JP3464880B2 - 操作アシスト装置 - 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、被操作対象と、操
作領域の端部にて接当規制される状態で人為操作される
操作具とが機械的に連動連係され、前記操作具が人為操
作されたこと、及び、その操作方向を検出する操作状態
検出手段と、前記操作具の人為操作方向に向けてアシス
ト力を付与するアシスト手段と、このアシスト手段の動
作を制御するアシスト制御手段と、前記操作具が操作領
域の端部付近に位置しているか否かを検出する端部位置
検出手段とが備えられ、前記アシスト制御手段は、前記
操作状態検出手段及び前記端部位置検出手段の検出情報
に基づいて、前記操作具が操作領域の端部付近に位置し
ているときは、それ以外の操作領域にあるときよりも小
さいアシスト力を付与するように前記アシスト手段の動
作を制御するハンチング防止制御を実行するように構成
されている操作アシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記操作アシスト装置は、アシスト手段
のアシスト力を利用して操作具の人為操作を小さい操作
力で軽くかつ適正に行えるようにしたものであるが、こ
の種の操作アシスト装置の一例として、例えば走行用の
無段変速装置の変速操作を行う装置に適用したものにお
いて、従来では、例えば本出願人による特願平８‐１１
４４７６号に示される構成のものがある。つまり、アシ
スト手段としての電動モータに対する電力供給量を変更
調節してアシスト力を変更する構成として、操作具の正
逆操作を操作状態検出手段としての一対の感圧スイッチ
にて検出して、その検出情報に基づいて、操作具の人為
操作に伴って、電動モータを最大アシスト力にて高速で
作動させるように構成するとともに、前記端部位置検出
手段の一例として、操作具の操作位置を検出するポテン
ショメータを備え、そのポテンショメータの検出情報に
基づいて、操作具が前進側操作域の上限位置（操作領域
の端部位置）付近にあることが検出されると、上述した
ような最大アシスト力によるアシスト作動に代えて、無
段変速装置における中立側への復帰付勢力に対抗して位
置保持できる程度の小さい操作力を付与する状態に切り
換えるようにしたものがあった。

【０００３】このような構成は、操作領域の端部付近に
おいてハンチング状態が生じるのを抑制するようにした
ものである。つまり、高速操作方向側の感圧スイッチが
ＯＮ操作されてアシスト作動が実行され、操作具は前進
側上限位置（操作領域の端部位置）付近においても最大
アシスト力にてアシスト作動を実行すると、操作具が操
作領域の端部位置にて接当規制されるにもかかわらず、
アシスト手段のアシスト作動が行き過ぎて反対方向側の
感圧スイッチがＯＮして、逆向き方向（減速操作方向）
にアシスト作動させるように制御されることになる。と
ころが、このとき、操作具は人為操作されており、操作
具は人為的に高速側に向けて押し操作されているので、
再度、高速操作方向側の感圧スイッチがＯＮしてアシス
ト手段が高速操作方向にアシスト作動することになり、
以後このようなアシスト手段の操作方向の反転が繰り返
されて、所謂ハンチング状態になるという不具合が生じ
るので、このような操作領域の端部位置では、小さいア
シスト力に変更して、勢いよく端部位置に接当して上述
したようなハンチングが生じないようにしたものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成によると
きは、前記端部位置検出手段としてのポテンショメータ
が正常に動作している場合には、適正にハンチングが抑
制されることになるが、このような端部位置検出手段が
動作異常に陥った場合には、操作具が端部位置に位置し
ていることが良好に検出できないので、ハンチングを適
正に抑制することができないものとなる。

【０００５】そこで、このように端部位置検出手段が動
作異常に陥ったような場合に、上記ハンチング動作を有
効に抑制する為に、操作具の操作状態にかかわらず、常
に、アシスト力を小の状態を維持するように制御する構
成が考えられる。

【０００６】しかし、このようにすると、操作具がどの
ような操作位置にあってもアシスト操作力を小の状態に
維持するので、操作具の操作位置を大きく変化させるよ
うな場合であっても、人為的に素早く操作しようとして
もアシスト力が小さいので操作が重くなり、操作が煩わ
しいものになるという不利がある。

