JP3672439B2 - Work vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のように構成された作業車と類似するものとして特開平9‐242871号公報に示されるものが存在し、この従来例では、油圧シリンダ11,12によって4段に変速操作される主変速機構Aと、油圧シリンダ13によって高低2段に変速操作される第1副変速機構Bと、油圧シリンダ14によって高低2段に変速操作される第2副変速機構Dと、伝動系に介装された油圧クラッチ3と,油圧シリンダと油圧クラッチ3とを制御する制御装置25を備えて構成され、この制御装置25は、変速開始時に油圧シリンダの作動開始と連動して油圧クラッチ3を切り操作し、変速終了時に油圧クラッチ3を入り操作することで主クラッチ2を人為的に切り操作することなく変速を行えるよう構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例の変速系の変速作動を考えるに、変速が開始されると油圧シリンダの駆動力によってギヤ変速系のシフト部材が一方のギヤ系から分離する方向に作動を開始し、又、この作動と連動して油圧クラッチが切り操作される。次に、油圧シリンダの駆動力によって所定のシフト部材がギヤ系に噛み合う方向に作動を開始する。この作動の際にはシンクロナイザリング等のシンクロ部材によってシフト部材とギヤ系との回転速度が同期した状態で咬合が完了し、この後に油圧クラッチが入り操作されるものとなる。しかし、油圧シリンダの駆動力によってシフト部材をギヤ系に咬合させる操作時には、シフト部材を操作するシフトフォーク等とシフト部材とが強く接触することに起因する抵抗によってシフト部材が同期回転に達し難い場合や、ミッションケース内の潤滑油の油温が低く潤滑油の粘性が高い場合にはシフト部材とギヤ系とが同期状態に達し難いばかりでなく、円滑な変速作動が行われない場合もある。
【0004】
本発明の目的は、前述のようにアクチュエータで変速操作されるギヤ変速系と、変速作動時に切り操作される油圧クラッチと変速系を備えた作業車において、円滑に変速作動を行えるよう構成する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の特徴(請求項1)は冒頭に記載したように、エンジンと走行車輪との間の伝動系に油圧クラッチと、アクチュエータで変速操作されるシンクロメッシュ式のギヤ変速機構とを直列に備えると共に、変速時にはアクチュエータの作動に先立って油圧クラッチを切り操作し、アクチュエータの作動による変速終了後に油圧クラッチを入り操作する制御手段を備えた作業車において、前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、この油圧シリンダに供給される作動油の温度を計測する油温センサを備え、変速時に油圧シリンダで変速操作される変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動を終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ、油圧シリンダからの変速操作力を一時的に低下させる、若しくは、油圧シリンダを一時的に逆方向に作動させた後に、油圧シリンダを再度、変速方向に作動させるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【0006】
本発明の第2の特徴(請求項2)は請求項1において、前記アクチュエータが複動型の油圧シリンダで構成されると共に、この油圧シリンダからの変速操作力を低下させる際には、該油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させ、前記油圧シリンダを逆方向に作動させる際には油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えるよう前記制御手段の制御形態が設定されている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【0007】
〔作用〕
上記第1の特徴によると、変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動が終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ制御手段が、油圧シリンダの変速操作力を一時的に低下させることや、油圧シリンダを逆方向に作動させることになるので、作動油の油温が低く油圧シリンダから必要とする駆動力が得られず1回の作動でシンクロナイザリング等の同期回転すべき部材が同期状態に達しない場合でも、再度、油圧シリンダを作動させることで、同期回転すべき部材を容易に同期回転状態に設定して変速を行えるものとなる。
【0008】
上記第2の特徴によると、複動型の油圧シリンダで変速を行うので小型でも強力な駆動力で変速操作を行えると共に、油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させる場合でも、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換える場合でも、油圧シリンダを制御するための制御弁を操作することで済む。
【0009】
〔発明の効果〕
