WO2006095720A1

WO2006095720A1 - 作業用車両

Info

Publication number: WO2006095720A1
Application number: PCT/JP2006/304341
Authority: WO
Inventors: Takahisa Murakami; Kiyoaki Suizu; Tomoaki Watanabe; Tomoaki Kondo; Junichi Oshita
Original assignee: Iseki & Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2006-09-14
Also published as: EP1857714B1; EP1857714A4; EP1857714A1; US20080315559A1; US7832520B2

Description

明細書

作業用車両

技術分野

[0001] 本発明は、対地作業機を備え、トロイダル機構のノリエ一タ比を制御して無段変速走行を行うトロイダル無段変速式を備えた作業用車両に関するものである。

背景技術

[0002] 作業用車両としてのトラクタと連結して作業を行うロータリー耕耘機等の対地作業機は、圃場が硬い場合等に作業開始当初に機体の走行方向において推進力を発生してトラクタを前方に押し出すダッシングを引き起こし、急加速等の走行の不安定ィ匕を招くので、この問題を解決する技術として特許文献 1の作業車両の車速制御機構等が提案されている。

この車速制御機構は、 HSTと通称される油圧モータによる無段変速機のトラ-オン軸をダッシングの検出に応じて傾動制御することにより、機体の速度変動を抑えるものである。

[0003] また、特許文献 2に示すように、 PTO軸を備えて作業機動力を出力するトラクタ等の作業車両において、フルトロイダル型の変速機構をトランスミッションケース内に備えて走行動力を変速伝動制御する変速伝動装置を搭載したものが知られて、る。この作業車両の変速伝動装置は、トロイダル変速機構の出力ディスクから取出した変速動力を側方に並列する中間伝動軸上の遊星ギヤ機構に導き、ギヤ一ドニュ一トラルによる回転出力停止を挟む正逆転の幅広い速度幅の走行動力を制御装置によつて効率良く変速制御することができるとともに、伝動系から主クラッチを廃して構成の簡素化、小型化を図ることができる。また、上記変速伝動装置は、作業車両の稼動停止に際して、制御装置によりトロイダル変速機構を制御してギヤード-ユートラルとなる変速位置とする停止制御を導入することにより、回転出力を停止して次のエンジン始動時の機体の安定ィ匕を図ることができる。そして、次のエンジン始動時においては、トロイダル変速機構をギヤード-ユートラルの変速位置まで制御するように始動制御を導入することにより、稼動停止の際のギヤ一ドニユートラルからの位置ずれがあつても、エンジン始動時の機体の安定ィ匕を図ることができる。

特許文献 1：特開平 2002— 320402号公報

特許文献 2：特開 2003 - 74659号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、トロイダル無段変速機構のノリエータは、傾倒角による回転比で動力伝達を行うことにより、負荷変動と対応した速度変化により伝達動力を確保する伝動特性を有することから、低速における効率のよい大動力伝動を可能とする一方で、口一タリー耕耘機等の対地作業機の推進力又は抵抗力による負荷変動により、大きな車速変化を招くとヽぅ問題を内包して、た。

又、上記トロイダル変速機構は、エンジン動力を油圧ポンプに受け、この油圧ボンプの稼動によって供給される作動油によって変速動作することから、エンジン始動時において、油圧ポンプが稼動するまでの間は十分な変速制御ができないことから、機体の稼動停止に際してギヤード-ユートラルカ位置ずれがあると機体の振動ゃ微小移動を伴うこととなり、機体の安定ィ匕までに時間を要する場合があった。

[0005] 本発明の目的は、トロイダル無段変速機構のノリエータ機構への外的要因に基づく負荷変動、例えば車軸側ある、は作業機側力もの影響を抑えて安定した制御を行なわせようとする。

課題を解決するための手段

[0006] 請求項 1に係る発明は、本体部に備えた車速調節用トロイダル機構（5a)のバリエ一タ比を制御して同本体部に連結した対地作業機 (R)により作業走行を行う作業用車両において、前記車速調節用トロイダル機構（5a)の出力側に負荷が掛カつた場合に、この負荷に抗する側に前記車速調節用トロイダル機構（5a)のバリエ一タ比を制御する制御部 (C)を設けたことを特徴とする。上記制御部の変速制御により作業用車両の車速の変速比が変更される。

