JP3659594B2

JP3659594B2 - 農作業車の伝動装置

Info

Publication number: JP3659594B2
Application number: JP16914192A
Authority: JP
Inventors: 弘喜小野; 英樹小池
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JPH0611023A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、農作業車の伝動装置に関し、トラクタ等農作業車の切替クラッチの摩擦接続圧力を、そのときの農作業車の作動状態の諸条件に応じて最適の接続状態となるように自動的に制御させるもの等に利用できる。
【０００２】
【先行の技術、及び発明が解決しようとする課題】
農作業車、例えばトラクタ等における走行速度の変速形態は、近時トランスミッションに自動変速機構を組込み、変速シフト操作や切替スイッチの入切操作を電子制御により自動的に行う自動変速制御が試みられるようになってきた。このような自動変速制御は、切替クラッチの摩擦接続圧力を電磁比例圧力制御弁による油圧力の制御によって、作業者の手動操作感覚に比して遜色のない接続状態とするよう、接続始めでは接続時のショックを軽減させるために弱い圧力で若干滑らしながら接続を行い、接続後は滑りを防止するために圧力を除々に昇圧させるようにするものである。
【０００３】
従来における昇圧カーブは、自動変速機構の副変速部の高速・低速の切替え位置に対応させて固定した二種類のカーブを用いているものが多く、これらの昇圧カーブでは、農作業車の発進時、つまりクラッチの接続始めのショックの軽減が優先されるため、作業時や走行時の自動変速操作に時間が掛かりすぎるという不具合があった。
【０００４】
そこでこの発明は、農作業車の自動変速制御時における切替クラッチの摩擦接続圧力を、そのときの農作業車の作動状態の各要素により演算を行い、予めマップとして定めておいたものの中から最適な接続圧力パターンを選択させるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題に鑑みて農作業車の伝動装置を以下のように構成した。
即ち、機体の進行方向を切替える油圧式切替クラッチ３と、主変速部６と、副変速部７と、これら主副変速部６，７を夫々操作する操作部１９，２０とを備え、エンジンの回転動力を前記クラッチ３と変速部６，７を介して車輪へ伝達すると共に、前記変速部６，７のシフト変更時に前記クラッチ３を一旦「切」とし、シフト変更完了後に前記クラッチ３の接続圧力を徐々に上げてクラッチ３を接続するように構成した農作業車において、前記変速部６，７のシフト位置を検出するセンサ１６，１７と、前記エンジンの回転数を検出するセンサ１４と、前記車輪の回転数を検出する回転センサ１５とを設け、エンジン回転数と変速シフト位置と走行中の車輪の転がり状態に応じて定まる切替クラッチ３の接続圧力のパターンをコントローラ１３に予めマップ情報として記憶させ、農作業車の発進またはシフト変更時に、前記マップ情報によりクラッチ接続圧力を制御させたことを特徴とする農作業車の伝動装置とした。
【０００６】
【作用、及び発明の効果】
上記の構成によれば、農作業車の発進またはシフト変更の際、農作業車の作動状態、つまりエンジン回転数と変速シフト位置と車輪の回転数が検出され、これらの結果からコントローラに記憶されている切替クラッチの接続圧力パターンが選択され、そのパターンにしたがってクラッチが接続される。
【０００７】
このようにマップ情報に基づいて切替クラッチの接続パターンを決めるので処理のスピードも速く構成も簡略化できる。このため従来のように、クラッチ３の接続始めのショックの軽減が優先されることにより、作業時や走行時の変速操作に時間が掛かりすぎるという不具合がなく、作業者の操作感覚に合致したクラッチ接続ができるものである。また、切替クラッチは機体の前後進を切替えるものを兼用しているので構成が簡潔となる。