従って、作動油の油温が低く油圧シリンダの駆動力が不足する場合でも変速制御形態の簡単な改良で円滑に確実な変速作動を行える作業車が合理的に構成されたのである(請求項1)。複動型油圧シリンダの強力な駆動力で変速操作が可能であり、変速操作が円滑に行えない場合でも油圧シリンダに対する作動油の圧力を低下させたり、油圧シリンダに対する作動油の給排方向を切換えたりすることによる変速の制御が容易に行えるものとなった(請求項2)。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、操向操作自在に構成された駆動型の前車輪1及び駆動型の後車輪2(走行車輪の一例)を備えた車体の前部にエンジンEを搭載すると共に、このエンジンEからの動力が主クラッチ3を介して伝えられるミッションケース4を車体の後部に配置し、このミッションケース4の後端上部位置に油圧シリンダ(図示せず)で駆動昇降される左右一対のリフトアーム5を備え、又、車体の中央部に運転部を配置して作業車の一例としての農用トラクタを構成する。
【0011】
図1及び図2に示すように、前記運転部には運転座席6を備えると共に、この運転座席6の前方位置にステアリングハンドル7を配置し、ステアリングハンドル7の近傍位置に前後方向に揺動操作自在な前後進切換レバー8を配置し、運転座席6の右側部に前記リフトアーム5の揺動角度を制御するポジションレバー9を配置し、運転座席6の左側部に走行速度を設定する変速レバー10(変速操作具の一例)を配置してある。又、ステップの左側には踏み込み操作で前記主クラッチ3を切り操作するクラッチペダル11を配置してあり、ステップの右側には踏み込み操作で左右の後車輪2,2を独立して制動操作するサイドブレーキペダル12,12を配置してある。
【0012】
図3に示すように、前記変速レバー10を案内するレバーガイド13は、長手方向を前後方向に沿って形成した主ガイド部13Aと、この主ガイド部13Aの中間の中立位置Nから分岐して主ガイド部13Aに平行姿勢の副ガイド部13Bとを形成すると共に、主ガイド部13Aの前端にオーバードライブ変速域ODを配置し、この主ガイド部13Aの後端に駐車ブレーキ(後述する)を制動操作する駐車位置Pを配置し、副ガイド部13Bの後端部に標準変速域STを配置し、この副ガイド部13Bの前端部にクリープ変速域CRを配置してある。又、オーバードライブ変速域OD、標準変速域ST、クリープ変速域CRは夫々とも変速レバー10を僅かに前後方向に操作し得る操作域が形成され、夫々の操作域に変速レバー10を設定した場合には、この操作域の前後方向の中央の保持位置nに変速レバー10が保持され、この保持位置nから変速レバー10を前方に操作した場合には増速スイッチSwUが変速レバー10の操作を検出し、この保持位置nから変速レバー10を後方に操作した場合には減速スイッチSwDが変速レバー10の操作を検出するよう構成され、又、変速レバー10を駐車位置Pに設定したことを検出する駐車スイッチSwPを備えている。
【0013】
図4及び図5に示すように、変速レバー10の基端部には二股状のフォーク状部材14を備え、このフォーク状部材14を横向きの回動軸15に嵌め合わせると共に、前後向き姿勢の支軸16周りで揺動自在に支持し、この変速レバー10を支軸16周りで前記主ガイド部13Aの側から副ガイド部13Bが形成された側に付勢するツル巻きバネ17を備えている。又、車体側に扇状のカム部材18を備え、このカム部材18に対して前記オーバードライブ変速域OD、クリープ変速域CR、中立位置N、標準変速域ST、駐車位置Pに対応した凹状部18Aを形成し、夫々の凹状部にバネ19の付勢力で係入するローラ20を変速レバー10に対して揺動自在に支承したアーム21の揺動端に備えることで変速レバー10を前記オーバードライブ変速域OD、標準変速域ST、クリープ変速域CR夫々の保持位置nに保持できると共に、中立位置Nと駐車位置Pとに付勢保持できる付勢機構Fを構成しており、更に、回動軸15の回動量から変速レバー10の操作位置を判別するポテンショメータ型のレバーセンサLSが備えられている。尚、オーバードライブ変速域OD、クリープ変速域CR、標準変速域STの夫々の域では、変速レバー10によって増速スイッチSwUと減速スイッチSwDとを操作できるよう凹状部18Aが緩い傾斜となるよう構成されている。
【0014】
図6に示すように、回動軸15に備えた第1アーム23とクリープ変速用の操作アーム24とが第1ロッド25を介して連結され、回動軸15に備えた第2アーム26とオーバードライブ変速用の操作アーム27とが一対の第2ロッド28,28と揺動自在な中間アーム29とを介して連係され、回動軸15に備えた第3アーム30と操作ワイヤ31を介して駐車ブレーキが連係されている。この駐車ブレーキは図7に示すように、ミッションケース4の側壁に対して圧縮バネ32の付勢力でミッションケース内に突出してミッションケース内の走行系のギヤGに係合するよう係合部33Aが構成されたロック部材33が備えられると共に、このロック部材33の外端側の鍔状部33Bに接当して該ロック部材33を係合解除方向に操作する操作片34を支軸35周りで揺動自在に備え、この操作片34を操作する切換アーム36の端部に前記操作ワイヤ31が連結している。そして、変速レバー10を変速域に設定した場合には操作ワイヤ31からの操作力でロック部材33が非係合位置(非制動状態・切)に設定され、変速レバー10を駐車位置Pに設定した場合に操作ワイヤ31が弛緩し圧縮バネ32の付勢力によってロック部材33がギヤGと係合する位置(制動位置・入)に設定される結果、前後車輪1,2をロック状態に保持するものとなっている。
【0015】