[0007] 請求項 2に係る発明は、請求項 1の構成において、前記本体部に連結されて該本体部の走行方向において推進力又は抵抗力を生じる対地作業機 (R)の作業開始に関連して上記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする。上記制御部の変速制御により、対地作業機の作業開始に関連して作業用車両の車速の変速比が変更制御される。

[0008] 請求項 3に係る発明は、請求項 1の構成において、昇降式の対地作業機 (R)における作業高さ位置への下降動作またはクラッチ操作式の対地作業機 (R)におけるクラッチの接続動作のいずれかによる作業開始力所定時間内で前記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする。上記構成により、昇降式の対地作業機は作業高さ位置への下降動作により、また、クラッチ操作式の対地作業機はそのクラッチの接続動作により、その作業開始力所定時間内で車速の変速比が変更制御される。

[0009] 請求項 4に係る発明は、請求項 1の構成において、前記対地作業機 (R)による推進力又は抵抗力と対抗する側に前記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする。上記変速制御により、車速の変速比の変更分が対地作業機の推進力又は抵抗力を打ち消す方向にはたらく。

[0010] 請求項 5に係る発明は、請求項 1の構成において、前記対地作業機の作業開始に関連してバリエータ比の変更制御の制御感度を変更する制御部 (C)を設けたことを特徴とする。上記変速制御により、対地作業機の作業開始に関連して作業用車両の車速の変速比を変更する制御感度が変更される。

[0011] 請求項 6に係る発明は、請求項 1の構成において、前記制御部（C)は、前記車速調節用トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)への伝動経路に設けた PTO用クラッチ（124) を入切制御し、かつ、上記 PTO用クラッチ（124)を切側に維持することを特徴とする。上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じて、ギヤード-ユートラル位置まで走行動力伝達用のトロイダル変速機構を変速制御し、この時、作業機伝動軸に設けた PTO用クラッチが切側に維持される。

[0012] 請求項 7に係る発明は、請求項 1の構成において、前記制御部（C)は、前記車速調節用トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、 4WD用クラッチ（38)を切側に維持することを特徴とする。上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じて、ギヤード-ユートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、この時、 4WD用クラッチが切側に維持される。

[0013] 請求項 8に係る発明は、請求項 1の構成において、前記制御部（C)は、前記車速調節型トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)の昇降制御を停止維持することを特徴とする。上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じて、ギヤード-ユートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、この時、作業機昇降制御は停止維持される。

[0014] 請求項 9に係る発明は、請求項 1の構成において、前記制御部（C)は、前記車速調節型トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)のローリング制御を停止維持することを特徴とする。上記構成の制御装置の制御部は、エンジン始動に応じて、ギヤード-ユートラル位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御し、この時、作業機口一リング制御は停止維持される。

[0015] 請求項 10に係る発明は、請求項 1の構成において、前記本体部には、リフトアーム

(3)を備えてその上下回動操作にて前記対地作業機 (R)を昇降自在に操作可能とし、前記リフトアーム（3)の回動角を検出するセンサ（3s)を備え、前記センサ（3s)が作業機下降を検出すると前記バリエータ比の制御により車速を一定に保つ定車速制御を前記制御部 (C)により実行することを特徴とする。作業中に定車速制御を行うことにより、牽引負荷が変動しても所定車速を維持する。ローダ作業やトレーラ作業にぉ、て車速を一定に維持できる。

[0016] 請求項 11に係る発明は、請求項 1において、前記本体部には、リフトアーム（3)を備えてその上下回動操作にて前記対地作業機 (R)を昇降自在に操作可能とし、前記リフトアーム（3)の回動角を検出するセンサ（3s)を備え、前記センサ（3s)が作業機下降を検出すると前記バリエ一タ比を所定に保つ定レシオ制御を前記制御部 (c) により実行することを特徴とする。耕耘作業において、耕耘時は耕耘ピッチを等しく保っ定レシオ制御を行う。

[0017] 請求項 12に係る発明は、請求項 1の構成において、前記作業走行の制御には、定車速制御、定レシオ制御及び定トルク制御の中の複数の制御を選択枝とする選択手段 (4a)を設けたことを特徴とする。選択手段 (4a)により、作業中の走行制御を、予め設定された定車速制御、定レシオ制御、または定トルク制御に選択できる。

