JP3347966B2 - 操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正逆方向に移動自
在で且つ一方側に移動付勢される被操作体を移動付勢力
の作用方向とは逆方向に向けて押し作用自在な作用体
が、前記正逆方向に移動操作自在に設けられて、この作
用体の移動操作によって、前記被操作体を正逆に移動操
作するように構成され、前記作用体の移動操作が停止さ
れた状態において、前記被操作体を移動付勢力に抗して
前記作用体によって受け止め保持すべく、前記移動付勢
力の作用方向とは逆方向に向かい且つ前記移動付勢力と
釣り合う操作力を前記作用体に対して付与する位置保持
用の操作手段と、前記作用体の移動操作状態を検出する
操作状態検出手段の検出情報に基づいて、前記作用体の
移動操作が停止された状態において前記位置保持用の操
作手段を作動させ、且つ、前記作用体の移動操作が開始
されると前記位置保持用の操作手段の作動を停止させる
位置保持用の制御手段とが設けられた操作装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記操作装置の一例として、ベルト式無
段変速装置の変速位置を保持する構成に適用したものと
して、従来では、例えば、特願平７‐２１８７４３号に
示されるように、変速停止状態にあるベルト式無段変速
装置の変速部（被操作体の一例）を、電動モータにより
発生する操作力にて回動操作される傾斜カム（作用体の
一例）によって押し作用して、無段変速装置の中立側へ
の復帰付勢力（移動付勢力）に抗して変速位置を保持す
るように構成され、このような保持動作は、無段変速装
置の変速操作、具体的には変速操作具の人為操作が停止
される（作用体の移動操作が停止される）と直ちに実行
される構成となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
の如く、作用体の移動操作が停止されると直ちに保持動
作が実行される構成とした場合には、次のような不利な
面があった。

【０００４】例えば、作用体の移動操作に伴って被操作
体が移動付勢力が作用する方向と同一方向に移動操作さ
れている状態から、移動操作が停止された場合に、例え
ば、上述のベルト式無段変速装置では、ベルトの径方向
の移動が遅いので、変速部の移動が低速である等によ
り、被操作体が何らかの要因によって移動遅れを生じて
位置保持すべき所定位置にまで達していないことがある
が、このような状態で、前記保持動作が実行されると、
作用体に対して操作手段によって上述したような移動付
勢力に抗して位置保持するために操作力が作用すること
になるが、被操作体が所定位置に位置していない為に、
作用体は押し作用するものが存在しないので操作力にて
移動してしまい、所定の保持位置で保持すべきであるに
もかかわらず、所定の保持位置で適正に位置保持するこ
とができないおそれがある。

【０００５】又、このような保持動作を実行している際
に、例えば、動作異常等に起因して保持用の操作力の調
節が適正に行えなくなり操作力が移動付勢力よりも過大
になって被操作体を移動付勢力が作用する方向と逆方向
に移動させてしまう等の不利を回避する為に、このよう
に所定の保持位置から位置ずれしたことを検出すると、
保持用の操作力を作用体に付与する動作を停止させる等
の安全対策を講じることが考えられるが、このような構
成を採用した場合には、上述したように保持用操作力の
調節が適正に行われているにもかかわらず、誤判別によ
り位置保持動作が停止されてしまう等の不利を招くおそ
れもある。

【０００６】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、請求項１〜４の目的は、上述したような不都合
を回避して被操作体を適正な位置で位置保持することが
可能となる操作装置を提供する点にある。

【０００７】請求項５の目的は、上記目的に加えて、使
用上の安全性を向上させる点にある。

【０００８】請求項６の目的は、上記目的に加えて、適
正な変速位置で保持することが可能になるとともに、変
速操作を軽く行うことができ、しかも、構成を簡素にす
ることが可能となる無段変速装置に対する操作装置を提
供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、作用体の移動操作によって被操作体が正逆
方向に移動操作され、作用体の移動操作が停止された状
態では、位置保持用の操作手段によって、前記移動付勢
力の作用方向とは逆方向に向かい且つその移動付勢力と
釣り合う操作力が作用体に付与され、作用体により被操
作体が受け止め保持されることになる。そして、作用体
の移動操作が停止された状態において、その作用体に対
して被操作体が移動付勢力にて接当する反力作用状態で
あるか否かが反力作用状態判別手段によって判別され、
位置保持用の制御手段は、操作状態検出手段によって作
用体の移動操作が停止された状態であることが検出され
たときに、反力作用状態判別手段によって反力作用状態
が検出されるに伴って、位置保持用の操作手段を作動さ
せることになる。

【００１０】従って、前記作用体が、前記移動付勢力の
作用方向と同じ方向に向けて移動操作される状態から移
動操作が停止されたような場合に、何らかの要因により
被操作体の移動が遅れて適正な保持位置に到達していな
いような状態では反力作用状態が検出されないので、操
作手段により操作力が付与されないことになる。その結
果、被操作体が適正保持位置に位置していないにもかか
わらず、その適正保持位置に位置する作用体に対して、
位置保持用の操作手段により前記操作力が付与されて、
作用体がその操作力により適正な保持位置から移動し
て、適正位置での位置保持が行えないものになるといっ
た不都合を未然に回避でき、被操作体を適正に位置保持
できるものとなる。

【００１１】請求項２に記載の特徴構成によれば、作用
体の位置を検出する位置検出手段が設けられて、移動付
勢力が作用する方向と同じ方向に移動操作されている状
態から操作停止状態に切り換わった後に、位置検出手段
の検出情報に基づいて、作用体が、移動付勢力が作用す
る方向に設定量以上移動したことが検出されると、反力
作用状態であると判別する。

【００１２】作用体が操作停止状態に切り換わったとき
に、被操作体が移動遅れ等に起因して作用体による保持
位置に達してしない場合であっても、その後、作用体の
位置が移動付勢力の作用する方向に移動したことが検出
されると、被操作体が作用体に接当して作用体をその移
動付勢力にて移動したものと判断して、反力作用状態で
あると判別するのである。従って、移動付勢力による作
用体の移動に基づいて反力作用状態であるか否かを判別
するので、確実な判別が行える。

