JP3519876B2 - 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、人為的に操作され
る操作具と、所定方向に復帰付勢される被操作対象とが
機械的に連動連結され、前記操作具の操作方向に沿って
アシスト力を与える電動モータと、この電動モータの動
作状態を制御する制御手段と、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
作状態検出手段とが備えられ、前記制御手段は、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
の操作方向に向けてアシスト力が与えられるように、前
記電動モータにアシスト操作電流を供給するように構成
されている操作アシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の操作アシスト装置は、例え
ば、車体走行用の無段変速装置等の被操作対象を人為操
作に基づいて操作するように構成したものにおいて、人
為操作に伴ってその操作方向に向けて電動モータによる
アシスト力を付与するようにして、人為操作を楽に行え
るようにしたものである。

【０００３】ところで、この種の操作アシスト装置にお
いて、操作具による人為操作を停止させた状態で、被操
作対象にて復帰付勢力が生じるものにおいては、このよ
うな復帰付勢力によって被操作対象に連動連結されてい
る操作具が移動して、その設定操作位置が変化してしま
うおそれがある。

【０００４】そこで、従来では、例えば、電動モータの
回転力を、従動側から連動回動させることが出来ないウ
ォームギア式の伝動機構を介してアシスト力として与え
るように構成したり、あるいは、操作具と被操作対象と
の連係機構に対して、摩擦保持機構を介してアシスト力
を付与させるように構成して、被操作対象からの操作反
力が生じる場合であっても、その操作反力が操作具側に
伝わらないように構成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成によるときは、例えば、電動モータが故障して動
作不能状態になった場合に操作具を人為操作するに際し
て、ウォームギア式の伝動機構を介装する場合には、ウ
ォームギア式の伝動機構によって操作が牽制されて操作
が行えないものになる不利がある。又、摩擦保持機構を
介装する構成においては、その摩擦保持力に抗して人為
操作しなければならず、被操作対象の操作反力に加えて
摩擦保持力が加わり、これらの大きな反力に抗して操作
しなければならず操作が重くなってしまうという不利が
あった。

【０００６】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、人為操作が停止されている状態
において位置保持する為の特別な保持機構を不要にしな
がら、適切に位置保持することができ、且つ、電動モー
タの故障等により作動しないような場合であっても、極
力軽い操作力で人為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と共に、しかも、このような操作
アシスト装置において、電動モータに対する制御動作状
態に異常が発生した場合であっても、極力、操作上の安
全性を確保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、電動モータに対する制御動作が正常であれ
ば、操作状態検出手段により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、復帰
付勢力に抗してその操作位置で保持されるべく、前記電
動モータに保持電流が供給されることになる。つまり、
電動モータの保持電流による駆動トルクと、前記復帰付
勢力とが均衡することによって位置保持されるのであ
る。

【０００８】従って、このように電動モータの駆動トル
クを利用して操作位置を保持する構成であるから、上述
したような復帰付勢力に抗して操作位置を保持する為の
特別な保持機構が不要であると共に、例えば、電動モー
タが動作していない状態で極力軽い操作力で人為的に操
作することも可能となる。

【０００９】そして、電動モータに対する制御動作状態
が異常であるか否かが判別される。例えば、操作状態検
出手段にて操作具の人為操作が検出されているにもかか
わらず、操作位置が変化していないような制御動作異常
や、操作状態検出手段にて操作具の人為操作が検出され
ていない状態で、操作位置が変化しているような制御動
作異常等が検出されると、電動モータに対する保持電流
の供給を停止すべく制御するのである。

【００１０】つまり、このような動作異常が判別される
場合としては、上記各検出手段の断線や短絡故障、ある
いは、制御手段と電動モータとの間での配線の断線や短
絡、その他の異常が考えられるが、このような異常状態
においては、人為操作力にて操作を行う必要があるが、
上述したような保持電流が供給されていれば、この保持
電流による電動モータの駆動トルクによってその人為操
作が重くなるおそれがあるので、このような動作異常の
場合には、保持電流の供給を停止させることで、極力、
軽い力で操作を行うことができ、操作上の安全性を確保
できるものとなる。

【００１１】又、操作具の操作位置を検出する操作位置
検出手段が設けられ、前記制御手段は、予め設定された
設定値の保持電流を供給しているにもかかわらず、操作
位置検出手段にて、操作具の操作位置が復帰付勢力の作
用する方向と反対方向に変化したことが検出されると、
制御動作状態が異常であると判別するように構成されて
いる。