【０００７】本発明は、上述したような不利を解消し
て、端部位置検出手段が動作異常に陥った場合であって
も、操作性を低下させることなく適正なアシスト操作を
行うことが可能となる操作アシスト装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【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、端部位置検出手段が正常に動作していない
異常状態であるか否かを判別する異常判別手段が備えら
れ、この異常判別手段が異常状態であることを判別する
と、アシスト制御手段は、端部位置検出手段に代えて、
操作具の操作位置に対応する被操作対象の被操作状態を
検出する被操作状態検出手段の検出情報に基づいてハン
チング防止制御を実行する。つまり、操作具が操作領域
の端部付近に位置しているときは、それ以外の操作領域
にあるときよりも小さいアシスト力を付与するようにア
シスト手段の動作を制御するのである。

【０００９】つまり、被操作対象は、操作具と機械的に
連動連係されており、しかも、操作具の人為操作に基づ
いて操作される対象物であることから、その被操作状態
の検出情報に基づいて操作具が操作領域の端部位置に位
置しているか否かを適正に検出できることになる。そし
て、その検出情報に基づいて、操作具が操作領域の端部
付近に位置していることが検出されると、ハンチング防
止制御を実行するので、端部位置付近においては小さい
アシスト力にてアシスト作動を実行することでハンチン
グが生じるのを有効に回避でき、操作具が端部位置以外
の操作領域にあるときは、大きいアシスト力にて適正に
アシスト操作を行うことができることになる。

【００１０】請求項２に記載の特徴構成によれば、被操
作対象が車体走行用のベルト式無段変速装置の変速部で
構成され、被操作状態検出手段は、車体走行速度を検出
する車速センサの検出情報に基づいて、被操作対象の被
操作状態を検出するように構成されている。

【００１１】つまり、操作具の操作に応じてベルト式無
段変速装置が変速操作されるので、車速センサにて検出
される車体走行速度は、操作具の操作位置に対応するも
のとなる。従って、この車速センサの検出情報に基づい
て、操作具が操作端部付近、例えば最高速位置付近に位
置していることを検出すると、ハンチング防止制御を実
行することになる。しかも、このような車体走行速度に
関する検出情報は、アシスト制御とは異なる別の制御、
例えば、車体走行時の負荷が目標負荷になるように車速
を自動調節するような制御や、走行用変速装置以外の別
の作動部の制御等に用いられることがあり、このように
別の制御に用いられる検出情報を利用することで、構成
を簡素化することが可能となるという利点がある。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、請求
項２に記載の特徴構成において、車体走行用の動力伝達
経路途中に、無段変速装置に対して直列状態で副変速装
置が備えられ、この副変速装置の変速状態を検出する副
変速センサが設けられて、被操作状態検出手段は、車速
センサと、副変速センサとを備えて構成されている。

【００１３】このように無段変速装置に対して直列状態
で副変速装置が設けられる構成においては、副変速装置
の変速状態を切り換えると、操作具の操作位置が同じで
あっても車速が異なることになる。従って、このような
場合に車速センサだけの情報では、操作具が操作領域の
端部付近に位置しているか否かを適正に検出できないお
それがあるが、副変速装置の変速状態を検出する副変速
センサを備えて、その検出情報と、車速センサの検出情
報との夫々に基づいて、被操作対象の被操作状態、即
ち、無段変速装置の変速部の操作状態を検出するので、
副変速装置の変速状態にかかわらず、操作具の操作状態
に対応する適正な状態で検出できるものとなる。

【００１４】請求項４に記載の特徴構成によれば、アシ
スト手段が電動モータにて構成され、アシスト制御手段
は、電動モータに供給する電力を変更させてアシスト力
を変更調節するように構成されている。