発明の効果

[0018] 請求項 1の構成により、車速調節用トロイダル機構（5a)の出力側に負荷が掛かつた場合にバリエータ比が制御されることから、負荷変動の影響による車速変動を抑えることがでさる。

請求項 2の構成により対地作業機の稼動のタイミングと合わせて作業用車両の車速が制御されることから、対地作業機の作業開始によっても該対地作業機の推進力又は抵抗力による負荷変動の影響を抑えて車速の急増速又は急減速が緩和され、安定した作業走行が可能となる。

請求項 3の構成により、昇降式の対地作業機は作業高さ位置への下降動作により、また、クラッチ操作式の対地作業機はそのクラッチの接続動作により、作業開始から所定時間の範囲内で車速の変速比が変更制御されることから、その対地作業機の推進力又は抵抗力が増える間において負荷変動の影響を抑えて車速の急増速又は急減速が緩和され、その後は本来の作業走行をすることができる。

請求項 4の構成により、機体の車速の変速比変更分が対地作業機の推進力又は抵抗力を打ち消す方向に働くことによって、車速の急増速又は急減速が効率よく緩和される。

請求項 5の構成により、車速の変速比を変更する制御感度を変更することにより、車速の急増速又は急減速が効率よく緩和される。

請求項 6の構成により、エンジン始動に応じて入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤード-ユートラル)位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御する間は、バリエータ比の変更制御が油圧制御によって行われるが、上記ギヤ一ドニユートラル位置になるまでの間 PTO用クラッチ（24)への作動が遮断され、パワーローラの油圧制御に集中させ得て、ギヤード-ユートラル位置までの迅速な動作によって機体の早期安定ィ匕が可能となる。

請求項 7の構成により、エンジン始動に応じて入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤード-ユートラル)位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御する間は、バリエータ比の変更制御が油圧制御によって行われるが、上記ギヤ一ドニユートラル位置になるまでの間 4WD用クラッチ（38)への作動が遮断され、パワーローラの油圧制御に集中させ得て、ギヤード-ユートラル位置までの迅速な動作によって機体の早期安定ィ匕が可能となる。

請求項 8の構成により、エンジン始動に応じて入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤード-ユートラル)位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御する間は、バリエータ比の変更制御が油圧制御によって行われるが、上記ギヤ一ドニユートラル位置になるまでの間昇降シリンダ (54)の作動が遮断され、圧油供給を前記パワーローラの油圧制御に集中させ得て、ギヤード-ユートラル位置までの迅速な動作によって機体の早期安定ィ匕が可能となる。

請求項 9の構成により、エンジン始動に応じて入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤード-ユートラル)位置まで走行動力伝動用のトロイダル変速機構を変速制御する間は、バリエータ比の変更制御が油圧制御によって行われるが、上記ギヤ一ドニユートラル位置になるまでの間ローリング調整シリンダ (53)の作動が遮断され、圧油供給を前記パワーローラの油圧制御に集中させ得て、ギヤード- ユートラル位置までの迅速な動作によって機体の早期安定ィ匕が可能となる。

請求項 10の構成により、作業中に定車速制御を行うことで、牽引負荷が変動しても所定車速を維持でき、ローダ作業やトレーラ作業などにおいて車速を一定に維持して作業性を向上できる。

請求項 11の構成により、作業機が作業姿勢にあるときは定レシオ制御とすることでロータリ作業の耕耘ピッチを等しく保ち、旋回時は一定速で旋回する定車速制御とすることで、作業性、作業フィーリングを向上することができる

請求項 12の構成により、選択スィッチ等の選択手段 (4a)を切り替えることにより、予め設定された定車速制御、定レシオ制御、または定トルク制御を選択でき、作業中における走行制御を選択でき作業性を向上する。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 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。

[0020] 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とミツドミッションケース 2bとリャミッションケース 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 9 R、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。

[0021] 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、エンジン出力軸 12にエンジン回転センサ 13bを設けて!/、る。

[0022] またトラクタ 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ァ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 3s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、る。

[0023] また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ヨンケース 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。

[0024] 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ノヽンドル 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替レバー 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ヽる。また前記アクセルレバ一の回動基部には、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、ェンジン 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。

[0025] また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、前記ァ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。

[0026] 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の踏み込み時にだけエンジン回転数を上昇させ、踏み込み解除時には、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、る。

[0027] 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、路上走行ゃ圃場内移動時では、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 を踏み込んでエンジン回転数、即ち車速を調節する。

