JP6910970B2 - Control device for work vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、コンバインなどの作業車両用の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a work vehicle such as a combine harvester.
従来、静油圧式無段変速機(HST:Hydro Static Transmission)を搭載したコンバインが広く知られている。静油圧式無段変速機には、油圧ポンプおよび油圧モータが備えられている。静油圧式無段変速機を搭載したコンバインでは、エンジンの動力で油圧ポンプが駆動され、油圧ポンプが吐出する油によって油圧モータが駆動されて、油圧モータの動力が左右のクローラに伝達される。 Conventionally, a combine equipped with a hydrostatic continuously variable transmission (HST: Hydro Static Transmission) is widely known. The hydrostatic continuously variable transmission is equipped with a hydraulic pump and a hydraulic motor. In a combine equipped with a hydrostatic stepless transmission, the hydraulic pump is driven by the power of the engine, the hydraulic motor is driven by the oil discharged by the hydraulic pump, and the power of the hydraulic motor is transmitted to the left and right crawler.
油圧ポンプおよび油圧モータを含む油圧回路は、たとえば、閉回路の回路構成を有しており、油圧ポンプには、斜板角度を変更するサーボピストンが付随して設けられている。油圧ポンプの斜板角度の変更により、油圧ポンプからの油の吐出方向および流量が変化し、油圧モータの回転方向および回転数が変化する。サーボピストンの駆動方式には、運転台の操作パネルに設けられた変速レバーがサーボピストンに機械的に接続されて、変速レバーの操作によりサーボピストンを動作させる機械式と、2個の比例減圧制御弁からなる圧力制御弁に供給される電流を制御して、それらの圧力制御弁からサーボピストンに供給される油圧によりサーボピストンを移動させる電子制御式(電子サーボ式)とがある。 The hydraulic circuit including the hydraulic pump and the hydraulic motor has, for example, a closed circuit circuit configuration, and the hydraulic pump is provided with a servo piston for changing the angle of the swash plate. By changing the angle of the slant plate of the hydraulic pump, the discharge direction and flow rate of oil from the hydraulic pump change, and the rotation direction and rotation speed of the hydraulic motor change. The servo piston drive system includes a mechanical type in which a shift lever provided on the operation panel of the driver's cab is mechanically connected to the servo piston to operate the servo piston by operating the shift lever, and two proportional decompression controls. There is an electronic control type (electronic servo type) in which the current supplied to the pressure control valve including the valve is controlled and the servo piston is moved by the hydraulic pressure supplied from the pressure control valve to the servo piston.
電子制御式を採用した静油圧式無段変速機では、サーボピストンおよび圧力制御弁を含むサーボ機構が故障すると、油圧ポンプの斜板角度が制御不能となり、ひいては油圧モータからクローラに伝達される動力が制御不能となって、コンバインの挙動が不安定となる。 In a hydrostatic continuously variable transmission that uses an electronic control system, if the servo mechanism including the servo piston and pressure control valve fails, the angle of the slant plate of the hydraulic pump becomes uncontrollable, and the power transmitted from the hydraulic motor to the crawler. Becomes out of control and the combine behavior becomes unstable.
本発明の目的は、サーボ機構の異常時の作業車両の挙動を安定させることができる、作業車両用の制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device for a work vehicle capable of stabilizing the behavior of the work vehicle when the servo mechanism is abnormal.
前記の目的を達成するため、本発明に係る作業車両用の制御装置は、エンジンと、左右一対の走行装置と、エンジンの動力で駆動されるポンプおよびポンプが吐出する圧油によって駆動されるモータを含む無段変速機ならびにポンプのポンプ斜板の角度を制御するサーボ機構を備え、モータの動力を左右一対の走行装置に伝達する動力伝達装置とを搭載した作業車両に用いられる制御装置であって、サーボ機構の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段による異常の検出に応じて、作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作を実行するフェイルセーフ手段とを含む。 In order to achieve the above object, the control device for a work vehicle according to the present invention includes an engine, a pair of left and right traveling devices, a pump driven by the power of the engine, and a motor driven by a pressure oil discharged from the pump. It is a control device used for work vehicles equipped with a servo mechanism that controls the angle of the pump slant plate of the pump and a stepless transmission including the above, and a power transmission device that transmits the power of the motor to a pair of left and right traveling devices. It includes an abnormality detecting means for detecting an abnormality in the servo mechanism and a fail-safe means for executing a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle in response to the detection of the abnormality by the abnormality detecting means.
この構成によれば、エンジンと左右一対の走行装置との間には、動力伝達装置が介在されている。動力伝達装置は、エンジンの動力で駆動されるポンプおよびポンプが吐出する圧油によって駆動されるモータを含む無段変速機と、ポンプ斜板角度を制御するサーボ機構とを備えている。ポンプ斜板角度の制御により、ポンプからの油の吐出方向および流量が制御され、モータの回転方向および回転数が制御される。 According to this configuration, a power transmission device is interposed between the engine and the pair of left and right traveling devices. The power transmission device includes a continuously variable transmission including a pump driven by the power of the engine and a motor driven by the pressure oil discharged from the pump, and a servo mechanism for controlling the angle of the slant plate of the pump. By controlling the angle of the swash plate of the pump, the discharge direction and flow rate of oil from the pump are controlled, and the rotation direction and rotation speed of the motor are controlled.
