったりする虞がある。特に変速段数が多段になりがちなトラクタ等であると、人為操作に基づく変速段数が大きくなりがちとなり、変速に伴う原動機の負荷が大きくなりがちとなる。

上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、人為操作に基づく変速段数の変化が多段になる場合であっても、変速制御のタイミングを適切に調整制御することによって、変速装置の増速に起因する原動機のストールを回避するとともに変速装置の減速に起因する原動機の過回転を回避し、変速するときのショックを軽減する作業車を提供することにある。

本発明の作業車は、
回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、が備えられ、
前記変速間隔は時間間隔で構成されていることを特徴とする。

本発明によると、人為操作による変速装置の変速操作が多段に亘る場合であっても、変速制御部は、変速装置に対して、多段に亘って変化した変速段数に到達するように、一度に変速指令を出力するのではなく、予め設定された段数ずつ複数回に分けて変速指令を実行する。このため、変速制御部が一度に変速指令を実行する構成と比較して、原動機に掛かる負荷や変速のショックを軽減できる。また、変速制御部は、当該複数回の変速指令を、設定された変速間隔ごとに出力する構成であるため、例えば変速装置の増速時に原動機の回転速度が落ち込んでも、変速指令前の回転速度に原動機の回転速度が回復するだけの時間を持たせることができる。この構成によって、人為操作に基づく変速段数の変化が多段になる場合であっても、変速制御のタイミングを適切に調整制御することによって、変速装置の増速に起因する原動機のストールを回避するとともに変速装置の減速に起因する原動機の過回転を回避し、変速するときのショックを軽減する作業車が実現される。

また、本構成であると、変速間隔が時間間隔であるため、変速指令前の回転速度に原動機の回転速度が回復するだけの時間を容易に確保できる。

本発明において、
前記時間間隔は、前記変速指令に基づく前記変速装置の変速の完了後、かつ、次の前記変速指令の出力前の間隔であると好適である。

変速のショックは、変速装置の変速中に発生する。本構成によると、変速装置の変速の完了後、即ち、原動機の回転速度が落ち込んだ後から、時間間隔の経過後に次の変速指令が出力される構成となっている。このため、原動機の回転速度が回復するための時間を確保し易くなり、次の変速指令に伴う変速に起因するショックの発生を軽減できる。

本発明の作業車は、
回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、が備えられ、
前記変速間隔は、前記走行機体の走行する距離に関する距離間隔で構成されていることを特徴とする。

本構成であっても、変速指令前の回転速度に原動機の回転速度が回復するだけの時間を容易に確保でき、変速装置の増速に起因する原動機のストールを回避するとともに変速装置の減速に起因する原動機の過回転を回避して、変速するときのショックを軽減できる。

本発明において、
前記変速間隔は時間間隔と、前記走行機体の走行する距離に関する距離間隔と、の何れでも構成可能であり、前記操作手段は、前記時間間隔または前記距離間隔を選択可能なように構成されていると好適である。

本構成であれば、作業者は、圃場の状況や好みに合わせて操作手段を操作するだけで、変速間隔を自由に調整できる。

本発明において、
前記操作手段は、前記変速間隔の値を変更することと、前記変速間隔と関連付けられて前記変速間隔の値を段数ごとに設定する設定段数を変更することと、の少なくとも何れかによって、前記変速間隔を調整可能なように構成されていると好適である。

変速間隔の値を変更することによって、作業者は変速間隔を具体的な数値で微調整できる。また、作業者が変速間隔の数値の調整に慣れていない場合でもあっても、本構成であれば、作業者が設定段数を変更することによって、変速間隔を直感的に変更できる。つまり、本構成であれば、作業者の操作の慣れ度合いに応じて操作手段の切換えが可能となる。

本発明の作業車は、
回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、
前記変速間隔を自動的に設定可能な変速間隔設定部と、が備えられていることを特徴とする。

操作手段による変速間隔の調整に加えて、変速間隔が自動的に設定可能な構成であると、作業者は自動的に設定された変速間隔に基づいて変速間隔を調整でき、作業者が変速間隔を調整するための判断基準を得られる。

本発明において、
前記原動機に掛かる負荷を検出可能な負荷検出手段と、
人為操作によって前記負荷の許容範囲を設定可能な許容負荷設定手段と、が備えられ、
前記変速制御部は、前記負荷が前記許容範囲を外れた場合に、前記変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行すると好適である。

