JP2004308531A - 作業用走行車 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板位置検出センサの位置ズレ、検出誤差、故障などが発生した場合に、主変速レバーを中立位置に操作しても、斜板が中立位置に戻らず、機体が確実に停止しないという問題を解決する。
【解決手段】斜板操作に応じて走行動力を無段変速するＨＳＴ４Ｌ、４Ｒと、斜板操作を行うＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒと、斜板位置を検出するＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒと、主変速レバー３０の操作位置を検出する主変速レバーセンサ３４とを備え、主変速レバー３０の操作位置に基づいて斜板の目標位置を決定し、該目標位置に斜板を動作させるにあたり、主変速レバー３０が中立位置にあっても、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転が停止しないとき、出力回転が停止するように斜板制御を行う。
【選択図】 図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインなどの作業用走行車の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧式無段変速装置によって走行動力を無段変速する作業用走行車が知られている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、油圧式無段変速装置を電気的に制御する作業用走行車は、油圧式無段変速装置の斜板操作を行う斜板操作用アクチュエータと、斜板位置を検出する斜板位置検出センサと、主変速レバーの操作位置を検出するレバー位置検出センサと、主変速レバーの操作位置に基づいて斜板の目標位置を決定し、該目標位置に斜板を動作させる斜板制御手段とを備えて構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７８９４８号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように油圧式無段変速装置を電気的に制御する作業用走行車では、斜板位置検出センサの位置ズレ、検出誤差、故障などが発生した場合、主変速レバーを中立位置に操作しても、斜板が中立位置に戻らず、機体が確実に停止しない可能性がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、斜板操作に応じて走行動力を無段変速する油圧式無段変速装置と、前記斜板操作を行う斜板操作用アクチュエータと、前記斜板位置を検出する斜板位置検出センサと、主変速レバーの操作位置を検出するレバー位置検出センサと、主変速レバーの操作位置に基づいて斜板の目標位置を決定し、該目標位置に斜板を動作させる斜板制御手段とを備える作業用走行車であって、前記油圧式無段変速装置の出力回転を検出する回転センサと、前記主変速レバーが中立位置にあっても、油圧式無段変速装置の出力回転が停止しないとき、出力回転が停止するように斜板を動作させる第二の斜板制御手段とを備えることを特徴とする。つまり、斜板位置検出センサの位置ズレ、検出誤差、故障などが発生しても、主変速レバーを中立位置に操作すれば、第二の斜板制御手段によって斜板が中立位置に戻されるため、機体を確実に停止させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図１において、１はコンバインに搭載されるトランスミッションであって、該トランスミッション１は、入力プーリ２を備える入力軸３からエンジン動力を入力すると共に、入力した動力を、一側面部に組付けられる一対のＨＳＴ（油圧式無段変速装置）４Ｌ、４Ｒで無段変速し、その出力回転を、独立的に構成される左右の走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒを介して左右の走行部６Ｌ、６Ｒにそれぞれ伝動するように構成されている。
【０００７】
各ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒは、ポンプ軸７Ｌ、７Ｒから入力した動力で駆動する斜板式の可変容量ポンプ８Ｌ、８Ｒと、該可変容量ポンプ８Ｌ、８Ｒの吐出油で回転駆動する固定容量モータ９Ｌ、９Ｒとを備えて構成され、該固定容量モータ９Ｌ、９Ｒの回転動力が左右の走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒに供給される。各可変容量ポンプ８Ｌ、８Ｒは、ポンプ容量を可変操作するためのトラニオン軸（図示せず）を備えており、本実施形態では、ＨＳＴモータ（斜板操作用アクチュエータ）１０Ｌ、１０Ｒによってトラニオン軸が操作される。尚、図１において、１１Ｌ、１１Ｒは、各ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転を検出するＨＳＴ回転センサである。
【０００８】
左右の走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒは、いずれも連結クラッチ軸１２を経由するように構成されている。連結クラッチ軸１２は、連結クラッチ機構１３を構成するためのものであり、右側走行動力伝動経路５Ｒの伝動ギヤ１４を一体的に備えると共に、左側走行動力伝動経路５Ｌの伝動ギヤ１６、１７を回転自在に支持している。連結クラッチ機構１３は、伝動ギヤ１７と一体回転可能に結合され、かつ、軸方向に移動自在なクラッチ部材１８を備えており、該クラッチ部材１８が、連結クラッチ軸１２と一体のクラッチ爪１９に噛み合う状態と、クラッチ部材１８が、伝動ギヤ１６と一体のクラッチ爪２０に噛み合う状態とに切り換え動作される。
【０００９】
つまり、クラッチ部材１８がクラッチ爪１９に噛み合う状態では、左右の走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒを連結（本実施形態では、左側走行動力伝動経路５Ｌを、左ＨＳＴ４Ｌから切離して右ＨＳＴ４Ｒに連結）することにより、左右の走行動力を同期させて良好な直進性が得られ、また、クラッチ部材１８がクラッチ爪２０に噛み合う状態では、各走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒの独立的な無段変速を許容することにより、スムーズな機体旋回を行うことが可能になる。尚、図１において、２１は、クラッチ部材１８をクラッチ爪１９側に付勢するバネ、２２は、連結クラッチ機構１３を切り換え動作させる連結クラッチシリンダである。
【００１０】
さらに、左右の走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒには、副変速機構２３Ｌ、２３Ｒ及びサイドクラッチ機構２４Ｌ、２４Ｒが介設されている。左右の副変速機構２３Ｌ、２３Ｒは、副変速レバー２５の操作に応じて同期的に変速動作し、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒによる走行動力の変速レンジをシフトさせる。また、サイドクラッチ機構２４Ｌ、２４Ｒは、クラッチ部材２６Ｌ、２６Ｒの切り換え動作により、各走行動力伝動経路５Ｌ、５Ｒを独立的に入り／切りさせるように構成されている。本実施形態では、複動式のサイドクラッチシリンダ２７によって、左右のクラッチ部材２６Ｌ、２６Ｒを選択的に切り動作させる。尚、図１において、２８は、クラッチ部材２６Ｌ、２６Ｒを入り側に付勢するバネである。
【００１１】
図２に示すように、コンバインの操作部２９には、前述した副変速レバー２５の他に、主変速レバー３０、操向レバー３１、操向スイッチ３２（Ｌ、Ｒ）、フラッシャスイッチ３３（Ｌ、Ｒ）などが設けられている。主変速レバー３０は、コンバインの前進無段変速操作（中立位置の前方操作領域）、後進無段変速操作（中立位置の後方操作領域）及び走行停止操作（中立位置）を行うための操作具であり、その操作位置が主変速レバーセンサ（レバー位置検出センサ：ポテンショメータ）３４によって検出される。
【００１２】
図３及び図４に示される操向レバー３１は、コンバインの左旋回操作（左倒し操作）、右旋回操作（右倒し操作）及び直進操作（中立位置）を行うための操作具であり、その左右操作位置が操向レバーセンサ（ポテンショメータ）３５によって検出される。また、本実施形形態の操向レバー３１は、図示しない前処理部（刈取部）の下降操作（前倒し操作）及び上昇操作（後倒し操作）を行う操作具に兼用されており、その前後操作位置はリフトレバーセンサ（ポテンショメータ）３６によって検出される。また、操向スイッチ３２（Ｌ、Ｒ）は、主にコンバインの方向修正に用いられる操作具、フラッシャスイッチ３３（Ｌ、Ｒ）は、方向指示ランプ（図示せず）を点灯操作するための操作具である。
【００１３】
