JP3418068B2 - 作業車両の操作制御装置 - 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、作業車両の操作制
御装置に関し、詳しくは、正逆方向に操作自在な被操作
対象が備えられ、その被操作対象が、操作停止状態にお
いて外力によって移動するおそれがある作業車両の操作
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車両の操作制御装置において、
従来では、操作停止状態にある前記被操作対象が、例え
ば変速装置の中立側への復帰付勢力、あるいは、重力等
の外力によって移動することを阻止するために、電磁ブ
レーキ等の機械的な制動手段を利用して、押圧作用して
被操作対象に対して摩擦力が作用することによって、被
操作対象が移動することを阻止するように構成されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成は、被操作対
象の操作が停止された際に、上述したような外力に起因
して移動してしまうことが無いように移動を阻止するよ
うにしたものであるが、上述したような従来構成におい
ては、機械的な制動手段を用いる構成であることから、
被操作対象の操作が停止してから位置保持動作されるま
でに、機械的な動作の為に応答の遅れ時間があり、操作
停止のタイミングが少し遅れてしまうといった不利な面
があった。

【０００４】しかも、摩擦力等の機械的な保持が行われ
ることから、機械的な作動箇所において摩擦部分での摺
動等に起因して磨耗が生じる等、耐久性が低いものにな
るおそれがある等の不利もあり、改善の余地があった。

【０００５】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、外力に抗して被操作対象をタイミ
ング遅れの少ない状態で適正に位置保持することができ
ると共に、耐久性の向上を図ることが可能となる作業車
両の操作制御装置を提供する点にある。

【０００６】本発明の別の目的は、上記目的に加えて、
外力の変動等にかかわらず、電動モータに対して、確実
に被操作対象を位置保持させる為の電力を供給できるよ
うにする点にある。

【０００７】

【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、正逆方向に操作自在な被操作対象の操作停
止状態において、その被操作対象が外力によって移動す
ることを阻止して被操作対象を位置保持させる為に、電
力供給手段によって、前記外力の作用する方向と逆方向
の力が発生するように電動モータに位置保持用の電力が
供給されることになる。

【０００８】つまり、電動モータが被操作対象に対して
その駆動力が作用する状態に連係された状態で、外力の
作用する方向と逆方向の力が発生するように電動モータ
に位置保持用の電力が供給されることよって、外力と電
動モータの駆動力とが均衡して被操作対象が位置保持さ
れることになるのである。尚、上述したように電動モー
タが被操作対象に連係されていても、上述したような電
力が供給されない状態では、電動モータは自由に回動可
能な状態であることから、被操作対象の正逆方向の操作
を阻害することは無い。

【０００９】その結果、電動モータの駆動力を利用し
て、電磁ブレーキ等の機械的な制動手段を利用すること
無く、被操作対象を位置保持することができ、被操作対
象に対して機械的に制動力を付与する為の機械的な作動
遅れ時間がなく、電力の供給動作のみによって対応する
ことが可能であることから、外力に抗して被操作対象を
タイミング遅れの少ない状態で適正に位置保持すること
ができるものとなった。

【００１０】又、機械的な制動手段を用いない構成であ
ることから、例えば、制動の為の摺動による磨耗や、接
当により衝撃が加わる等の不利が無く、耐久性を向上さ
せることが可能となった。

【００１１】さらに、請求項１に記載の特徴構成によれ
ば、人為的に正逆に操作される操作具と、前記被操作対
象とが機械的に連動連結され、操作具が人為的に操作さ
れているか否か、及び、その操作方向を検出する操作状
態検出手段が備えられ、電力供給手段は、操作状態検出
手段の検出情報に基づいて、操作具が人為的に操作され
ていることが検出されると、操作具の操作方向にアシス
ト力が与えられるように電動モータに電力を供給し、且
つ、前記操作具が人為的に操作されていないことが検出
されると、被操作対象がその操作位置で保持されるよう
に電力を供給するように構成されている。

【００１２】つまり、操作具の人為的な操作に伴い、操
作具の操作方向にアシスト力が与えられるように電動モ
ータに電力が供給されるので、復帰付勢力等の外力にか
かわらず、操作具による被操作対象の操作が軽く行え
る。そして、操作具が人為的に操作されていないとき
は、被操作対象がその操作位置で保持されるように電動
モータに電力が供給されるのである。 その結果、人為的
な操作が停止された際に、タイミング遅れの少ない状態
で適切に被操作対象を位置保持することができると共
に、人為的な操作の開始に伴って、例えば機械的な制動
手段におけるタイミング遅れ等に起因して円滑な操作が
行えなくなる等の不利も無く、人為操作を円滑に行える
ものとなる。