【００１２】このような異常としては、操作具を人為操
作しているにもかかわらず、操作状態検出手段が正常に
検出できない状態が考えられるが、このとき制御手段に
より保持電流が供給され続けていると、保持電流による
駆動トルクに抗して人為操作する必要があり重くなるの
で、保持電流の供給を停止させることで、極力、軽い力
で操作を行うことができ、操作上の安全性を確保できる
ものとなる。

【００１３】請求項２に記載の特徴構成によれば、操作
状態検出手段により操作具が人為的に操作されているこ
とが検出されている状態において、操作位置検出手段に
て、操作具の操作位置が変化していないことが検出され
ると、動作異常であると判別するように構成されてい
る。

【００１４】このような異常としては、操作具と被操作
対象との間の機械的な連係途中において機械的にロック
されて移動操作が不能に陥っている場合や、制御手段と
電動モータとの間での電気配線の断線や短絡等が考えら
れるが、このような動作異常時に、人為操作していない
ときに保持電流を供給し続けると、電動モータが焼損し
たり、制御手段における駆動電流の出力部が過剰電流に
より損傷する等の不具合が生じるおそれがあるから、こ
のような場合には、保持電流の供給を停止することによ
って、操作上の安全性を確保できるものとなる。

【００１５】請求項３に記載の特徴構成によれば、操作
位置検出手段の検出値が適正検出領域外にあれば、動作
異常であると判別するように構成されている。

【００１６】つまり、操作位置検出手段が、短絡故障や
断線故障等、検出値が適正検出領域に無い場合には、適
正な操作位置が検出されず、例えば、操作具が保持電流
による保持力が不要である操作位置にあるような場合で
あっても、異なった操作位置として検出されることにな
って、不要な保持電流を供給してしまう等の不利があ
り、人為操作がこの不要な保持電流によって重くなって
しまう等の不利が生じるおそれがあるが、このような動
作異常が判別されると保持電流の供給を停止すべく制御
することで、上述したような不利を未然に回避できるも
のとなる。

【００１７】請求項４に記載の特徴構成によれば、被操
作対象が、前進方向並びに後進方向の夫々に対して車体
走行速度を変更可能なベルト式無段変速装置の変速部に
て構成され、この変速部は、操作位置の中間に位置する
変速中立域から、所定方向に操作されると前進側走行速
度が増速され、逆方向に操作されると後進側走行速度が
増速され、且つ、変速中立域に向けて復帰付勢力が生じ
るように構成されている。

【００１８】従って、操作具を人為操作して車体の走行
速度を変速させることができ、操作具を任意の速度の位
置で停止させても、ベルト式無段変速装置における中立
位置に向けての復帰付勢力に抗して、その変速位置で確
実に位置保持させることができ、しかも、電動モータが
動作不能になったような場合であっても、比較的軽い操
作力で操作具を人為操作させて変速操作させることが可
能となる。

【００１９】しかも、前進走行位置と、後進走行位置に
おいては、復帰付勢力が作用する方向が異なり、保持電
流を供給すべき通流方向も異なることになるが、上述し
たような動作異常に起因して、適正方向と逆方向の保持
電流を供給すると、操作具の保持動作が適切に行えず
に、操作者の意思に反して増速側に操作してしまう等の
不利があるので、保持電流の供給を停止させることで、
このような不利を回避して操作上の安全性を確保できる
ものとなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操作アシスト
装置を、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。

【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、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。

【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。

【００２３】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。

【００２４】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（変速部の一例）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２１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。

【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。

【００２６】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。

【００２７】無段変速装置３側の固定壁３２にポテンシ
ョメータ３３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、変速レ
バーの操作位置を検出可能に構成してある。

【００２８】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。第１，２電磁リレー３７，３８
が接点切換手段に相当し、電流調整用トランジスタ４１
が電流切換手段に相当する。又、ポテンショメータ３３
が変速レバー２６の操作位置を検出する操作位置検出手
段に相当する。

【００２９】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。
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。

【００３０】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。

【００３１】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に保持電流を供給す
るように構成されている。又、制御装置３５は、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４５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。

【００３２】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４１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
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。