[0028] 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 32にて報知する構成となっている。

[0029] 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 (変速操作具) 6と、トラクタ Tの状態力 S「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ィッチ 4、更に速度設定器 21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。

[0030] また前記操縦席 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口ーラや、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。

[0031] 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、高低切替クラッチ機構部 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、る。

[0032] 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、る。

(変速装置）

[0033] 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 5 a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 5 b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とを夫れ夫れ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ヽる。

[0034] 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用出力ギヤ 51と、高速クラッチ 23Hへ動力を伝達する高速用出力ギヤ 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から前記高速用出力ギヤ 52及び低速出力ギヤ 51を夫れ夫れ常時嚙み合わせる大ギヤ 54a及び小ギヤ 54b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。 [0035] 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。

[0036] 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 4 5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に備える高低各出力ギヤ 54a, 54bから伝達される回転が変速される。

[0037] また前記高低切替クラッチ機構部 5cは，前記高速出力ギヤ 54a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、前記低速用出力ギヤ 54bの回転を、第一カウンター軸 56、第-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を夫れ夫れの比例圧力制御弁 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。

[0038] これにより、前記プラネタリギヤ 54の高速出力ギヤ 54a若しくは低速出力ギヤ 54b 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つている。

[0039] 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、ノリエータ出力軸 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つて無段階で変速、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つて無段変速する構成となって、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。

[0040] 次に前記 PTO系動力につ、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 及びこれと常時嚙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。

[0041] 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、同ギャ 67を駆動することでミツ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、前記高低切替クラッチ機構部 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正逆切替装置 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）

[0042] 次に図 4に基づいて走行系変速装置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と高低切替クラッチ機構部 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、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の他のァクチユエータ、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。

[0043] 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の前方の区画力吸い上げ、回路下手側にて二手に分岐し、パワーローラ操作用油路 L 4a, 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バ機構 7 5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、夫れ夫れの比例流量制御弁 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にて高圧側の回路力も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。

[0044] 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を軸方向におヽ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。

(制御構成）

[0045] 制御装置は、その制御構成図を図 5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、走行モード切換スィッチ 4、作業速度選択用の速度選択スィッチ 21、左右ブレーキペダル 7L, 7R用センサ、エンジン回転センサ 13b、ノリエータ入力回転センサ 46a、ノリエータ出力ディスク回転センサ 46b、パヮ一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、ァクセルペダル 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。

[0046] 上記構成の制御部ひこより、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一ドニユートラル位置にバリエータ 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ぐ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-ユートラル位置への進退制御を含む始動制御を行う。

[0047] 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ノリエータ 5aの回転比と、その回転出力レジームを HiLoクラッチ 23H, 23Lの切替えにより、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。

(ロータリ作業制御）

[0048] ロータリ作業を行う場合は、ロータリが接地した瞬間のダッシング (急増速)や急減速を抑えるために、上記制御装置により、対地作業機 Rの稼動のタイミングと合わせてノリエ一タ比を変更してトラクタの車速を制御する。

[0049] 具体的には、図 6のフローチャートに示す制御処理を行う。すなわち、設定車速の読み込み処理 (S la)と設定バリエータ比の計算処理 (Sib)の後、作業機 Rが下降の場合は、作業機下降開始判定処理に基づき、開始時に減速タイマをセットし、開始後はカウントを増加して減速タイマがカウントアップするまでの間（S2a〜S2d)について設定バリエータ比の所定値減速設定処理 (S3)をし、そのノリエータ比となるようにローラシリンダの圧力制御処理（S4a〜S4e)を行う。

[0050] 上記制御処理は、図 7 (a)のモード切替スィッチ 4による「作業」から「ロータリ」作業を選択することによって適用され、対地作業機 Rの稼動のタイミングと対応してノリエータ比が変更制御される。すなわち、設定バリエータ比は、ユーザが設定したェンジン定格回転数における車速 (例えば 2kmZh)力計算して決定し、作業機が下降開始した時点から一定時間（例えば 1〜2秒）は設定バリエ一タ比を小さく設定してトラクタを抑速する。具体的には、図 7 (b)のバリエータ比の制御線図に示すように、作業機の下降時点 TOから所定の待ち時間経過後の一定時間 (T1〜T2)はバリエータ比を減速側 (R1→R2)に変更制御する。上記待ち時間 (T0〜T1)は下降速度により調整する。また、「作業」モードにおいては「定レシオ」「定トルク」「定車速」の選択を行う選択スィッチ (選択手段) 4aを操作して、各種作業形態に応じた作業走行制御を選択できる。