【０００８】
【実施例】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。本発明を実施するトラクタは、図１に示す如く、トランスミッション１の内部に、その入力側からエンジンの動力を伝達する入力クラッチ５を経て前後進の切替えを行う切替クラッチ３を設け、この切替クラッチ３からギヤトレーンによる自動変速機構の主変速部６及び副変速部７を経て後輪デフ装置８へ伝動連結すると共に、該副変速部７から前輪クラッチ９を経て４ＷＤ装置１０を設け、この４ＷＤ装置１０から前輪駆動軸へ伝動連結して構成する。この４ＷＤ装置１０は、前輪と後輪とほぼ同速駆動とする通常の４ＷＤ駆動と、旋回時における前輪を後輪よりも高速駆動とする前輪変速の４ＷＤとに切換制御される。
【０００９】
一方、該入力クラッチ５から分岐させＰＴＯクラッチ１１を経てＰＴＯ変速部１２へ伝動連結して構成する。このトラクタの制御を行う自動制御回路は、図２に示す如く、中心にコントローラ１３を設け、このコントローラ１３の入力側へ、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ１４と、車輪の回転数を検出する車輪回転センサ１５と、前記主変速部６のシフト位置を検出する主変速シフト位置センサ１６と、前記副変速部７のシフト位置を検出する副変速シフト位置センサ１７と、前後進の切替えを行う前後進切替レバーの操作位置を検出する前後進レバー位置センサ１８と、該副変速部７の変速操作を行う副変速シフトレバー１９に設けた該主変速部６の変速操作を行う主変速シフトスイッチ２０と、該副変速シフトレバー１９のシフト通路２１に設けた該副変速シフトレバー１９のシフト操作を検出する副変速シフトレバーセンサ２２とを接続すると共に、出力側へ、該主変速部６の変速シフトを行う１−２速シフト電磁弁２３及び３−４速シフト電磁弁２４と、前後進の切替えを行う前後進切替電磁弁２５と、油圧力の昇圧を行う電磁比例圧力制御弁２と、エンジン始動時該前後進切替レバーが中立位置にないときは始動させないようにするセフティリレー２６とを接続して構成する。
【００１０】
該主変速部６の変速シフト構成は、図３に示す如く、中立位置を挟んで１速と２速をシフトする該１−２速シフト電磁弁２３とシンクロ油圧シリンダ２７とを接続し、同じく中立位置を挟んで３速と４速をシフトする該３−４速シフト電磁弁２４とシンクロ油圧シリンダ２８とを接続する。また、前記副変速部７の変速シフト構成は、図４に示す如く、前記副変速シフトレバー１９の操作により、Ｈ速とＬ速、Ｍ速とＬＬ速を各々シフトするＨ−Ｌ速、Ｍ−ＬＬ速の各シフト電磁弁とシンクロ油圧シリンダ（図示省略）とを接続する。
【００１１】
また、図３に示す如く、前後進の切替えを行う前記切替クラッチ３と前記前後進切替電磁弁２５とを接続し、この前後進切替電磁弁２５と前記電磁比例圧力制御弁２とを接続して構成する。該切替クラッチ３の接続圧力を、このトラクタの作動状態の各要素、即ちエンジン回転数、変速シフト位置から演算される車輪の理論回転数と、車輪回転センサ１５によって検出される車輪の転がり状態とによって予測される、該切替クラッチ３接続時のショック発生度合と接続を完了するに要する時間を、例えば図５に示す如く、縦軸に圧力の強さをとり横軸にその経過時間をとった図表によって、そのときの条件、つまり発進する場合、走行中のシフトアップによる車輪の転がりが大きい場合と小さい場合、走行中の急激なシフトダウンや下り坂の場合等において、最少のショックと最短の時間で接続できる接続圧力の状態を数種類（本案ではＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類）に仕分けして昇圧カーブ４を設定する。この昇圧カーブ４はこの４種類に限定することなく、自由に設定できるものである。
