JP3497343B2 - 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正逆方向に人為
操作される操作具とが機械的に連動連係され、前記操作
具と前記被操作対象との連係機構中に、前記操作具が人
為操作されているか否か、及び、人為操作されていると
き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、前記操作状態検出手段の検出情報に基づい
て、前記操作具の人為操作方向に向けて前記アシスト手
段によるアシスト作動を実行させ、操作具が非操作状態
になると、アシスト作動を停止させるべく、前記アシス
ト手段の動作を制御するアシスト制御手段とが備えられ
た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において、従来で
は、操作能率の向上の為に、操作状態検出手段により操
作具の人為操作が検出されると、操作領域の全領域にわ
たってアシスト手段を極力大きいアシスト力にてアシス
ト作動させるように構成することが一般的に行われてい
た。

【０００３】しかし、このように構成した場合には、操
作具がその操作領域の端部にて接当規制される状態で設
けられることから、操作領域の端部にて以下のようなハ
ンチング動作を起こすおそれがあった。つまり、操作具
の人為操作に伴って所定の方向にアシスト作動を実行し
ているとき、操作具が操作領域の端部に接当して移動が
規制されると、人為操作が停止されることになり、それ
に伴ってアシスト手段によるアシスト作動も停止される
ことになるが、このとき上述したようにアシスト手段は
大きいアシスト力にて高速で作動しているので急停止す
ることができずに、操作具が停止した後もオーバーラン
してしまうことがある。その結果、操作状態検出手段に
て操作具が所定方向と逆方向の操作が行われたものと誤
検出して、アシスト手段が逆方向に向けて大きいアシス
ト力でアシスト作動を再開することになる。このとき、
人為操作はアシスト作動に較べて遅く、操作者が、操作
具の操作を前記所定の方向に向けて継続していることが
あり、アシスト手段が逆方向に向けてアシスト作動する
結果、操作状態検出手段により再度、所定方向の人為操
作状態が検出され、所定方向のアシスト作動が再開さ
れ、その後、このような正逆方向のアシスト作動が短時
間のうちに繰り返して実行するハンチング状態が起こる
おそれがあるのである。

【０００４】そこで、このような不利を解消する方法と
して、例えば、本出願人による特願平８‐１４７２０８
号に示されるように、次のような構成が考えられた。つ
まり、操作具の操作位置をその操作領域のほぼ全域にわ
たって検出可能なポテンショメータが備えられ、操作具
の人為操作に伴ってアシスト手段としての電動モータに
より高速でアシスト作動を実行するように構成され、こ
のようなアシスト作動が実行されているときに、前記ポ
テンショメータの検出情報に基づいて、操作具がハンチ
ングを起こすおそれがある領域（ハンチング領域）にあ
るか否かが判断され、そのようなハンチング領域におい
て、例えば、操作状態検出手段による所定方向の人為操
作検出が、逆向き方向のアシスト作動が終了してから設
定短時間（１００ｍｓｅｃ）以内である場合には、所定
方向の人為操作が検出されなくなるまで、微速でアシス
ト手段（電動モータ）を所定方向にアシスト作動させ
る、というハンチング防止用の制御を実行する構成であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記改良構成において
は、操作具の人為操作に基づいて前記逆向き方向にアシ
スト操作を実行しているときに、操作具が端部で接当規
制されてアシスト手段のオーバーラン状態が発生して
も、微速でゆっくりと前記所定方向（人為操作方向と逆
方向）にアシスト作動が実行されるので、最大アシスト
力によるハンチング動作の場合に較べて、操作者が人為
操作を継続して操作具を前記逆向き方向に押し操作して
いるおそれが少なく、操作状態検出手段が非検出状態に
なってそのままアシスト作動が停止され易いものとなる
が、このような改良構成においても、次のような点で未
だ改良の余地があった。

【０００６】上記改良構成においては、操作者が、操作
領域の端部まで操作具を人為操作して、操作具が端部で
接当規制されるとすぐに人為操作を停止させる場合には
有効となるが、例えば、操作領域の端部に向けて押し付
けたままで前記逆向き方向の操作を継続することがあ
り、このような場合にあっては、上記したハンチングを
有効に抑制することができないという不利があった。

【０００７】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、３、４、５の目的は、上記構成のア
シスト操作装置において、上述したような不利を解消し
て、操作領域の端部にて操作具が接当規制される際にハ
ンチングが生じるのを有効に回避することができるよう
にする点にある。