図５は、コンバインの油圧系（ＨＳＴを除く）を示す油圧回路図である。この図に示すように、コンバインは、前述した連結クラッチシリンダ２２やサイドクラッチシリンダ２７の他に、前処理部を昇降させる前処理リフトシリンダ３７、図示しないオーガ（穀粒排出筒）を昇降させるオーガリフトシリンダ３８、左右の走行部６Ｌ、６Ｒを昇降させる水平リフトシリンダ３９Ｌ、３９Ｒなどの油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）を備えると共に、各油圧シリンダの動作を切換えるバルブ４０〜４６を備えている。
【００１４】
図６は、コンバインの制御系（操向系）を示すブロック図である。この図に示すように、コンバインには、マイコン（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含む）を用いて構成される制御部４７が搭載されている。制御部４７の入力側には、前述したＨＳＴ回転センサ１１Ｌ、１１Ｒ、操向スイッチ３２Ｌ、３２Ｒ、フラッシャスイッチ３３Ｌ、３３Ｒ、主変速レバーセンサ３４、操向レバーセンサ３５及びリフトレバーセンサ３６に加え、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの斜板角度（トラニオン軸操作角度）を検出するＨＳＴセンサ（斜板位置検出センサ）４８Ｌ、４８Ｒ、エンジン回転を検出するエンジン回転センサ４９、調整モードへの切換えを行う調整モードスイッチ５０（本実施形態ではスピンターンスイッチを兼用）などが接続されており、また、制御部４７の出力側には、前述したＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒに加え、サイドクラッチ用電磁バルブ４２の左切り用ソレノイド４２ａ、右切り用ソレノイド４２ｂ、連結クラッチ用電磁バルブ４３の切り用ソレノイド４３ａなどが接続されている。つまり、制御部４７は、主変速レバー３０や操向レバー３１の操作に応じて、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒ、連結クラッチ機構１３及びサイドクラッチ機構２４Ｌ、２４Ｒを制御するミッション制御プログラムを有しており、以下、ミッション制御プログラムの制御手順をフローチャートに沿って説明する。
【００１５】
図７は、ミッション制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。この図に示すように、ミッション制御プログラムのメインルーチンは、まず、フェールセーフ制御ルーチンを実行し、ここで重度の故障であると判断した場合は、ミッション制御の実行を回避する一方、正常又は軽度の故障であると判断した場合は、モードチェックを行う。本実施形態では、電源投入時に調整モードスイッチ５０がＯＮであり、かつ、調整モードスイッチ５０が一旦ＯＦＦとなってから所定時間（例えば、２．５ｓｅｃ）以内に再度ＯＮとなったとき、調整モード制御ルーチンが実行され（調整モード）、他の場合は、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒ（ＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒ）の目標値を計算する目標値計算ルーチンと、目標値に応じてＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒを駆動させるモータ駆動ルーチンとが実行される（通常モード）。
【００１６】
目標値計算ルーチンは、図８に示すように、まず、連結クラッチ制御ルーチンを実行する。この連結クラッチ制御ルーチンは、操向レバー３１が中立位置（直進操作位置）にあるとき、前述した連結クラッチ機構１３を入り（連結動作）とし、操向レバー３１が中立位置以外にあるとき、連結クラッチ機構１３を切り（分離動作）とする制御である。次に、目標値計算ルーチンは、主変速レバー３０の操作位置を判断し、ここで主変速レバー３０が中立位置である場合は、左右の目標値（左右ＨＳＴセンサ目標値）に、予め設定される中立値をセットする一方、主変速レバー３０が中立位置以外である場合は、主変速レバー３０の操作位置に応じた直進用目標値を計算し、これを左右の目標値にセットする。これにより、主変速レバー３０が中立位置である場合は、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転が止って機体が停止する一方、主変速レバー３０が中立位置以外である場合は、主変速レバー３０の操作位置に応じて、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転が無段変速されることにより、機体が所望の速度で前後進することになる。