【００１３】請求項３に記載の特徴構成によれば、作用
体が、移動付勢力が作用する方向と同じ方向に移動操作
されている状態から操作停止状態に切り換わったときか
ら設定待機時間が経過すると、反力作用状態であると判
別するのである。

【００１４】作用体が操作停止状態に切り換わったとき
に、被操作体が移動遅れ等に起因して作用体による保持
位置にまで達してしない場合であっても、操作停止状態
に切り換わったときから設定待機時間が経過するまでの
間に被操作体が移動付勢力にて移動して被操作体が作用
体に対して反力作用状態になっているものと判別するの
である。その結果、保持動作が実行されない状態が不必
要に長い時間継続する等の不利を回避できる。

【００１５】請求項４に記載の特徴構成によれば、位置
保持用の制御手段は、操作状態検出手段により、作用体
の移動操作が停止されたことが検出されると、保持用の
操作力を作用体に付与するように位置保持用の操作手段
を作動させる。そして、このように操作手段を作動させ
ている状態において、位置検出手段の検出情報に基づい
て、移動付勢力が作用する方向に作用体が移動したこと
を判別すると、保持用の操作力を大側に変更し、且つ、
移動付勢力が作用する方向と反対方向に作用体が移動し
たことを判別すると、保持用の操作力を小側に変更する
のである。

【００１６】従って、被操作体の移動付勢力が変動する
ような場合であっても、作用体に対して移動付勢力に釣
り合うような適切な保持用の操作力が付与されることに
なり、被操作体が適正に位置保持されることになる。

【００１７】請求項５に記載の特徴構成によれば、位置
保持用の制御手段は、上記したような保持力制御の実行
中において、保持用の操作力を大側設定限界まで変更し
た後に、作用体が、移動付勢力が作用する方向に異常判
定用の設定量以上移動したことを判別するか、又は、保
持用の操作力を小側設定限界まで変更した後に、作用体
が、移動付勢力が作用する方向と反対方向に異常判定用
の設定量以上移動したことを判別すると、操作手段の作
動を停止させるように構成されている。

【００１８】つまり、保持用の操作力が最大側の限界ま
で増加しているにもかかわらず、移動付勢力が作用する
方向（即ち、操作力が作用する方向と逆方向）に異常判
定用の設定量以上移動するような場合、あるいは、最小
側の限界まで減少しているのみかかわらず、移動付勢力
が作用する方向と逆方向（即ち、操作力が作用する方
向）に異常判定用の設定量以上移動するような場合に
は、操作手段が正常に動作していない異常動作状態であ
るとして、このようなときは、操作手段の作動を停止さ
せるのである。

【００１９】その結果、動作異常状態で操作手段の作動
を継続することによる不都合を未然に回避して、使用上
の安全性を向上できるものとなる。

【００２０】請求項６に記載の特徴構成によれば、前記
被操作体がベルト式の無段変速装置の変速部で構成され
るとともに、前記操作状態検出手段が、人為操作に基づ
いて前記変速部の移動操作が指令されたか否か、及び、
その操作方向を検出するように構成され、保持用の操作
手段が、変速部の移動操作が指令された操作方向に向け
て作用体に対して操作力を付与するアクチュエータにて
構成される。そして、前記移動操作指令に基づいて、指
令された操作方向に向けて移動用操作力を付与し、非指
令状態になると移動用操作力の付与を停止するように前
記アクチュエータを制御する操作用の制御手段が設けら
れる。又、前記位置保持用の制御手段は、操作指令手段
が非指令状態になると、変速部が無段変速装置における
中立側への移動付勢力に対抗する保持用の操作力にて押
し作用してその操作位置で保持されるべく、アクチュエ
ータを制御するように構成されている。

【００２１】従って、被操作体を位置保持させる為に作
用体に保持用の操作力を付与する操作手段としてのアク
チュエータを利用して、操作指令に基づく作用体の正逆
方向への移動操作を行う構成として、移動操作の為の特
別な駆動手段が不要でそれだけ構成を簡素にできるもの
となる。しかも、このように作用体の移動操作をアクチ
ュエータにて行うことで、作用体の移動操作が、被操作
体の移動付勢力による移動よりも高速で行われるような
ことがあっても、被操作体の移動遅れに起因して保持位
置（変速保持位置）が適正位置からずれることを未然に
防止できることになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操作装置につ
いて、コンバインの無段変速装置の操作装置に適用した
場合について図面に基づいて説明する。図３は作業車の
一例であるコンバインの伝動系を示しており、エンジン
１からの動力が、ベルトテンション式の脱穀クラッチ４
５を介して脱穀装置４６に伝達されるとともに、テンシ
ョンクラッチを備えたベルト伝動機構２を介して、ベル
ト式の無段変速装置３の入力プーリ４に伝達される。無
段変速装置３からの動力がミッションケース５の油圧ク
ラッチ式の前後進切換装置（図示せず）、及び走行用の
ギヤ式の副変速装置５５を介して、左右のクローラ走行
装置６に伝達される。副変速装置５５の直前から分離し
た動力が、ミッションケース５からベルト伝動機構７を
介して、機体の前部の刈取部８に伝達される。従って、
ベルト式無段変速装置３及び副変速装置５５により車体
走行用の変速装置が構成されることになる。前記副変速
装置５５は、ギアシフト操作により変速操作されるもの
であり、図示しない操作具の操作により、「高」、
「中」、「低」の３段階に変速操作自在に構成されてい
る。尚、「高」位置は、路上走行時等に用いられ、圃場
での刈取作業においては主に「中」に設定されることに
なる。又、運搬トラック等への積み込み時や植立穀稈の
倒伏が激しいような作業条件においては「低」位置に設
定して低速で走行させるようになっている。

【００２３】図６に示すように、脱穀クラッチ４５の入
切操作用の脱穀クラッチレバー４８の操作状態に基づい
てクラッチ入状態であるか否かを検出する脱穀スイッチ
４９が設けられ、前記エンジン１には、その回転数を検
出する電磁ピックアップ式の回転数センサ５０が設けら
れている。このエンジン１は負荷が増大するに応じて回
転数が低下することから、前記回転数センサ５０が、エ
ンジンの負荷を検出する負荷検出手段に相当する。又、
前記刈取部８には、刈取穀稈の存否に基づいて刈取走行
状態であるか否かを検出する株元センサ４７が設けられ
ている。更に、変速後の出力回転数を検出することによ
り、実際の車速を検出する車速センサ５３が設けられて
いる。