【００１５】電動モータを用いるので、例えば油圧アク
チュエータやその他のアクチュエータに較べてアシスト
力の変更調節の制御を比較的容易に行い易い利点がある
とともに、このように電動モータにてアシスト操作を行
う場合に、上述したようなハンチングが生じると、電動
モータに対して短い時間間隔で正逆方向に交互に繰り返
して起動用の大電流が供給されるので駆動回路部分が損
傷し易いおそれがあるが、ハンチング防止制御が有効に
実行されることにより、このような駆動回路部分が損傷
するといった不利を未然に回避することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操作アシスト
装置について、コンバインの車体走行速度の変速用操作
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は作業車としての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４５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５
５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非常に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。そして、この副変速装置５５の変速状態がいず
れの状態に操作されているかを検出する副変速センサ５
６が備えられている。

【００１７】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。

【００１８】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に一体形成されたプーリ部分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。

【００１９】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回転が阻止され
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２０の一対の
凹部に入り込んでいる。このピン１８ａ及びローラ１８
ｂが接当案内部ＳＯを構成する。

【００２０】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。

【００２１】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。又、図１に示すように、
機体の固定部にアシスト手段としての電動モータ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２１にリング
部材２５が遊転自在に外嵌されており、リング部材２５
に対して人為操作される変速レバー２６（操作具に相
当）が入力軸９の軸芯周りで一体的に回動自在で、且
つ、図２にて紙面左右方向（図１では紙面前後方向）に
相対揺動自在に支持されている。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、
リング部材２５、ピン２５ｂ、扇型ギア２２等からなる
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。

【００２２】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
（中立位置側）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４４ｃの内縁ｋにお
いて、変速レバー２６が強制的に受止め規制されるよう
構成され、過剰操作によって前後逆方向の走行状態に切
り換わることがないように構成されている。又、後進域
Ｒの最高速位置Ｒｍａｘでも、後進変速用ガイド溝４４
ｃの内縁にて受け止め規制されるようになっている。
尚、前進域Ｆの上限位置Ｆｍａｘは、例えば、機種の違
い等によって異なった位置になることがあるので、図
１，図２に示すように、前記リング部材２５のアーム２
５ａに対して、固定部に別途付設した牽制部材５７にて
接当規制されるようになっている。この牽制部材５７
は、略Ｌ字形に屈曲成形した棒材とそれに固定された板
状の連結用部材からなり、連結用部材を無段変速装置３
のケーシングにおけるフランジ連結部に共締め連結する
状態で固定されている。

【００２３】又、ゴム状の一対の感圧スイッチ２７，２
８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。

【００２４】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、変速レバー２６の操作位置を全操作範囲にわ
たって検出可能に構成してある。説明を加えると、実際
の作業走行を行う前に、具体的には生産ラインでの出荷
前に、変速レバー２６を操作領域の一端部から中立位置
を介して他端側に向けて操作したときの、一端部、中立
位置、他端部の夫々におけるポテンショメータ４１の実
際の検出値を逐次読み取り、記憶手段としての不揮発性
メモリＭに記憶させるとともに、最小値（約０．２ボル
ト）を零とし、最大値（約４．８ボルト）を２５６ポイ
ントとして、その中間の出力値を１ポイント単位で検出
できるようになっている。従って、このポテンショメー
タ４１が、変速レバー２６が操作領域の端部に位置して
いるか否かを検出する端部位置検出手段として機能する
ことになる。

【００２５】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２
６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３
７、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２３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３
９等が備えられている。

【００２６】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、上述したように、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。

【００２７】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、脱穀スイッチ４
９、車速センサ５３、回転数センサ５０及び副変速セン
サ５６の検出値も入力されるようになっている。

【００２８】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下回ると車速を減
速させ、エンジン負荷が設定負荷を越えると上限車速設
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。

【００２９】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、脱穀クラッチが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。

【００３０】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
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。

【００３１】次に手動変速操作に対するアシスト操作に
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。

【００３２】前記制御装置３１は、ポテンショメータ４
１が正常に動作しているか否かを自動的に判別するよう
に構成され、ポテンショメータ４１の動作異常が判別さ
れると、上述したような自動車速制御を牽制するととも
に、アシスト操作における動作を異なる制御で実行する
ように構成されている。従って、制御装置３１を利用し
て、アシスト制御手段１００、異常判別手段１０１が構
成されることになる。