【０００８】請求項２の目的は、上記目的を達成するも
のでありながら、操作性の向上を図ることができるよう
にする点にある。

【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、操作具が、操作領域の端部に対応するよう
に予め設定された端部設定領域に位置しているか否かを
検出する端部位置検出手段が備えられ、この端部位置検
出手段にて操作具が端部設定領域に位置していることが
検出されている状態において、操作状態検出手段にて操
作具の前記端部側への操作が検出されることにより実行
されるアシスト作動が終了してから設定時間が経過する
前に、操作状態検出手段にて操作具の逆方向への操作が
検出され、且つ、逆方向への操作が非検出状態に切り換
わった後に、再度、操作状態検出手段にて操作具の前記
端部側への操作が検出されると、操作具がその変速位置
で保持されるべくアシスト手段の作動を制御するハンチ
ング防止制御が実行されることになる。

【００１０】従って、操作具を所定方向に人為操作して
アシスト作動が実行され、操作具が操作領域の端部に到
達すると、その端部位置検出手段にて操作具が端部設定
領域に位置していることが検出される。そして、操作具
が操作領域の端部に接当規制されてそれ以上の移動が規
制された場合に、アシスト手段によるアシスト作動がオ
ーバーランすると、設定時間が経過する前に、操作状態
検出手段にて操作具の逆方向への操作が検出されること
になる。そうすると、その検出結果により、アシスト手
段が逆方向のアシスト作動を開始する。そのとき、例え
ば操作者が操作具を端部側に向けて押し操作を継続して
いるような場合には、アシスト手段の逆方向へのアシス
ト作動によって、再度、操作状態検出手段にて操作具の
前記端部側への操作が検出されることになる。しかし、
このような検出状態になると、アシスト制御手段はハン
チング防止制御を実行して、操作具がその変速位置で保
持されるようにアシスト手段の作動を制御する。

【００１１】その結果、操作具が端部設定領域以外の領
域に位置しているときは、例えば最大アシスト力にて素
早くアシスト操作させる構成として操作性を向上させる
ようにした場合であっても、端部領域にて接当規制され
たときに、人為操作の状況の如何にかかわらず、操作具
はその変速位置で保持されて、逆方向に向けてのアシス
ト作動によって生じるハンチングを有効に回避すること
ができる。

【００１２】請求項２に記載の特徴構成によれば、端部
位置検出手段にて、操作具が端部設定領域に位置してい
ることが検出されなくなるか、又は、操作状態検出手段
にて、操作具が前記逆方向への操作が検出されると、ハ
ンチング防止制御の実行が停止される。

【００１３】従って、操作具を端部設定領域まで操作し
た後に、逆方向に向けて人為操作するような場合に、操
作具の人為操作の状況に応じてハンチング防止制御を自
動的に停止するようにしているので、例えば、ハンチン
グ防止制御の実行を停止させる為の特別な解除操作具等
を設ける構成、あるいは、ハンチング防止制御が開始さ
れてから設定時間が経過するとその制御を停止させる構
成等に比較して、操作性が向上するものとなる。

【００１４】請求項３に記載の特徴構成によれば、前記
端部位置検出手段は、操作具の操作位置を検出するポテ
ンショメータと、このポテンショメータの検出値が、予
め記憶設定モードにて設定された状態で記憶手段に記憶
されている設定領域に相当する値であれば、前記操作具
が端部設定領域に位置しているものと判別する判別手段
とを備えて構成され、判別手段は、前記記憶設定モード
に設定されたときにおける操作具の操作領域の一端から
他端への操作に伴って逐次検出されて前記記憶手段に記
憶される前記ポテンショメータの検出情報に基づいて、
前記設定領域を設定するように構成されている。

【００１５】従って、操作具を実際に操作させてその操
作状況に対応して逐次検出されるポテンショメータの検
出情報に基づいて、前記設定領域を設定するので、取り
付け誤差等に起因した検出誤差を極力小さいものにし
て、操作具が端部設定領域に位置しているか否かを精度
よく検出できるものとなる。その結果、操作具が操作領
域の端部にて接当規制される際にハンチングが生じるの
を確実に回避させることが可能となる。

【００１６】請求項４に記載の特徴構成によれば、被操
作対象が前記正逆方向のいずれかに移動付勢されるよう
に構成され、アシスト制御手段は、ハンチング防止制御
において、被操作対象の移動付勢力に抗して位置を保持
するべく、移動付勢力が作用する方向と反対方向にその
移動付勢力と均衡するアシスト力が作用するようにアシ
スト手段の動作を制御するように構成されている。

