JP3552907B2 - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンから走行装置への動力を変速する走行用の無段変速装置と、エンジンから走行装置への伝動を断続自在な動力入切手段と、前記走行装置に制動を与える制動装置と、前記動力入切手段が伝動切り状態で且つ前記制動装置が作用状態となる車体停止状態と前記動力入切手段が伝動入り状態で且つ前記制動装置が非作用状態となる走行状態とに人為操作により切換自在な切換操作手段と、前記無段変速装置の変速部に機械的に連動連結されて人為的に正逆に操作される変速操作具の増速方向及び減速方向の操作に対してアシスト力を与えるアシスト手段と、前記変速操作具の変速操作位置を判別する位置判別手段と、前記変速操作具が人為的に操作されていること、及び、その操作方向を検出する操作状態検出手段と、この操作状態検出手段の検出情報に基づいて前記変速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アシスト手段を作動させる制御手段とが設けられている作業車の走行変速構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記作業車の走行変速構造において、従来では、例えば特開平９‐３０３５５３号公報に示されるように、変速操作具（変速レバー２６）の正逆方向夫々の操作を操作状態検出手段としての一対の感圧センサ２７，２８にて検出して、その検出情報に基づいて電動モータ２３により操作のアシスト力を与えて変速操作を軽く行えるように構成するとともに、走行ブレーキが操作されたことを検出するセイフティスイッチＷが設けられ、このセイフティスイッチＷがＯＮすると、操作状態検出手段の検出結果にかかわらず、前記変速操作具２６が減速方向にゆっくりと移動するようにアシスト手段としての電動モータ２３を作動させるように構成したものがあった。
【０００３】
上記構成において、前記セイフティスイッチがＯＮすることは、走行ブレーキの操作により車体が走行停止状態に切り換わることを意味するが、このような走行停止状態になったときに、操縦者が変速操作具を減速側操作位置まで戻し操作することを忘れて、変速操作具が誤って高速操作用の操作位置のままで維持されていれば、その後、走行ブレーキの解除に伴って車体走行を再開したときに、無段変速装置が高速変速位置に設定された状態で車体が発進することになり、走行安全上好ましくないので、上記構成では、このような場合には、アシスト手段としての電動モータを利用して変速操作具を強制的に減速方向に戻し移動させるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成においては、走行ブレーキが操作されてセイフティスイッチがＯＮすると、操作状態検出手段（一対の感圧センサ）の検出結果にかかわらず、即ち、変速操作具に対する人為操作状態の如何にかかわらず、変速操作具を電動モータにより強制的に減速方向に移動させるようにしたものであるから、次のような面で未だ改善すべき余地があった。
【０００５】
ところで、この種の変速操作具は、例えば操縦部パネルに形成されるガイド孔を通して外部に突出するように設けられて、このガイド孔の内縁に直接接当させたり、あるいは、別の接当規制具により減速操作方向や増速操作方向の操作限界を規制するようになっていることが多いが、このような操作限界での規制位置の調節が適正に行われていない場合や、長期間の使用で当初の設定からずれている場合等が考えられる。
【０００６】
このような接当規制位置が適正な位置からずれている場合であっても、人為操作に基づく操作では操作者がそのことを認識することにより無理な操作は行わないので特に問題は生じないが、上記したように、セイフティスイッチがＯＮするに伴って実行される減速方向への移動操作は、操作状態検出手段（感圧センサ）の検出情報、つまり、変速操作具に対する人為操作状況に無関係に行われるので、変速操作具が接当規制具に対して接当した後も上記したような位置ずれに起因して無理な操作力（アシスト力）を付与し続けることにより、変速操作具や接当規制具等が損傷を受けるおそれがある。
【０００７】
又、上記した電動モータによる強制的な減速方向への移動に伴って、変速操作具と前記接当規制具との間に、例えば、操作者の手が挟まれる等のおそれもあり、このような面でも改善すべき余地があった。
【０００８】
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、車体停止状態から走行状態に切り換わったときにおける走行上の安全性を確保しながら、上記したような不具合点を解消することにある。