【００３３】更に、前記制御装置３５には、各種の入力
情報に基づいて、電動モータ２３に対する制御動作状態
が異常であるか否かを判別する動作異常判別手段１００
が制御プログラム形式で備えられ、この動作異常判別手
段１００にて異常が判別されると、感圧スイッチ２８，
２９にて、変速レバー２６が人為的に操作されていない
ことが検出されている場合であっても、電動モータ２３
に対する保持電流の供給を停止すべく制御するように構
成されている。

【００３４】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。

【００３５】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、ハンチング領域でなければ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１３〜１
６）。

【００３６】但し、正転側の感圧スイッチ（正転スイッ
チ）２８のＯＮ操作状態が０．７秒間継続した後におい
てもポテンショメータ３３の検出状態に基づいて、変速
レバー２６の操作位置がアシスト操作方向に向かって変
化していないことが検出されると、正転エラーフラグを
ＯＮさせ（ステップ６〜８）、逆転側の感圧スイッチ
（逆転スイッチ）２９のＯＮ操作状態が０．７秒間継続
した後においてもポテンショメータ３３の検出状態に基
づいて、変速レバー２６の操作位置がアシスト操作方向
に向かって変化していない動作異常状態が検出される
と、逆転エラーフラグをＯＮさせるようになっている
（ステップ１７〜１９）。このような動作異常の原因と
しては、制御装置３５と駆動回路３６での接続配線が断
線していたり、短絡接地しているような不具合が考えら
れるが、このようなときに、操作停止時に制御装置から
駆動出力が継続されつづけると、出力トランジスタが焼
損したりする等の不都合があるから、保持電流の供給を
停止させるようにしている。

【００３７】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、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２６を作動させるようにしている（ステップ
３，９，１０，１１、ステップ１４，２０，２１，２
２）。

【００３８】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、上記正転エラーフラグ又は逆転エラーフラグ
のいずれかがＯＮ状態に設定されいるか否か、及び、ポ
テンショメータ３３の検出値が適正検出領域内か否か
（具体的には、検出値が０．２ボルト以上で且つ４．８
ボルト以下であるか否か）が判断され（ステップ２４，
２５）、いずれかのエラーフラグがＯＮ状態に設定され
ているか、又は、ポテンショメータ３３が適正域内に無
い状態が２００ｍｓｅｃ以上継続すると（ステップ２
６）、動作異常であると判断してそのままリターンす
る。このようにして、後述するような保持電流の供給動
作を停止するようにしている。

【００３９】各エラーフラグが共にＯＮでなく、ポテン
ショメータ３３の検出値が適正域内であれば、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であるが判断される（ステップ
２７）。前進域Ｆであれば、逆転作動（減速操作）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２８，２
９）、後進域Ｒであれば、正転作動（減速操作）を終了
してから１００ｍｓｅｃ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３０，３
１）。前進域Ｆにおいて逆転作動（減速操作）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２
６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Ｒ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Ｆ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。

【００４０】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。又、上述したように保持電流がアシスト操作電流と
逆方向になるときは、設定待機時間経過した後に保持電
流を供給することになるが、各電流が同一方向になると
きは、上述したような不具合がないので直ちに保持電流
を供給することになる。つまり、前進域Ｆでの正転作動
（増速操作）の後、又は、後進域Ｒでの逆転作動（増速
操作）の後は、直ちに保持電流を供給することになる。

【００４１】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。

【００４２】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３２）。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３３，３４）。

【００４３】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３５，３６）。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。

【００４４】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３７，３
８，３９）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保持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１２，２３，３８，４０）。

【００４５】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４１，４２）。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４３，４
４）。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４５，４６）。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４７）。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４８，４９，５
０）。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５１，５２，５３）。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。

【００４６】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５４，
５６，５８，５９，６０）。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５５，５７，６５，６６，６７）。

【００４７】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６
８）。

【００４８】尚、前回の処理中において既に初期値に戻
す制御が実行されているにもかかわらず、前回の検出値
から５ポイント以上増加するような動作異常が検出され
た場合には、前進中であれば、正転エラーフラグをＯＮ
状態に設定し、逆転中であれば逆転エラーフラグをＯＮ
状態に設定するようにしている（ステップ６１，６２，
６３，６４）。このような現象が生じる場合としては、
例えば、いずれかの感圧スイッチ２８，２９が断線故障
しているときに、変速レバー２６を人為操作にていずれ
かの方向に操作したような場合が考えられ、このような
ときに保持電流が供給されていると、操作が重くなって
しまうからである。