【００１３】請求項２に記載の特徴構成によれば、前記
操作停止状態において、前記外力による前記被操作対象
の移動を検出する移動検出手段が備えられ、前記電力供
給手段は、前記移動検出手段の検出情報に基づいて、前
記被操作対象が位置保持されるべく、前記電動モータに
電力を供給するように構成されている。

【００１４】被操作対象が操作停止された状態で、外力
によって移動するか否かを移動検出手段にて検出して、
その検出情報に基づいて電動モータに電力を供給するの
で、外力の状況に応じて常に適切に被操作対象を位置保
持させることができるものとなる。

【００１５】請求項３に記載の特徴構成によれば、前記
被操作対象に、前記外力として、所定方向に復帰付勢力
が作用するものであり、前記電力供給手段は、前記操作
停止状態になるに伴って、位置保持用の電力を供給する
ように構成されている。

【００１６】例えば、無段変速装置等において中立側
（所定方向）に向けて復帰付勢力が外力として作用する
ような場合等においては、このような外力は常に作用す
るものであって且つその作用する方向が一定であること
から、被操作対象が操作停止状態になるに伴って、ただ
ちに電動モータに対して位置保持用の電力を供給するの
である。しかも、上述したような復帰付勢力は、予めそ
の大きさを求めることができるので、位置保持用の電力
として電動モータに供給すべき値を予め設定することが
でき、従って、電動モータに対する電力は、供給すべき
モータ動作方向とその大きさを予め設定できるので、適
正な電力をタイミング遅れの少ない状態で供給すること
ができるものとなる。

【００１７】請求項４に記載の特徴構成によれば、前記
被操作対象は、その操作位置の変化に伴って前記復帰付
勢力が変動するものであり、電力供給手段は、被操作対
象の操作位置を検出する操作位置検出手段の検出情報に
基づいて、電動モータに供給する電力を変更設定するよ
うに構成されている。

【００１８】被操作対象の操作位置が変化すると、それ
に伴って復帰付勢力の大きさが変化する（変動する）よ
うな場合には、操作位置検出手段によって被操作対象が
操作停止された操作位置を検出して、その検出情報に基
づいて、その位置における復帰付勢力に応じた値になる
ように電動モータに供給する電力を変更設定するのであ
る。

【００１９】その結果、操作位置の変化に伴って復帰付
勢力が変動するような場合に、被操作対象がどのような
位置で停止しても常に適正な状態で位置保持させること
ができるものとなる。

【００２０】請求項５に記載の特徴構成によれば、前記
移動検出手段は、被操作対象が前記操作停止状態であっ
て、且つ、その被操作対象が位置保持されるべく電動モ
ータに電力が供給されている状態において、前記外力に
よる前記被操作対象の移動状態を検出するように構成さ
れ、電力供給手段は、前記移動検出手段の検出情報に基
づいて、前記被操作対象が位置保持されるべく、前記電
動モータに供給する電力を変更調整するように構成され
ている。

【００２１】移動検出手段により、外力による被操作対
象の移動が検出されるに伴って、位置保持するべく電動
モータに電力を供給することになるが、このような電力
の供給状態においても、更に、外力による被操作対象の
移動が検出されると、そのときの電動モータに対する供
給電力が適正値と異なっていることになるから、被操作
対象の移動が検出されないように、電動モータに供給す
る電力を変更調整するのである。

【００２２】その結果、操作位置が同じであっても被操
作対象に対する外力が異なる値になるおそれがある場合
であっても、確実に、位置保持用の電力を電動モータに
供給することができて、常に適正な状態で位置保持する
ことが可能となる。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】請求項６に記載の特徴構成によれば、前記
電力供給手段は、出力されるパルス信号の幅を変更自在
なパルス信号出力手段と、前記パルス信号出力手段のパ
ルス信号の幅に応じた電流を前記電動モータに供給する
駆動手段と備えて構成されているので、出力されるパル
ス信号の幅を変更することにより、電動モータに供給す
る電流（電力）を適正な値に設定できる。