【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、動力入切手段が伝動切り状態で且つ前記制動装置が作用状態となる車体停止状態であるか否かを検出する停止検出手段が備えられ、制御手段は、停止検出手段の検出結果に基づいて前記車体停止状態であれば、変速操作具を減速側に操作させるべくアシスト手段を作動させる低速復帰動作を実行するとともに、低速復帰動作を実行しているときに、前記位置判別手段の判別結果により前記変速操作具が設定位置よりも低速側の操作位置に至ったことが検出され、且つ、前記操作状態検出手段により前記変速操作具が増速方向へ操作されたことが検出されると、前記低速復帰動作を停止させるように構成されている。
【００１０】
従って、車体停止状態であれば前記低速復帰動作が実行されるので、動力入切手段が伝動切り状態で且つ制動装置が作用状態となる車体停止状態から、動力入切手段が伝動入り状態で且つ制動装置が非作用状態となる走行状態に切り換わったときに、変速操作具が誤って高速設定位置に維持されたままで車体が発進するといった不都合が未然に回避されて走行上の安全性を確保できるものとなる。
【００１１】
そして、変速操作具が設定位置よりも低速側の操作位置に至った後に増速方向へ操作されたことが検出されると、前記低速復帰動作を停止させるので、例えば、変速操作具が外物に接当してそれ以上の移動が規制されたような場合や、あるいは、人為的に増速方向へ操作されたような場合には、その時点で前記低速復帰動作が停止されることになる。
【００１２】
その結果、例えば、変速操作具が所定の最低減速位置に到達するまで前記低速復帰動作を継続するような従来構成によれば、変速操作具が操作限界で接当規制されるような構成において、接当規制位置が所望の位置からずれているような場合に、外物に接当しているにもかかわらず位置判別手段により操作限界に達していないと判断される結果、アシスト手段による強制的な移動操作が継続され、変速操作具や接当規制具が損傷したり、アシスト手段が焼損するおそれがある等の不利があるのに対して、上記したように構成することで、変速操作具が外物に接当することにより操作状態検出手段にて減速方向と逆方向（増速方向）の操作があったことが検出されることになり、その時点で前記低速復帰動作が停止するので、変速操作具や接当規制具が損傷したり、アシスト手段が焼損する等の不利を未然に回避できるものとなる。
【００１３】
又、前記低速復帰動作が実行されているときに、変速操作具と減速方向側での接当規制部との間に誤って操作者の手が挟まれた場合であっても、変速操作具が手に当たるとそのことにより操作状態検出手段にて減速方向と逆方向（増速方向）の操作があったことが検出されることになり、その時点で前記低速復帰動作が停止するので、アシスト手段による強制的な移動操作により手が挟まれて押し付けられる等の不都合が未然に回避できる。
【００１４】
請求項２に記載の特徴構成によれば、請求項１において、制御手段は、低速復帰動作を実行しているときに、位置判別手段の判別結果により変速操作具が設定位置よりも低速側の操作位置に至ったことが検出され、且つ、操作状態検出手段により変速操作具が人為的に増速方向へ操作されたことが検出されると、低速復帰動作を停止させるとともに、変速操作具を増速側に操作させるべくアシスト手段を作動させるように構成されている。
【００１５】
前記無段変速装置においては、所定幅の中立域（走行しない領域）があり、中立位置から増速方向に操作したときに、車体が走行開始するまでには中立位置から中立域を脱するため設定量以上操作する必要があり、前記低速復帰動作が実行されるときに、最低減速位置である中立位置にまで戻すことなく、中立位置からある程度増速側に操作した位置に操作しておくと、車体の発進を能率よく行えるものとなるが、上記構成によればこのような操作が可能となり、操縦操作性が向上することになる。
【００１６】
請求項３に記載の特徴構成によれば、請求項１又は２において、制御手段は、変速操作具における設定位置に隣接して低速側に位置する第１操作領域においては、低速復帰動作を実行しているときに、変速操作具の増速方向への操作に伴い低速復帰動作を停止させるとともに、アシスト手段の増速方向の作動を禁止し、第１操作領域よりも低速側に位置する第２操作領域においては、低速復帰動作を実行中に、変速操作具の増速方向への操作に伴い低速復帰動作を停止させるとともに、変速操作具を増速側に操作させるべくアシスト手段を作動させるように構成されている。
【００１７】
設定位置よりも減速側である領域において、高速側よりの第１操作領域においてはアシスト手段の増速方向の作動を禁止し、低速側よりの第２操作領域においてはアシスト手段の増速方向の作動を実行可能にしている。従って、上記請求項２による作用効果を奏しえるものでありながら、アシスト手段の増速方向の作動を実行できる低速領域と、操作条件とは無関係に減速操作する高速領域との中間に、アシスト手段の増速方向の作動を禁止する領域を設けることで、増速可能な領域と減速操作のみを行う領域との境目においてアシスト手段がハンチングを起こす等の不利を回避できるものとなる。