【００４９】尚、詳述はしてしないが、前記正転エラー
フラグや逆転エラーフラグがＯＮ状態に設定されている
場合や、ポテンショメータ３３の検出値が適正領域外に
あるときには、図示しない表示部に動作異常状態である
ことを表示して操縦者にそのことを告知するようにして
いる。又、上述したような動作異常であって、保持電流
の供給が停止されていても、変速レバー２６の人為操作
に伴うアシスト操作電流の供給動作は正常に動作する限
り実行するようにしている。

【００５０】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、操作位置検出手段としてポテ
ンショメータが用いられる場合を示したが、このような
構成に代えて、複数の所定位置にあることを各別に検出
する複数のリミットスイッチ等のスイッチ手段にて検出
する構成としてもよい。

【００５１】（２）上記実施形態では、動作異常判別手
段として、 ａ．変速レバーが人為的に操作されていないことが検出
されている状態において、前記ポテンショメータにて、
前記変速レバーの操作位置が変化したことが検出された
場合、 ｂ．変速レバーが人為的に操作されていることが検出さ
れている状態において、前記ポテンショメータにて、前
記変速レバーの操作位置が変化してしないことが検出さ
れた場合、 ｃ．ポテンショメータの検出値が適正検出領域外にある
とき、の夫々について動作異常であると判別するように
したが、いずれか１つだけの動作異常や２つの動作異常
を判別する構成であってもよく、その他の動作異常、例
えば、車速センサにて適正領域外の値が検出されると動
作異常と判別する構成としてもよい。

【００５２】（３）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と前後進切換機構とを連動操作
可能にして、操作具の一連の操作で前後進の夫々に対し
て、増減速を行える構成としたが、ベルト式無段変速装
置の変速操作のみを行うように構成してもよい。つま
り、操作具を操作域の一端側に操作すると最低速度とな
り他端側に操作すると最高速度になるようにして、低速
側に向けて復帰付勢力が生じるような構成としてもよ
い。

【００５３】（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２６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。

【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】コンバインの伝動系を示す図

【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

【符号の説明】

３ 被操作対象 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 操作位置検出手段 Ｈ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 9/00 - 9/26 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48 B60K 20/00 - 20/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人為的に操作される操作具と、所定方向
   に復帰付勢される被操作対象とが機械的に連動連結さ
   れ、 前記操作具の操作方向に沿ってアシスト力を与える電動
   モータと、 この電動モータの動作状態を制御する制御手段と、 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とが備えられ、 前記制御手段は、 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向けてアシスト力が与えられるよう
   に、前記電動モータにアシスト操作電流を供給するよう
   に構成されている操作アシスト装置であって、 前記制御手段は、 前記操作状態検出手段により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、
   復帰付勢力に抗してその操作位置で保持されるべく、前
   記電動モータに保持電流を供給するように制御し、 且つ、前記電動モータに対する制御動作状態が異常であ
   ることを判別すると、前記電動モータに対する保持電流
   の供給を停止すべく制御するように構成され、 前記操作具の操作位置を検出する操作位置検出手段が設
   けられ、 前記制御手段は、 予め設定された設定値の保持電流を供給しているにもか
   かわらず、前記操作位置検出手段にて、前記操作具の操
   作位置が復帰付勢力の作用する方向と反対方向に変化し
   たことが検出されると、前記制御動作状態が異常である
   と判別 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】 前記制御手段は、 前記操作状態検出手段により前記操作具が人為的に操作
   されていることが検出されている状態において、前記操
   作位置検出手段にて、前記操作具の操作位置が変化して
   いない ことが検出されると、前記制御動作状態が異常で
   あると判別するように構成されている請求項１記載の操
   作アシスト装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、 前記操作位置検出手段の検出値が適正検出領域外にあれ
   ば、前記制御動作が異常であると判別するように構成さ
   れている請求項１及び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、前進方向並びに後進
   方向の夫々に対して車体走行速度を変更可能なベルト式
   無段変速装置の変速部にて構成され、 この変速部は、中間に位置する変速中立域から、設定方
   向に操作されると前進側走行速度が増速され、設定方向
   と逆方向に操作されると後進側走行速度が増速され、且
   つ、変速中立域に向けて復帰付勢力が生じるように構成
   されている請求項１〜３のいずれか１項の 記載の操作ア
   シスト装置。