【００２４】次に、ベルト式の無段変速装置３及びその
変速操作構造について説明する。図２に示すように、無
段変速装置３は、入力プーリ４が固定された入力軸９に
第１割りプーリ１１が備えられ、出力軸１０に第２割り
プーリ１２が備えられて、第１及び第２割りプーリ１
１，１２に亘り伝動ベルト１３が巻回されている。第１
及び第２割りプーリ１１，１２は、入力軸９及び出力軸
１０に一体形成されるプーリ部分１４、及び軸芯方向に
移動自在なプーリ部分１５から構成されており、第２割
りプーリ１２の移動側のプーリ部分１５はバネ１６で固
定側のプーリ部分１４側に付勢され、出力軸１０側の負
荷が大きくなるのに比例して移動側のプーリ部分１５を
固定側のプーリ部分１４に押すカム機構１７が設けられ
ている。

【００２５】第１割りプーリ１１の移動側のプーリ部分
１５にベアリングを介してリング部材１８が外嵌され、
リング部材１８に固定された一対のピン１８ａが無段変
速装置３のケース側の凹部１９に入り込んで、入力軸９
の軸芯方向にスライド移動自在に且つ周方向の相対回転
が規制される状態でリング部材１８が回り止めされてい
る。図２及び図４に示すように、円筒状のカム部材２０
がベアリングを介して入力軸９に外嵌されて、直線状の
底部２０ａと左右対象な一対の傾斜面２０ｂとで構成さ
れた凹部がカム部材２０に一対形成されており、リング
部材１８のピン１８ａのローラー１８ｂが、カム部材２
０の一対の凹部に入り込んでいる。ピン１８ａ及びロー
ラ１８ｂが接当案内部ＳＯを構成している。

【００２６】図２及び図４（イ）に示す状態は、第１割
りプーリ１１の移動側のプーリ部分１５が固定側のプー
リ部分１４から紙面左方に最も離れ、第２割りプーリ１
２の移動側のプーリ部分１５が固定側のプーリ部分１４
に最も接近した最低速位置の状態である。この状態から
カム部材２０をいずれかの方向に回転させると、傾斜面
２０ｂに接当案内部ＳＯが乗り上げて、リング部材１８
及び第１割りプーリ１１の移動側のプーリ部分１５が、
固定側のプーリ部分１４側に押し操作されて接近し、第
１割りプーリ１１での伝動ベルト１３の巻回半径が大き
くなっていく。これに伴って第２割りプーリ１２の移動
側のプーリ部分１５が、固定側のプーリ部分１４から紙
面右方に離れていくのであり、無段変速装置３が高速側
に変速操作されていく。つまり、カム部材２０が無段変
速用の変速部に相当する。

【００２７】無段変速装置３の外側においてカム部材２
０の端部にボス部材２１が固定され、ボス部材２１に扇
型ギヤ２２が固定されている。図１に示すように、機体
の固定部にアクチュエータとしての電動モータ２３（操
作手段の一例）が固定され、平ギヤによる減速機構２４
が電動モータ２３に備えられており、減速機構２４のピ
ニオンギヤ２４ａが扇型ギヤ２２に咬合している。前記
ボス部材２１にリング部材２５が遊転外嵌されており、
リング部材２５に対して、入力軸９の軸芯周りで一体的
に回動するとともに、図２にて左右方向（図１では紙面
前後方向）に相対揺動自在に、人為操作される変速レバ
ー２６（操作具に相当）が支持されている。リング部材
２５のアーム２５ａに設けられたピン２５ｂが、扇型ギ
ヤ２２の開孔２２ａに入り込んでおり、変速部としての
カム部材２０は、ボス部材２１、扇型ギア２２、ピン２
５ｂ、リング部材２５等の機械式連係機構を介して、変
速レバー２６と一体移動するように連係され、正逆方向
に作動可能に構成されている。

【００２８】この変速レバー２６は十字方向に揺動操作
自在で、図５に示すように、レバーガイドの前進変速用
ガイド溝４４ａ、後進変速用ガイド溝４４ｃ及び、操作
状態切り換え用段差部分を形成する中間ガイド溝４４ｂ
の夫々に沿わせて揺動操作でき、前進変速用ガイド溝４
４ａ又は後進変速用ガイド溝４４ｃにおいて、減速側操
作方向（中立位置側への操作）に沿って操作される際
に、前進変速用ガイド溝４４ａ・後進変速用ガイド溝４
４ｃの内縁ｋにおいて、走行中立状態に対応する位置で
変速レバー２６が強制的に受止め規制され、過剰操作に
よって前後逆方向の走行状態に切換わることがないよう
構成されている。後進変速用ガイド溝４４ｃの最高速位
置Ｒｍａｘにおいてもガイド溝の内縁にて受止め規制さ
れるようになっている。前進最高速位置Ｆｍａｘにおけ
る規制位置は機種の違い等により異なることがあるの
で、固定部に別途付勢した牽制部材５７により受け止め
規制するようになっている。この牽制部材５７は、図
１，図２に示すように、略Ｌ字形に屈曲した棒材とそれ
に固定の連結用板材からなり、無段変速装置３のケーシ
ングに共締め連結する状態で取り付け固定されている。

【００２９】ゴム状の一対の感圧スイッチ２７，２８
が、アーム２５ａのピン２５ｂを挟み込むように扇型ギ
ヤ２２に固定されている。前後進切換装置を前進位置、
後進位置及び中立停止位置に切換操作する切換弁（図示
せず）が備えられており、扇型ギヤ２２と切換弁とがプ
ッシュプルワイヤ３０を介して連係されている。

【００３０】無段変速装置３側の固定壁４３にポテンシ
ョメータ４１を取付けるとともに、このポテンショメー
タ４１から延びる揺動レバー４２の先端側の横向きピン
４２ａを、前記扇型ギヤ２２に形成した長孔２２ｂに挿
通させて、無段変速装置３の変速状態、つまり、作用体
としてのカム部材２０の位置を検出可能に構成してあ
る。従って、ポテンショメータ４１が位置検出手段に対
応する。