【００３３】次に、制御装置３１の制御動作について、
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。

【００３４】図７に示すように、制御が開始されると、
先ずエンジン回転数が５００ｒｐｍを越えてエンジン１
が回転しているか否か、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
転していれば、図示しない指示スイッチにてレバー位置
記憶モードに設定されているか否かが判断される（ステ
ップ２）。但し、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
いると、レバー位置記憶モードを実行する（ステップ
３）。つまり、操作者が、変速レバー２６を後進側最高
速位置、中立位置、前進側最高速位置の夫々に移動操作
させて、夫々の操作位置におけるポテンショメータ４１
の検出値を読み込み不揮発性メモリＭにデジタルデータ
として記憶する。

【００３５】次に、ポテンショメータ４１の出力値が適
正範囲内か否かを判断する（ステップ２０１）。具体的
に説明すると、ポテンショメータ４１の出力値が０．２
ボルト以上であって且つ４．８ボルト以下であれば適正
範囲にあると判断し、０．２ボルトよりも小さい値かあ
るいは４．８ボルトより大きい値であれば、ポテンショ
メータ４１が断線又は短絡等の動作異常状態であると判
断するのである。ポテンショメータ４１の出力値が適正
範囲内にあれば、車速オートスイッチ５２の状態を判断
し、ＯＮ操作されていれば後述するような自動車速制御
状態に移行し、ＯＮしていなければ手動変速状態に移行
する（ステップ４，５，６）。

【００３６】ポテンショメータ４１の出力値が適正範囲
内にない状態が２００ｍｓｅｃ以上継続すると、ポテン
ショメータ４１が故障しているものと判定して、動作異
常モードによるアシスト操作を実行するようになってい
る（ステップ２０２，２０３）。

【００３７】この動作異常モードにおいては、図８に示
すように、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２０４）、車速センサ５３の検出情報（現在の車体
走行速度の情報）と、副変速センサ５６の検出情報（副
変速装置がどの変速位置に操作されているかについての
情報）の夫々に基づいて、変速レバー２６の現在位置を
判別する（ステップ２０５）。つまり、副変速装置５５
の変速状態が判明していれば、変速レバー２６の位置と
車体走行速度との対応関係は予め求めて記憶させておく
ことにより、その情報に基づいて、変速レバー２６の位
置を推測することができるのである。従って、車速セン
サ５３と副変速センサ５６により被操作状態検出手段Ｈ
Ｓが構成されることになる。

【００３８】そして、正転スイッチ２７のＯＮ状態への
操作が、逆転作動が終了してから２００ｍｓｅｃ以上経
過していれば、上述したように判別された変速レバー２
６の位置が前進変速域Ｆの上限位置付近にあるか否かが
判断され、上限位置になければ電流調整用トランジスタ
３７を連続ＯＮ状態にさせて電動モータ２３を高速で正
転作動させる（ステップ２０６，２０７，２０８）。つ
まり、大きいアシスト力でアシスト操作する。そして、
変速レバー２６が上限位置付近にあれば、無段変速装置
３の中立側への復帰付勢力に抗して位置保持できる程度
の保持用の操作力（小さいアシスト力）が出力されるよ
うに、予め設定されたデューティ比のパルス信号にて電
流調整用トランジスタ３７を駆動して電動モータ２３に
小さい駆動電流を供給する（ステップ２０９）。つま
り、大きいアシスト力にて操作することでハンチングが
生じないように、小さいアシスト力にてアシスト操作す
ることになる。