サーボ機構に故障などの異常が発生し、その異常が検出されると、作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作が実行される。よって、サーボ機構の異常時の作業車両の挙動を安定させることができる。 When an abnormality such as a failure occurs in the servo mechanism and the abnormality is detected, a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle is executed. Therefore, it is possible to stabilize the behavior of the work vehicle when the servo mechanism is abnormal.
無段変速機およびサーボ機構は、左右一対の走行装置のそれぞれに対応して設けられていてもよい。この場合、フェイルセーフ手段は、異常検出手段により左右一対の走行装置の一方に対応するサーボ機構の異常が検出されたことに応じて、フェイルセーフ動作として、左右一対の走行装置のそれぞれに対応する無段変速機の両方からの出力が停止するよう、左右一対の走行装置のそれぞれに対応するサーボ機構を制御してもよい。これにより、作業車両の機体を停止させることができ、機体の停止により、作業車両の挙動を安定させることができる。 The continuously variable transmission and the servo mechanism may be provided corresponding to each of the pair of left and right traveling devices. In this case, the fail-safe means corresponds to each of the pair of left and right traveling devices as a fail-safe operation in response to the detection of an abnormality in the servo mechanism corresponding to one of the pair of left and right traveling devices by the abnormality detecting means. The servo mechanism corresponding to each of the pair of left and right traveling devices may be controlled so that the output from both of the continuously variable transmissions is stopped. As a result, the machine body of the work vehicle can be stopped, and the behavior of the work vehicle can be stabilized by stopping the machine body.
走行装置は、動力伝達装置から動力が伝達される車軸を備え、無段変速機およびサーボ機構は、左右一対の走行装置のそれぞれに対応して設けられ、動力伝達装置は、左右一対の走行装置のそれぞれに備えられる車軸の回転数を一致させるために係合されるクラッチを備える構成であってもよい。この場合、フェイルセーフ手段は、異常検出手段により左右一対の走行装置の一方に対応するサーボ機構の異常が検出されたことに応じて、フェイルセーフ動作として、クラッチを係合させて、左右一対の走行装置の他方に対応する無段変速機からの出力が継続するよう、左右一対の走行装置の他方に対応するサーボ機構を制御してもよい。これにより、正常に動作するサーボ機構に対応する無段変速機のモータを駆動させることができ、そのモータからの動力により、作業車両の挙動を安定させつつ、機体を走行させることができる。 The traveling device is provided with an axle to which power is transmitted from the power transmission device, a stepless transmission and a servo mechanism are provided corresponding to each of the pair of left and right traveling devices, and the power transmission device is a pair of left and right traveling devices. It may be configured to include a clutch that is engaged in order to match the rotation speeds of the axles provided in each of the above. In this case, the fail-safe means engages the clutch as a fail-safe operation in response to the detection of an abnormality in the servo mechanism corresponding to one of the pair of left and right traveling devices by the abnormality detecting means. The servo mechanism corresponding to the other of the pair of left and right traveling devices may be controlled so that the output from the continuously variable transmission corresponding to the other of the traveling devices continues. As a result, the motor of the continuously variable transmission corresponding to the normally operating servo mechanism can be driven, and the power from the motor can drive the machine while stabilizing the behavior of the work vehicle.
サーボ機構は、ポンプ斜板と連動するサーボピストンと、サーボピストンにサーボピストンを所定の前進範囲内に位置させるための油圧を供給する前進制御弁と、サーボピストンにサーボピストンを所定の後進範囲内に位置させるための油圧を供給する後進制御弁とを備え、サーボピストンが前進範囲内に位置するときに、ポンプ斜板がポンプから前進方向の圧油が吐出される角度をなし、サーボピストンが後進範囲内に位置するときに、ポンプ斜板がポンプから後進方向の圧油が吐出される角度をなすように設けられており、ポンプは、前進方向の圧油の供給により作業車両が前進する方向の動力を出力し、後進方向の圧油の供給により作業車両が後進する方向の動力を出力する構成であってもよい。この構成では、フェイルセーフ手段は、異常検出手段により前進制御弁の異常が検出された場合には、フェイルセーフ動作として、後進制御弁の制御を許容し、異常検出手段により後進制御弁の異常が検出された場合には、フェイルセーフ動作として、前進制御弁の制御を許容してもよい。これにより、正常に動作する前進制御弁の制御による機体の前進走行が可能となり、また、正常に動作する後進制御弁の制御による機体の後進走行が可能となる。よって、作業車両の挙動を安定させつつ、機体を走行させることができる。 The servo mechanism includes a servo piston that works with the pump diagonal plate, a forward control valve that supplies hydraulic pressure to the servo piston to position the servo piston within a predetermined forward range, and a servo piston within a predetermined reverse range to the servo piston. It is equipped with a reverse control valve that supplies hydraulic pressure to position the pump, and when the servo piston is located within the forward range, the pump sloping plate makes an angle at which pressure oil in the forward direction is discharged from the pump, and the servo piston When the pump is located within the reverse range, the pump slab is provided at an angle at which the pressure oil in the reverse direction is discharged from the pump, and the pump moves the work vehicle forward by supplying the pressure oil in the forward direction. The configuration may be such that the power in the direction is output and the power in the direction in which the work vehicle moves backward is output by supplying the pressure oil in the reverse direction. In this configuration, the fail-safe means allows control of the reverse control valve as a fail-safe operation when an abnormality of the forward control valve is detected by the abnormality detection means, and the abnormality detection means causes an abnormality of the reverse control valve. If detected, control of the forward control valve may be allowed as a fail-safe operation. As a result, the aircraft can travel forward under the control of the forward control valve that operates normally, and the aircraft can travel backward under the control of the reverse control valve that operates normally. Therefore, the machine body can be driven while stabilizing the behavior of the work vehicle.