【００２７】請求項７に記載の特徴構成によれば、前記
電動モータに供給される前記電流の値を検出する電流検
出手段が備えられ、この電流検出手段の検出情報に基づ
いて前記電流の値が設定値に維持されるように前記電力
を調整するように構成されている。

【００２８】電動モータに対して供給されている実際の
電流値が検出され、その検出情報に基づいて電流値が設
定値に維持されるようにして、電動モータに供給する電
力を調整するので、電動モータ自身の抵抗値変化等の各
種の変動要因にかかわらず、適正な電力を供給すること
ができ、確実に被操作対象を位置保持することができる
のである。

【００２９】請求項８に記載の特徴構成によれば、前記
電流検出手段が、前記設定値を含む電流調整範囲であっ
て、且つ、前記電動モータに供給される全電流調整範囲
よりも小さい電流調整範囲でのみ、前記電流の値を検出
するように構成されている。このように、所定値を含む
小さな範囲でしか電流検出が行われないので、広い範囲
にわたって検出する場合に較べて電流検出手段による分
解能が上がることになるので、電動モータに対して電力
がどれだけ供給されているかを精度よく検出できる。

【００３０】請求項９に記載の特徴構成によれば、前記
被操作対象が、ベルト式無段変速装置の変速部であり、
前記外力が、前記ベルト式無段変速装置の中立側への復
帰力である。従って、電動モータに電力が供給されるこ
とによって、ベルト式無段変速装置の変速部がどのよう
な変速操作位置であっても中立側への復帰力に抗して位
置保持されることになる。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る作業車両の操
作制御装置を、作業車両の一例としてのコンバインに装
備されたベルト式無段変速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４は作業車両の一例である
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
び走行用のギヤ変速装置（図示せず）を介して、左右の
クローラ走行装置６に伝達される。ギヤ変速装置の直前
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。

【００３６】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、入
力プーリ４が固定された入力軸９に第１割りプーリ１
１、出力軸１０に第２割りプーリ１２を備えて、第１及
び第２割りプーリ１１，１２に亘り伝動ベルト１３を巻
回している。第１及び第２割りプーリ１１，１２は、入
力軸９及び出力軸１０にスプライン構造で固定されるプ
ーリ部分１４、及び軸芯方向に移動自在なプーリ部分１
５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。

【００３７】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、リング部
材１８が回り止めされている。図３及び図２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２０の一対の凹部に入り込んで
いる。

【００３８】図２及び図３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１２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を右及び左に回転させると、傾斜面２０ｂを介し
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。

【００３９】次に、ベルト式の無段変速装置３及び前後
進切換装置の操作構造について説明する。図２及び図１
に示すように、無段変速装置３の外側においてカム部材
２０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。機体の固定部に電動モ
ータ２３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。ボス部材２
１にリング部材２５が外嵌されており、リング部材２５
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。つまり、変速部としてのカム部材２０
は、変速レバー２６と一体移動するように機械式連係機
構を介して連係され、正逆方向に作動可能に構成されて
いる。

【００４０】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２７ａ、後進変速用ガイド溝２７ｃ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２７ｂ
の夫々に沿わせて揺動操作でき、前進変速用ガイド溝２
７ａ又は後進変速用ガイド溝２７ｃ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２７ａ・後進変速用ガイド溝２
７ｃ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。

【００４１】リング部材２５のアーム２５ａのピン２５
ｂが、扇型ギヤ２２の開孔２２ａに入り込んでおり、ゴ
ム状の一対の感圧スイッチ２８，２９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及び融通機構３１を介して連係されている。

【００４２】無段変速装置３側の固定壁３２にポテンシ
ョメータ３３（操作位置検出手段の一例）を取付けると
ともに、このポテンショメータ３３から延びる揺動レバ
ー３４の先端側の横向きピン３４ａを、前記扇型ギヤ２
２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、変速レバーの操作位置を検出可能
に構成してある。

【００４３】図６に示すように、電動モータ２３の動作
を制御する制御手段Ｈが、電動モータ２３に対する制御
情報を指令する制御部としての制御装置３５と、この制
御装置３５からの制御情報に基づいて、電動モータ２３
に電流を供給して駆動する駆動部としての駆動回路３６
とを備えて構成されている。制御装置３５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。前記駆動回路
３６は、制御装置３５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３７、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３８、第１，２電磁リレー３７，
３８の励磁駆動用のトランジスタ３９，４０、制御装置
３５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４１、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４２、基準抵抗器４２の両端電圧を直流
信号に変換する平滑回路４３、電動モータ２３に過負荷
電流が設定時間以上継続する異常時に、電動モータ２３
への電流供給を遮断して、制御装置３５に警報信号を入
力する過負荷警報回路４４等が備えられている。このよ
うにして、制御動作を実行する制御装置３５と電動モー
タ２３に流れる大電流を調整する駆動回路３６とが夫々
各別に備えられている。