【００１８】
請求項４に記載の特徴構成によれば、請求項１〜３のいずれかにおいて、変速操作具の操作領域が中立位置の両側に前進領域と後進領域とを各別に設けて構成され、前進領域内及び後進領域内の夫々において、前記変速操作具が、前記中立位置から遠ざかる方向に操作されると無段変速装置が増速され、前記中立位置に近づく方向に操作されると無段変速装置が減速されるように構成され、走行状態を前進状態と後進状態とに切り換える前後進切換機構が変速操作具により中立位置で切り換え操作自在に設けられ、制御手段は、低速復帰動作として、変速操作具を中立位置側に操作させるべくアシスト手段を作動させるように構成されている。
【００１９】
つまり、変速操作具による中立位置での切り換え操作によって前後進切換機構が前進状態と後進状態とに切り換えられ、変速操作具を前進領域内において中立位置から遠ざかる方向に操作すると前進増速状態となり、後進領域内において中立位置から遠ざかる方向に操作すると後進増速状態となる。そして、変速操作具が前進領域あるいは後進領域にあるときに、低速復帰動作を実行するときは、中立位置側に操作させることになる。
【００２０】
従って、変速操作具を中立位置から異なる方向に操作させるだけで前後進夫々に増減速操作することができるものでありながら、車体停止状態から走行状態に切り換わったときにおける走行上の安全性を確保できるものとなる。
【００２１】
請求項５に記載の特徴構成によれば、請求項１〜４のいずれかにおいて、操作状態検出手段は、減速操作検出用の感圧センサと、増速操作検出用の感圧センサとを、変速操作具と無段変速装置の変速部との機械的連係機構中に、変速操作具の操作により加圧される状態で配設して構成されているので、変速操作具の操作により加圧されることで操作状態を検出する一対の感圧センサを機械的連係機構中に備えるという簡素な構成で、変速操作具の操作状態を検出することができる。
【００２２】
請求項６に記載の特徴構成によれば、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記無段変速装置がベルト式の無段変速装置で構成されている。ベルト式の無段変速装置においては、中立域（車体が走行しない領域）が比較的広いが、このように中立域が広い場合であっても、車体の発進時に変速操作具を予め中立位置から少し増速側の操作位置に操作させておくことができ、操縦操作性を向上できるものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る作業車の走行変速構造について、作業車としてのコンバイン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、原動部としてのエンジン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を介して、左右のクローラ式走行装置６に伝達される。
【００２４】
図５にミッションケース内の伝動構造を示している。
無段変速装置３の動力は、その出力軸６０から第１伝動軸６１及び油圧式の前進クラッチＦＣの入力ギヤ６２及び油圧式の後進クラッチＲＣの入力ギヤ６３に順に伝達される。前進クラッチＦＣ及び後進クラッチＲＣの出力ギヤ６４，６５は、第２伝動軸６６の入力ギヤ６７に咬合している。つまり、前進クラッチＦＣに作動油を供給してこれを入り操作すると、第１伝動軸６１からの動力が入力ギヤ６２、前進クラッチＦＣ及び出力ギヤ６４を介して、前進状態で第２伝動軸６６に伝達される。逆に、後進クラッチＲＣに作動油を供給してこれを入り操作すると、第１伝動軸６１からの動力が入力ギヤ６２，６３、後進クラッチＲＣ及び出力ギヤ６５を介して、逆転の後進状態で第２伝動軸６６に伝達される。このようにして、前後進切換装置Ｂが構成される。
【００２５】
第２伝動軸６６にはシフトギヤ６８がスプライン構造にてスライド操作自在に外嵌されており、これに対する第３伝動軸６９には高速ギヤ７０、中速ギヤ７１及び低速ギヤ７２が固定されている。これによりシフトギヤ６８をスライド操作し、高速ギヤ７０に咬合する高速ギヤ７３、中速ギヤ７１又は低速ギヤ７２に咬合させて動力を高中低の３段に変速するのであり、この動力は出力ギヤ７４から伝動ギヤ７５に伝達される。この構成が副変速装置に対応する。
伝動ギヤ７５を支持する支持軸７６には右及び左のサイドギヤ７７が相対回転自在に外嵌されており、左右の車軸７８の入力ギヤ７９が左右のサイドギヤ７７に常時咬合している。支持軸７６の左右両端において左右のサイドギヤ７７とミッションケース５との間に多板式のサイドブレーキ８０が設けられており、バネ８１によりサイドギヤ７７が伝動ギヤ７５との咬合側に付勢されている。
【００２６】