作業車両は、中立位置に対する一方側の前進位置と他方側の後進位置との間で操作可能に設けられる操作部材をさらに搭載していてもよい。この場合、制御装置は、操作部材の位置を検出する位置検出手段と、ポンプ斜板の角度を検出する斜板角度検出手段と、ポンプ斜板の角度が位置検出手段により検出される操作部材の位置に応じた目標角度に一致するように、サーボ機構を制御する制御手段とをさらに含む構成であり、異常検出手段は、目標角度と斜板角度検出手段により検出される角度との偏差が一定以上である状態が一定時間維持された場合、サーボ機構が異常であることを検出してもよい。 The work vehicle may further be equipped with an operating member that is operably provided between the forward position on one side and the reverse position on the other side with respect to the neutral position. In this case, the control device includes a position detecting means for detecting the position of the operating member, a swash plate angle detecting means for detecting the angle of the pump sloping plate, and an operating member for detecting the angle of the pump sloping plate by the position detecting means. The configuration further includes a control means for controlling the servo mechanism so as to match the target angle according to the position, and the abnormality detecting means has a constant deviation between the target angle and the angle detected by the swash plate angle detecting means. When the above state is maintained for a certain period of time, it may be detected that the servo mechanism is abnormal.
サーボ機構の異常が検出された場合のフェイルセーフ動作は、エンジンを停止させるという動作であってもよい。エンジンの停止により、機体を停止させることができ、機体の停止により、作業車両の挙動を安定させることができる。 The fail-safe operation when an abnormality of the servo mechanism is detected may be an operation of stopping the engine. By stopping the engine, the machine body can be stopped, and by stopping the machine body, the behavior of the work vehicle can be stabilized.
フェイルセーフ動作は、エンジンをアイドリング状態にするという動作であってもよいし、エンジンをアイドリング状態にした後、位置検出手段により検出される操作部材の位置が中立位置に一致したことに応じて、エンジンを停止させるという動作であってもよい。エンジンがアイドリング状態にされることにより、機体の走行速度を抑えることができるので、作業車両の挙動を安定させつつ、機体の走行を確保することができる。 The fail-safe operation may be an operation of putting the engine in the idling state, or depending on the position of the operating member detected by the position detecting means matching the neutral position after the engine is in the idling state. It may be an operation of stopping the engine. By setting the engine in the idling state, the running speed of the machine body can be suppressed, so that the running speed of the machine body can be ensured while stabilizing the behavior of the work vehicle.
また、動力伝達装置は、モータのモータ斜板の角度をモータの回転が相対的に低速となる第1角度とモータの回転が相対的に高速となる第2角度とに切り替える制御弁をさらに備える構成である場合には、フェイルセーフ動作として、制御弁が制御して、モータの斜板が第1角度にされてもよい。これにより、機体の走行速度をさらに抑制でき、作業車両の挙動をさらに安定させることができる。 Further, the power transmission device further includes a control valve that switches the angle of the motor slant plate of the motor between a first angle at which the rotation of the motor is relatively low and a second angle at which the rotation of the motor is relatively high. In the case of the configuration, as a fail-safe operation, the swash plate of the motor may be set to the first angle under the control of the control valve. As a result, the traveling speed of the machine body can be further suppressed, and the behavior of the work vehicle can be further stabilized.
異常検出手段によりサーボ機構の異常が検出された場合に当該異常が検出されたことを記憶する記憶手段をさらに含み、フェイルセーフ手段は、記憶手段にサーボ機構の異常が検出されたことが記憶されている間、エンジンの始動を禁止してもよい。異常が解消されていない状態でエンジンが始動されると、作業車両が不安定な挙動を示すおそれがあるが、エンジンの始動が禁止されることにより、作業車両の不安定な挙動を抑制することができる。 The fail-safe means further includes a storage means for storing the detection of the abnormality when the abnormality of the servo mechanism is detected by the abnormality detecting means, and the fail-safe means stores that the abnormality of the servo mechanism is detected in the storage means. During that time, the engine may be prohibited from starting. If the engine is started when the abnormality is not resolved, the work vehicle may behave in an unstable manner. However, by prohibiting the engine from starting, the unstable behavior of the work vehicle can be suppressed. Can be done.