【００４４】前記基準抵抗器４２と前記平滑回路４３と
により電流検出手段としての電流検出回路４５が構成さ
れ、この電流検出回路４５は、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。
尚、電動モータ２３に供給される電流の全調整範囲は、
０〜２０アンペア程度の調整範囲になっており、電流検
出回路４５の検出範囲は、全調整範囲よりも小さい電流
調整範囲でのみ、前記電流の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３３の検出値（電圧
値）がアナログ信号にて制御装置３５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。

【００４５】前記制御装置３５に対しては、前記各感圧
スイッチ２８，２９、ポテンショメータ３３の検出値が
入力されると共に、走行装置６の車軸の回転数により走
行車速を検出する車速センサ４６、及び、エンジンの回
転数を検出するエンジン回転数センサ４７の検出値も入
力されるようになっている。

【００４６】前記制御装置３５は、前記各感圧スイッチ
２８，２９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く行えるようになっている。従
って、各感圧スイッチ２８，２９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２８，
２９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２６に保持電流（電力）
を供給するように構成されている。更に、各感圧スイッ
チ２８，２９の検出情報、並びに、前記電流検出回路４
５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。従って、制御手段
Ｈにより電動モータに対して位置保持用の電力を供給す
る電力供給手段を構成することになる。具体的には、ア
シスト操作電流としては、制御装置３５が、電流調整用
トランジスタ４１に対してＯＮ状態を維持するように一
定電圧を出力し、保持電流の供給状態では、電流調整用
トランジスタ４１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（パルス幅）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。従って、制御装置３５がパルス信号出力
手段に相当し、駆動回路３６が駆動手段に相当する。
尚、電動モータ２６の正逆の動作方向は、各感圧スイッ
チ２８，２９のＯＮ操作に基づいて、いずれかの電磁リ
レー３７，３８が電源供給状態に切り換わって電動モー
タ２６の回転方向が規定されるようになっている。

【００４７】次に、制御装置３５における制御動作につ
いて、図７〜図１２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２９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２９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。

【００４８】先ず、エンジン回転数センサ４７の検出状
態によりエンジン回転数が５００ｒｐｍ以上であるか否
か、つまり、エンジン１が正常に回転しているか否かを
判断する（ステップ１）。ベルト無段変速装置３はエン
ジン１が回転していない状態では、変速操作が非常に重
くなるからである。エンジン１が回転している状態で、
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）２８が押圧されてＯＮ状態になると（ステップ
２）、ハンチングの発生のおそれのある領域でなけれ
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２６
を正転側に高速で駆動する（ステップ３，４，５）。
又、逆転側の感圧スイッチ（逆転スイッチ）２９がＯＮ
すると、同様にして電動モータ２６を逆転側に高速で駆
動する（ステップ１０〜１３）。尚、図５に示すよう
に、変速レバー２６の操作領域の両側端や中立位置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、１００ｍｓｅ
ｃ以内に行われた場合には、すぐに、感圧スイッチがＯ
ＦＦするまで微速で電動モータ２６を作動させるように
している（ステップ３，６，７，８、ステップ１１，１
４，１５，１６）。

【００４９】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）
であれば、ポテンショメータ３３の検出値に基づいて、
現在の操作位置が前進域Ｆであるか後進域Ｒであるが判
断され（ステップ１８）、前進域Ｆであれば、逆転作動
を終了してから３０ｍｓｅｃ以上経過するまでは、各電
磁リレー３７，３８を共に接地側にして電動モータ２６
の両側端子を接地させる状態に維持し（ステップ１９，
２０）、後進域Ｒであれば、正転作動を終了してから１
００ｍｓｅｃ以上経過するまでは、各電磁リレー３７，
３８を共に接地側にして電動モータ２６の両側端子を接
地させる状態に維持する（ステップ２１，２２）。前進
域Ｆにおいて逆転作動を行っているときは、電動モータ
２６が無段変速装置３の復帰付勢力の方向と同方向にア
シストしており、この状態からすぐに保持電流を供給す
るものとすると、電動モータ２６への供給電流が逆方向
になり、電流供給状態のまま各電磁リレー３７，３８が
逆転して、接点異常を起こすおそれがあるからである。
又、後進域において、このような電流の逆転が発生する
と、上述したような電磁リレー３７，３８の接点異常の
おそれがあると共に、変速レバー２６に逆方向の衝撃が
かかるおそれがあり、操作性が低下するおそれがあるか
らである。尚、前進域では、後進側に較べて高速で走行
するので、走行負荷が大きく上記時間経過中に応答遅れ
により変速レバー２６が移動する不具合を少なくするこ
とから短い時間に制限している。