原動機に負荷がかかっていない場合、変速制御部は変速装置の一回の変速を完了すると、変速間隔を待つことなく次の変速指令を出力することが望ましい。本構成であると、原動機の負荷が負荷検出手段によって検出可能な構成となっているため、変速制御部は、原動機に大きな負荷が掛かっている場合に限定して、変速間隔ごとに変速指令を出力できる。また、負荷の許容範囲が人為操作によって設定可能であるため、作業者が変速指令の緩急を調整し易くなる。

本発明において、
前記負荷は、前記原動機の負荷率と、前記走行機体に掛かる前記作業装置の牽引負荷と、の少なくとも何れかであると好適である。

原動機に掛かる負荷の度合いは、例えば原動機を出力制御するためのアクセルの開度と、原動機の回転速度と、に基づいて負荷率を算出することによって判定できる。また、例えば作業車が作業装置を牽引する牽引負荷を検出することによって、原動機に掛かる負荷の度合いを判定することも可能である。本構成であれば、これらの手法を用いたり組み合わせたりして、原動機に掛かる負荷を検出可能な負荷検出手段を実現できる。

本発明において、
前記負荷率と前記牽引負荷との何れかを、人為操作によって前記負荷として選択可能な負荷選択手段が備えられていると好適である。

本構成によって、作業者は圃場の状態等に対応して種々の負荷検出手段を選択可能となる。

トラクタの全体側面図である。トラクタの伝動系統図である。トラクタの制御ブロック図である。変速制御部の処理の流れを示すフローチャート図である。変速制御部が主変速装置を増速させる場合のロジックグラフを示すグラフ図である。変速制御部が主変速装置を減速させる場合のロジックグラフを示すグラフ図である。操作手段を示す説明図である。別実施形態による変速制御部の処理の流れを示すフローチャート図である。別実施形態による変速制御部のロジックグラフを示すグラフ図である。

〔本発明に係るトラクタの構成について〕
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本発明に係るトラクタが示されている。走行装置としての前輪１および後輪２によって走行機体としての車体３が支持され、車体３の前部に、回転駆動する原動機としてのエンジン４が搭載され、エンジン４の後方にトランスミッション５が搭載されている。車体３の後方に、圃場に対する作業を行う作業装置として、例えばロータリ耕耘装置６が、リンク機構７を介して昇降自在に装備されている。このトラクタは四輪駆動型であり、エンジン４の動力は、トランスミッション５に内装された変速機構を介して前輪１および後輪２に伝達される。更に、エンジン４の動力は、トランスミッション５から後方に突き出しているＰＴＯ軸８（本発明の駆動装置）を介してロータリ耕耘装置６にも伝達される。つまり、駆動装置としてのＰＴＯ軸８は、作業装置としてのロータリ耕耘装置６を駆動可能なように構成されている。エンジン４はボンネット９によって覆われている。ボンネット９の後方箇所であって、かつ、トランスミッション５の上方箇所に位置する状態で、キャビン１０が車体３に支持されている。キャビン１０の内部は運転空間として機能する。運転空間の前部には、前輪１の操向操作を行うステアリングハンドル１１が備えられ、その後部で、左右一対の後輪フェンダ１２の間には、運転座席１３が配置されている。

図２に示されるように、主クラッチ１９を介して伝達されるエンジン４からの動力を変速する変速機構として、ギア式の主変速装置２０（本発明の変速装置）と、ギア式の副変速装置２１と、が備えられている。主変速装置２０は、動力伝達の遮断を伴わずに複数の変速段（例えば八段）に切り替え可能なように構成され、副変速装置２１は、動力伝達の遮断を伴って複数の変速段（例えば四段）に切り替え可能なように構成されている。

副変速装置２１の前輪用出力軸２４から出力された変速後の動力は、前輪駆動用の動力として前輪用変速装置２５や前輪用差動装置２６等を介して左右の前輪１に伝達される。副変速装置２１の後輪用出力軸２７から出力された変速後の動力は、後輪駆動用の動力として後輪用差動装置２８や左右の後車軸２９等を介して左右の後輪２に伝達される。これにより、このトラクタは、左右の前輪１および後輪２を駆動する四輪駆動型に構成されている。

詳述はしないが、主変速装置２０および副変速装置２１には、夫々、例えば、油圧シリンダや電動シリンダ等の変速操作用のアクチュエータが備えられ、このアクチュエータの作動を制御することで、変速操作を行えるように構成されている。