図6に示すように変速レバー10をオーバードライブ変速域ODに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Tod(後述する)が入り設定されると同時にクリープ変速機構Tcr(後述する)も入り状態に設定されるが、このクリープ変速機構の伝動上手に配置された第3変速機構T3(後述する)が中立位置に設定されるのでオーバードライブ変速機構からの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又 、変速レバー10をクリープ変速域CRに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Todが切り状態に設定されると同時に第3変速機構T3が伝動状態に設定されることでクリープ変速機構Tcrからの動力が走行系に伝えられるものとなっている。又、変速レバー10を中立位置Nに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Todとクリープ変速機構Tcrとがともに中立位置に保持されて走行系には動力が伝えられないものとなっている。又、変速レバー10を標準変速域STに設定した場合にはオーバードライブ変速機構Todが切り設定されたままクリープ変速機構Tcrが標準位置に設定されるよう機械的な連係が形成されている。このように変速レバー10の操作力で機械的にクリープ変速装置Tcrの伝動状態の設定とオーバードライブ変速機構Todの伝動状態の設定とを行う系で変速操作機構が構成されている。
【0016】
前記ミッションケース4の内部には図8に示す伝動系が内装されている。つまり、前記エンジンEから前記主クラッチ3を介して伝えられる動力を4段に変速するよう4組のギヤと、2組のシンクロメッシュ式のシフト部材41,42とを備えた第1変速機構T1、この第1変速機構T1の伝動下手に配置された油圧クラッチC、この油圧クラッチCの伝動下手に配置され動力を2段に変速するよう2組のギヤと1つのシンクロメッシュ式のシフト部材43とを備えた第2副変速機構T2、この第2変速機構T2の動力を正転状態で伝える状態と逆転状態で伝えるよう逆転ギヤ系とシンクロメッシュ式の1つのシフト部材44とを備えた前後進変速機構Tfr、この前後進変速機構Tfrの伝動下手に配置され動力を2段に変速するよう2組のギヤと1つのシンクロメッシュ式のシフト部材45とを備えた第3速機構T3、この伝動下手に配置され高速変速状態を得る1組のギヤ系とシンクロメッシュ式のシフト部材46とを備えたオーバードライブ変速機構Tod、第3変速機構T3の伝動下手に配置され第3変速機構T3からの変速状態をそのまま伝える状態と大きく減速する1組のギヤとコンスタントメッシュ式のシフト部材47とを備えたクリープ変速機構Tcrとを備えている。そして、この変速系からの動力は後車輪2に対する差動装置48を介して後車輪2に伝えられると共に、前車輪1の周速度を後車輪2の周速度と一致させて駆動する標準駆動状態と、前車輪1の周速度を後車輪2の周速度より高速化させて駆動する増速駆動状態とに切換自在な前輪増速装置49及び前車輪駆動軸50を介して前車輪1に伝えられるよう走行伝動系が構成されている。尚、この前輪増速装置49は前車輪1が予め設定された操向角度より大きく操作された際に、増速駆動状態に切換えられるよう操作系が形成され、このように増速駆動状態に切換られることで車体の旋回半径を小さくするものとなっている。
【0017】
又、前記第1変速機構T1と第2変速機構T2とで前進走行速度を8段に変速する主変速装置TMが構成され、この主変速装置にTMは3つのシフト部材41,42,43を夫々を操作する第1油圧シリンダP1、第2油圧シリンダP2、第3油圧シリンダP3(アクチュエータの一例)を備え、前後進変速機構Tfrのシフト部材44は前記前後進切換レバー8と機械的に連係し、第3変速機構T3にはシフト部材45を操作する第4油圧シリンダP4(アクチュエータの一例)を備え、オーバードライブ変速機構Todのシフト部材46は前記オーバードライブ変速用の操作アーム27と連係し、クリープ変速機構Tcrのシフト部材47は前記クリープ変速用の操作アーム24と連係している。
【0018】
図9に示すように、前記夫々の油圧シリンダと油圧クラッチCとを制御する油圧系が構成されている。つまり、前記第1、第2、第4油圧シリンダP1,P2,P4はシフト部材41、42、45を両操作端と中立位置とに設定し得る複動型に構成され(公報番号を挙げた従来の技術に示されるものと同様の構造)、前記3油圧シリンダP3はシフト部材43を両操作端に設定し得る複動型に構成され、これらの油圧シリンダP1,P2,P3,P4を制御する7つの電磁操作式のシリンダ制御弁V1,V1,V2,V2,V3,V4,V4に対して前記エンジンEで駆動される油圧ポンプ51からの作動油を供給する油路系が形成されると共に、前記油圧クラッチCに対してパイロット操作型の開閉弁Vcを介して油圧ポンプ51からの作動油を供給する油路系が形成され、又、電磁比例型の圧力制御弁Vpによって油圧クラッチCの入り操作時の圧力を調節する油路が形成され、オリフィス52を介してパイロット油路53に対して作動油を供給する油路系が形成されている。更に、このパイロット油路53の圧力で前記開閉弁Vcを操作する油路を形成し、又、このパイロット油路53に対して5つのチェック弁54…を介して圧力を低下させる系を備えている。この5つのチェック弁54…のうち4つは前記油圧シリンダP1,P2,P3,P4の作動時に機械的に開閉操作され、あと1つのチェック弁54は前記前後進切換レバー8にの操作時に開閉操作されるよう連係しており、このパイロット油路53には圧力センサ55が備えられている。