左右のサイドギヤ７７を伝動ギヤ７５に咬合させていると、第３伝動軸６９からの動力が伝動ギヤ７５及び左右のサイドギヤ７７を介して、左右のクローラ式の走行装置６に伝達されて機体は直進する。そして、右又は左のサイドギヤ７７を伝動ギヤ７５から離し操作し、サイドクラッチＣ，Ｃを切り操作したのち、サイドギヤ７７でサイドブレーキ８０を押圧入り操作すると、一方の走行装置６に制動が掛かり機体は信地旋回することになる。
【００２７】
又、大小一対のギヤを備えたギヤ対８２が第１伝動軸６１に相対回転自在に外嵌されており、ギヤ対８２の大径のギヤが前進クラッチＦＣの出力ギヤ６４に咬合している。機体前部の刈取部８に動力を伝達する出力プーリー８３を支持する出力軸８４に、シフトギヤ８５がスプライン構造にてスライド操作自在に外嵌されている。
これにより、シフトギヤ８５をスライド操作して、ギヤ対８２の大径及び小径のギヤに咬合させることにより、刈取部への動力を高低２段に変速操作することができる。
【００２８】
次に、左右のサイドギヤ７７を独立にスライド操作して機体の操向操作を行う一対の油圧シリンダ８６、及び、前後進切換装置Ｂの切換操作における油圧回路の全体について説明する。
図６に示すように、エンジン１にて駆動されるポンプ８７，８８の内の、一方のポンプ８７からの作動油が、フロープライオリティバルブ８９（余剰流側）及び第１切換弁９０を介して、左右のサイドギヤ７７に対する油圧シリンダ８６に供給されており、フロープライオリティバルブ８９と第１切換弁９０との間に可変リリーフ弁９１が接続されている。そして、フロープライオリティバルブ８９の制御流側の作動油が、第２切換弁９２を介して前進クラッチＦＣ及び後進クラッチＲＣに供給されており、第２切換弁９２に対して前進及び後進クラッチＦＣ，ＲＣの圧力確保用のリリーフ弁９３が接続されている。第２切換弁９２は後述するように無段変速装置３の変速レバー２６の中立位置での操作によって切り換わるように連係されている。
リリーフ弁９３からの戻り油は前後進クラッチＦＣ，ＲＣの摩擦多板の潤滑油として利用すべく油路を形成している。潤滑油として使用するには、０．１〜０．３Ｋｇ／ｃｍ^２ 程度の圧力を必要とするので、油路ｂに圧力確保用のリリーフバルブ９４を設けてある。図中９５は、アキュムレータであり、図中９６は、油圧ポンプ８７からフロープライオリティバルブ８９への圧油供給経路に介装されたもので、動力入切手段としての前後進クラッチＦＣ，ＲＣより油タンクＴに圧油を戻し、コンバインの走行停止を行う為のアンロードバルブである。このアンロードバルブ９６には、ペダル操作具９７が連係されており、バルブを切り換えるだけの操作力で操作すればよく、走行停止状態を容易迅速に切り換えられるように構成してある。さらに、このペダル操作具９７には、左右の走行装置６を制動する制動装置としての駐車ブレーキ９８も連係してあり、一つの操作具への操作によって伝動を切るとともに駐車ブレーキ９８を効かすこともできるようになっている。つまり、軽い踏み込みによって走行停止状態（クラッチ切り）を得ることができるとともに、強く踏み込むと駐車ブレーム９８が効くようになる。従って、ペダル操作具９７が切換操作手段に対応する。尚、ペダル操作具９７が踏み込み操作されたことを検出する停止検出手段としてのセイフティスイッチ９９が設けられている。
【００２９】
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１７が設けられている。
【００３０】
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１８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１８ｂが接当案内部ＳＯに相当する。
【００３１】
図２及び図４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。
【００３２】
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。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（変速操作具に相当）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２２ａ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、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。
【００３３】