運転部フロア１５に左右一対のブレーキペダル１６Ｒ，１６Ｌが備えられ、ブレーキペダル１６Ｒ，１６Ｌは、一対の後車軸２９に備えられた左右の制動装置３０を各別に制動操作可能に設けられている。また、この左右一対のブレーキペダル１６Ｒ，１６Ｌは、各別に踏み込み操作可能なように揺動操作自在に車体３に支持されている。

図３に示されるように、走行制御手段Ｈは、例えば、機体に搭載されたマイクロコンピュータに組み込まれたモジュールである。走行制御手段Ｈに、メイン制御部３７とエンジン制御部３８と変速制御部３９とが備えられている。メイン制御部３７は、アクセルペダル１７の操作位置に応じてエンジン４の目標回転速度を設定したり、主変速装置２０および副変速装置２１の変速状態を制御したりする。エンジン制御部３８は、メイン制御部３７にて設定された設定情報に基づいてエンジン４の作動を制御する。詳細は後述するが、変速制御部３９は、変速操作具４４の人為操作と、変速間隔設定部５２と、許容負荷設定手段４６、に基づいて、主変速装置２０に変速指令を出力する。許容負荷設定手段４６は、図４乃至図６に示されるような許容範囲上限Ｌｕと許容範囲下限Ｌｄとを人為操作によって設定可能な構成となっている。

メイン制御部３７は種々の情報を表示制御部５０に出力し、これら種々の情報のうち、表示制御部５０によって選択された情報が表示部５１に表示される。本実施形態では、表示部５１はキャビン１０の内部に搭載されたタッチパネル式の液晶ディスプレイである。

図２および図３に示されるように、本発明に係るトラクタに、回転速度センサ４０と、車速センサ４１と、ポテンショメータ式のアクセルセンサ４２と、クラッチ出力回転速度センサ４３と、が備えられている。回転速度センサ４０はエンジン４の出力軸２３のエンジン回転速度Ｒを検出する。車速センサ４１は、副変速装置２１における後輪用出力軸２７の回転速度を検出して車体３の車速を検出する。アクセルセンサ４２はアクセルペダル１７の操作位置を検出する。クラッチ出力回転速度センサ４３は主クラッチ１９の出力回転速度を検出する。

主変速装置２０および副変速装置２１の変速状態を指令する変速操作具４４（図３参照）が、運転座席１３の近傍に備えられている。図示はしないが、変速操作具４４は、複数の変速段数を有し、変速操作具４４に、押しボタン式、スライド式、ダイヤル式、レバー式などの各種の型式で形成される複数の操作スイッチが設けられている。

アクセルセンサ４２と、車速センサ４１と、クラッチ出力回転速度センサ４３と、変速操作具４４と、の夫々の検出情報がメイン制御部３７に入力される。メイン制御部３７は、アクセルセンサ４２の検出情報に基づいて目標回転速度を求める。そして、メイン制御部３７にて設定された目標回転速度の指令を受けると、回転速度センサ４０の検出情報に基づいて、燃料の噴射量や噴射タイミングを制御することで、エンジン回転速度Ｒを制御するように、エンジン制御部３８は構成されている。また、エンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度から乖離している度合いに基づいて負荷率Ｌ（本発明の負荷）が判定可能なように構成され、本実施形態では、負荷率Ｌを算出するための負荷率算出部４５（本発明の負荷検出手段）が備えられている。

説明を加えると、メイン制御部３７は、アクセルペダル１７の操作位置と目標回転速度との関係がマップ等により予め設定されている。このマップ等を用いて、アクセルペダル１７の操作位置に応じてエンジン４の目標回転速度が算出される。

〔変速制御部３９の構成について〕
変速操作具４４の人為操作によって、設定変速段数が複数の段数に亘って設定変更された場合、変速制御部３９は、主変速装置２０に対して変更後の設定変速段数まで一度に変速指令の出力を実行するのではなく、変速操作具４４の人為操作による変化を予約変速として受け付け、一段ずつ複数回に分けて変速指令の出力を実行する。変速制御部３９から一回の変速指令を受けたとき、主変速装置２０の変速が一段だけ行われる。このとき、主変速装置２０に隣接する主クラッチ１９において、エンジン４からの入力側の回転数が回転速度センサ４０によって検出され、主変速装置２０への出力側の回転数がクラッチ出力回転速度センサ４３によって検出される。主変速装置２０の変速が行われると、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度に差が生じ、この回転速度の差が予め設定された範囲内に収まることが検出されると、主クラッチ１９の同期が判定される。そして、主クラッチ１９の同期によって主変速装置２０の変速の完了が判定され、変速制御部３９は次の変速指令を出力し、再度、主変速装置２０の変速が一段だけ行われる。つまり、変速制御部３９は、変速段数が設定変速段数に到達するまで、主クラッチ１９の同期に基づく主変速装置２０の変速の完了を判定しながら一回ずつ変速指令を連続的に出力する。