【0019】
そして、油圧シリンダP1,P2,P3,P4の作動開始時には対応するチェック弁54が開放してパイロット油路53の圧力を低下させることで開閉弁Vcをドレン位置に切換えて油圧クラッチCを切り操作するものとなっており、このように油圧クラッチCが切り状態にあるタイミングで油圧シリンダの作動によって変速が行われるものとなっている。この後、油圧シリンダの作動終了時にはチェック弁54が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Vcが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Vpで調節され乍ら油圧クラッチCに送られ、該油圧クラッチCが入り状態に達するものとなっており、変速時には主クラッチ3を人為的に切り操作しないで済むものとなっている。これと同様に、前後進切換レバー8を操作した際にも対応したチェック弁54が開放してパイロット油路53の圧力を低下させることで開閉弁Vcをドレン位置に切換えて油圧クラッチCを切り操作した状態で変速を行い、この後、前後進切換レバー8の操作の終了時にチェック弁54が閉じ状態に戻される結果、開閉弁Vcが作動油供給位置に操作され、これによって供給される作動油の圧力が制御弁Vpで調節され乍ら油圧クラッチCに送られ、該油圧クラッチCが入り状態に達するものとなっている。又、このように変速操作される際には、パイロット油路53の圧力が低下した後に上昇するものとなっており、この圧力変化を電気スイッチ型の圧力センサ55で検出すると、制御装置(後述する)が制御弁Vpの電磁ソレノイドに対する電流を調節することで、油圧クラッチCに供給される作動油の供給圧を所定の特性に従って調節しながら油圧クラッチCの昇圧を図り、ショックを発生させること無く円滑に入り状態に切換えるものとなっている。
【0020】
尚、以上のように油圧シリンダが作動を開始した時点では、油圧シリンダと連係する部材の機械的な間隙やシフト系の弾性的な歪みによって、シフト部材の作動が開始する直前に油圧クラッチCを切り状態に切換え得るものとなっており、このように油圧クラッチCを切り操作した状態においてシフト部材を油圧シリンダで操作することで主クラッチ3を人為的に操作しなくとも変速を行えるものとなっており、更に、シフト部材による変速が終了した時点で油圧クラッチCを入り状態に復帰することで変速動力を伝え得るものとなっている。
【0021】
図10に示すようにマイクロプロセッサを備えた制御装置61(制御手段の一例)に対して、エンジンEの起動と停止と、車体に備えた電気機器に対する電力の供給と停止とを行うキースイッチ62と、前記圧力センサ55と、前記3つの増速スイッチSwUと、3つの減速スイッチSwDと、駐車スイッチSwPと、前記レバーセンサLSと、前記前後進切換レバー8の操作位置を検出する前後進センサ63と、主クラッチ3の状態を判別する主クラッチセンサ64からの信号を入力する系を形成すると共に、前記7つのシリンダ制御弁V1,V1,V2,V2,V3,V4,V4と、前記圧力制御弁Vpと、前記運転座席6の前方位置のメータパネルに配置した変速表示装置Dとに対して制御信号を出力する系が形成されている。
【0022】
同図に示すように前記変速表示装置Dは変速段の数字を表示する発光ダイオード型のディスプレイ66と、前後進切換機構Tfrが前進状態に設定されていることを「F」の文字で示す前進ランプ67と、前後進切換機構Tfrが後進状態に設定されていることを「R」の文字で示す後進ランプ68と、変速レバー10が中立位置Nに設定された場合、及び、前記主変速装置TMの2つの油圧シリンダP1,P2と、第3変速機構T3の油圧シリンダP4とが中立位置に設定された場合に中立状態を「N」の文字で示す中立ランプ69と、変速レバー10が駐車位置Pに設定されていることを「P」の文字で表示する駐車ランプ70と、オーバードライブ変速機構Todが伝動状態にあることを「オーバードライブ」の文字で示すオーバードライブランプ71と、クリープ変速機構Tcrが標準伝動状態にあることを「標準」の文字で示す標準ランプ72と、クリープ変速機構Tcrが伝動状態にあることを「クリープ」の文字で示すクリープランプ73とを備えて構成され、以下に制御装置61による変速制御を説明する。
【0023】
図11のフローチャートに示すように、キースイッチ62をON操作してエンジンEの始動と共に制御が開始されると、変速レバー10の操作に基づいて主変速装置TMを増減速する変速制御ルーチン(#200ステップ)の制御が実行されると共に、レバーセンサLSからの信号に基づいて変速レバー10の操作で変速域の変更が行われた場合には(#101ステップ)、初期状態設定ルーチン(#300ステップ)を実行し、次に、変速表示装置Dに変速状態を表示する表示作動をリセットされるまで継続的に行うものとなっている(#102、#103ステップ)。尚、表示作動では変速レバー10の設定状況に基づいてオーバードライブランプ71、標準ランプ72、クリープランプ73の何れかを点灯させると共に、主変速装置TMに設定されている変速段をディスプレイ66に表示し、変速レバー10が中立位置Nに設定された場合には中立ランプ69を点灯させ、前後進切換機構Tfrの設定位置に基づいて前進ランプ67、若しくは、後進ランプ68を点灯させる制御を行うものとなっている。
【0024】