この変速レバー２６は十字方向に揺動操作自在で、図８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４４ａ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４４ｃ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、前進域Ｆの最高速位置（上限位置）Ｆｍａｘ及び後進域Ｒの最高速位置（上限位置）Ｒｍａｘでも、前進変速用ガイド溝４４ａ、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。
【００３４】
扇型ギア２２には、ゴム状の一対の感圧センサとしての感圧スイッチ２７，２８が、開孔２２ａに入り込むピン２５ｂを挟み込むように設けられている。又、前後進切換装置Ｂを前進位置、後進位置及び中立停止位置に切り換え操作する第２切換弁９３が、扇型ギヤ２２に設けられた案内カム機構４７とプッシュプルワイヤ３０を介して扇型ギア２２に連係されている。つまり、案内カム機構４７による案内作用によって、変速レバー２６を前進域Ｆに操作すると前後進切換装置Ｂを前進位置に切り換え、中立域Ｎに操作すると前後進切換装置Ｂを中立停止位置に切り換え、後進域Ｒに操作すると前後進切換装置Ｂを後進位置に切り換えるようにプッシュプルワイヤ３０により連動連係されている。
【００３５】
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、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８参照）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２５６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。
【００３６】
図７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。
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３９等が備えられている。
【００３７】
基準抵抗器３８と平滑回路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。
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。
【００３８】
制御装置３１に対しては、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、エンジン回転数センサ５０の検出値も入力されるようになっている。
次に変速レバー２６の人為操作による変速操作について説明する。
制御装置３１は、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、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、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、電流検出回路の検出情報に基づいて、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。
【００３９】
しかも、感圧スイッチ２７，２８により変速レバー２６の操作方向が増速方向と減速方向とのいずれの方向でもある両側操作状態、具体的に説明すると、正転側の感圧スイッチ（以下、正転スイッチという）２７と、逆転側の感圧スイッチ（以下、逆転スイッチという）２８との共にＯＮする状態が検出されると、制御装置３１は、その後の感圧スイッチ２７，２８による検出情報にかかわらず、変速レバー２６を走行停止位置に到るまで減速側に操作させるべく電動モータ２３を作動させ、且つ、電動モータ２３の増速方向への作動を行わないように構成されている。
このように各スイッチ２７，２８が共にＯＮする状態（両側操作状態）は、スイッチの故障等の異常状態であるから、このような場合には、変速レバー２６を強制的に中立位置に戻すように移動操作させて、その後は増速用のアシスト作動を行わないようにして使用上の安全性を確保している。
【００４０】
又、制御装置３１は、セイフティスイッチ９９の検出結果に基づいて車体停止状態であれば、変速レバー２６を減速側に操作させるべく電動モータ２３を作動させる低速復帰動作を実行するとともに、この低速復帰動作を実行しているときに、ポテンショメータ４１の判別結果により変速レバー２６が設定位置よりも低速側の操作位置に至ったことが検出され、且つ、感圧スイッチ２７，２８により変速レバー２６が増速方向へ操作されたことが検出されると、前記低速復帰動作を停止させるように構成されている。
【００４１】
次に、制御装置３１の制御動作について、図９〜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。