【００１２】
次に、以上の構成による作用について説明する。エンジンから伝達される動力を、トラクタ作動中は入力クラッチ５により常時接続状態とさせ、この入力クラッチ５から伝達される動力を切替クラッチ３の接続により主変速部６に伝達する。該主変速部６は、図４に示す如く、副変速シフトレバー１９に設けた主変速シフトスイッチ２０の操作によって、１速及び２速は１−２速シフト電磁弁２３とシンクロ油圧シリンダ２７を作用させ、３速及び４速は３−４速シフト電磁弁２４とシンクロ油圧シリンダ２８を作用させて変速を行い、副変速部７へ動力を伝達する。
【００１３】
該副変速部７は、該副変速シフトレバー１９の操作により、Ｈ速、Ｍ速、Ｌ速、ＬＬ速を各シフト電磁弁とシンクロ油圧シリンダを作用させて変速を行う。該主変速部６と該副変速部７との組合せにより１６段程度の変速を行うことができる。この自動変速機構は該主変速部６及び該副変速部７ともシンクロギヤ変速を行うものであるから、該主変速部６は該主変速シフトスイッチ２０の操作時において、また該副変速部７は該副変速シフトレバー１９がシフト通路２１の副変速レバーセンサ２２を押圧してＯＮさせることにより、該切替クラッチ３を必ず「切」操作した後、変速シフトを行うよう制御される。
【００１４】
該副変速部７から後輪デフ装置８へ動力が伝達されると共に、該副変速部７から分岐された動力は前輪クラッチ９を経て４ＷＤ装置１０から前輪駆動軸へ伝達される。また、前記入力クラッチ５から分岐された動力はＰＴＯクラッチ１１を経てＰＴＯ変速部１２へ伝達される。トラクタの発進時や該主変速部６及び該副変速部７の変速シフト時には、前記切替クラッチ３の「入切」操作が自動的に行われるが、この切替クラッチ３の接続状態について、図６に示すフローチャートにより説明する。
【００１５】
まず、コントローラ１３に主変速シフト位置センサ１６及び副変速シフト位置センサ１７の読み込みを行い、ついでシフト変更完了かどうかのチェックを行う。このチェックポイントでＹＥＳの場合は、エンジン回転数と変速シフト位置より車輪の理論回転数の演算を行い、ついで該切替クラッチ３の昇圧開始かどうかのチェックを行う。このチェックポイントでＹＥＳの場合は、エンジン回転数、変速シフト位置、車輪の転がり状態から車両の走行状態（例えば、前記急激なシフトダウンや下り坂等）を予測し、前記理論回転数と比較して、該切替クラッチ３が最少のショックと最短の時間で接続できる昇圧カーブ４の決定を行う。ついでこの予測値に基づいて電磁比例圧力制御弁２の昇圧出力決定を行い、この決定に基づいて出力する。
【００１６】
また、前記シフト変更完了のチェックの際、このチェックポイントでＮＯの場合は、該電磁比例圧力制御弁２の出力ポイントへジャンプさせる。また、前記昇圧開始チェックの際、このチェックポイントでＮＯの場合は、昇圧中であるかどうかのチェックを行い、このチェックポイントＹＥＳの場合は、該電磁比例圧力制御弁２の昇圧出力決定ポイントへジャンプさせ、ＮＯの場合は、昇圧完了かどうかのチェックを行う。このチェックポイントでＹＥＳの場合は、該電磁比例圧力制御弁２を昇圧出力させ、ＮＯの場合は、昇圧出力をＯＦＦさせる。
【００１７】
また、前記昇圧カーブ４を決定する他の別形態としては、図７に示す如く、前記コントローラ１３に、変速シフト位置、車輪のころがり状態（車輪の回転数）、エンジン回転数を予め大別し、これらの組合わせに応じて昇圧カーブを選択できるよう選択表を設定する構成としても良い。
【００１８】