又、前記変速制御ルーチン(#200ステップ)の制御動作は図12のフローチャートに示すように設定され、この制御では、前後進切換機構Tfrが中立以外の位置にあることを前後進センサ63で検出し、かつ、クリープ変速機構Tfrがクリープ状態の伝動状態でないことをレバーセンサLSで検出し、かつ、主クラッチ3が入り状態にあることを主クラッチセンサ64で検出した場合には(#201〜#203ステップ)、増速スイッチSwUがON操作されると変速目標を1段だけ高め、減速スイッチSwDがON操作されると変速目標を1段だけ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置TMと第3変速機構T3との油圧シリンダP1,P2,P4を作動させるものとなっている(逐次変速モード、#204〜#208ステップ)。
【0025】
又、前後進切換機構Tfrが中立位置にあることを前後進センサ63で検出した場合、クリープ変速機構Tcrがクリープ状態の伝動状態にあることをレバーセンサLSで検出した場合、主クラッチ3が切り状態にあることを主クラッチセンサ64で検出した場合には(#201〜#203ステップ)、増速スイッチSwUがON操作されるとON時間が継続する時間内において所定インターバル(1秒以下の短時間)毎に変速目標を1段ずつ高め、これとは逆に、減速スイッチSwDがON操作されるとON時間が継続する時間内において所定インターバル(1秒以下の短時間)毎に変速目標を1段ずつ低下させ、この変速目標を得るよう主変速装置TMと第3変速機構T3との何れかの油圧シリンダP1,P2,P4の作動で変速を行うよう制御形態が設定されている(連続変速モード、#209〜#212ステップ、#208ステップ)。
【0026】
又、この変速制御では、変速レバー10を標準変速域STで操作することで主変速装置TMと第3変速機構T3とを合わせて16段の変速が可能となり、変速レバー10をオーバードライブ変速域ODで変速することで同様に8段の変速が可能となり、変速レバー10をクリープ変速域CRで変速することで同様に16段の変速が可能となる(主変速装置TMの8段だけを変速するよう構成しても良い)。又、変速レバー10を標準変速STで操作した場合には標準ランプ72が点灯すると同時に変速段がディスプレイ66に表示され、変速レバー10をオーバードライブ変速域ODで操作した場合にはオーバードライブランプ71が点灯すると同時に変速段がディスプレイ66に表示され、変速レバー10をクリープ変速域CRで操作した場合にはクリープランプ73が点灯すると同時に変速段がディスプレイ66に表示されるものとなっている。
【0027】
前記初期状態設定ルーチン(#300ステップ)の制御動作は図13のフローチャートに示すように設定され、この制御では、変速レバー10の変更後の変速域がオーバードライブ変速域ODである場合には主変速装置TMの変速目標を最低速段に設定し、又、変速レバー10の変更後の変速域がクリープ変速域CRである場合には主変速装置TMの変速目標を最高速段に設定し、更に、この変速段を現出するように油圧シリンダを制御して変速作動を行うものとなっている(#301〜#305ステップ)。
【0028】
又、このトラクタでは油圧シリンダP1〜P4で伝動を伝える側にシフト部材41,42,43,45を作動させる際に、確実な変速を行うよう前記#208ステップにおける制御動作が設定されている。つまり、図14のフローチャート示すように、変速開始時には、まず、伝動状態の伝動部材をニュートラル側にシフト操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダを制御し、パイロット油路53の圧力低下に伴って圧力センサ55がOFF状態になったことを確認する(#501,#502ステップ、主変速装置TM、第3変速機構T3とも中立状態にある場合には、この処理は行われない)。次に、伝動状態に設定すべきシフト部材を伝動側に向けて操作するよう対応するシリンダ制御弁を操作することで対応する油圧シリンダの作動を開始し、又、この開始時点での作動油の油温を油温センサで計測し、この油温が作動油の粘性を殆ど無視できる程度の高温である場合には、圧力センサ55がON状態に達した後に制御弁Vpの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチCに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行う(#503〜#506ステップ)。
【0029】
これとは逆に、作動油の油温が低く作動油の粘性が高い場合には、前述のようにシリンダを作動させるのと略同時に、タイマ(ソフトウエアで構成されている)でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間(数秒以下の値)内に圧力センサ55がON状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路53の圧力が上昇し、開閉弁Vcが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Vpの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチCに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態 