【００１７】
また、主変速レバー３０が中立位置以外である場合は、操向レバー３１の操作を判断し、ここで操向レバー３１が左傾斜状態である場合は、操向レバー３１の操作量（左傾斜角）に応じて左旋回用目標値を計算し、これを左目標値にセットする一方、操向レバー３１が右傾斜状態である場合は、操向レバー３１の操作量（右傾斜角）に応じて右旋回用目標値を計算し、これを右目標値にセットする。これにより、旋回内側のＨＳＴ４Ｌ、４Ｒは、操向レバー３１の操作量に応じて無段階状に減速制御され、機体をスムーズに旋回させることになるが、操向レバー３１が旋回操作されたときは、旋回内側のＨＳＴ４Ｌ、４Ｒを減速制御するだけでなく、旋回内側のサイドクラッチ機構２４Ｌ、２４Ｒを所定時間（例えば、２００ｍｓｅｃ）切り制御するようになっている。つまり、操向レバー３１の操作量に応じて旋回内側の走行動力を減速制御することにより、機体をスムーズに旋回させるものでありながら、操向レバー３１の旋回操作直後に、旋回内側のサイドクラッチ機構２４Ｌ、２４Ｒを短時間切ることにより、ＨＳＴモータ１０Ｌ、１０ＲやＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの応答遅れを補って、操向レバー３１の操作フィーリング（応答性）を向上させることが可能になる。
【００１８】
モータ駆動制御ルーチンは、図９に示すように、目標値によるモータ駆動制御が終了したか否かを判断し、該判断がＮＯである場合は、目標値によるモータ駆動制御を実行する（第一の斜板制御手段）。このモータ駆動制御は、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒの検出値が左右目標値に一致するようにＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒを正逆駆動制御するものである。一方、目標値によるモータ駆動制御が終了したと判断した場合は、主変速レバー３０が中立位置であるか否かを判断し、該判断結果がＹＥＳの場合は、ＨＳＴ回転センサ１１Ｌ、１１Ｒからの入力の有無を判断する。ここで、ＨＳＴ回転センサ１１Ｌ、１１Ｒの入力が有る場合は、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒが異常（位置ズレ、故障など）であると判断し、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒに依存しない斜板中立制御ルーチン（第二の斜板制御手段）を実行する。
【００１９】
図１０に示すように、斜板中立制御ルーチンでは、出力回転が停止しないＨＳＴ４Ｌ、４ＲのＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒに対し、まず、前進方向の駆動パルス（例えば、１００ｍｓｅｃ）を出力して、出力回転速度の変化を判断する。ここで、出力回転速度が遅くなった場合は、同方向の駆動パルスを出力する一方、出力回転速度が速くなった場合は、逆方向の駆動パルスを出力し、これを出力回転が停止するまで繰り返す。これにより、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒに異常が発生しても、主変速レバー３０を中立位置に操作すれば、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの斜板が中立位置に戻され、機体を確実に停止させることが可能になる。
【００２０】
また、モータ駆動制御ルーチンは、目標値によるモータ駆動制御が終了したと判断した場合、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転差を判断している。ここで、許容値を越える出力回転差が有る場合は、連結クラッチ機構１３が異常であると判断し、連結クラッチ機構１３に依存しない左右同期制御ルーチンを実行する。この左右同期制御ルーチンは、図１１に示すように、いずれか一方のＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒに対し、まず、前進方向の駆動パルス（例えば、１００ｍｓｅｃ）を出力して、出力回転差の変化を判断する。ここで、出力回転差が小さくなった場合は、同方向の駆動パルスを出力する一方、出力回転差が大きくなった場合は、逆方向の駆動パルスを出力し、これを出力回転差がなくなるまで繰り返す。これにより、連結クラッチ機構１３に異常が発生しても、良好な直進性を確保することが可能になる。尚、左右同期制御ルーチンでは、左右いずれかのＨＳＴ出力回転を基準として他方のＳＴ出力回転を同期制御するにあたり、「常に左を基準にする。」、「常に右を基準にする。」、「遅い方を基準にする。」「速い方を基準にする。」などの方法がり、いずれの方法を選択してもよい。