【００３１】図６に示すように、電動モータ２３に対す
る制御情報を指令する制御手段としての制御装置３１が
備えられ、この制御装置３１は、マイクロコンピュータ
を備えて構成され、各種の入力情報に基づいて、予め設
定記憶されている制御プログラムにて所定の制御を実行
するように構成されている。前記制御装置３１からの制
御情報により前進側の駆動状態に切換操作される（即
ち、変速レバー２６が、図１において反時計周りである
正転側に揺動するように切換操作される）第１電磁リレ
ー３２、後進側の駆動状態に切換操作される（即ち、変
速レバー２６が、図１において時計周りである逆転側に
揺動するように切換操作される）第２電磁リレー３３、
第１，２電磁リレー３２，３３の励磁駆動用のトランジ
スタ３５，３６、制御装置３１からの制御信号に基づい
て電動モータ２３に供給する電流量を調整する電流調整
用トランジスタ３７、電動モータ２３に通流する実電流
値を両端電圧値として検出する基準抵抗器３８、基準抵
抗器３８の両端電圧を直流信号に変換して電動モータ２
３に対する電流検出情報として制御装置３１に入力する
ための平滑回路３９等が備えられている。

【００３２】前記基準抵抗器３８と前記平滑回路３９と
により電流検出手段としての電流検出回路が構成され、
０アンペア〜５アンペアの検出範囲で電流値を検出する
ように構成されている。前記ポテンショメータ４１の検
出値（電圧値）がアナログ信号にて制御装置３１に入力
されるが、そのアナログ信号は、全ストローク範囲
（０．２ボルト〜４．８ボルト）が２５６ビットの分解
能にてアナログ／デジタル変換されて、制御に用いられ
るようになっている。

【００３３】前記制御装置３１に対しては、前記各感圧
スイッチ２７，２８、ポテンショメータ４１の検出値が
入力されると共に、株元センサ４７、車速センサ５３、
及び、回転数センサ５０の検出値も入力されるようにな
っている。

【００３４】ところで、前記制御装置３１は、車速オー
トスイッチ５２の入状態で自動車速制御を実行可能な状
態に設定されるように構成され、この自動車速制御にお
いては、エンジンの負荷が設定負荷を越えると車速を減
速させ、エンジン負荷が設定負荷を下回ると上限車速設
定器５１にて設定された上限車速を越えない範囲で車速
を増速させるようにして、エンジン負荷が設定負荷に維
持されるように車速を自動制御する。尚、この自動車速
制御よりも変速レバー２６の操作に基づく手動変速操作
が優先して実行される構成となっている。

【００３５】前記自動車速制御について説明する。先
ず、株元センサ４７がＯＮで、脱穀スイッチ４９がＯＮ
であり、車速が０．１ｍ／ｓのときのエンジン回転数を
刈取作業に伴う負荷が生じていない無負荷状態における
基準回転数ＳＴとして設定して予め記憶しておく。そし
て、前記基準回転数ＳＴからのエンジン回転数Ｘのダウ
ン量で定義されるエンジン負荷（ＳＴ−Ｘ）が、予め設
定された設定負荷としての目標負荷（目標ダウン量）に
維持されるように、前記電動モータ２３を増速側あるい
は減速側に作動させる。

【００３６】制御装置３１は、電流調整用トランジスタ
３７に対してパルス信号を印加して間欠的に電動モータ
２３を作動させるように構成され、パルス信号の周期に
対するＯＮ時間の比率（デューティ比）を変更させて電
流量を変更調節するようになっている。尚、エンジン負
荷（ＳＴ−Ｘ）と目標負荷との差が大きいほど高速で変
速操作するように、前記デューティ比を大に設定する。
例えば、増速側では、５００ｍｓｅｃのパルス周期に対
してＯＮ時間を３０〜１２０ｍｓｅｃの範囲で変化させ
てデューティ比を設定し、減速側では、５００ｍｓｅｃ
のパルス周期に対してＯＮ時間を３０〜１１０ｍｓｅｃ
の範囲で変化させてデューティ比を設定する。

【００３７】次に手動による変速操作について説明す
る。前記制御装置３１は、手動変速操作においては、前
記各感圧スイッチ２７，２８のいずれかがＯＮ操作さ
れ、変速レバー２６が人為的に正逆いずれかの方向に操
作されていることが検出されると、その人為操作方向に
向けてアシスト力が与えられるように、前記電動モータ
２３にアシスト操作電流を供給するように構成され、電
動モータ２３のアシストにより変速操作を軽い操作力で
適正に行えるようになっている。従って、各感圧スイッ
チ２７，２８により操作状態検出手段が構成されること
になる。又、各感圧スイッチ２７，２８の検出情報に基
づいて変速レバー２６が人為的に操作されていないこと
が検出されると、無段変速装置３が中立位置への復帰付
勢力により変速状態が変化することを阻止すべく、前記
電動モータ２３に保持電流を供給するように構成されて
いる。更に、各感圧スイッチ２７，２８の検出情報、並
びに、前記電流検出回路の検出情報に基づいて、前記保
持電流の供給量を適正値に調整するように構成されてい
る。具体的には、アシスト操作電流としては、電流調整
用トランジスタ３７に対してＯＮ状態を維持するように
一定電圧を出力させ、保持電流の供給状態では、電流調
整用トランジスタ３７に対してパルス電圧にて間欠的に
ＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し、そのＯＮ時間の調整（デ
ューティ比制御）を行い電流量を調整するようになって
いる。尚、電動モータ２３の正逆の動作方向は、各感圧
スイッチ２７、２８のＯＮ操作に基づいて、いずれかの
電磁リレー３２，３３が電源供給状態に切り換わって電
動モータ２３の回転方向が規定されるようになってい
る。