この選択表は、変速シフト位置の極低速、低速、中速、高速の４項目（１６段変速）に、発進する場合を（Ｔ）、走行中のシフトアップによる車輪の転がりが小さい場合を（Ｓ）、大きい場合を（Ｒ）、走行中の急激なシフトダウンや下り坂の場合を（Ｚ）とする４項目を、夫々下位に展開させて編成した１６項目を縦欄にとり、横欄にエンジン回転数を高、中、低、極低の４項目をとって組合せるもので、この縦欄と横欄の各座標に前記昇圧カーブ４の各カーブ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に該当する予測値を記号化して設定するものである。
これにより、前記理論回転数と検出回転数とを比較し、昇圧カーブ全体に亘り細かく決定する構成と比較して、前記コントローラ１３による演算を省略することができる。
【００１９】
そして、上記自動変速制御は、各種センサ類による検出と油圧シリンダ等のアクチュエータの作用によって電子制御が行われるものであるが、これらセンサ類に異常が発生したときは変速シフト作用が不能となってしまう虞れがある。そこでセンサ類の異常時には、変速シフトの情報無しで的確にシフト可能なアクチュエータの作用完了時間を可能な限り短時間に設定する必要があるが、逆に短か過ぎた場合はシフト不能となるため、正常動作時の作用完了時間の最大値（タイマー値）を前記コントローラ１３に記憶させておき、センサ類の異常時にはこの記憶値（タイマー値）に基づいてアクチュエータの出力を行うことにより、シフト不能等の不具合を回避することができる。
【００２０】
以上のように構成したトラクタでは、切替クラッチ３の入り操作において、トラクタの状態、つまりエンジン回転数と変速シフト位置から車輪の理論回転数を演算し、そして検出される車輪の転がり状態（回転数）からクラッチ３接続時のショックの発生度合いを予測し、この予測により、例えば図６に示す如く、別に設定された数種類に仕分けした昇圧カーブの中から、接続時のショックが少なく、しかも一番早く接続できるカーブを選択する。
このため切替クラッチ３の接続始めのショックの軽減が優先されることにより、発進に時間が掛かりすぎるという不具合がなく、作業者の手動操作感覚に合致したショックの少ない素早い接続ができうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスミッションのギヤトレーンを示す概略側面図。
【図２】コントローラによる電子制御回路を示すブロック図。
【図３】主変速シフトの変速及び前後進切換クラッチ部の作用状態を示す油圧回路図。
【図４】副変速シフトレバーの変速作用を示す斜面図。
【図５】切替クラッチの接続圧力作用を示す昇圧カーブの概略線図。
【図６】変速シフト時における切替クラッチの接続作用フローチャート図。
【図７】昇圧カーブを選択するために予め設定された選択表図。
【符号の説明】
３切替クラッチ
６主変速部
７副変速部
１４エンジン回転センサ
１６シフト位置センサ
１９副変速シフトレバー
２０主変速シフトスイッチ

Claims

機体の進行方向を切替える油圧式切替クラッチ３と、主変速部６と、副変速部７と、これら主副変速部６，７を夫々操作する操作部１９，２０とを備え、エンジンの回転動力を前記クラッチ３と変速部６，７を介して車輪へ伝達すると共に、前記変速部６，７のシフト変更時に前記クラッチ３を一旦「切」とし、シフト変更完了後に前記クラッチ３の接続圧力を徐々に上げてクラッチ３を接続するように構成した農作業車において、前記変速部６，７のシフト位置を検出するセンサ１６，１７と、前記エンジンの回転数を検出するセンサ１４と、前記車輪の回転数を検出する回転センサ１５とを設け、エンジン回転数と変速シフト位置と走行中の車輪の転がり状態に応じて定まる切替クラッチ３の接続圧力のパターンをコントローラ１３に予めマップ情報として記憶させ、農作業車の発進またはシフト変更時に、前記マップ情報によりクラッチ接続圧力を制御させたことを特徴とする農作業車の伝動装置。