【００２１】
また、前述した調整モード制御ルーチンは、図１２に示すように、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの斜板中立調整などに際し、ＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒを手動操作可能にするものであり、本実施形態では、操向スイッチ３２Ｌ、３２Ｒ及びフラッシャスイッチ３３Ｌ、３３Ｒを利用してＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒの手動操作を行う。例えば、右フラッシャスイッチ３３Ｒ及び右操向スイッチ３２ＲがＯＮのときは、右ＨＳＴモータ１０Ｒを前進方向に駆動させ、右フラッシャスイッチ３３Ｒ及び左操向スイッチ３２ＬがＯＮのときは、右ＨＳＴモータ１０Ｒを後進方向に駆動させ、左フラッシャスイッチ３３Ｌ及び右操向スイッチ３２ＲがＯＮのときは、左ＨＳＴモータ１０Ｌを前進方向に駆動させ、左フラッシャスイッチ３３Ｌ及び左操向スイッチ３２ＬがＯＮのときは、左ＨＳＴモータ１０Ｌを後進方向に駆動させる。
【００２２】
叙述の如く構成されたものにおいて、斜板操作に応じて走行動力を無段変速するＨＳＴ４Ｌ、４Ｒと、斜板操作を行うＨＳＴモータ１０Ｌ、１０Ｒと、斜板位置を検出するＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒと、主変速レバー３０の操作位置を検出する主変速レバーセンサ３４とを備え、主変速レバー３０の操作位置に基づいて斜板の目標位置を決定し、該目標位置に斜板を動作させるが、主変速レバー３０が中立位置にあっても、ＨＳＴ４Ｌ、４Ｒの出力回転が停止しないとき、出力回転が停止するように斜板制御を行うため、ＨＳＴセンサ４８Ｌ、４８Ｒの位置ズレ、検出誤差、故障などが発生しても、主変速レバー３０を中立位置に操作すれば、斜板が中立位置に戻り、機体を確実に停止させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインのトランスミッションを示す展開図である。
【図２】コンバインの操作部を示す斜視図である。
【図３】操向レバーの右前方斜視図である。
【図４】操向レバーの左後方斜視図である。
【図５】コンバインの油圧系を示す油圧回路図である。
【図６】コンバインの制御系を示すブロック図である。
【図７】ミッション制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】目標値計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】モータ駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】斜板中立制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】左右同期制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】調整モード制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ トランスミッション
４Ｌ、４Ｒ ＨＳＴ
５Ｌ、５Ｒ 走行動力伝動経路
６Ｌ、６Ｒ 走行部
１０Ｌ、１０Ｒ ＨＳＴモータ
１１Ｌ、１１Ｒ ＨＳＴ回転センサ
１３ 連結クラッチ機構
２４Ｌ、２４Ｒ サイドクラッチ機構
３０ 主変速レバー
３１ 操向レバー
３４ 主変速レバーセンサ
３５ 操向レバーセンサ
４７ 制御部
４８Ｌ、４８Ｒ ＨＳＴセンサ

Claims (1)

1. 斜板操作に応じて走行動力を無段変速する油圧式無段変速装置と、前記斜板操作を行う斜板操作用アクチュエータと、前記斜板位置を検出する斜板位置検出センサと、主変速レバーの操作位置を検出するレバー位置検出センサと、主変速レバーの操作位置に基づいて斜板の目標位置を決定し、該目標位置に斜板を動作させる斜板制御手段とを備える作業用走行車であって、
   前記油圧式無段変速装置の出力回転を検出する回転センサと、前記主変速レバーが中立位置にあっても、油圧式無段変速装置の出力回転が停止しないとき、出力回転が停止するように斜板を動作させる第二の斜板制御手段とを備えることを特徴とする作業用走行車。

Images