本発明によれば、サーボ機構の異常時の作業車両の挙動を安定させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize the behavior of the work vehicle when the servo mechanism is abnormal.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<コンバイン>
図1は、本発明の一実施形態に係るコンバイン1の前部を示す右側面図である。
<Combine>
FIG. 1 is a right side view showing the front part of the
コンバイン1は、圃場を走行しながら穀稈の刈り取りおよび穀稈からの脱穀を行う作業車両である。コンバイン1の機体11は、左右一対の走行装置12に支持されている。走行装置12には、圃場でのコンバイン1の走行可能にするため、不整地走破能力を有するクローラが採用されている。
The
機体11には、運転台13、刈取装置14、脱穀装置15および穀粒タンク16が設けられている。
The
運転台13は、走行装置12の前端部の上方に配置されている。運転台13には、作業者が着座する運転座席17が設けられており、たとえば、運転座席17の前方および左方には、作業者により操作される操作パネル18が設けられている。操作パネル18には、主変速レバー21および操向レバー22などが備えられている。
The driver's
主変速レバー21は、前後方向に傾動可能に設けられている。主変速レバー21の傾動操作により、機体11の前進および後進を切り替えることができ、また、その前進または後進の速度を変更することができる。
The main
操向レバー22は、左右方向および前後方向に傾動可能に設けられている。操向レバー22の左右方向の傾動操作により、機体11の直進、左旋回および右旋回を切り替えることができる。また、操向レバー22の前後方向の傾動操作により、刈取装置14を昇降させることができる。
The steering
刈取装置14は、走行装置12の前方に配置されている。刈取装置14は、その前端に分草杆23を備え、分草杆23の後方に刈刃24を備えている。分草杆23および刈刃24は、刈取装置フレーム25Fに支持されている。刈取装置フレーム25Fの後端部には、左右方向に延びる刈取横フレーム25Lが設けられている。刈取横フレーム25Lには、刈取主フレーム25Mの一端部が接続されている。刈取主フレーム25Mは、刈取横フレーム25Lから後側に延び、その他端部(前下がりに設けられて、その後端部)が機体11のフレームに回動可能に接続されている。操向レバー22の前後方向の傾動操作により、シリンダ(図示せず)を動作させて、刈取主フレーム25Mを揺動させることができ、その揺動により、分草杆23および刈刃24が地面から高く上昇した上昇位置と、分草杆23および刈刃24が地面近くに下降した下降位置とに昇降する。分草杆23および刈刃24が下降位置に位置した状態で機体11が前進すると、圃場に植立されている穀稈の株元が分草杆23によって分けられながら、穀稈が刈刃24によって刈り取られる。
The cutting
脱穀装置15および穀粒タンク16は、走行装置12の上方かつ刈取装置14の後方の位置で左右に並べて配置されている。刈り取られた穀稈は、刈取装置14により脱穀装置15へと搬送される。脱穀装置15は、穀稈の株元側を脱穀フィードチェーンによって後方向きに搬送し、穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀する。そして、脱穀装置15から穀粒タンク16に穀粒が搬送されて、穀粒が穀粒タンク16に貯留される。穀粒タンク16には、穀粒排出オーガ26が連設されており、穀粒タンク16に貯留された穀粒は、穀粒排出オーガ26により機外に排出することができる。
The threshing
<無段変速装置>
図2は、コンバイン1の駆動伝達系32の一部の構成を示す図である。図2では、エンジン31から駆動伝達系32までの動力伝達系がスケルトン図で示され、駆動伝達系32の左側HST33および右側HST34に関する構成が油圧回路図で示されている。
<Stepless transmission>
FIG. 2 is a diagram showing a partial configuration of the
コンバイン1には、エンジン31と、エンジン31の動力を走行装置12に伝達する駆動伝達系32とが搭載されている。
The
駆動伝達系32は、左側HST(Hydro Static Transmission:静油圧式変速機)33および右側HST34を備えている。
The
左側HST33は、油圧ポンプ41と油圧モータ42との間で作動油が循環するように、油圧ポンプ41と油圧モータ42とを第1油路43および第2油路44で接続した閉回路の構成を有している。第1油路43は、油圧ポンプ41の第1ポート45と油圧モータ42の第1ポート46とに接続されている。第2油路44は、油圧ポンプ41の第2ポート47と油圧モータ42の第2ポート48とに接続されている。
The
また、左側HST33には、チャージポンプ51が付随して設けられている。チャージポンプ51は、固定容量型の油圧ポンプであり、ポンプ回転軸52の回転により、チャージ油路53に作動油を吐出する。チャージ油路53は、第1チェックバルブ54を介して第1油路43に接続され、第2チェックバルブ55を介して第2油路44に接続されている。また、チャージ油路53は、チャージリリーフバルブ56を介して、オイルタンク57に接続されている。
A
チャージリリーフバルブ56の機能により、チャージ油路53の油圧が所定のチャージ圧に維持される。第1油路43の油圧がチャージ油路53の油圧、つまりチャージ圧よりも低くなると、第1チェックバルブ54が開成して、チャージ油路53から第1チェックバルブ54を介して第1油路43に作動油が供給される。また、第2油路44の油圧がチャージ圧よりも低くなると、第2チェックバルブ55が開成して、チャージ油路53から第2チェックバルブ55を介して第2油路44に作動油が供給される。これにより、第1油路43および第2油路44の油圧がチャージ圧以上に維持される。
The function of the
左側HST33は、油圧ポンプ41、油圧モータ42、第1油路43、第2油路44、第1チェックバルブ54、第2チェックバルブ55およびチャージリリーフバルブ56などを単一のケースに収容した一体型HSTとして構成されている。
The
油圧ポンプ41は、可変容量型の斜板式ピストンポンプであり、シリンダブロック、シリンダブロック内に放射状に配置された複数のピストンおよびピストンが摺動するポンプ斜板などを備えている。油圧ポンプ41とチャージポンプ51とは、ポンプ回転軸52を共通に有しており、シリンダブロックは、ポンプ回転軸52と一体回転するように設けられている。
The