【００３８】従って、制御装置３１に、操作用の制御手
段１００と、保持用の制御手段１０１とが制御プログラ
ム形式で備えられることになる。又、この制御装置３１
には、前記カム部材２０の回動操作（移動操作）が停止
された状態において、カム部材２０に対して接当案内部
ＳＯが移動付勢力にて接当する反力作用状態であるか否
かを判別する反力作用状態判別手段１０２が制御プログ
ラム形式で備えられる。

【００３９】次に、制御装置３１における制御動作につ
いて、図７〜図１４の制御フローチャートに基づいて説
明する。尚、この制御フローチャートは１０ｍｓｅｃに
１回、繰り返して実行するようになっている。又、変速
レバー２６を中立停止領域Ｎの一端から前進側の範囲に
操作していると、プッシュプルワイヤ３０及び切換弁に
より、前後進切換装置が前進位置に操作されており、変
速レバー２６を中立停止領域Ｎの他端から後進側の範囲
に操作していると、プッシュプルワイヤ３０及び切換弁
により、前後進切換装置が後進位置に操作されることに
なる。

【００４０】図７に示すように、制御が開始されると、
エンジン回転数Ｎｅが５００ｒｐｍを越えてエンジン１
が正常に回転しているか否かが判断される（ステップ
１）。エンジン１が回転していなければ、ベルト式無段
変速装置３は変速操作が非常に重くなるからである。エ
ンジン１が正常に回転していれば、図示しない指示スイ
ッチによりレバー位置記憶モードに設定されているか否
かを判断する（ステップ２）。尚、このモードは工場出
荷段階で実行されるものであり、通常のコンバイン使用
者は実行しないようになっている。レバー位置記憶モー
ドが指示されていれば、次のようなレバー位置記憶処理
を実行する（ステップ３）。つまり、操作者が変速レバ
ー２６を操作領域の一端側から中立位置を介して他端側
まで移動操作させて、前進側最高速位置Ｆｍａｘ、中立
位置ｎ、後進側最高速位置Ｒｍａｘの夫々に対応するポ
テンショメータ４１の検出値（ＶＦｍ，Ｖｎ，ＶＲｍ）
を逐次読み込み、基準データとして不揮発性メモリＭに
記憶する。尚、ポテンショメータ４１の検出値は通常、
約０．２ボルト〜４．８ボルトの範囲で検出されるが、
最低値と最高値との間を２５６ポイントに分割して、２
５６ビットの分解能でレバー位置を１ポイント毎に検出
するようになっており、しかも、デジタルデータにて処
理されるようになっている。

【００４１】次に、手動変速操作の制御動作について、
図８〜図１３の制御フローチャートに基づいて説明す
る。

【００４２】変速レバー２６が操作され、正転側に操作
し始めると、ピン２５ｂにより正転側の感圧スイッチ
（正転スイッチ）２７が押圧されてＯＮ状態になると
（ステップ７）、前進上限域Ｆａや中立域Ｎでなけれ
ば、逆転側の作動が終了して２００ｍｓｅｃ以上経過し
ていれば、アシスト操作電流を供給して電動モータ２３
を正転側に高速で駆動する（ステップ８，１０，１１，
１２）。又、逆転側の感圧スイッチ（逆転スイッチ）２
８がＯＮすると、同様にして電動モータ２３を逆転側に
高速で駆動する（ステップ１７〜２０）。前進上限域Ｆ
ａであるか否かの判断は、ポテンショメータの検出値Ｖ
ｘが、前進最高速位置Ｆｍａｘに対応する最大値ＶＦｍ
と、この最大値ＶＦｍから１０ポイント低い値（ＶＦｍ
−１０）との間にあれば、前進上限域Ｆａにあると判断
し、それ以外では前進上限域Ｆａにないと判断する。

【００４３】前進上限域Ｆａにあれば、前回に実行され
た逆転作動の開始時点が、正転作動が終了してから１０
０ｍｓｅｃ以上経過する前に行われたか否かを判断する
（ステップ９）。つまり、短時間内に各感圧スイッチが
交互にＯＮするというハンチング状態であるか否かを判
断するのである。ハンチングでなければステップ１０に
移行し、ハンチングであれば後述する保持用の制御を実
行するようになっている。尚、図５に示すように、中立
域Ｎでの接当部ｋ付近では、変速レバー２６がガイド溝
の内縁に接当して、ハンチングを起こすおそれがあるの
で、このようなハンチング領域であれば、感圧スイッチ
のＯＮ操作が前回の逆方向作動が終了した後に、１００
ｍｓｅｃ以内に行われた場合には、すぐに、感圧スイッ
チがＯＦＦするまで微速で電動モータ２３を作動させる
ようにしている（ステップ１０，１３，１４，１５、ス
テップ１８，２１，２２，２３）。

【００４４】そして、変速レバー２６が操作されていな
い状態（いずれの感知スイッチもＯＦＦしている状態）
では、自動車速制御が入り状態であるか否かが判断さ
れ、入り状態でないとき、あるいは、自動車速制御が実
行されているときにポテンショメータ４１の検出値が２
５ポイント（２５／２５６）以上の大きな減速操作があ
れば、反力作用状態の判別動作として、感圧スイッチの
操作に基づく減速操作が実行されて且つその減速操作が
停止してから、ポテンショメータ４１の検出値が２ポイ
ント以上増速側に変化したことが検出されたか否かが判
断される（ステップ２５，２６，２８）。つまり、減速
操作が実行されているときに、電動モータ２３によるカ
ム部材２０の回動操作が、第１割りプーリ１１のプーリ
部分１５の移動付勢力による移動速度よりも速く、図４
（ロ）に示すように、接当案内部ＳＯがカム部材２０の
傾斜カム面２０ｂから浮き上がった状態になっていると
きに、電動モータ２３による保持力が操作すると、カム
部材２０、即ち、変速レバー２６が増速側に移動してし
まうおそれがあるから、接当案内部ＳＯがカム部材２０
に接当して反力が作用し、その移動操作力にてカム部材
２０が少し増速側に移動したことを検出するまで待機し
て保持動作を実行しないようにしている。しかし、２ポ
イント以上の増速側への移動が検出されなくても、減速
操作が実行されてその減速操作が停止してから設定待機
時間（１．６秒）が経過した後は、後述する出力異常フ
ラグがＯＮしていなければ後述の保持用の制御に移行し
（ステップ２７）、出力異常フラグがＯＮしていればリ
ターンする（ステップ２９）。