しかし、車体３が重たい場合や、作業状態のロータリ耕耘装置６の牽引が重たい場合に、主変速装置２０の増速が一段だけ行われると、エンジン回転速度Ｒが大きく落ち込む虞がある。この場合、主クラッチ１９が同期状態となっても、エンジン回転速度Ｒの回復は遅れがちとなる。そして、エンジン回転速度Ｒが回復しないまま変速制御部３９による次の増速指令が出力され、主変速装置２０の増速が更に一段行われると、エンジン回転速度Ｒが更に落ち込んでエンジン４がストールする虞がある。また、車体３の重量やロータリ耕耘装置６の牽引が重たい状態で主変速装置２０の減速が一段だけ行われると、エンジン回転速度Ｒが高くなる。この場合においても、エンジン回転速度Ｒが高いまま変速制御部３９による次の減速指令が出力され、主変速装置２０の減速が更に一段行われると、エンジン回転速度Ｒが更に高くなってエンジン４が過回転状態になる虞がある。しかも、エンジン４が回転不足状態や過回転状態である状態で主変速装置２０の変速が行われると、主クラッチ１９の内圧が上昇して変速のショックが大きくなる。これらの不都合を解消するため、一回の変速完了後と、次の変速指令の開始前と、の間に変速間隔として時間間隔ＴＷが設定されている。なお、詳細は後述するが、時間間隔ＴＷは変速間隔設定部５２によって設定される。変速間隔設定部５２は、時間間隔ＴＷを人為操作によって設定可能なように構成されているが、自動的に設定可能なように構成されていても良い。

図４に示されるように、変速制御部３９は、変速操作具４４の人為操作による変化を予約変速として受け付けると（ステップ＃０１）、主変速装置２０に対して変速指令を出力する（ステップ＃０２）。主変速装置２０による変速が実行されると、主クラッチ１９の入力側と出力側との回転速度に差が生じるため、主クラッチ１９の同期状態が判定されるまで待つ（ステップ＃０３）。主クラッチ１９の同期状態が判定されると（ステップ＃０３：Ｙｅｓ）、負荷率Ｌが許容範囲内かどうか判定される（ステップ＃０４）。本実施形態では、図５および図６にも示されるように、負荷率Ｌの許容範囲として、許容範囲上限Ｌｕと許容範囲下限Ｌｄとが許容負荷設定手段４６の設定に基づいて設定され、負荷率Ｌが許容範囲上限Ｌｕと許容範囲下限Ｌｄとの範囲内にあれば、負荷率Ｌが許容範囲内であると判定される。負荷率Ｌが許容範囲内である場合（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、変速制御部３９の処理は後述するステップ＃０６に移行する。負荷率Ｌが許容範囲から外れていると（ステップ＃０４：Ｎｏ）、変速制御部３９は、次の変速指令に直ちに移行せず、時間間隔ＴＷだけ待機する（ステップ＃０５）。時間間隔ＴＷは、変速制御部３９の変速指令による主変速装置２０の変速の完了後、かつ、次の変速指令の出力前の間隔である。時間間隔ＴＷが経過すると、主変速装置２０の変速段数が予約変速で受け付けた設定変速段数に到達したかどうかが判定される（ステップ＃０６）。設定変速段数に到達した場合（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、変速指令は完了する。設定変速段数に到達していない場合（ステップ＃０６：Ｎｏ）、ステップ＃０２以降の処理が繰り返される。

図５に、変速制御部３９が主変速装置２０を増速させる場合の変速指令の信号出力と、主クラッチ１９の同期状態と、エンジン回転速度Ｒと、負荷率Ｌと、の経時的な変化が示されている。図５において、変速制御部３９による変速指令は増速指令Ｃ０１～Ｃ０５で示されている。最初の増速指令Ｃ０１が実行されると、主変速装置２０が一段だけ増速される。このとき、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度に差が生じ、主クラッチ１９の同期状態はＯＦＦとなる。また、主変速装置２０の増速によって主変速装置２０の減速比が減少するため、エンジン４に負荷が掛かってエンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度よりも下側へ落ち込み、負荷率Ｌが上昇する側に算出される。最初の増速指令Ｃ０１による主変速装置２０の増速では、負荷率Ｌは許容範囲上限Ｌｕを上回っていない。このため、主クラッチ１９の同期状態がＯＮに回復すると、主変速装置２０の変速の完了が判定されて、そのまま次の増速指令Ｃ０２が実行され、主変速装置２０が更に一段増速される。