油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度を変更するため、電子制御式のサーボピストン58が設けられている。サーボピストン58は、前進圧力制御弁61から油圧が供給される第1圧力室62と、後進圧力制御弁63から油圧が供給される第2圧力室64とを有している。また、サーボピストン58は、第1圧力室62と第2圧力室64との差圧により直動するロッド65を有しており、このロッド65の直動により、ポンプ斜板の傾斜角度が変更される。サーボピストン58、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63により、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度を制御するサーボ機構66が構成されている。
An electronically controlled
油圧ポンプ41のポンプ回転軸52の軸線(シリンダブロックの回転軸線)に対するポンプ斜板の傾斜角度が大きいほど、油圧ポンプ41からの作動油の吐出量が少なくなり、ポンプ斜板の傾斜角度が90°であるとき、油圧ポンプ41からの作動油の吐出が停止する。また、ポンプ斜板の傾斜角度が90°を超えると(傾きが逆転すると)、傾斜角度が90°未満のときと油圧ポンプ41からの作動油の吐出方向が逆転する。
The larger the inclination angle of the pump swash plate with respect to the axis (rotation axis of the cylinder block) of the
油圧モータ42は、可変容量型の斜板式ピストンモータであり、モータ回転軸71、モータ回転軸71と一体に回転するシリンダブロック72(図3参照)、シリンダブロック72内に放射状に配置された複数のピストン73(図3参照)およびピストン73が押しつけられるモータ斜板74(図3参照)などを備えている。油圧モータ42のモータ回転軸71の軸線(シリンダブロックの回転軸線)に対するモータ斜板74の傾斜角度が一定である場合、油圧モータ42に供給される作動油の量、つまり油圧ポンプ41から吐出される作動油の量が多いほど、モータ回転軸71の回転数が増加する。
The
また、油圧モータ42に供給される作動油の量が一定である場合、モータ斜板74の傾斜角度が大きいほど、モータ回転軸71の回転数が低下する。油圧モータ42のモータ斜板74の傾斜角度を変更するため、副変速ピストン75が設けられている。副変速ピストン75には、低速切替弁76および高速切替弁77が接続されている。低速切替弁76がオンにされ、高速切替弁77がオフにされて、低速切替弁76から副変速ピストン75に油圧が供給されることにより、副変速ピストン75のロッド78が低速位置に位置し、モータ斜板74の傾斜角度が相対的に大きくなる。一方、低速切替弁76がオフにされ、高速切替弁77がオンにされて、高速切替弁77から副変速ピストン75に油圧が供給されることにより、副変速ピストン75のロッド78が高速位置に位置し、モータ斜板74の傾斜角度が相対的に小さくなる。したがって、低速切替弁76および高速切替弁77のオン/オフの切り替えにより、モータ斜板74の位置をモータ回転軸71の回転数が相対的に大きくなる高速側の位置と、モータ回転軸71の回転数が相対的に小さくなる低速側の位置との2段に切り替えることができる。
Further, when the amount of hydraulic oil supplied to the
右側HST34は、左側HST33と同様の構成であるから、右側HST34について、左側HST33の各部に相当する部分にそれらの各部と同一の参照符号を付して、その説明を省略する。 Since the right side HST34 has the same configuration as the left side HST33, the parts corresponding to the parts of the left side HST33 are designated by the same reference numerals as those of the left side HST33, and the description thereof will be omitted.
左側HST33および右側HST34の各ポンプ回転軸52には、エンジン31の動力が入力される。具体的には、エンジン31の出力軸81には、プーリ82が相対回転不能に設けられている。駆動伝達系32は、エンジン31の出力軸81と平行に延びる入力軸83を備えている。入力軸83には、プーリ84が相対回転不能に設けられている。プーリ82,84間には、無端状のベルト85が巻き掛けられている。また、入力軸83には、入力ギヤ86が相対回転不能に設けられている。入力ギヤ86には、中間ギヤ87が噛合し、中間ギヤ87には、右側HST34のポンプ回転軸52に相対回転不能に設けられたポンプギヤ88が噛合している。ポンプギヤ88は、左側HST33のポンプ回転軸52に相対回転不能に設けられたポンプギヤ89と噛合している。
The power of the
これにより、エンジン31の動力は、出力軸81からプーリ82およびベルト85を介してプーリ84に伝達され、プーリ84と一体に、入力軸83を回転させる。そして、入力軸83の動力(回転)は、入力ギヤ86から中間ギヤ87を介して右側HST34のポンプギヤ88に伝達され、そのポンプギヤ88と一体に、右側HST34のポンプ回転軸52を所定方向に回転させる。また、入力軸83の動力は、入力ギヤ86から中間ギヤ87を介して右側HST34のポンプギヤ88に伝達され、さらにポンプギヤ88からポンプギヤ89に伝達されて、そのポンプギヤ89と一体に、左側HST33のポンプ回転軸52を所定方向と逆方向に回転させる。そのため、左側HST33および右側HST34の各油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度が同じであるときには、左側HST33の油圧モータ42のモータ回転軸71と右側HST34の油圧モータ42のモータ回転軸71とが互いに逆方向に回転する。
As a result, the power of the
図3は、駆動伝達系32の一部を示す断面図であり、左側HST33および右側HST34の油圧モータ42から走行装置12までの構成を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the
左側HST33および右側HST34の各油圧モータ42は、モータ回転軸71が同一の軸線上に(共通の軸線を有するように)並び、かつ、その軸線が左右の車軸91L,91Rと平行をなすように、互いに左右対称に配置されている。
In each of the left side HST33 and right side HST34