【００４５】ステップ２８において、自動車速制御が実
行されているときに、２５ポイント以上の大きな減速操
作があったか否かを判断しているのは次のような理由に
よる。つまり、自動車速制御においては車速とエンジン
負荷の検出情報にて電動モータ２３を制御することにな
るが、その増速の際に前記逆転スイッチ２８がＯＮ操作
されることがあり、その結果、ステップ２６の判別が実
行され、保持動作が待機されるという不都合があり、増
速操作が行われる毎にこのような動作が繰り返されるの
で、このような不利を回避するようにしたものである。

【００４６】変速レバー２６が操作されていない状態
（いずれの感知スイッチもＯＦＦしている状態）では、
その後、無段変速装置３の中立復帰力に抗して、現在の
変速位置に保持されるように、電動モータ２３に保持電
流を供給して、この電動モータ２３による保持力（保持
用の操作力）と、無段変速装置３の中立復帰力（接当案
内部ＳＯの移動付勢力）とが均衡して位置保持されるよ
うに制御する。尚、上述したような中立復帰力は、変速
状態によって変化するので、変速状態に応じて異なった
保持力を初期設定すると共に、ポテンショメータ４１の
検出状態や電流検出回路の検出状態に基づいて、適正値
になるように保持電流を調整するようになっている。

【００４７】具体的に説明すると、ポテンショメータ４
１の検出値と車速センサ４６の検出値に基づいて、「前
進低速」、「前進中速」、「前進高速」、「後進」、
「前進域での車体停止」、「後進域での車体停止」の６
つの変速状態に区分けして、夫々の変速状態に応じて、
夫々異なる保持力（具体的には、電流調整用トランジス
タ４１に印加するパルスのデューティ比）を初期設定す
る（ステップ２３）。尚、前進域Ｆの上限位置にあると
きは、前記初期設定値よりも設定量大きい値に増加させ
る（ステップ３０，３１，３２）。

【００４８】このようにして設定されたデューティ比に
て保持動作を実行し、電流検出回路にて検出される保持
電流の値を過去の４回分の移動平均値を演算する（ステ
ップ３３，３４）。この演算は、制御ルーチンが実行さ
れる毎に、つまり、１０ｍｓｅｃ毎に実行される。

【００４９】保持電流が供給され始めてから２００ｍｓ
ｅｃ以上経過すると、そのときのレバー位置、つまり、
保持が開始されたときのレバー位置（具体的にはポテン
ショメータ４１の検出値）を記憶し（ステップ３５，３
６，３７）た後に、ポテンショメータ４１の検出情報、
及び、電流検出回路の検出情報に基づく保持力制御を実
行する。尚、この記憶値が一度記憶された後は、アシス
ト操作が実行されてフラグがリセットされるまでは記憶
動作は実行しないようになっている（ステップ１６，２
４，３６，３８）。

【００５０】次に保持力制御について説明する。尚、こ
の保持力制御は、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上
であり、電流検出回路にて検出される検出値Ｉｘが設定
値Ｉｓ以上であって電動モータ２３が正常に作動してい
ることが条件となる（ステップ３９，４０）。前記保持
電流の移動平均値Ｉ_AVが、予め実験等に基づいて設定さ
れた許容上限値Ｉ_MAX を越えると、第１カウンタＮａを
カウントアップ（＋１）する（ステップ４１，４２）。
又、移動平均値Ｉ_AVが、予め実験等に基づいて設定され
た許容下限値Ｉ_MIN を下回ると、第２カウンタＮｂをカ
ウントアップする（ステップ４３，４４）。許容上限値
Ｉ_MAX を越えていず許容下限値Ｉ_MIN を下回っていなけ
れば、各カウンタをカウントダウン（−１）する（ステ
ップ４５）。そして、第１カウンタＮａのカウント値が
「１００」を越え、現在のデューティ比が予め設定され
た調整可能範囲内であれば、保持電流が不足しているも
のと判断して、保持電流が増大するようにデューティ比
を設定単位量増加させる（ステップ４６，４７，４
８）。又、第２カウンタＮｂのカウント値が「１００」
を越え、現在のデューティ比が予め設定された調整可能
範囲内であれば、保持電流が超過しているものと判断し
て、保持力が減少するようにデューティ比を設定単位量
減少させる（ステップ４９，５０，５１）。上述したよ
うな各カウンタのカウント動作は１０ｍｓｅｃ毎に実行
されるから、保持電流の超過状態や不足状態が連続で生
じていれば、カウント値が「１００」に達する１秒毎に
保持力が変更調整されることになり、間欠的に生じてい
れば、カウント値が「１００」になるまでの変更調整間
隔は１秒間よりも長くなる。

【００５１】現在のデューティ比が調整可能範囲におけ
る前進側あるいは後進側の操作限界に達している場合
に、例えば、前進側操作限界にあるときにポテンショメ
ータ４１の検出値が更に異常判定用の設定量（５２ポイ
ント）以上増速側に増加（移動付勢力が作用する方向に
移動した）ことを判別するか、又は、後進側操作限界に
あるときにポテンショメータ４１の検出値が更に異常判
定用の設定量（５２ポイント）以上減速側に増加（移動
付勢力が作用する方向と反対方向に移動）したことを判
別すると（ステップ５２，５３，５４）、駆動回路ある
いは電動モータ２３等が動作異常となり、供給電流を制
御しているにもかかわらず適正な保持力の付与が行えな
い動作異常状態であると判断して、出力異常フラグをＯ
Ｎしてステップ１にリターンする（ステップ５５）。こ
のような出力異常フラグがＯＮしている状態では、ステ
ップ２２においてステップ１にリターンするので、電動
モータ２３による位置保持動作が行われないことにな
る。