への切換えを行い(#507〜#509、#506ステップ)、又、このようにシフト部材を伝動側に操作する側に油圧シリンダを作動させた際に、タイマで設定された時間内に圧力センサ55がON状態に切換わらない場合(シフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合)には、シリンダ弁の操作で油圧シリンダに供給された作動油を排出可能な状態に設定する、あるいは、シリンダ弁の操作で油圧シリンダを逆方向に作動させることで、予め設定された時間だけ作動力を解除し、この後に、前述と同様に、シリンダ弁の操作で伝動側に油圧シリンダの作動を開始すると同時に、タイマ(ソフトウエアで構成されている)でのカウントを開始し、このタイマで設定された時間内に圧力センサ55がON状態に切換わったことを検出した場合には、シフト部材が適正な伝動位置まで作動してパイロット油路53の圧力が上昇し、開閉弁Vcが開放状態に切換わったことを示すものであるので、制御弁Vpの電磁ソレノイドに対する電流値を所定の特性に従って制御して油圧クラッチCに供給される作動油の圧力を円滑に上昇させてショックを発生させないで伝動状態への切換えを行い(#510〜#514、#506ステップ)、タイマで設定された時間内にシフト部材が適正な伝動位置まで操作されない場合には、シリンダ弁の操作でシフト部材をニュートラル位置に戻すよう油圧シリンダを作動させ、前記ディスプレイ66を点滅させることで変速不能状態にあることを報知するものとなっている(#515、#516ステップ)。
【0030】
このように本発明では、油圧シリンダでの低温の環境下での変速時に、ミッションケース4に貯留された潤滑油の粘性によってシフト部材の作動が円滑に行われない場合や、シフト部材に接触するシフトフォークからの抵抗によって、シフト部材がギヤ変速系と同期回転し難く適正な変速が設定時間内に行われない場合には、シフト操作力を解除して一時的にシフト操作を中断した後に、再度変速操作を行うので、潤滑油の粘性に起因する抵抗の影響を小さくし、又、操作力を解除した時点でシフト部材に作用する抵抗を低減して同期回転を行われ易くして、円滑、確実な変速操作を行い得るものとなっている。
【0031】
又、本発明では、単一の変速レバー10を操作することでオーバードライブ変速機構Tod、クリープ変速機構Tcrの何れか一方を伝動状態に設定することが可能となるばかりか、何変速レバー10を増速位置に小さく操作するだけで、主変速装置TMを1段若しくは連続的に増速操作し、同様に変速レバー10を減速位置に小さく操作するだけで、主変速装置TMを1段若しくは連続的に減速操作するので、変速操作が簡便で楽に行えるものとなっており、更に、標準変速域CRを基準にして変速レバー10をオーバードライブ変速域ODに操作する側を車体前方側に設定し、標準変速域CRを基準にして変速レバー10をクリープ変速域CRに操作する側を車体後方側に設定してあるので、走行速度の増減方向と変速レバー10の操作方向に無理がなく、更に、標準変速域CR、オーバードライブ変速域OD、クリープ変速域CRの何れの変速域内においても変速レバー10が付勢機構Fの付勢力によって保持位置nに保持され、この保持位置nを基準にして変速レバー10を前方に操作すると走行速度を高め、これと逆方向に操作することで走行速度を減ずる変速作動を行うので、操作が楽で操作感覚に違和感がなく誤操作も生じ難いものとなっている。
【0032】
上記実施の形態では、前記油圧シリンダP1〜P4に供給される作動油の油温を計測する油温センサ(図示せず)を備え、この油温センサからの温度信号を前記制御装置61に入力する系を形成すると共に、シリンダ制御ルーチンを図14のフローチャートに示す制御を行うよう構成している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 農用トラクタの全体側面図
【図2】 農用トラクタ後部の平面図
【図3】 レバーガイドの平面図
【図4】 変速レバーの支持構造の側面図
【図5】 変速レバーの支持構造の正面図
【図6】 変速レバーの連係を示す側面図
【図7】 駐車ブレーキを示す縦断面図
【図8】 走行変速系の概略図
【図9】 走行変速用の油圧回路図
【図10】 制御系のブロック回路図
【図11】 メインの制御動作のフローチャート
【図12】 変速制御ルーチンのフローチャート
【図13】 初期状態設定ルーチンのフローチャート
【図14】 シリンダ制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
1,2 走行車輪
61 制御手段
C 油圧クラッチ
E エンジン
P1〜P4 アクチュエータ
T1〜T3 ギヤ変速機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided with a hydraulic clutch and a synchromesh gear speed change mechanism that is operated to change speed by an actuator in series in a transmission system between an engine and a traveling wheel, and at the time of shifting, the hydraulic clutch is set prior to operation of the actuator. The present invention relates to a work vehicle including a control unit that performs a cutting operation and engages and operates a hydraulic clutch after completion of a shift by actuation of an actuator.