制御が開始されると、先ず、エンジン回転数Ｎｅが５００ｒｐｍ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２３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（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５７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。
【００４２】
そして、このようなレバー位置記憶モードが指示されていなければ手動変速モードに移行する。
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及び第２切換弁９２により、前後進切換装置Ｂ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及び第２切換弁９２により、前後進切換装置Ｂが後進位置に操作されることになる。
【００４３】
変速レバー２６が正転側に操作され、ピン２５ｂにより正転スイッチ２７が押圧されてＯＮ状態になると（ステップ４）、図１０に示すように、先ず、逆転スイッチ２８もＯＮとなる両側ＯＮ状態（両側操作状態）になっていないか否かを判断する（ステップ５）。そして、両側ＯＮ状態が継続して３００ｍｓｅｃ以上継続した場合には、スイッチがＯＮ故障している異常状態であると判断して、その後の両スイッチ２７，２８の検出情報にかかわらず、変速レバー２６が減速方向（中立位置に向かう方向）に移動操作すべく電動モータ２３を作動させる（ステップ６，７）。そして、ポテンショメータ４１の検出情報に基づいて変速レバー２６が中立域Ｎにまで操作されると、電動モータ２３による減速作動を停止し、電動モータ２３の両側端子を共に接地状態として、正転スイッチ２７、逆転スイッチ２８の検出に基づく電動モータ２３の作動を行わない状態とする（ステップ８，９，１０）。尚、この場合、動作異常であることを例えば操縦部に備えた図示しない表示手段にて操縦者に報知するようにしている。又、電動モータ２３が両端接地している状態では、操作は重くなるが、変速レバー２６を人為操作力によって操作して無段変速装置３を変速操作することは可能である。
【００４４】
そして、このような両側ＯＮ状態が無く、正転スイッチ２７が押圧されてＯＮ状態になると、ポテンショメータ４１の検出情報に基づいて、変速レバー２６の操作位置が前進上限位置Ｆｍａｘ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１１，１２，１３）。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、図１１に示すように、逆転スイッチ２８がＯＮすると、正転スイッチ２７の場合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１９〜２３）。
【００４５】
正転スイッチ２７がＯＮ状態になったときに変速レバー２６が前進上限位置Ｆｍａｘにある場合や、逆転スイッチ２８がＯＮ状態になったときに変速レバー２６が後進上限位置Ｒｍａｘにある場合には、電動モータ２３によるアシスト作動は行わない（ステップ１１、ステップ２０）。尚、変速レバー２６の中立域Ｎにおいて、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、正転スイッチ２７（逆転スイッチ２８）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、ＯＮ操作しているスイッチが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１２，１５，１６，１７，１８、ステップ２１，２４，２５，２６，２７）。
【００４６】
変速レバー２６が操作されていない状態（いずれのスイッチも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位置保持制御する（ステップ２８）。尚、詳述はしないが、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】
そして、次のような自動減速制御を実行する（ステップ２９）。つまり、図１２〜図１４に示すように、ペダル操作具９７の踏み込み操作に伴ってセイフティスイッチ９９がＯＮ操作されると、そのＯＮ操作は、エンジン始動用のスイッチを兼用するメインスイッチがＯＮ操作（つまり、コンバインの各電装機器への電源供給が開始）されてから第１回目の操作であるか、又は、第１回目でなくてもそのときのエンジン回転数Ｎｅが１９００ｒｐｍを越えている刈取作業状態であり、且つ、ポテンショメータ４１の検出値が適正検出範囲内であって正常であることが確認されると、後述するような減速操作を実行する（ステップ３０，３１，３２，３３）。尚、セイフティスイッチ９９がＯＮ操作されていない場合、エンジン回転数が１９００ｒｐｍを越えていない非作業状態である場合、ポテンショメータ４１の検出値が適正検出範囲内でなく動作異常である場合には、減速操作を実行しないようにしている。ポテンショメータ４１の検出値が適正検出範囲内であるか否かの判断は、検出値が０．２ボルト〜４．８ボルトの間にあるか否か、つまり、断線や短絡が生じていないか否かによって判断している。