【００１７】正逆方向のいずれかに移動付勢される被操
作対象を操作する構成においては、ハンチング防止制御
として、単にアシスト力の付与を停止させるだけでは、
その移動付勢力により操作具がその付勢力の作用方向に
向けて移動してしまうおそれがあるが、移動付勢力が作
用する方向と反対方向にその移動付勢力と均衡するアシ
スト力を付与することによって、操作具を確実にその位
置で保持することができて、操作具が操作領域の端部に
て接当規制される際にハンチングが生じるのを確実に回
避させることが可能となる。

【００１８】請求項５に記載の特徴構成によれば、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
速部にて構成されているので、操作具を人為操作するこ
とによりベルト式無段変速装置が操作されて車体走行速
度が変速操作されることになる。このようなベルト式無
段変速装置を人為操作にて操作する場合には、伝動用ベ
ルトの張力に起因する反力にて操作が重くなるが、アシ
スト手段によるアシスト作動により操作を小さい操作力
にて適正に行えることになる。そして、このような車速
の変速操作装置においては、高速側の操作端部にて上述
したようなハンチングを有効に防止することにより、高
速走行時における操縦操作の安全性を向上することがで
き、又、車体を急停止させるような場合に、操作具を低
速側の操作端部に向けて素早く操作すると、低速側の操
作端部にてハンチングを起こすおそれがあるが、このよ
うなハンチングの発生を有効に回避して操作具を車体停
止用の位置で保持できるので、車体停止操作を確実に行
えるものとなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアシスト操作
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。

【００２０】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、変速装置の変速後の出力回転数を検出す
ることにより車速を検出する車速センサ５３が設けられ
ている。

【００２１】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を備え、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
的に形成されるプーリ部分１４，１４、及び軸芯方向に
移動自在なプーリ部分１５，１５の夫々から構成されて
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１
７が設けられている。

【００２２】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がその外
周部にローラ１８ｂが遊転自在に外嵌された状態で、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が凹部１９に沿って入力軸９の軸芯方向に移
動可能な状態で回り止めされている。そして、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
ており、図４にも示すように、このカム部材２０には、
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一対形成されており、リング部材１
８のピン１８ａのローラ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１
８ｂが接当案内部ＳＯに相当する。

【００２３】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を正逆いずれかの方向に回転させると、接
当案内部ＳＯが傾斜面２０ｂに乗り上げてリング部材１
８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。

【００２４】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、このリング部材
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に、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。又、リング部材２５の
アーム２５ａのピン２５ｂが、扇型ギヤ２２の開孔２２
ａに入り込んでおり、変速レバー２６の回動操作に伴っ
て、このピン２５ｂと開孔２２との連係を介して扇型ギ
ア２２即ちカム部材２０が一体的に回動操作されるよう
に連係されている。つまり、被操作対象としてのカム部
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。

【００２５】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。又、後進域Ｒの最高速位置Ｒｍａｘで
も、後進変速用ガイド溝４４ｃの内縁にて受止め規制さ
れるようになっている。尚、前進域Ｆの上限位置Ｆｍａ
ｘ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２５ａ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、この連
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。

【００２６】前記扇型ギア２２には、ゴム状の一対の感
圧スイッチ２７，２８が、開孔２２ａに入り込むピン２
５ｂを挟み込むように設けられている。又、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）がミッションケース５の内部に
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。

【００２７】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、カム部
材２０の位置に対応する出力が得られるようになってい
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、変速域の
後進側最大速度に対応する検出値ＶＲｍ、中立位置に対
応する検出値Ｖｎ、変速域の前進側最大速度に対応する
検出値ＶＦｍ（図５参照）として読み取り、夫々の検出
値を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、それらのうち、検出値ＶＲｍ（約０．２ボル
ト）を零とし、検出値ＶＦｍ（約４．８ボルト）を２５
６ポイントとして、その中間の電位を１ポイント単位で
検出することができるようになっている。

【００２８】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。

【００２９】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、上述したように全スト
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。

【００３０】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。

【００３１】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１の負荷が設定負荷を上回ると車速を
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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】又、制御装置３１は、ポテンショメータ４
１の検出情報と不揮発性メモリＭに記憶される記憶情報
とに基づいて、変速レバー２６が前進域Ｆにおける最高
速付近の上限域Ｆａ（端部設定領域の一例）にあるか否
かを判別するようになっている。従って、制御装置３１
を利用してアシスト制御手段１００と判別手段１０１と
が構成されることになる。そして、この判別手段１０１
とポテンショメータ４１により、端部位置検出手段ＴＫ
が構成されることになる。