[0002]
[Prior art]
As a work vehicle configured as described above, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-242871, and in this conventional example, a main transmission mechanism that is operated in four stages by
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Considering the speed change operation of the conventional speed change system, when the speed change is started, the shift member of the gear speed change system starts to be separated from one gear system by the driving force of the hydraulic cylinder. The hydraulic clutch is disengaged in conjunction with Next, the operation is started in the direction in which the predetermined shift member meshes with the gear system by the driving force of the hydraulic cylinder. In this operation, the occlusion is completed in a state where the rotation speeds of the shift member and the gear system are synchronized by a synchronizing member such as a synchronizer ring, and then the hydraulic clutch is engaged and operated. However, when the shift member is engaged with the gear system by the driving force of the hydraulic cylinder, it is difficult for the shift member to reach synchronous rotation due to the resistance caused by the strong contact between the shift fork or the like that operates the shift member and the shift member. In addition, when the temperature of the lubricating oil in the transmission case is low and the viscosity of the lubricating oil is high, not only is the shift member and the gear system difficult to reach a synchronized state, but smooth shifting operation may not be performed.
[0004]
An object of the present invention is to make it possible to smoothly perform a speed change operation in a work vehicle including a gear speed change system operated by an actuator as described above, a hydraulic clutch that is operated to be turned off at the time of the speed change operation, and the speed change system. It is in.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention (Claim 1), as described at the beginning, a hydraulic clutch is provided in a transmission system between an engine and a traveling wheel, and a synchromesh gear transmission mechanism that is operated to change speed by an actuator. In a work vehicle equipped with a control means for connecting in series and operating the hydraulic clutch to be disengaged prior to the operation of the actuator at the time of shifting, and to engage and operate the hydraulic clutch after completion of the shifting by the operation of the actuator,The actuator is composed of a hydraulic cylinder, and is equipped with an oil temperature sensor that measures the temperature of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder.If the operated speed change member does not end the speed change operation within the set time after the start of the speed change operation,The hydraulic cylinder only when the temperature measured by the oil temperature sensor is below the specified valueTemporarily reduce the shifting operation force fromHydraulic cylinderAfter temporarily operating in the reverse direction,Hydraulic cylinderThe control means of the control means is set so as to operate again in the speed change direction, and its operation and effect are as follows.
[0006]
A second feature of the present invention (Claim 2) is that, in Claim 1, the actuator is composed of a double-acting hydraulic cylinder,This hydraulic cylinderWhen reducing the shifting operation force fromHydraulic pressureReducing the hydraulic oil pressure against the cylinder,Hydraulic cylinderWhen operating in the reverse direction, the control means is set to switch the supply / discharge direction of the hydraulic oil to / from the hydraulic cylinder, and its operation and effect are as follows.
[0007]
[Action]
First featureAccording to the present invention, when the speed change operation is not completed within the set time after the speed change member starts the speed change operation, the control means is configured to operate the hydraulic cylinder only when the temperature measured by the oil temperature sensor is equal to or lower than a predetermined value. The operating force of the engine is temporarily reduced and the hydraulic cylinder is operated in the opposite direction, so that the hydraulic oil temperature is low and the required driving force cannot be obtained from the hydraulic cylinder. Even when a member to be rotated synchronously, such as a synchronizer ring, does not reach the synchronized state, by operating the hydraulic cylinder again, the member to be rotated synchronously can be easily set to the synchronized rotational state to perform a shift.
[0008]
According to the second feature,Double actingShifting with a hydraulic cylinder enables shifting operation with a small but powerful driving force, and even when reducing the hydraulic oil pressure to the hydraulic cylinder or switching the hydraulic oil supply / discharge direction to the hydraulic cylinder, It suffices to operate a control valve for controlling.
[0009]
〔The invention's effect〕
Therefore,A work vehicle that can perform smooth and reliable shift operation with a simple improvement of the shift control mode even when the hydraulic oil temperature is low and the driving force of the hydraulic cylinder is insufficient has been rationally constructed.(Claim 1).Double actingShift operation is possible with the powerful driving force of the hydraulic cylinder.AndEven when shifting operations cannot be performed smoothlyBy lowering the hydraulic oil pressure to the hydraulic cylinder or switching the hydraulic oil supply / discharge direction to the hydraulic cylinderThe shift can be easily controlled (claim 2).