【００５０】そして、上記時間が経過した後は、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２６に保持電流を供給して、
この電動モータ２６による保持力と、無段変速装置３の
中立復帰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３３の検出状態や
電流検出回路４５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。

【００５１】具体的に説明すると、ポテンショメータ３
３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）。つまり、被操作対象の操作位置に
応じて電動モータに対する電力を変更設定する。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２４，２５）。

【００５２】このようにして設定された保持力（デュー
ティ比）にて保持動作を実行し、電流検出回路４５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２６，２７）。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。

【００５３】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３３の検出値）を記憶し（ステップ２８，２
９，３０）た後に、ポテンショメータ３３の検出情報、
及び、電流検出回路４５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
９，１７，２９，３１）。

【００５４】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４５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２６が正常に作動し
ていることが条件となる（ステップ３２，３３）。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Ｎ
ａをカウントアップ（＋１）する（ステップ３４，３
５）。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Ｎ
ｂをカウントアップする（ステップ３６，３７）。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３８）。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３９，４０，４
１）。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４２，４３，４４）。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。

【００５５】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３３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４５，
４７，４９，５０，５１）。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３３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状態であれば保持
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４６，４８，５２，５３，５４）。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３３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５５）。このようにし
て、被操作対象としての変速部（変速カム２０）の操作
停止状態において、位置保持用の電力が電動モータに供
給されている状態において、被操作対象の移動を前記ポ
テンショメータ３３にて検出すると、その検出情報に基
づいて、電動モータに対して供給する電力を変更調整す
るようになっている。従って、ポテンショメータ３３
は、操作位置検出手段と移動検出手段とを兼用する構成
となっている。

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】〔別実施形態〕（１）被操作対象 の位置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（電力）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。

【００６６】（２）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。

【００６７】（３）操作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。

【００６８】（４）パルス信号の幅を変更して電動モー
タに対する電力を調整するようにしたが、このような構
成に限らず、周波数を変更したり、ピーク電流値を変更
する等、各種の制御形態で実施してもよい。

【００６９】（５）被操作対象として、ベルト式無段変
速装置３の変速部を例示したが、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、被操作対
象としては、無段変速装置に限らず、例えば、作業装置
を操作具にて手動昇降させる構成であって電動モータ２
６にてアシスト操作させる構成等、各種の操作構成に適
用できる。

【００７０】（６）被操作対象としての変速部を設定方
向にアシスト操作させる電動モータと、操作停止状態に
おいて、位置保持するために復帰付勢力が作用する方向
と逆方向に向けての力を発生する電動モータとを共用す
る構成としたが、このような構成に限らず、被操作対象
を正逆方向に操作するアクチュエータを、位置保持用の
電動モータとは別に備える構成であってもよい。

【００７１】（７）前記ポテンショメータ３３が、被操
作対象の操作位置を検出する操作位置検出手段と、操作
停止状態における被操作対象の移動を検出する移動検出
手段とを兼用する構成としたが、これらを各別に備える
構成としてもよい。

【００７２】

【００７３】

【００７４】

【００７５】

【００７６】（８）変速装置の中立側への復帰力にて被
操作対象が移動する場合を示したが、前記外力として
は、これらに限らず、人為操作力にて移動するような場
合、あるいは、別のアクチュエータにて外力が作用する
ような場合等、どのようなものであってもよい。

【００７７】（９）作業車両としてコンバインを例示し
たが、本発明はコンバインに限らず、トラクターや苗移
植機等の他の農作業車、あるいは、建設機械等の各種の
作業車両の操作制御装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベルト式無段変速装置の操作機構を示す側面図