【００４８】
ペダル操作具９７が操作されたとき、ポテンショメータ４１の検出情報に基づいて、変速レバー２６が前進域あるいは後進域の高速域Ｆ１，Ｒ１（図８参照）にあれば、電動モータ２３に操作電流を供給して、変速レバー２６を中立域Ｎ側に向けてゆっくりと減速方向（中立位置に向かう方向）に移動操作させる減速作動を実行する（ステップ３４，３５）。この動作が低速復帰動作に相当する。
【００４９】
変速レバー２６が前進域、後進域の第１微速域Ｆ２，Ｒ２（図８参照）にあれば、基本的には前記減速作動を続行するが、この領域では、その途中で変速レバー２６が増速方向に人為操作されたことが検出されると、そのときに減速作動を停止して、その後、減速側へのレバー操作があればそれに伴って減速作動を実行する（ステップ３６〜４１）。
【００５０】
又、変速レバー２６が前進域或いは後進域の第２微速域Ｆ３，Ｒ３（図８参照）にあれば、基本的には前記減速作動を続行するが、この領域では、その途中で変速レバー２６が増速方向に人為操作されたことが検出されると、そのときに減速作動を停止して、その後、減速側へのレバー操作があればそれに伴って減速作動を実行し、増速側へのレバー操作があればそれに伴って増速作動を実行することになる（ステップ４２〜４９）。
【００５１】
そして、変速レバー２６が中立域Ｎ内に入ると、前記減速作動を停止して、その後、減速側へのレバー操作があればそれに伴って減速作動を実行し、増速側へのレバー操作があればそれに伴って増速作動を実行することになる（ステップ４２，４５〜４９）。
【００５２】
従って、前記第１微速域Ｆ２，Ｒ２が第１操作領域に相当し、第２微速域Ｆ３，Ｒ３が第２操作領域に相当する。そして、高速域Ｆ１，Ｒ１と、第１微速域Ｆ２，Ｒ２との境目が設定位置に相当し、前進クラッチＦＣ（後進クラッチＲＣ）が入り状態で変速レバー２６をこの設定位置よりも低速側に操作すると、走行速度が極低速の微速状態となり、この変速位置でペダル操作具９７を走行状態に切り換えて車体を発進させても急激な発進はせず、且つ、前進クラッチＦＣ（後進クラッチＲＣ）に過大な負荷がかかる等の不利はなく、走行上の安全性は確保できる。
【００５３】
尚、上記した減速作動はセイフティスイッチ９９がＯＮしている間、つまり、ペダル操作具９７が踏み込み操作されている間は実行することになり、セイフティスイッチ９９がＯＦＦするか、エンジン回転数Ｎｅが１９００ｒｐｍ以下になれば、減速作動を停止してステップ１にリターンする。
【００５４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、増速方向のアシスト作動を禁止する第１操作領域と増速方向のアシスト作動を許容する第２操作領域とを設ける構成を例示したが、このような構成に代えて、次のような構成としてもよい。
前記設定位置よりも低速側の操作位置においては全範囲において、正転スイッチ２７により変速レバー２６が人為的に増速方向へ操作されたことが検出されると、低速復帰動作を停止させて増速側に操作させるアシスト作動を許容する構成である。
【００５５】
（２）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用いて、変速レバーの中立位置での切換操作により前後進切換装置を切り換えることで、変速レバーの操作で前後進の変速操作を行えるようにした場合を例示したが、この構成に代えて、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を用いてもよく、摩擦式無段変速装置でもよい。
又、変速レバーの操作によって前後進夫々に増減速操作可能なものに代えて、一定回転方向の伝動系に設けられた無段変速装置、つまり、増減速のみを行う変速操作構造にも適用できる。
【００５６】
（３）上記実施形態では、操作状態検出手段として一対の感圧スイッチで構成するものとしたが、リミットスイッチで構成してもよく、光学式センサを用いて構成してもよい。
【００５７】
（４）上記実施形態では、アシスト手段として電動モータを用いたが、油圧モータやエンジンの駆動力を用いた駆動機構を用いるものであってもよい。
【００５８】
（５）上記実施形態では、停止検出手段として、ペダル操作具９７が踏み操作されたことを検出するセイフティスイッチ９９にて構成したが、このような構成に代えて、前進クラッチＦＣ等のクラッチ操作状態と駐車ブレーキ９８の操作状態とを直接検出するものでもよい。