なお、以下の説明において、左側HST33のモータ回転軸71を「モータ回転軸71L」といい、右側HST34のモータ回転軸71を「モータ回転軸71R」という。
In the following description, the
モータ回転軸71L,71Rの左右方向外側の端部は、それぞれベアリング102L,102Rを介して、駆動伝達系32の外殻をなすユニットケース101に回転可能に支持されている。モータ回転軸71L,71Rの左右方向内側の端部には、それぞれモータ出力ギヤ103L,103Rが相対回転不能に支持されている。
The outer ends of the
モータ回転軸71L,71Rと車軸91L,91Rとの間には、第1中間軸104、第2中間軸105および第3中間軸106が互いに間隔を空けて車軸91L,91Rと平行に設けられている。第1中間軸104は、ユニットケース101に回転不能に支持されている。第2中間軸105の左端部および右端部は、それぞれベアリング107L,107Rを介して、ユニットケース101に回転可能に支持されている。第3中間軸106の左端部および右端部は、それぞれベアリング108L,108Rを介して、ユニットケース101に回転可能に支持されている。
Between the
モータ出力ギヤ103L,103Rは、それぞれ第1中間軸104に回転可能に保持された第1中間ギヤ111L,111Rと噛合している。
The motor output gears 103L and 103R mesh with the first
第2中間軸105の左側部分には、第2中間ギヤ112Lおよび第3中間ギヤ113Lが相対回転不能に支持されている。一方、第2中間軸105の右側部分には、第3中間ギヤ113Rがニードルベアリングを介して相対回転可能に支持されている。また、第3中間ギヤ113Rの外側には、円環状の第2中間ギヤ112Rが第3中間ギヤ113Rを取り囲むように設けられている。第2中間ギヤ112Rの内周部分は、第3中間ギヤ113Rに固定されている。これにより、第2中間ギヤ112Rは、第3中間ギヤ113Rと一体をなして回転する。第2中間ギヤ112L,112Rは、それぞれ第1中間ギヤ111L,111Rと噛合している。第3中間ギヤ113L,113Rは、それぞれ第4中間ギヤ114L,114Rと噛合している。
A second
第3中間軸106には、第5中間ギヤ115L,115Rが相対回転不能に支持されている。第4中間ギヤ114L,114Rは、円環状をなし、それぞれ第5中間ギヤ115L,115Rの外側を取り囲むように設けられている。第4中間ギヤ114L,114Rの内周部分は、それぞれ第5中間ギヤ115L,115Rに固定されている。これにより、第4中間ギヤ114L,114Rは、それぞれ第5中間ギヤ115L,115Rと一体をなして回転する。第5中間ギヤ115L,115Rは、第6中間ギヤ116L,116Rと噛合している。
The fifth
第6中間ギヤ116Lには、中心軸線上を延びる貫通孔117が形成されている。貫通孔117には、左側から車軸91Lの右端部が挿入されて、その右端部がスプライン結合している。第6中間ギヤ116Rの左端部には、第6中間ギヤ116Lの貫通孔117の内径よりも小さい外径を有する円柱部118が形成されている。円柱部118は、貫通孔117に右側から挿通されて、ニードルベアリングを介して、第6中間ギヤ116Lに相対回転可能に保持されている。また、第6中間ギヤ116Rの右端部には、左側に窪む円形の凹部119が形成されている。凹部119には、車軸91Rの左端部が挿入されて、その左端部がスプライン結合している。そして、第6中間ギヤ116Lの左端部および第6中間ギヤ116Rの右端部には、それぞれベアリング121L,121Rが外嵌されており、それらの121L,121Rの外輪がユニットケース101に固定的に保持されることにより、第6中間ギヤ116L,116Rは、ユニットケース101に回転可能に保持されている。また、車軸91Lの左端部および車軸91Rの右端部がそれぞれベアリング122L,122Rを介してユニットケース101に回転可能に保持されることにより、車軸91L,91Rがユニットケース101に回転可能に保持されている。
The sixth
車軸91Lの左端部および車軸91Rの右端部は、それぞれ走行装置12の駆動輪123L,123Rに相対回転不能に結合されている。
The left end of the
また、駆動伝達系32には、センタクラッチ131が備えられている。センタクラッチ131は、第2中間軸105と第3中間ギヤ113Rとを連結および分離するために係合および解放される。すなわち、センタクラッチ131の係合により、第2中間軸105と第3中間ギヤ113Rとが連結されて、第2中間軸105と第3中間ギヤ113Rとが一体回転する。センタクラッチ131の解放により、第2中間軸105と第3中間ギヤ113とが分離されて、第3中間ギヤ113が第2中間軸105に対して回転可能となる。センタクラッチ131は、油圧により係合および解放される。
Further, the
さらに、駆動伝達系32には、駐車ブレーキ132が備えられている。駐車ブレーキ132は、第2中間軸105を制動および制動解除するために係合および解放される。すなわち、駐車ブレーキ132の係合により、第2中間軸105がユニットケース101に対して回転不能に制動される。駐車ブレーキ132の解放により、第2中間軸105の制動が解除されて、第2中間軸105がユニットケース101に対して回転可能になる。駐車ブレーキ132は、駐車ブレーキレバーの手動操作により係合および解放される。
Further, the
<電気的構成>
図4は、コンバイン1の電気的構成の要部を示すブロック図である。
<Electrical configuration>
FIG. 4 is a block diagram showing a main part of the electrical configuration of the
コンバイン1には、全体の統括的な制御のための単一のメインECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)141と、個別の具体的な制御のための複数のECU142とが搭載されている。図4には、複数のECU142のうちの1つが示されている。図4に示されるECU142は、その機能により細分化されて、複数のECU142で構成されていてもよい。ECU141,142はいずれも、マイクロコントローラユニット(MCU:Micro Controller Unit)を含む構成である。
The
メインECU141は、個別の具体的な制御のための各ECU142と通信可能に接続されている。メインECU141は、各ECU142が各種センサの検出信号などから取得する情報を受信し、それらの各ECU142が制御に必要とする指令や情報を各ECU142に送信する。また、メインECU141には、運転台13の操作パネル18(図1参照)に配置されているメータパネル151が制御対象として接続されており、メインECU141は、メータパネル151に設けられている走行距離計などの各種の計器類や表示器152を制御する。表示器152は、たとえば、液晶表示器からなる。