増速指令Ｃ０２による主変速装置２０の増速でも、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度に差が生じ、主クラッチ１９の同期状態はＯＦＦとなる。また、主変速装置２０の更なる増速によって主変速装置２０の減速比が更に減少するため、エンジン４に負荷が掛かってエンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度よりも下側へ落ち込み、負荷率Ｌが上昇する側に算出される。増速指令Ｃ０２による主変速装置２０の増速では、エンジン回転速度Ｒが増速指令Ｃ０１のときよりも大きく落ち込み、負荷率Ｌは許容範囲上限Ｌｕを超えて上昇している様子が図５に示されている。このことから、エンジン４のストールを回避するため、変速制御部３９は、主クラッチ１９の同期状態がＯＮに回復しても次の増速指令に直ちに移行せず、図４のステップ＃０５で示されるように時間間隔ＴＷだけ待機する。時間間隔ＴＷの間に、エンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度に近付くように回復する。そして、時間間隔ＴＷの経過後に、次の増速指令Ｃ０３が実行され、主変速装置２０が更に一段増速される。更に後の増速指令Ｃ０４，Ｃ０５においても、負荷率Ｌが許容範囲を外れたことに基づいて、時間間隔ＴＷの経過後に、増速指令Ｃ０４，Ｃ０５の夫々が実行されている。

図６に、変速制御部３９が主変速装置２０を減速させる場合の変速指令の信号出力と、主クラッチ１９の同期状態と、エンジン回転速度Ｒと、負荷率Ｌと、の経時的な変化が示されている。図６において、変速制御部３９による変速指令は減速指令Ｃ１１～Ｃ１５で示されている。最初の減速指令Ｃ１１が実行されると、主変速装置２０が一段だけ減速される。このときも、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度に差が生じ、主クラッチ１９の同期状態はＯＦＦとなる。また、主変速装置２０の減速によって主変速装置２０の減速比が増加するため、エンジン４が主変速装置２０によって高回転側に回される。このため、エンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度よりも上側へ上昇し、負荷率Ｌが減少する側に算出される。最初の減速指令Ｃ１１による主変速装置２０の減速では、負荷率Ｌは許容範囲下限Ｌｄを下回っていない。このため、主クラッチ１９の同期状態がＯＮに回復すると、そのまま次の減速指令Ｃ１２が実行され、主変速装置２０が更に一段減速される。

減速指令Ｃ１２による主変速装置２０の減速でも、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度に差が生じ、主クラッチ１９の同期状態はＯＦＦとなる。また、減速指令Ｃ１１による主変速装置２０の減速の場合と同様に、エンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度よりも上側へ上昇し、負荷率Ｌが減少する側に算出される。減速指令Ｃ１２による主変速装置２０の減速では、エンジン回転速度Ｒが減速指令Ｃ１１のときよりも大きく増加し、負荷率Ｌは許容範囲下限Ｌｄを下回っている様子が図６に示されている。このことから、エンジン４の過回転を回避するため、変速制御部３９は、主クラッチ１９の同期状態がＯＮに回復しても次の減速指令に直ちに移行せず、図４のステップ＃０５で示されるように時間間隔ＴＷだけ待機する。時間間隔ＴＷの間に、エンジン回転速度Ｒがエンジン４の目標回転速度に近付くように減少する。そして、時間間隔ＴＷの経過後に、次の減速指令Ｃ１３が実行され、主変速装置２０が更に一段減速される。更に後の減速指令Ｃ１４，Ｃ１５においても、負荷率Ｌが許容範囲を外れたことに基づいて、時間間隔ＴＷの経過後に、減速指令Ｃ１４，Ｃ１５の夫々が実行されている。

このように、負荷率Ｌが許容範囲を外れる場合、変速制御部３９は時間間隔ＴＷだけ待機して次の変速指令を実行する。これにより、主変速装置２０の増速によるエンジン４のストールが回避され、主変速装置２０の減速によるエンジン４の過回転が回避される。また、この構成であれば、主クラッチ１９における入力側と出力側との回転速度の差が過度に大きくならないため、変速するときのショックが軽減される。