【００５２】次に、変速レバー２６が前進域Ｆにある状
態でポテンショメータ４１の検出値が、記憶されている
保持開始時の値から２０ポイント（２０／２５６）以上
減少（前進減速）した場合、及び、後進域Ｒにある状態
で２０ポイント以上増加（後進減速）した場合、言い換
えると、ベルト無段変速装置３の中立復帰付勢力の作用
する方向に移動した場合には、保持力が不足しているも
のと判断して、そのとき保持力が初期設定値よりも小さ
ければ初期設定値まで戻して保持力を増加させ、初期設
定値よりも大きい状態であれば保持力が増大するように
デューティ比を設定単位量増加させる（ステップ５６，
５８，６０，６１，６２）。又、変速レバー２６が前進
域Ｆにある状態でポテンショメータ４１の検出値が、記
憶されている保持開始時の値から５ポイント（５／２５
６）以上増加（前進増速）した場合、及び、後進域Ｒに
ある状態で５ポイント以上減少（後進増速）した場合、
言い換えると、ベルト無段変速装置３の中立復帰付勢力
の作用する方向と反対方向に移動した場合には、保持力
が超過しているものと判断して、そのときの保持力が初
期設定値よりも大きければ初期設定値まで戻して保持力
を減少させ、初期設定値よりも小さい値であれば保持力
が減少するようにデューティ比を設定単位量減少させる
（ステップ５７，５９，６３，６４，６５）。尚、デュ
ーティ比を変更した場合には、そのときのポテンショメ
ータ４１の検出値を新たな保持開始時の値（記憶値）と
して書換え変更する（ステップ６６）。

【００５３】次に、制御装置３１の自動車速制御の作動
について、図１４に示すフローチャートに基づいて説明
する。感圧スイッチ２７，２８が共にＯＦＦのときは、
制御作動の起動条件、即ち、車体を走行しながら刈取作
業を行っている状態にあるかをチェックする（ステップ
１０１，１０２）。つまり、脱穀スイッチ４９及び株元
センサ４７が共にＯＮで、車速が０．１ｍ／ｓ以上で、
且つ、エンジン回転数Ｘが５００ｒｐｍ以上であれば、
条件が成立しているものと判断して、自動車速制御を実
行する。尚、この自動車速制御を実行中において、変速
レバー２６の人為操作が有り、正逆スイッチいずれかが
ＯＮすると、自動車速制御による自動増減速操作を停止
して、手動変速モードに移行する（ステップ１０３）。

【００５４】自動車速制御では、エンジン回転数Ｘを検
出し、前記基準回転数ＳＴとの差であるエンジン負荷
（ＳＴ−Ｘ）が目標負荷になっているか否かを判断する
（ステップ１０４，１０５）。エンジン負荷（ＳＴ−
Ｘ）が目標負荷よりも大きいことが検出された場合に
は、車速センサ５３にて検出される車速が予め設定され
た設定車速以上で、且つ、ポテンショメータ４１の検出
値が図５に示す前進域Ｆにおいて設定された設定位置よ
りも高速側の位置であるときは、上述したようなデュー
ティ比の設定処理をして電動モータ２３を作動させて車
速を減速させる（ステップ１０６，１０７，１０８，１
０９）。従って、車速センサ５３にて検出される車速が
設定車速よりも小さいとき、又は、ポテンショメータ４
１の検出値が設定位置よりも低速側のときは、減速操作
が行われず、そのときの変速位置に保持される。

【００５５】前記設定車速としては約０．１５ｍ／ｓｅ
ｃ程度、即ち、副変速装置が最低速（「低」位置）に変
速された状態で、且つ、無段変速装置３が最低速位置又
はそれに近い位置に操作された状態に対応する車速に設
定され、前記設定位置ｓｐとしては、図５に示す中立位
置Ｎにおける前進領域側端部の値に２０ポイント（２０
／２５６）加算した値、つまり、無段変速装置３におけ
る前進側最低速度に対応する位置よりも設定量高速側の
位置に設定されている。

【００５６】そして、エンジン負荷（ＳＴ−Ｘ）が目標
負荷よりも小さく、且つ、現在の車速が上限車速設定器
５１にて設定された上限車速でなければ、前記デューテ
ィ比の設定処理をして電動モータ２３を作動させて車速
を増速させる（ステップ１１１，１１２，１１３）。
又、エンジン負荷（ＳＴ−Ｘ）が目標負荷に対する不感
帯内であれば適正負荷状態であるとして変速操作は停止
して現在の車速を維持する（ステップ１１４）。

【００５７】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、反力作用状態検出手段とし
て、作用体が反力の作用する方向に設定量以上移動した
か否かに基づいて反力作用状態を検出するようにした
が、このような構成に代えて、作用体と被操作体との相
対的な位置の変化具合を逐次検出して、その検出情報に
基づいて、反力作用状態であるか否かを判別する構成、
あるいは、作用体の移動操作が停止してから予め設定さ
れた時間が経過したか否かに基づいて反力作用状態であ
るか否かを判別する構成等、各種の構成で実施してもよ
い。

【００５８】（２）上記実施形態では、作用体としての
カム部材に保持用の操作力を付与する操作手段としての
電動モータが、作用体に対して移動操作用の操作力を付
与する構成して、それらを兼用する構成としたが、位置
保持用の電動モータとは別に移動操作用の専用のアクチ
ュエータを設ける構成としてもよい。尚、アクチュエー
タとしては例えば電動モータや油圧モータ等の各種のア
クチュエータを利用してもよい。

【００５９】（３）上記実施形態では、保持動作が実行
されているときに、レバー位置（操作位置）が設定量以
上変化した場合に、保持力（保持電流）を変更調整する
ようにしたが、このような制御構成に代えて、レバー位
置を逐次前回の値と比較し、変化があれば、その変化を
阻止するように保持力を単位量づつ変更させるように制
御する構成であってもよい。又、保持電流の実測値の平
均値が許容上限値Ｉ_MAX を越えている状態や許容下限値
Ｉ_MIN を下回っている状態が設定回数以上検出されると
（例えば１秒間継続した場合等）、保持力を変更させる
構成としたが、このような構成に代えて、次のように構
成してもよい。保持電流の検出値が、常に、レバー位置
に基づく保持力調整値に対応する電流値になるように、
逐次、制御するように構成してもよい。

【００６０】（４）上記実施形態では、位置検出手段と
してのポテンショメータが、扇型ギア２２の操作量を検
出するようにしたが、変速レバー２６の操作量や、カム
部材２０の操作量を直接検出するようにしてもよく、あ
るいは、それらの連係機構中の部材の移動量を検出する
構成としてもよい。