[0051] このようにして、ダッシングの少ない固定式のギヤ変速による従来の 4輪駆動トラクタと同程度にまでダッシングを抑えることができるので、負荷を受けるとバリエ一タが動いて変速比が変化するというトロイダル式無段変速機構の特性を改善して走行の安定ィ匕を図ることができる。

[0052] また、別の制御方法として、ロータリ Rの上げ下げの動作に応じて、定速制御またはペダル変速操作の目標車速を徐々に変更するように制御処理し、すなわち、ロータリ Rの下降時にダッシングと対抗して負のトルクを出力し、一方、ロータリ Rの上昇時の旋回動作中に大きな正トルクを出力することにより、ダッシングの防止と作業性の向上を図ることができる。

[0053] すなわち、作業機の上げ下げに応じ、旋回中は走行負荷変動に合わせて大きなゲインにより敏感に制御し、一方、ロータリ Rが下がった瞬間は目標車速の半分に設定し、その後ある一定時間の経過を待って通常の設定速度制御に復帰するように制御部を構成する。

[0054] その具体的な処理手順は、図 8のフローチャートに示すように、旋回判定処理（S1 1)によって該当すればゲインによる敏感制御処理 (Sl la)を行い、非該当なら作業機下げの判定処理 (_{S 12})により該当すれば所定時間 tlを経過するまで目標車速を半分に設定処理 (S13, S14)し、その後通常速度制御処理 (S15)で元に復帰するように構成する。

[0055] また、上記処理手順において、作業機下げの上記判定処理 (S 12)に代えてロータリ Rがある位置以下に下がったことについての判定処理をし、または、目標車速を半分とする上記設定処理 (S 13)に代えてギヤ一ドニユートラル制御処理をすることによつても、上記同様にダッシングを防止することができる。

[0056] また、前記処理手順における目標車速を半分とする前記設定処理 (S 13)について、 PTOのオン判定を条件として加入し、 PTOの回転に応じて目標車速を徐々に変更することにより、ダッシングを防止することができる。

[0057] また、上記ゲイン変更制御については、ロータリ Rの上げ下げの動作に応じてゲインを変更制御し、すなわち、旋回中は走行負荷変動に合わせて敏感な制御、大きなゲインにて制御し、一方、ロータリによる耕耘作業中は、ゲインを小さくして圃場の負荷変動に緩やかに対応することにより、走行のハンチングを防いで圃場の硬さ変化によるダッシングを防止するとともに作業を容易化することができる。

[0058] 上記の他に、ゲイン変更制御については、上記ロータリ Rの上げ下げとともにブレーキのオン'オフを条件にカ卩え、ロータリ Rを下げてブレーキオフの状態の作業中に限りゲインを小さくし、また、上記ロータリ Rの上げ下げとともに PTOの入り切りを条件にカロえ、ロータリ Rを下げて PTOがオンの状態の作業中に限りゲインを小さくすることにより、圃場の負荷変動に緩やかに対応し、走行のハンチングを防いで圃場の硬さ変化によるダッシングを防止するとともに作業を容易化することができる。この場合において、低ゲインによる制御は、必要によりロータリ Rの下げ信号が入ってから一定時間内に限定し、その後、元に戻すようにしても良い。

[0059] また、トラクタの定車速制御または定バリエータ比制御については、ロータリ作業モード時のリフトアーム下降の瞬間から後の一定時間につき、正転ロータリの場合に減速側に、逆転ロータリの場合に増速側にノリエータの圧力（SI, S2)を制御する。

[0060] 詳細には、作業機 Rが上昇しているときは設定値と測定値との差 (誤差）に応じて操作量を計算して ΡΙ制御出力する。作業機 Rが下降した場合は、図 9の圧力線図に示すように、下降の瞬間（Τ1〜Τ2の 1〜2秒間）は、正転ロータリの時に強制的な S1圧力増 (Ρ1→Ρ2)によって減速側、逆転ロータリの時に強制的な S2圧力増によって増速側に制御する。このようにバリエータを制御することにより、受ける負荷によってバリエータが動いて変速比が変化するトロイダル式無段変速トラクタのロータリ作業におけるダッシングおよび急激な減速ショックを低減することができる。