〔時間間隔ＴＷの設定について〕
本実施形態では、時間間隔ＴＷは表示部５１の人為操作によって設定される。既述の通り、表示部５１はタッチパネル式の液晶ディスプレイである。図７に示されるように、表示部５１に時間間隔ＴＷを設定するための、操作手段としての設定画面６０が表示されている。時間間隔ＴＷは、設定画面６０の上下中央よりも上側に位置する段数設定部６１と、設定画面６０の上下中央よりも下側に位置する数値設定部６４と、の夫々で設定可能なように構成されている。

段数設定部６１に、時間間隔ＴＷと関連付けられた設定段数６１ａが表示され、作業者が減少スイッチ６２と増加スイッチ６３との何れかを操作することによって、設定段数６１ａの増減が可能なように、段数設定部６１は構成されている。減少スイッチ６２の操作によって設定段数６１ａの数値が小さくなり、時間間隔ＴＷは増加する方向に設定される。減少スイッチ６２の操作によって設定段数６１ａの数値が大きくなり、時間間隔ＴＷは減少する方向に設定される。つまり、設定段数６１ａの数値が大きくなるほど主変速装置２０の変速感度が緩やかになり、設定段数６１ａの数値が小さくなるほど主変速装置２０の変速感度が機敏になる。この構成によって、作業者は、時間間隔ＴＷの具体的な数値を入力することなく、主変速装置２０の変速感度を直感的に調整可能となる。このとき、変速間隔設定部５２は、設定段数６１ａの数値と、エンジン４の目標回転速度と、負荷率算出部４５によって算出された負荷率Ｌと、に基づいて、時間間隔ＴＷを設定して変速制御部３９に出力する。

数値設定部６４に、距離設定スイッチ６５（詳細は別実施形態で後述する）と、時間設定スイッチ６６と、数値表示部６７と、減少スイッチ６８と、増加スイッチ６９と、が表示される。時間設定スイッチ６６の操作によって数値表示部６７に時間間隔ＴＷが表示され、作業者が減少スイッチ６２と増加スイッチ６３との何れかを操作することによって、時間間隔ＴＷが増減可能なように、段数設定部６１は構成されている。つまり、作業者は、減少スイッチ６２と増加スイッチ６３との何れかを操作することによって、時間間隔ＴＷの具体的な数値を設定できる。そして、作業者の人為操作に基づいて時間間隔ＴＷがそのまま変速間隔設定部５２によって設定され、変速制御部３９へ出力される。

このように、設定画面６０は、時間間隔ＴＷの値を変更することと、時間間隔ＴＷと関連付けられて前記変速間隔の値を段数ごとに設定する設定段数６１ａを変更することと、によって、変速間隔としての時間間隔ＴＷを調整可能なように構成されている。

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

（１）上述した実施形態において、変速間隔は時間間隔ＴＷで構成されているが、上述した実施形態に限定されない。例えば変速間隔は、時間間隔ＴＷに代えて距離間隔ＤＷで構成されていても良い。図８および図９に示されるように、負荷率Ｌが許容範囲を外れる場合、変速制御部３９は距離間隔ＤＷだけ車体３が走行した後に、次の変速指令を実行する構成であっても良い。距離間隔ＤＷは、車速センサ４１の検出値と経過時間とに基づいて算出可能である。図８のステップ＃０５では、図４のステップ＃０５に示される時間間隔ＴＷが距離間隔ＤＷに置き換えられ、図９では、図５に示される時間間隔ＴＷが距離間隔ＤＷに置き換えられている。この構成であっても、主変速装置２０の増速によるエンジン４のストールが回避されるとともに主変速装置２０の減速によるエンジン４の過回転が回避され、変速するときのショックが軽減される。

時間間隔ＴＷと距離間隔ＤＷとの選択切換えは、数値設定部６４の距離設定スイッチ６５と時間設定スイッチ６６との何れかの操作によって可能なように構成されている。作業者が距離設定スイッチ６５を操作すると、数値表示部６７に距離間隔ＤＷが表示され、作業者が時間設定スイッチ６６を操作すると、数値表示部６７に時間間隔ＴＷが表示される。距離設定スイッチ６５の操作によって変速間隔として距離間隔ＤＷが選択された状態で、作業者が減少スイッチ６２と増加スイッチ６３との何れかを操作することによって、距離間隔ＤＷが増減可能なように、段数設定部６１は構成されている。そして、作業者の人為操作に基づいて距離間隔ＤＷがそのまま変速間隔設定部５２によって設定され、変速制御部３９へ出力される。つまり、変速間隔は時間間隔ＴＷと距離間隔ＤＷとの何れでも構成可能であり、操作手段としての設定画面６０は、時間間隔ＴＷまたは距離間隔ＤＷを選択可能なように構成されていても良い。