【００６１】（５）上記実施形態では、被操作対象とし
て、ベルト式無段変速装置３を変速する場合を例示した
が、本発明は、ベルト式無段変速装置３に限らず、油圧
式の無段変速装置やその他の無段変速装置の操作構造に
適用してもよく、被操作体としては、無段変速装置の変
速部に限らず、例えば、荷重にて移動付勢力が掛かる被
操作体であってもよく、被操作体を手動にて移動操作さ
せる構成等、各種の操作構成に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】変速操作構成を示す側面図

【図２】ベルト無段変速装置の断面図

【図３】カム機構の側面図

【図４】伝動系を示す図

【図５】変速レバーの操作域を示す図

【図６】電気回路ブロック図

【図７】制御動作のフローチャート

【図８】制御動作のフローチャート

【図９】制御動作のフローチャート

【図１０】制御動作のフローチャート

【図１１】制御動作のフローチャート

【図１２】制御動作のフローチャート

【図１３】制御動作のフローチャート

【図１４】制御動作のフローチャート

【符号の説明】

３ 無段変速装置 ２０ 作用体 ２３ アクチュエータ ２６ 操作具 ２７，２８ 操作状態検出手段 ４１ 位置検出手段 １００ 操作用の制御手段 １０１ 位置保持用の制御手段 １０２ 反力作用状態判別手段 Ｓ０ 被操作体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−156680（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40266（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−244870（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−17285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−48237（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−178062（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−178002（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 20/00 - 20/08 F16H 59/00 - 59/10 G05G 1/00 - 25/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正逆方向に移動自在で且つ一方側に移動
   付勢される被操作体を移動付勢力の作用方向とは逆方向
   に向けて押し作用自在な作用体が、前記正逆方向に移動
   操作自在に設けられて、この作用体の移動操作によっ
   て、前記被操作体を正逆に移動操作するように構成さ
   れ、 前記作用体の移動操作が停止された状態において、前記
   被操作体を移動付勢力に抗して前記作用体によって受け
   止め保持すべく、前記移動付勢力の作用方向とは逆方向
   に向かい且つ前記移動付勢力と釣り合う操作力を前記作
   用体に対して付与する位置保持用の操作手段と、 前記作用体の移動操作状態を検出する操作状態検出手段
   の検出情報に基づいて、前記作用体の移動操作が停止さ
   れた状態において前記位置保持用の操作手段を作動さ
   せ、且つ、前記作用体の移動操作が開始されると前記位
   置保持用の操作手段の作動を停止させる位置保持用の制
   御手段とが設けられた操作装置であって、 前記作用体の移動操作が停止された状態において、その
   作用体に対して前記被操作体が移動付勢力にて接当する
   反力作用状態であるか否かを判別する反力作用状態判別
   手段が設けられ、 前記位置保持用の制御手段が、前記操作状態検出手段に
   よって前記作用体の移動操作が停止された状態であるこ
   とが検出されたときに、前記反力作用状態判別手段によ
   って反力作用状態が検出されるに伴って、前記位置保持
   用の操作手段を作動させるように構成されている操作装
   置。
2. 【請求項２】 前記作用体の位置を検出する位置検出手
   段が設けられ、 前記反力作用状態判別手段は、 前記作用体が、前記移動付勢力が作用する方向と同じ方
   向に移動操作されている状態から操作停止状態に切り換
   わった後に、前記位置検出手段の検出情報に基づいて、
   前記作用体が前記移動付勢力が作用する方向に設定量以
   上移動することに基づいて反力作用状態であると判別す
   るように構成されている請求項１記載の記載の操作装
   置。
3. 【請求項３】 前記反力作用状態判別手段は、 前記作用体が、前記移動付勢力が作用する方向と同じ方
   向に移動操作されている状態から操作停止状態に切り換
   わったときから設定待機時間が経過すると、前記反力作
   用状態であると判別するように構成されている請求項１
   又は２記載の操作装置。
4. 【請求項４】 前記位置保持用の制御手段は、 前記保持用の操作手段を作動させている状態において、
   前記位置検出手段の検出情報に基づいて、前記作用体
   が、前記移動付勢力が作用する方向に移動したことを判
   別すると前記保持用の操作力を大側に変更し、且つ、前
   記作用体が、前記移動付勢力が作用する方向と反対方向
   に移動したことを判別すると前記保持用の操作力を小側
   に変更する保持力制御を実行するように構成されている
   請求項２又は３に記載の操作装置。
5. 【請求項５】 前記位置保持用の制御手段は、 前記保持力制御の実行中において、前記保持用操作力を
   大側設定限界まで変更した後に、前記作用体が、前記移
   動付勢力が作用する方向に異常判定用の設定量以上移動
   したことを判別するか、又は、前記保持用の操作力を小
   側設定限界まで変更した後に、前記作用体が、前記移動
   付勢力が作用する方向と反対方向に異常判定用の設定量
   以上移動したことを判別すると、前記操作手段の作動を
   停止させるように構成されている請求項４記載の操作装
   置。
6. 【請求項６】 前記被操作体が、ベルト式の無段変速装
   置の変速部で構成され、 前記操作状態検出手段が、人為操作に基づいて前記変速
   部の移動操作が指令されたか否か、及び、その操作方向
   を検出するように構成され、 前記保持用の操作手段が、 前記移動操作が指令された操作方向に向けて前記作用体
   に対して操作力を付与するアクチュエータにて構成さ
   れ、 前記操作状態検出手段の操作指令に基づいて、指令され
   た操作方向に向けて移動用操作力を付与し、非指令状態
   になると移動用操作力の付与を停止するように前記アク
   チュエータを制御する操作用の制御手段が設けられ、 前記位置保持用の制御手段は、前記操作状態検出手段が
   非指令状態になると、前記変速部が前記無段変速装置に
   おける中立側への移動付勢力に対抗する保持用操作力に
   て押し作用してその操作位置で保持されるべく、前記ア
   クチュエータを制御するように構成されている請求項１
   〜５のいずれか１項に記載の操作装置。