【００３９】変速レバー２６が逆転側に操作され、ピン
２５ｂにより逆転側の感圧スイッチ（逆転スイッチ）２
８が押圧されてＯＮ状態になると（ステップ２１０）、
正転作動が終了してから２００ｍｓｅｃ以上経過してい
れば、電流調整用トランジスタ３７を連続ＯＮ状態にさ
せて電動モータ２３を高速で逆転作動させる（ステップ
２１１，２１２）。変速レバー２６が操作されずにいず
れの感圧スイッチもＯＦＦしている状態では、電動モー
タ２３の両側端子を共に接地して電動モータ自身のブレ
ーキ作用により位置保持させるようにする（ステップ２
１３）。

【００４０】そして、このような動作異常モードにおい
てはポテンショメータ４１の出力値を監視しており、そ
の出力値が適正範囲内に復帰して、その状態が２００ｍ
ｓｅｃ継続すれば、ステップ１にリターンして後述する
ような自動車速制御や手動操作による通常の制御に復帰
するようになっている（ステップ２１４，２１５）。適
正範囲内に復帰していなければ、ステップ２０４に戻
り、ステップ２０４〜ステップ２１４を繰り返して実行
する。

【００４１】次に、制御装置３５における手動変速操作
の制御動作について、図９〜図１４の制御フローチャー
トに基づいて説明する。変速レバー２６が操作され正転
スイッチ２７が押圧されてＯＮ状態になると（ステップ
７）、変速レバー２６が前進上限域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、トランジスタ３７を連続ＯＮ状態にして
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）２８がＯＮすると、変速レバー２６が
中立域付近でなければ、正転側の作動が終了して２００
ｍｓｅｃ以上経過していれば、トランジスタ３７を連続
ＯＮ状態にして電動モータ２３を逆転側に高速で駆動す
る（ステップ１７〜２０）。変速レバー２６が前進上限
域Ｆａにあるか否かの判別は、ポテンショメータ４１の
検出値Ｖｘが前進最高速度値（ＶＦｍ）と、設定値（Ｖ
Ｆｍ−１０）との間にあれば前進上限域Ｆａにあると判
断し、それ以外であれば前進上限域Ｆａにないと判断す
るようになっている。

【００４２】前進上限域Ｆａにあれば、前回の逆転側の
作動がその前に実行された正転作動が終了してから１０
０ｍｓｅｃ以内に実行されたものであれば、ハンチング
状態であるとして、後述するような保持動作に移行し、
そうでなければステップ１０に移行する。尚、図５に示
すように、変速レバー２６が中立域Ｎ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、このような中立域であれば、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、
１００ｍｓｅｃ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１３，１４，１５、ス
テップ２１，２２，２３）。

【００４３】そして、変速レバー２６が操作されていな
い状態（いずれの感圧スイッチも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）。

【００４４】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１９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。

【００４５】変速レバー２６が操作されていない状態
（いずれの感圧スイッチも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。

【００４６】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３７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）。

【００４７】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。

【００４８】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）。

【００４９】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、保持電流が超過しているも
のと判断して、保持電流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４６，４７，４
８）。又、第２カウンタＮｂのカウント値が「１００」
を下回って、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、保持力が増加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。

【００５０】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。

【００５１】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）。

【００５２】次に、自動車速制御の作動について、図１
５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１０１，１０
２）。つまり、脱穀スイッチ４９及び株元スイッチ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いずれかの感圧センサ
がＯＮすると、自動車速制御による増減速操作を停止し
て手動変速モードに移行する（１０３）。

【００５３】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１０３，１０４）。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１０５，１０６，１０７，１
０８）。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。

【００５４】前記設定車速としては約０．１５ｍ／ｓｅ
ｃ程度、即ち、副変速装置５５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。

【００５５】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１０９，１１０，１１１）。
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１１２）。

【００５６】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、被操作状態検出手段ＨＳとし
て、車速センサ５３と副変速センサ５６とにより構成さ
れる場合を例示したが、このような構成に代えて、車速
センサ５３の検出情報のみに基づいて被操作状態を検出
する構成としてもよい。 具体的に説明すると、副変速装置が「低」に設定された
状態において、変速レバー２６が前進域Ｆの上限位置に
あるときの車速は予め求めることができるので、このと
きの車速を基準車速として設定しておいて、図８に示す
フローチャートにおけるステップ２０５、ステップ２０
７の上限位置判別動作において、そのときの検出車速が
前記基準車速以上であれば、前進上限位置にあるものと
判別するように構成するのである。このようにすると、
副変速装置５５が「中」であれば、前記基準車速を越え
る操作位置になると操作が重くなるが、上限位置付近で
のハンチングを有効に防止できるとともに、副変速セン
サを別途設ける必要がなく、構成が簡素化できるものと
なる。