【００３６】次に、制御装置３１の制御動作について、
図７〜図１４に示す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。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５
００ｒｐｍを越えているか否か、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、この状態で電動モータ２
３を作動させると電動モータ２３や駆動回路等が損傷す
るおそれがあるからである。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（前記
ＶＲｍ、Ｖｎ、ＶＦｍ）を読み込み、不揮発性メモリＭ
にデジタルデータとして書き込み記憶する。尚、このよ
うに変速レバー２６を前記各位置に移動操作させる場
合、前進側最高速位置に向けて操作するときには、電動
モータ２３によるアシスト操作は、最大アシスト力によ
る操作ではなく、約４０パーセントのデューティ比にて
操作するようにしており、大きな操作力で牽制部材５６
が撓み変形して、適正な上限規制位置から外れた位置
で、前進側最高速位置のポテンショメータ４１の検出値
ＶＦｍを誤って書き込み記憶することを未然に防止する
ようにしている。

【００３７】そして、このようなレバー位置記憶モード
が指示されず、車速オートスイッチ５２がＯＮ操作され
ていれば自動車速制御モードに移行し、車速オートスイ
ッチ５２がＯＮ操作されていなければ手動変速モードに
移行する（ステップ４，５，６）。

【００３８】次に、制御装置３１における手動変速操作
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。尚、変速レバー２６を中立域Ｎ
の一端から前進側の範囲に操作すると、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、変速レバー２６を中立域Ｎの他端から後進
側の範囲に操作すると、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。

【００３９】変速レバー２６が正転側に操作され、ピン
２５ｂにより正転側の感圧スイッチ（正転スイッチ）２
７が押圧されてＯＮ状態になると（ステップ７）、ポテ
ンショメータ４１の検出情報に基づいて、変速レバー２
６の操作位置が前進上限域Ｆａや中立域Ｎでなく、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８，１０，１１，１
２）。つまり、トランジスト３７を連続ＯＮ状態にして
電動モータ２３を最大アシスト力で作動させる。又、逆
転側の感圧スイッチ２８（逆転スイッチ）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）。変速レバー２６の操作位置
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、前進最高速対応値ＶＦｍと、
設定値（ＶＦｍ−１０ポイント）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。

【００４０】正転スイッチ２７がＯＮ状態になったとき
に前進上限域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１００ｍｓｅｃ
以内に実行されたか否かを判別する（ステップ９）。つ
まり、図１５に示すように、正転側へのアシスト作動を
実行し、そのアシスト作動が終了してから逆方向へのレ
バー操作が検出されて逆転作動を実行するまでの経過時
間ｔｘが設定時間（１００ｍｓｅｃ）以内であれば、逆
方向への操作が非検出状態に切り換わった後に、再度、
図１５における「判別タイミング」にて、正転側への操
作が検出されたか否かを判別するのである。その判別結
果が、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１００ｍｓｅｃ以内でなければステッ
プ１０に移行して通常のアシスト作動を実行し、１００
ｍｓｅｃ以内であれば後述するように、無段変速装置３
の中立付勢力と均衡する保持力が発生するように電動モ
ータ２３の動作を制御する。このような制御が変速レバ
ー２６をその変速位置で保持させるハンチング防止制御
に相当する。尚、図５に示すように、変速レバー２６の
中立域Ｎでも、変速レバー２６がガイド溝の内縁ｋ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Ｎ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１０，１３，１４，１５、ステップ１８，２
１，２２，２３）。

【００４１】上述したようなハンチング防止制御により
保持力による位置保持動作に移行した後、変速レバー２
６の操作位置が前進上限域Ｆａでない状態になるか、又
は、逆転スイッチがＯＮすると、ハンチング防止制御の
実行を停止して、アシスト作動を実行することになる。

【００４２】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２５，２８，２６）。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）。

【００４３】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２９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。

【００４４】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。

【００４５】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３０）。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３１，３２）。

【００４６】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。

【００４７】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）。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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）。

【００５１】次に自動車速制御について説明する。図１
４に示すように、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否かをチェック
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０．１
ｍ／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、この自動車速制御の実行中
に変速レバーが人為操作されて、いずれかの感圧スイッ
チがＯＮすると、自動車速制御に基づく増減速操作を停
止して手動変速モードに移行する（ステップ１０３）。