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an engine E is mounted on the front portion of a vehicle body having a driving type front wheel 1 and a driving type rear wheel 2 (an example of a traveling wheel) configured to be steerable. A transmission case 4 to which power from the engine E is transmitted via the
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 2, the driving section includes a
[0012]
As shown in FIG. 3, the
[0013]
As shown in FIGS. 4 and 5, the base end portion of the
[0014]
As shown in FIG. 6, a
[0015]
As shown in FIG. 6, when the
[0016]
The transmission case 4 has a transmission system shown in FIG. That is, the first speed change mechanism T1 including four sets of gears and two sets of synchromesh
[0017]
The first transmission mechanism T1 and the second transmission mechanism T2 constitute a main transmission TM that shifts the forward travel speed to eight stages. The TM includes three
[0018]
As shown in FIG. 9, a hydraulic system for controlling each of the hydraulic cylinders and the hydraulic clutch C is configured. That is, the first, second, and fourth hydraulic cylinders P1, P2, and P4 are configured as a double-acting type in which the
[0019]
When the hydraulic cylinders P1, P2, P3, and P4 start to operate, the
[0020]
As described above, when the hydraulic cylinder starts to operate, the hydraulic clutch C is released immediately before the start of the operation of the shift member due to the mechanical clearance of the member linked to the hydraulic cylinder and the elastic distortion of the shift system. In this state, the shift member can be operated with the hydraulic cylinder in the state in which the hydraulic clutch C is disengaged, so that the shift can be performed without manually operating the
[0021]
As shown in FIG. 10, a
[0022]
As shown in the figure, the shift display device D includes a light emitting
[0023]
As shown in the flowchart of FIG. 11, when the
[0024]
The control operation of the shift control routine (step # 200) is set as shown in the flowchart of FIG. 12, and in this control, the forward /
[0025]
When the forward / reverse switching mechanism Tfr is in the neutral position, the
[0026]
Further, in this shift control, by operating the
[0027]
The control operation of the initial state setting routine (# 300 step) is set as shown in the flowchart of FIG. 13. In this control, when the speed change range after the change of the
[0028]
Further, in this tractor, the control operation in the # 208 step is set so as to perform a reliable shift when the
[0029]
On the other hand, when the hydraulic oil temperature is low and the hydraulic oil viscosity is high, the timer (which consists of software) is counted almost simultaneously with the cylinder operation as described above. When it is detected that the
[0030]
As described above, according to the present invention, when shifting is performed in a low-temperature environment in the hydraulic cylinder, the shift member is not smoothly operated due to the viscosity of the lubricating oil stored in the transmission case 4 or is in contact with the shift member. If the shift member is difficult to rotate synchronously with the gear transmission system due to the resistance from the shift fork and the appropriate shift is not performed within the set time, after canceling the shift operation force and temporarily interrupting the shift operation, Since the speed change operation is performed again, the influence of the resistance due to the viscosity of the lubricating oil is reduced, and the resistance that acts on the shift member when the operating force is released is reduced to facilitate the synchronous rotation, thereby smoothly Thus, a reliable speed change operation can be performed.
[0031]
In the present invention, it is possible not only to set one of the overdrive speed change mechanism Tod and the creep speed change mechanism Tcr to the transmission state by operating the single
[0032]
Implementation aboveIs provided with an oil temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders P1 to P4, and a temperature signal from the oil temperature sensor is input to the
[Brief description of the drawings]
[FIG. 1] Whole side view of an agricultural tractor
[Fig. 2] Plan view of rear part of agricultural tractor
[Fig. 3] Plan view of lever guide
FIG. 4 is a side view of a shift lever support structure.
FIG. 5 is a front view of a shift lever support structure.
FIG. 6 is a side view showing the linkage of the shift lever.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a parking brake.
FIG. 8 is a schematic diagram of a traveling transmission system.
FIG. 9 is a hydraulic circuit diagram for traveling speed change.
FIG. 10 is a block circuit diagram of a control system.
FIG. 11 is a flowchart of the main control operation.
FIG. 12 is a flowchart of a shift control routine.
FIG. 13 is a flowchart of an initial state setting routine.
FIG. 14 is a flowchart of a cylinder control routine.
[Explanation of symbols]
1, 2 running wheels
61 Control means
C Hydraulic clutch
E engine
P1 to P4 Actuator
T1-T3 gear transmission mechanism
Claims (2)
前記アクチュエータが油圧シリンダで構成され、この油圧シリンダに供給される作動油の温度を計測する油温センサを備え、変速時に油圧シリンダで変速操作される変速部材が変速作動を開始してから設定時間内に変速作動を終了しない場合には、油温センサで計測される温度が所定の値以下である状況においてのみ、油圧シリンダからの変速操作力を一時的に低下させる、若しくは、油圧シリンダを一時的に逆方向に作動させた後に、油圧シリンダを再度、変速方向に作動させるよう前記制御手段の制御形態が設定されている作業車。The transmission system between the engine and the traveling wheel is provided with a hydraulic clutch and a synchromesh gear transmission mechanism that is operated by the actuator in series, and at the time of shifting, the hydraulic clutch is operated before the operation of the actuator. A work vehicle comprising a control means for engaging and operating a hydraulic clutch after the end of a shift by actuation of an actuator;
The actuator includes a hydraulic cylinder, and includes an oil temperature sensor that measures the temperature of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder. If the speed change operation is not completed within this period, the speed change operation force from the hydraulic cylinder is temporarily reduced or the hydraulic cylinder is temporarily stopped only in a situation where the temperature measured by the oil temperature sensor is equal to or lower than a predetermined value. A working vehicle in which the control mode of the control means is set so that the hydraulic cylinder is operated again in the speed change direction after being operated in the reverse direction.
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