【００５７】（２）上記実施形態では、前進域Ｆの上限
位置においてのみハンチング制御を実行するようにした
が、後進域Ｒの高速限度位置においても実施する構成と
してもよい。

【００５８】（３）上記実施形態では、無段変速装置と
して、ベルト式無段変速装置を示したが、本発明は、ベ
ルト式無段変速装置に限らず、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い。
又、副変速装置を備えない構成であってもよく、コンバ
インに限らず、トラクタ等のその他の農作業車や建設機
械等の作業車にも適用できる。

【００５９】（４）上記実施形態では、車体走行用の変
速操作に適用した場合を示したが、本発明は、このよう
な構成に限らず、要するに被操作対象を操作具にて操作
させる場合にアシスト手段にて補助操作させるような構
成であればよく、その対象は限定されない。

【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】コンバインの伝動系を示す図

【図４】カム機構の側面図

【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

【図１５】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 被操作対象 ２３ アシスト手段 ２６ 操作具 ２７，２８ 変速操作検出手段 ４１ 端部位置検出手段 ５３ 車速センサ ５５ 副変速装置 ５６ 副変速センサ １００ アシスト制御手段 １０１ 異常判別手段 ＨＳ 被操作状態検出手段

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 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被操作対象と、操作領域の端部にて接当
   規制される状態で人為操作される操作具とが機械的に連
   動連係され、 前記操作具が人為操作されたこと、及び、その操作方向
   を検出する操作状態検出手段と、 前記操作具の人為操作方向に向けてアシスト力を付与す
   るアシスト手段と、 このアシスト手段の動作を制御するアシスト制御手段
   と、 前記操作具が操作領域の端部付近に位置しているか否か
   を検出する端部位置検出手段とが備えられ、 前記アシスト制御手段は、 前記操作状態検出手段及び前記端部位置検出手段の検出
   情報に基づいて、前記操作具が操作領域の端部付近に位
   置しているときは、それ以外の操作領域にあるときより
   も小さいアシスト力を付与するように前記アシスト手段
   の動作を制御するハンチング防止制御を実行するように
   構成されている操作アシスト装置であって、 前記端部位置検出手段が正常に動作していない異常状態
   であるか否かを判別する異常判別手段と、 前記操作具の操作位置に対応する前記被操作対象の被操
   作状態を検出する被操作状態検出手段とが備えられ、 前記アシスト制御手段は、前記異常判別手段が異常状態
   であることを判別すると、前記端部位置検出手段に代え
   て、前記被操作状態検出手段の検出情報に基づいて、前
   記ハンチング防止制御を実行するように構成されている
   操作アシスト装置。
2. 【請求項２】 前記被操作対象が車体走行用のベルト式
   無段変速装置の変速部で構成され、 前記被操作状態検出手段は、車体走行速度を検出する車
   速センサの検出情報に基づいて、前記被操作対象の被操
   作状態を検出するように構成されている請求項１記載の
   操作アシスト装置。
3. 【請求項３】 車体走行用の動力伝達経路途中に、前記
   無段変速装置に対して直列状態で副変速装置が備えら
   れ、この副変速装置の変速状態を検出する副変速センサ
   が設けられて、 前記被操作状態検出手段は、車体走行速度を検出する車
   速センサと、前記副変速センサとを備えて構成されてい
   る請求項２記載の操作アシスト装置。
4. 【請求項４】 前記アシスト手段が電動モータにて構成
   され、 前記アシスト制御手段は、前記電動モータに供給する電
   力を変更させて前記アシスト力を変更調節するように構
   成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の操作
   アシスト装置。