【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】ミッションケース内の伝動構造を示す図
【図６】走行操作用の油圧回路構成図
【図７】電気回路ブロック図
【図８】変速レバーの操作域を示す図
【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 変速部
２３ アシスト手段
２６ 変速操作具
２７，２８ 操作状態検出手段
３１ 制御手段
９７ 切換操作手段
９８ 制動装置
９９ 停止検出手段
Ｂ 前後進切換機構
ＦＣ，ＲＣ 動力入切手段

Claims (6)

1. エンジンから走行装置への動力を変速する走行用の無段変速装置と、エンジンから走行装置への伝動を断続自在な動力入切手段と、前記走行装置に制動を与える制動装置と、前記動力入切手段が伝動切り状態で且つ前記制動装置が作用状態となる車体停止状態と前記動力入切手段が伝動入り状態で且つ前記制動装置が非作用状態となる走行状態とに人為操作により切換自在な切換操作手段と、前記無段変速装置の変速部に機械的に連動連結されて人為的に正逆に操作される変速操作具の増速方向及び減速方向の操作に対してアシスト力を与えるアシスト手段と、前記変速操作具の変速操作位置を判別する位置判別手段と、前記変速操作具が人為的に操作されていること、及び、その操作方向を検出する操作状態検出手段と、この操作状態検出手段の検出情報に基づいて前記変速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アシスト手段を作動させる制御手段とが設けられている作業車の走行変速構造であって、
   前記車体停止状態であるか否かを検出する停止検出手段が備えられ、
   前記制御手段は、
   前記停止検出手段の検出結果に基づいて前記車体停止状態であれば、前記変速操作具を減速側に操作させるべく前記アシスト手段を作動させる低速復帰動作を実行するとともに、
   前記低速復帰動作を実行しているときに、前記位置判別手段の判別結果により前記変速操作具が設定位置よりも低速側の操作位置に至ったことが検出され、且つ、前記操作状態検出手段により前記変速操作具が増速方向へ操作されたことが検出されると、前記低速復帰動作を停止させるように構成されている作業車の走行変速構造。
2. 前記制御手段は、
   前記低速復帰動作を実行しているときに、前記位置判別手段の判別結果により前記変速操作具が設定位置よりも低速側の操作位置に至ったことが検出され、且つ、前記操作状態検出手段により前記変速操作具が人為的に増速方向へ操作されたことが検出されると、前記低速復帰動作を停止させるとともに、前記変速操作具を増速側に操作させるべく前記アシスト手段を作動させるように構成されている請求項１記載の作業車の走行変速構造。
3. 前記制御手段は、
   前記変速操作具における前記設定位置に隣接して低速側に位置する第１操作領域においては、前記低速復帰動作を実行しているときに、前記変速操作具の増速方向への操作に伴い前記低速復帰動作を停止させるとともに、前記アシスト手段の増速方向の作動を禁止し、
   前記第１操作領域よりも低速側に位置する第２操作領域においては、前記低速復帰動作を実行中に、前記変速操作具の増速方向への操作に伴い前記低速復帰動作を停止させるとともに、前記変速操作具を増速側に操作させるべく前記アシスト手段を作動させるように構成されている請求項１又は２記載の作業車の走行変速構造。
4. 前記変速操作具の操作領域が中立位置の両側に前進領域と後進領域とを各別に設けて構成され、
   前進領域内及び後進領域内の夫々において、前記変速操作具が、前記中立位置から遠ざかる方向に操作されると前記無段変速装置が増速され、前記中立位置に近づく方向に操作されると前記無段変速装置が減速されるように構成され、
   走行状態を前進状態と後進状態とに切り換える前後進切換機構が前記変速操作具により前記中立位置で切り換え操作自在に設けられ、
   前記制御手段は、
   前記低速復帰動作として、前記変速操作具を前記中立位置側に操作させるべく前記アシスト手段を作動させるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車の走行変速構造。
5. 前記操作状態検出手段は、
   減速操作検出用の感圧センサと、増速操作検出用の感圧センサとを、前記変速操作具と前記無段変速装置の変速部との機械的連係機構中に、前記変速操作具の操作により加圧される状態で配設して構成されている請求項１〜４のいずれか１項記載の作業車の走行変速構造。
6. 前記無段変速装置がベルト式の無段変速装置で構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業車の走行変速構造。

Images