The
図4に示されるECU142(以下、単に「ECU142」という。)には、主変速レバー21の操作位置に応じた検出信号を出力する主変速レバーセンサ153と、操向レバー22の操作位置に応じた検出信号を出力する操向レバーセンサ154と、左側の車軸91Lの回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する左側車速センサ155と、右側の車軸91Rの回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する右側車速センサ156とが接続されており、これらの検出信号が入力される。
The ECU 142 (hereinafter, simply referred to as “
また、ECU142には、左側HST33および右側HST34のそれぞれに含まれる前進圧力制御弁61に供給される電流値に応じた検出信号を出力する前進弁電流センサ157と、左側HST33および右側HST34のそれぞれに含まれる後進圧力制御弁63に供給される電流値に応じた検出信号を出力する後進弁電流センサ158と、左側HST33および右側HST34のそれぞれに含まれる油圧ポンプ41のポンプ斜板の位置(角度)に応じた検出信号を出力するポンプ斜板位置センサ159が接続されており、これらの検出信号が入力される。
Further, the
また、コンバイン1では、機体11の旋回制御のモード(旋回制御モード)として、ソフト旋回モード、ブレーキ旋回モードおよびスピン旋回モードが設定されている。そして、運転台13の操作パネル18には、旋回制御モードを切り替えるための旋回モードスイッチ161が設けられている。旋回モードスイッチ161は、ダイヤル式スイッチであり、その可動域には、旋回制御モードに対応したソフト位置、ブレーキ位置およびスピン位置が設定されている。旋回モードスイッチ161は、作業者の手指で摘ままれて回動操作されるノブを有し、ノブがソフト位置、ブレーキ位置およびスピン位置のいずれに位置するかによって異なる信号を出力する。
Further, in the
ECU142は、主変速レバーセンサ153、操向レバーセンサ154、左側車速センサ155、右側車速センサ156、前進弁電流センサ157、後進弁電流センサ158および旋回モードスイッチ161などの各種センサの検出信号から取得される情報、ならびにメインECU141および他のECU142から入力される情報に基づいて、機体11の走行および旋回を制御するために、エンジン31、左側HST33および右側HST34のそれぞれに含まれる前進圧力制御弁61、後進圧力制御弁63、低速切替弁76および高速切替弁77の動作ならびにセンタクラッチ131の動作を制御する。
The
<走行制御>
機体11の走行は、ECU142によって制御される。この走行制御では、主変速レバーセンサ153の検出信号から主変速レバー21の位置が取得される。
<Driving control>
The traveling of the
主変速レバー21の位置が停止位置であるときには、左側HST33および右側HST34のそれぞれについて、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流の制御により、それらの各開度が調節されて、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度が90°にされる。これにより、油圧ポンプ41から作動油が吐出されないので、油圧モータ42が回転せず、車軸91L,91Rに油圧モータ42の動力が伝達されない。よって、走行装置12が作動せず、機体11が停止している。
When the position of the main
主変速レバー21が停止位置から前側に傾動されると、左側HST33および右側HST34のそれぞれについて、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流の制御により、前進圧力制御弁61からサーボピストン58の第1圧力室62に供給される油圧が後進圧力制御弁63から第2圧力室64に供給される油圧よりも大きくされる。これにより、第1圧力室62と第2圧力室64とに差圧が生じ、この差圧により油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度が90°よりも小さくなる。その結果、油圧ポンプ41から作動油が吐出され、油圧モータ42がその作動油を受けて回転する。そして、油圧モータ42の回転(動力)が車軸91L,91Rに伝達されて、走行装置12の駆動輪123L,123Rがそれぞれ車軸91L,91Rと一体に前進方向に回転することにより、機体11が前進する。
When the main
主変速レバー21が停止位置から後側に傾動されると、左側HST33および右側HST34のそれぞれについて、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流の制御により、後進圧力制御弁63から第2圧力室64に供給される油圧が前進圧力制御弁61からサーボピストン58の第1圧力室62に供給される油圧よりも大きくされる。これにより、第1圧力室62と第2圧力室64とに差圧が生じ、この差圧により油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度が90°よりも大きくなる。その結果、油圧ポンプ41から作動油が前進時と逆方向に吐出され、油圧モータ42がその作動油を受けて前進時と逆方向に回転する。そして、油圧モータ42の回転(動力)が車軸91L,91Rに伝達されて、走行装置12の駆動輪123L,123Rがそれぞれ車軸91L,91Rと一体に後進方向に回転することにより、機体11が後進する。
When the main
機体11の前進時および後進時には、センタクラッチ131が係合される。センタクラッチ131の係合により、第2中間軸105と第3中間ギヤ113Rとが連結されて、第2中間軸105と第3中間ギヤ113Rとが一体回転するので、第4中間ギヤ114L,114Rが同速度で回転する。そのため、第5中間ギヤ115L,115Rが同速度で回転し、第6中間ギヤ116L,116Rが同速度で回転して、車軸91L,91Rが同速度で回転する。その結果、走行装置12の左右の駆動輪123L,123Rが同速度で回転されるので、機体11が優れた直進安定性で前進または後進する。
The
また、前進時または後進時に、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流の制御により、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度が変更されると、油圧ポンプ41からの作動油の吐出量が変化し、油圧モータ42の回転数が変化する。したがって、主変速レバー21の停止位置からの傾動量に応じて、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度を調節することにより、機体11の前進および後進の速度を無段階に変化させることができる。