[0061] また、上記ノリエータ比制御においては、リフトアームの下降の後の一定時間について制御感度 (ゲイン)を高く構成してもよい。具体的には、図 10のゲイン線図に示すように、 ΡΙ制御により、作業機 Rが下降 (作業機昇降信号が下降)したときから一定時間（Τ1〜Τ2)についてゲインを高く（G1→G2)した後に元のゲイン G1に戻す。このように制御することにより、作業機 Rが下降した直後の大きなゲイン G2により、ロータリ Rからトラクタ Tを押す力が作用しても、それによる車速増大を低減することができ、その後は元のゲイン G1によりハンチングを抑えることができる。

(定レシオ制御）

次に、前記定レシオ制御の別例にっ、て説明する。

[0062] 定レシオ制御については、前記図 7 (a)で選択するが、以下は前後進を判定するリニヤシフト信号 26f、 26r等をカ卩えた制御構成に基づき、前進側のみに定レシオ制御を限定し、後進側はアクセルペダル 28による速度操作による制御に切換える。

[0063] 具体的には、図 11のフローチャートに示すように、前後進を判定するリニヤシフトレバー位置検出判定処理 (S31)により、前進時は、制御モードが定バリエータ比モードを条件（S32, S33)とする一連の変速処理 (S34a〜S34g)により設定されたバリエータ比で走行し、後進はアクセルペダル 28によって決定されるトルクに基づいてバリエータを制御（S35a〜S35d)する。

[0064] 上記制御構成は、図 12のバリエ一タ比線図（a)のように、後進速度はオペレータの意志に任せるモードを設置することにより、前進より後進を速くしたい場合に利便性の向上を図ることができる。この場合において、前進時のノリエータ比は、モード切換パネル構成図（b)の設定ダイヤルで設定する。

[0065] また、定車速制御についても、上記定レシオ制御に準じて、図 13のフローチャートに示すように、制御モードが定車速モードを条件（S32, S33a)とする一連の処理 (S 36a〜S36d)により設定された定車速で走行制御を行う。

[0066] このような制御構成は、図 14の車速線図のように、前記定レシオ制御に準じて機能することにより前記同様の効果を得ることができる。

(定車速モード）

[0067] 次に、定車速モードの制御について説明する。

制御部（C)はリフトアーム（3)の回動角を検出するセンサ（3s)を備え、前記センサ（3 s)が作業機下降を検出すると前記パワーローラ（1,1· ··)の位置変更により車速を一定に保つ定車速制御を選択する。これによつて作業中に定車速制御を行うことにより、牽引負荷が変動しても所定車速を維持する。ローダ作業やトレーラ作業において車速を一定に維持できる。

定車速モードにおけるローラシリンダに印加する背圧は、ペダル踏込みにより変速操作するトルク制御モードより高く設定する。例えば、図 15 (a)のスィッチパネルの操作によって「定速」モードにすると、図 15 (b)の圧力線図に示すように、背圧を所定値増カロして印加するように構成する。これにより、ロータリ、ブラウ等の定車速作業時は背圧を高くし、負荷に対する応答性を向上させて作業性能を優先し、一方、路上走行時等はローラシリンダの背圧を低くし、燃費を優先する最適な性能を得ることができる

(ロータリモード） [0068] 次に、ロータリ作業における走行制御について説明する。

ロータリ作業にっ、ては、図 16 (a)のスィッチパネルの操作による「ロータリ作業」モード時おいて、同図（b)の圧力線図に示すように、リフトアーム 3の上昇時は定車速制御に、また、リフトアーム 3の下降時は定バリエータ比制御に切換える制御処理を制御部に構成する。車速設定はスィッチパネルの車速設定 VRで行う。定レシオ制御時の車速は定格エンジン回転数における車速を設定することにより目標バリエータ比を計算する。定車速はボリゥムで設定した値となる。

[0069] 上記構成により、ロータリ作業において、耕耘時は耕耘ピッチを等しく保つ定レシオ制御、旋回時はエンジン回転に関係なく一定速で旋回できる定車速制御とすることで、作業性、作業フィーリングを向上することができる。