【図２】ベルト式無段変速装置の断面図

【図３】変速カムの側面図

【図４】コンバインの伝動系統図

【図５】変速レバーの操作領域を示す図

【図６】制御ブロック図

【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

【符号の説明】

３ ベルト式無段変速装置 ２０ 変速部２３ 電動モータ ２６ 操作具 ２８，２９ 操作状態検出手段３３ 移動検出手段 ３５ パルス信号出力手段 ３６ 駆動手段 ４５ 電流検出手段 Ｈ 電力供給手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/00 - 63/48 B60K 20/00 - 20/08 G05G 1/00 - 25/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正逆方向に操作自在な被操作対象の操作
   停止状態において、その被操作対象が外力によって移動
   することを阻止して前記被操作対象を位置保持させる為
   に、前記外力の作用する方向と逆方向の力が発生するよ
   うに、電動モータに位置保持用の電力を供給する電力供
   給手段が備えられ、 人為的に正逆に操作される操作具と、前記被操作対象と
   が機械的に連動連結され、 前記操作具が人為的に操作されているか否か、及び、そ
   の操作方向を検出する操作状態検出手段が備えられ、 前記電力供給手段は、 前記操作状態検出手段の検出情報に基づいて、 前記操作具が人為的に操作されていることが検出される
   と、前記操作具の操作方向にアシスト力が与えられるよ
   うに前記電動モータに電力を供給し、 且つ、前記操作具が人為的に操作されていないことが検
   出されると、前記被操作対象がその操作位置で保持され
   るように電力を供給するように構成されている 作業車両
   の操作制御装置。
2. 【請求項２】 前記操作停止状態において、前記外力に
   よる前記被操作対象の移動を検出する移動検出手段が備
   えられ、 前記電力供給手段は、前記移動検出手段の検出情報に基
   づいて、前記被操作対象が位置保持されるべく、前記電
   動モータに電力を供給するように構成されている請求項
   １記載の 作業車両の操作制御装置。
3. 【請求項３】 前記被操作対象に、前記外力として、所
   定方向に復帰付勢力が作用するものであり、前記電力供
   給手段は、前記操作停止状態になるに伴って、前記位置
   保持用の電力を供給するように構成されている請求項１
   又は２記載の作業車両の操作制御装置。
4. 【請求項４】 前記被操作対象は、その操作位置の変化
   に伴って前記復帰付勢力が変動するものであり、 前記電力供給手段は、前記被操作対象の操作位置を検出
   する操作位置検出手段の検出情報に基づいて、前記電動
   モータに供給する電力を変更設定するように構 成されて
   いる請求項３記載の 作業車両の操作制御装置。
5. 【請求項５】 前記移動検出手段は、 前記被操作対象が
   前記操作停止状態であって、且つ、その被操作対象が位
   置保持されるべく前記電動モータに電力が供給されてい
   る状態において、前記外力による前記被操作対象の移動
   を検出するように構成され、 前記電力供給手段は、前記移動検出手段の検出情報に基
   づいて、前記被操作対象が位置保持されるべく、前記電
   動モータに供給する電力を変更調整するように構成され
   ている請求項２〜４のいずれか１項に記載の 作業車両の
   操作制御装置。
6. 【請求項６】 前記電力供給手段は、 出力されるパルス信号の幅を変更自在なパルス信号出力
   手段と、前記パルス信号出力手段のパルス信号の幅に応
   じた電流を前記電動モータに供給する駆動手段と備えて
   構成されている請求項２〜５のいずれか１項に記載の 作
   業車両の操作制御装置。
7. 【請求項７】 前記電動モータに供給される前記電流の
   値を検出する電流検出手段が備えられ、この電流検出手
   段の検出情報に基づいて前記電流の値が設定値に維持さ
   れるように前記電力を調整するように構成されている請
   求項２〜６のいずれか１項に記載の作業車両の操作制御
   装置。
8. 【請求項８】 前記電流検出手段が、 前記設定値を含む電流調整範囲であって、且つ、前記電
   動モータに供給される全電流調整範囲よりも小さい電流
   調整範囲でのみ、前記電流の値を検出するように構成さ
   れている請求項７記載の 作業車両の操作制御装置。
9. 【請求項９】 前記被操作対象が、ベルト式無段変速装
   置の変速部であり、前記外力が、前記ベルト式無段変速
   装置の中立側への復帰力である請求項１〜８のいずれか
   １項に記載の作業車両の操作制御装置。