更に、距離設定スイッチ６５の操作によって変速間隔として距離間隔ＤＷが選択された状態で、作業者が、減少スイッチ６２と増加スイッチ６３との何れかを操作することによって、設定段数６１ａの値を増減すると、距離間隔ＤＷが設定される構成であっても良い。つまり、変速間隔設定部５２が、設定段数６１ａの数値と、エンジン４の目標回転速度と、負荷率算出部４５によって算出された負荷率Ｌと、に基づいて、距離間隔ＤＷを設定して変速制御部３９に出力する構成であっても良い。これにより、設定画面６０は、距離間隔ＤＷの値を変更することと、距離間隔ＤＷと関連付けられた設定段数６１ａを変更することと、によって、変速間隔としての距離間隔ＤＷを調整可能なように構成される。

（２）上述した実施形態において、変速操作具４４の人為操作によって、設定変速段数が複数の段数に亘って設定変更された場合、変速制御部３９は、変速操作具４４の人為操作による変化を予約変速として受け付け、一段ずつ複数回に分けて変速指令を出力する構成となっているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、変速制御部３９は、一度に二段ずつでも三段ずつでも変速指令を出力する構成であっても良い。つまり、変速操作具４４の人為操作に基づいて、変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、変速制御部３９は、主変速装置２０へ予め設定された段数ずつ変速指令の出力を実行可能な構成であれば良い。

（３）本発明の負荷は、負荷率Ｌに限定されず、車体３に掛かるロータリ耕耘装置６の牽引負荷であっても良い。この場合、ロータリ耕耘装置６の牽引負荷を検出可能な負荷検出手段がトラクタに備えられ、負荷率Ｌと当該牽引負荷との何れか、またはその両方に基づいて、変速制御部３９が変速間隔ごとに変速指令を出力可能な構成であっても良い。

また、負荷率Ｌと当該牽引負荷との何れかを、人為操作によって負荷として選択可能な負荷選択手段が備えられる構成であっても良い。この場合、負荷選択手段は設定画面６０であっても良いし、運転座席１３の周辺に配置された各種操作具であっても良い。

（４）本発明における変速装置は、主変速装置２０に限定されず、副変速装置２１であったり、ロータリ耕耘装置６に対する変速装置であったりしても良い。つまり、変速装置は、エンジン４から入力された動力を変速して、走行装置および作業装置の少なくとも何れかに動力を伝達する構成であれば良い。

（５）操作手段としての設定画面６０を有する表示部５１は、キャビン１０の内部に搭載されたタッチパネル式の液晶ディスプレイに限定されず、例えば携帯端末であっても良い。また、変速間隔を調整可能な操作手段は、運転座席１３の周辺に配置された各種操作具であっても良い。つまり、操作手段は変速間隔を調整可能な構成であれば良い。

（６）上述した実施形態において、変速間隔設定部５２は、設定段数６１ａの数値と、エンジン４の目標回転速度と、負荷率算出部４５によって算出された負荷率Ｌと、に基づいて、時間間隔ＴＷを設定して変速制御部３９に出力する構成となっているが、上述した実施形態に限定されない。例えば、変速間隔設定部５２は、設定段数６１ａの数値を無視して、エンジン４の目標回転速度と、負荷率算出部４５によって算出された負荷率Ｌと、に基づいて、時間間隔ＴＷを設定して変速制御部３９に出力する構成であっても良い。また、変速間隔設定部５２は、エンジン４の目標回転速度と、負荷率算出部４５によって算出された負荷率Ｌと、に基づいて、距離間隔ＤＷを設定して変速制御部３９に出力する構成であっても良い。更に、時間間隔ＴＷと距離間隔ＤＷとの両方が変速間隔設定部５２によって算出され、時間間隔ＴＷと距離間隔ＤＷとのうち、変速間隔が短くなる方が変速間隔として自動的に設定される構成であっても良い。つまり、変速間隔設定部５２は、変速間隔を自動的に設定可能な構成であっても良い。

（７）段数設定部６１と数値設定部６４との何れかが設定画面６０に表示される構成であっても良い。つまり、設定画面６０は、変速間隔の値を変更することと、変速間隔と関連付けられた設定段数６１ａを変更することと、の少なくとも何れかによって、変速間隔を調整可能なように構成されていれば良い。