[0070] また、ロータリ作業においては、耕耘負荷による PTO回転数の変動に追随してバリエータを制御して車速を制御できるように構成し、 PTO回転数に対する車速比を自在に変更できる変速比設定手段を設ける。この変速比設定手段の代わりに、図 17 (a )のスィッチパネルのように「耕耘ピッチ」の設定でもよ!/、。

[0071] 基本的には、同図（b)のフローチャートに示すように、ノリエータ比が一定になるようにローラシリンダの圧力（SI, S2)を制御する（S41〜S44)。車速比は、例えば、ェンジンが 2500rpm時基準で車速 l〜4kmZhの範囲をボリゥムで設定できるようにすれば、エンジンと PTO回転数は比例する。このように構成することにより、作業精度が向上し、耕耘ピッチが一定になることから、従来の如ぐエンジンの回転に関係なく車速を一定に制御するとピッチが変化するという問題を解決することができる。

[0072] 他の油圧機器制御については、その油圧制御系統図を図 18に示すように、ェンジン本体部に取付けた油圧ポンプ 151から一般作動油を供給し、 Hi - Loクラッチ 115 、前輪増速クラッチ 118、 PTOクラッチ 124をそれぞれの Hi、 Loの電磁比例制御弁 115p、 115p、 4WD電磁切替弁 118v、 PTO電磁比例制御弁 124pによって動作制御し、また、機体に搭載した左右のブレーキシリンダ 152、 152、ローリング調整シリンダ 153、作業機昇降シリンダ 154等をそれぞれ油圧制御可能に構成する。

[0073] 以上の各機器動作を制御する制御装置 Cは、入出力ブロック図を示す図 19においては、走行用制御部 161aと作業機制御部 161bとにより構成する。 [0074] 走行用制御部 161aは、スタータスイッチ 162、圧力センサ 164、出力ディスク回転センサ 166、変速レバー位置センサ 168等の信号を入力とし、パワーローラ 133の進退操作用の制御弁 141, 141、 Hi— Loクラッチ 115の各制御弁 115p、 115p, 4W D用前輪増速切替弁 118v、左右のブレーキ制御弁 152p、 152pを制御出力として構成する。

[0075] 作業機制御部 161bは、制御モード設定器 171、旋回制御入切スィッチ 176等の信号を入力とし、バルブブロック 154bを介して作業機昇降シリンダ 154の上昇下降動作、 PTO電磁比例制御弁 124pによって PTOクラッチ 124を操作して PTO軸 Eの出力を制御するべく構成する。制御モード設定器 171は、路上走行用のトルク制御、散布作業やロータリ作業に使用するレシオ制御、ドラフト作業用の自動の中から選択した設定を指令する。

(始動時制御）

[0076] 次に、エンジン始動時の制御について説明する。その制御手順は、フローチャートを図 20に示すように、スタータスイッチ 162の操作（S1)に基づいて、パワーローラの進退操作用の制御弁 141, 141に通電を開始 (S2)する。ここで、 PTO電磁比例制御弁 124pの電流制御による PTOクラッチ 124のオフ保持 (S3)、前輪増速クラッチ 1 18vのオフ（S4)による 2輪駆動、リフトアーム制御弁 154bによる作業機昇降制御の停止（S5)、切替弁 153vによる作業機ローリング制御の停止（S6)の各牽制処理を圧力センサ 164がパワーローラ 133の進退制御のための一定圧を検知（S7)するまで繰り返した後にお、て、各牽制処理の解除 (S8)を行う。

[0077] 上記牽制処理により、エンジン始動の際に、作業機伝動軸 121の伝動出力端に設けた PTOクラッチ 124がオフに維持されることにより、作業機伝動軸 121に受けたェンジン動力は、 PTO負荷を有する PTOクラッチ 124から後段に伝動出力されることがなぐまた、 4WDクラッチ 118がオフ側に維持されることにより、トロイダル機構 5aの出力側から分岐した変速動力は 4WDクラッチ 118によってその後段に伝動出力されることがなく、その他の牽制処理を合わせることにより、作業機伝動軸 121に受けたェンジン動力は、トロイダル機構 5aの変速動作に集中して効率良く伝動され、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置までの迅速な変速動作によって機体の早期安定ィ匕が可能となる。