【００５２】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ｓ
ｐ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１０６，１０７，１０
８，１０９）。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４１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。

【００５３】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に示す中立域
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。

【００５４】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）。

【００５５】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、前進上限域Ｆａでのみハンチ
ング防止制御を実行する構成としたが、後進上限域や中
立域にて同様なハンチング防止制御を実行するようにし
てもよい。

【００５６】（２）上記実施形態では、変速レバー２６
の操作位置が前進上限域Ｆａでない状態になるか、又
は、逆転スイッチがＯＮすると、ハンチング防止制御の
実行を停止するようにしたが、このような構成に代え
て、ハンチング防止制御の実行を開始してから設定時間
が経過すると、ハンチング防止制御の実行を停止するよ
うにする等、制御解除操作はその他の各種の情報にて行
うこともできる。

【００５７】（３）上記実施形態では、端部位置検出手
段として、ポテンショメータの検出値と予め記憶された
記憶情報とに基づいて端部設定位置であるか否かを判別
するようにしたが、例えば、リミットスイッチによる検
出や、光センサにより変速レバーの位置を直接検出する
構成としてもよい。

【００５８】（４）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の変速部を操作する場合を例
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
造に適用してもよく、被操作対象としては、無段変速装
置の変速部に限らず、例えば、自重にて移動付勢力が掛
かる構成等、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

【図１５】動作のタイミングチャートを示す図

【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 操作状態検出手段 ４１ ポテンショメータ １００ アシスト制御手段 １０１ 判別手段 ＴＫ 端部位置検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−275664（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−243487（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48

Claims (5)

(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
   規制される状態で正逆方向に人為操作される操作具とが
   機械的に連動連係され、 前記操作具と前記被操作対象との連係機構中に、前記操
   作具が人為操作されているか否か、及び、人為操作され
   ているとき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、 前記操作状態検出手段の検出情報に基づいて、前記操作
   具の人為操作方向に向けて前記アシスト手段によるアシ
   スト作動を実行させ、操作具が非操作状態になると、ア
   シスト作動を停止させるべく、前記アシスト手段の動作
   を制御するアシスト制御手段とが備えられた操作アシス
   ト装置であって、 前記操作具が、操作領域の端部に対応するように予め設
   定された端部設定領域に位置しているか否かを検出する
   端部位置検出手段が備えられ、 前記アシスト制御手段は、 前記端部位置検出手段にて前記操作具が端部設定領域に
   位置していることが検出されている状態において、 前記操作状態検出手段にて前記操作具の前記端部側への
   操作が検出されてアシスト作動を実行し、そのアシスト
   作動が終了してから設定時間が経過する前に、前記操作
   状態検出手段にて前記操作具の逆方向への操作が検出さ
   れ、且つ、前記逆方向への操作が非検出状態に切り換わ
   った後に、再度、前記操作状態検出手段にて前記操作具
   の前記端部側への操作が検出されると、 前記操作具がその変速位置で保持されるべく前記アシス
   ト手段の作動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。
2. 【請求項２】 前記アシスト制御手段は、 前記端部位置検出手段にて、前記操作具が前記端部設定
   領域に位置していることが検出されなくなるか、又は、
   前記操作状態検出手段にて、前記操作具が前記逆方向へ
   の操作が検出されると、前記ハンチング防止制御の実行
   を停止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】 前記端部位置検出手段は、 前記操作具の操作位置を検出するポテンショメータと、
   このポテンショメータの検出値が、予め記憶設定モード
   にて設定された状態で記憶手段に記憶されている設定領
   域に相当する値であれば、前記操作具が前記端部設定領
   域に位置しているものと判別する判別手段とを備えて構
   成され、 前記判別手段は、前記記憶設定モードに設定されたとき
   における前記操作具の操作領域の一端から他端への操作
   に伴って逐次検出されて前記記憶手段に記憶される前記
   ポテンショメータの検出情報に基づいて、前記設定領域
   を設定するように構成されている請求項１又は２記載の
   操作アシスト装置。
4. 【請求項４】 前記被操作対象が前記正逆方向のいずれ
   かに移動付勢されるように構成され、 前記アシスト制御手段は、前記ハンチング防止制御にお
   いて、前記被操作対象の移動付勢力に抗して位置を保持
   するべく、前記移動付勢力が作用する方向と反対方向に
   その移動付勢力と均衡するアシスト力が作用するように
   前記アシスト手段の動作を制御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。
5. 【請求項５】 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にて構成されている請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載の操作アシスト装置。