（８）変速制御部３９は、負荷率Ｌが許容範囲を外れた場合に、時間間隔ＴＷごとに変速指令の出力を実行する構成となっているが、負荷率Ｌが許容範囲内であっても、時間間隔ＴＷまたは距離間隔ＤＷごとに変速指令の出力を実行する構成であっても良い。

（９）本発明における走行装置は、前輪１および後輪２に限定されず、例えばクローラ式の走行装置であっても良い。

（１０）本発明における原動機は、エンジン４に限定されず、電動モータ等であっても良い。

（１１）本発明における作業装置は、ロータリ耕耘装置６に限定されず、例えば散布機であっても良い。つまり、本発明における作業装置は、圃場に対する作業を行うものであれば良い。更に、作業装置が設けられていない構成であっても良い、特に、走行機体の自重が重たい場合、変速装置の変速が一段だけ行われると、エンジン回転速度Ｒが大きく変動しがちとなるため、作業装置が設けられていない構成であっても、変速間隔ごとに変速指令の出力を実行可能な変速制御部３９は有用である。

（１２）本発明は、トラクタのみならず、農作業に用いる収穫機や散布機、整地に用いる建設機械等にも適用可能である。

本発明は、変速装置を有する作業車に適用可能である。

１：前輪（走行装置）
２：後輪（走行装置）
３：車体（走行機体）
４：エンジン（原動機）
６：ロータリ耕耘装置（作業装置）
８：ＰＴＯ軸（駆動装置）
２０：主変速装置（変速装置）
３９：変速制御部
４４：変速操作具
４５：負荷率算出部（負荷検出手段）
４６：許容負荷設定手段
５２：変速間隔設定部
６０：設定画面（操作手段，負荷選択手段）
６１ａ：設定段数
ＤＷ：距離間隔（変速間隔）
ＴＷ：時間間隔（変速間隔）
Ｌ：負荷率（負荷）
Ｌｄ：許容範囲下限（許容範囲）
Ｌｕ：許容範囲上限（許容範囲）

Claims

回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、が備えられ、
前記変速間隔は時間間隔で構成されている作業車。
前記時間間隔は、前記変速指令に基づく前記変速装置の変速の完了後、かつ、次の前記変速指令の出力前の間隔である請求項１に記載の作業車。
回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、が備えられ、
前記変速間隔は、前記走行機体の走行する距離に関する距離間隔で構成されている作業車。
前記変速間隔は時間間隔と、前記走行機体の走行する距離に関する距離間隔と、の何れでも構成可能であり、前記操作手段は、前記時間間隔または前記距離間隔を選択可能なように構成されている請求項１から３の何れか一項に記載の作業車。
前記操作手段は、前記変速間隔の値を変更することと、前記変速間隔と関連付けられて前記変速間隔の値を段数ごとに設定する設定段数を変更することと、の少なくとも何れかによって、前記変速間隔を調整可能なように構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の作業車。
回転駆動する原動機と、
前記原動機を搭載する走行機体と、
前記走行機体に設けられるとともに、前記原動機の動力によって駆動される走行装置と、
圃場に対する作業を行う作業装置を駆動可能なＰＴＯ軸と、
前記原動機の動力が入力され、入力された動力を変速して、前記走行装置および前記ＰＴＯ軸の少なくとも何れかに動力を伝達する変速装置と、
人為操作によって、複数の変速段数を有する前記変速装置の変速操作が可能な変速操作具と、
前記変速操作具の人為操作に基づいて、前記変速段数が複数の段数に亘って変更された場合、前記変速装置へ予め設定された段数ずつ変速指令を出力するとともに、設定された変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行可能な変速制御部と、
前記変速間隔を調整可能な操作手段と、
前記変速間隔を自動的に設定可能な変速間隔設定部と、が備えられている作業車。
前記原動機に掛かる負荷を検出可能な負荷検出手段と、
人為操作によって前記負荷の許容範囲を設定可能な許容負荷設定手段と、が備えられ、
前記変速制御部は、前記負荷が前記許容範囲を外れた場合に、前記変速間隔ごとに前記変速指令の出力を実行する請求項１から６の何れか一項に記載の作業車。
前記負荷は、前記原動機の負荷率と、前記走行機体に掛かる前記作業装置の牽引負荷と、の少なくとも何れかである請求項７に記載の作業車。
前記負荷率と前記牽引負荷との何れかを、人為操作によって前記負荷として選択可能な負荷選択手段が備えられている請求項８に記載の作業車。