図面の簡単な説明

[0078] [図 1]農用トラクタの側面図である。

[図 2]変速伝動装置の伝動系統展開図である。

[図 3]変速伝動装置の軸線展開断面図である。

[図 4]変速伝動装置の油圧制御回路図である。

[図 5]制御装置の入出力構成図である。

[図 6]バリエータ比制御のフローチャートである。

[図 7]スィッチパネル構成図（a)およびバリエータ比の制御線図（b)である。

[図 8]別例のフローチャートである。

[図 9]圧力線図である。

[図 10]ゲイン線図である。

[図 11]定レシオ制御についてのフローチャートである。

[図 12]バリエ一タ比線図（a)およびモード切換パネル構成図（b)である。

[図 13]定車速制御についてのフローチャートである。

[図 14]定車速制御につ、ての車速線図である。

[図 15]スィッチパネル (a)および圧力線図（b)である。

[図 16]ロータリ作業のスィッチパネル (a)および圧力線図（b)である。

[図 17]スィッチパネル（a)およびフローチャート (b)である。

[図 18]他の油圧機器の油圧制御系統図である。

[図 19]別例の機器制御の入出力ブロック図である。

[図 20]エンジン始動時の制御手順のフローチャートである。

符号の説明

[0079] 1 パワーローラ

3 リフトアーム

3s リフトアーム角センサ

4 走行モード切換スィッチ

4a 選択スィッチ (選択手段） 5 走行系変速装置

5a トロイダル型ノリエータ (無段変速部)

14 作業機昇降用油圧シリンダ

18s レバー位置センサ

18 作業機昇降レバー

62 比例流量制御弁

C 制御部

E エンジン

R ロータリ作業機 (対地作業機）

T トラクタ

Claims

請求の範囲

[1] 本体部に備えた車速調節用トロイダル機構（5a)のバリエ一タ比を制御して同本体部に連結した対地作業機 (R)により作業走行を行う作業用車両において、前記車速調節用トロイダル機構 (5a)の出力側に負荷が掛カつた場合に、この負荷に抗する側に前記車速調節用トロイダル機構（5a)のバリエ一タ比を制御する制御部 (C)を設けたことを特徴とする作業用車両。

[2] 前記本体部に連結されて該本体部の走行方向にお!、て推進力又は抵抗力を生じる対地作業機 (R)の作業開始に関連して上記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[3] 昇降式の対地作業機 (R)における作業高さ位置への下降動作またはクラッチ操作式の対地作業機 (R)におけるクラッチの接続動作のいずれかによる作業開始力所定時間内で前記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[4] 前記対地作業機 (R)による推進力又は抵抗力と対抗する側に前記バリエータ比の変更制御をする制御部 (C)を設けたことを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[5] 前記対地作業機の作業開始に関連してバリエータ比の変更制御の制御感度を変更する制御部 (C)を設けたことを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[6] 前記制御部（C)は、前記車速調節用トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)への伝動経路に設けた PTO用クラッチ（124)を入切制御し、かつ、上記 PTO用クラッチ（124)を切側に維持することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[7] 前記制御部（C)は、前記車速調節用トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、 4WD用クラッチ（38)を切側に維持することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[8] 前記制御部（C)は、前記車速調節型トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)の昇降制御を停止維持することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[9] 前記制御部（C)は、前記車速調節型トロイダル機構（5a)を、エンジン始動に応じて、入力回転に拘らずに出力回転を停止維持する状態 (ギヤ一ドニユートラル)位置まで変速制御するとともに、この変速制御の間、前記対地作業機 (R)のローリング制御を停止維持することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[10] 前記本体部には、リフトアーム（3)を備えてその上下回動操作にて前記対地作業機 (R)を昇降自在に操作可能とし、前記リフトアーム（3)の回動角を検出するセンサ ( 3s)を備え、前記センサ（3s)が作業機下降を検出すると前記バリエータ比の制御により車速を一定に保つ定車速制御を前記制御部 (C)により実行することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[11] 前記本体部には、リフトアーム（3)を備えてその上下回動操作にて前記対地作業機 (R)を昇降自在に操作可能とし、前記リフトアーム（3)の回動角を検出するセンサ ( 3s)を備え、前記センサ（3s)が作業機下降を検出すると前記バリエ一タ比を所定に保つ定レシオ制御を前記制御部（C)により実行することを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。

[12] 前記作業走行の制御には、定車速制御、定レシオ制御及び定トルク制御の中の複数の制御を選択枝とする選択手段 (4a)を設けたことを特徴とする請求項 1記載の作業用車両。