Further, when the inclination angle of the pump diagonal plate of the
さらに、駆動伝達系32では、前述したように、低速切替弁76および高速切替弁77のオン/オフの切り替えにより、油圧モータ42の回転数が相対的に大きくなる高速段と相対的に小さくなる低速段との2段に切り替えることができる。したがって、その高速段と低速段との切り替えによっても、機体11の前進および後進の速度を変化させることができる。なお、運転台13の操作パネル18に副変速レバー(図示せず)が設けられて、その副変速レバーの操作により、高速段と低速段との切り替えが指示されるとよい。
Further, in the
<旋回制御>
機体11の直進(前進・後進)走行時に、操向レバー22が中央の直進位置から左側または右側の旋回位置に傾動操作されると、ECU142により、機体11を旋回させるための旋回制御が開始される。
<Turning control>
When the steering
旋回制御では、旋回モードスイッチ161の出力信号から、旋回モードスイッチ161の位置がソフト位置、ブレーキ位置またはスピン位置のいずれであるかが判別される。
In the turning control, it is determined from the output signal of the turning
旋回モードスイッチ161の位置がソフト位置である場合、旋回制御モードがソフト旋回モードに設定される。ソフト旋回モードでの通常旋回制御では、たとえば、旋回比の目標値である目標旋回比が0.3に設定される。そして、実際の旋回比(実旋回比)が目標旋回比に一致するように、左側HST33および右側HST34のそれぞれの前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流(油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度)が制御されることにより、旋回内側の走行装置12(駆動輪123L,123Rの一方)の回転速度が下げられる。
When the position of the
旋回比は、旋回外側の走行装置12に対する旋回内側の走行装置12の速度比であり、具体的には、旋回外側が左側である場合、左側の車軸91Lの回転速度に対する旋回内側である右側の車軸91Rの回転速度の比であり、旋回外側が右側である場合、右側の車軸91Rの回転速度に対する旋回内側である左側の車軸91Lの回転速度の比である。左側の車軸91Lの回転速度は、左側車速センサ155の検出信号から算出することができ、右側の車軸91Rの回転速度は、右側車速センサ156の検出信号から算出することができる。旋回外側が左側である場合、左側車速センサ155の検出信号から算出される車軸91Lの回転速度に対する右側車速センサ156の検出信号から算出される車軸91Rの回転速度の比を求めることにより、実旋回比を算出することができる。旋回外側が右側である場合、右側車速センサ156の検出信号から算出される車軸91Rの回転速度に対する左側車速センサ155の検出信号から算出される車軸91Lの回転速度の比を求めることにより、実旋回比を算出することができる。
The turning ratio is the speed ratio of the traveling
旋回モードスイッチ161の位置がブレーキ位置である場合、旋回制御モードがブレーキ旋回モードに設定される。ブレーキ旋回モードでの通常旋回制御では、たとえば、目標旋回比が0に設定される。そして、実旋回比が目標旋回比に一致するように、左側HST33および右側HST34のそれぞれの前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流が制御されることにより、旋回内側の走行装置12の回転速度が下げられる。目標旋回比が0であるとき、旋回内側の走行装置12の目標速度が0となる。したがって、旋回モードスイッチ161の位置がブレーキ位置である場合の通常旋回制御では、旋回内側の走行装置12が停止するように、左側HST33および右側HST34のそれぞれの前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流が制御される。
When the position of the turning
旋回モードスイッチ161の位置がスピン位置である場合、旋回制御モードがスピン旋回モードに設定される。スピン旋回モードでの通常旋回制御では、旋回内側の走行装置12の回転方向が逆転し、かつ、その旋回内側の走行装置12の回転速度の値に負の符号(−)を付して求められる旋回比の目標値(目標旋回比)が−0.3に設定される。そして、実旋回比が目標旋回比に一致するように、左側HST33および右側HST34のそれぞれの前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63に供給される電流が制御される。
When the position of the
<フェイルセーフ動作>
図5は、フェイルセーフ制御の流れを示すフローチャートである。
<Fail-safe operation>
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of fail-safe control.
走行制御を正常に行うことができない故障などの異常が発生した場合にコンバイン1を安全側に動作(フェイルセーフ動作)させるため、ECU142によって、フェイルセーフ制御が実行される。
Fail-safe control is executed by the
このフェイルセーフ制御では、前進弁電流センサ157および後進弁電流センサ158の検出信号から、左側HST33および右側HST34に対応するサーボ機構66に走行制御に影響を及ぼす異常が発生しているか否かが判別される(ステップS11)。
In this fail-safe control, it is determined from the detection signals of the forward valve
なお、以下では、左側HST33に対応するサーボピストン58を「左側のサーボ機構66」といい、右側HST34に対応するサーボピストン58を「右側のサーボ機構66」という。
In the following, the
サーボ機構66の異常として、たとえば、前進弁電流センサ157および後進弁電流センサ158の信号線が断線する故障を取り上げた場合、その断線故障には、左側のサーボ機構66の前進弁電流センサ157の断線故障、左側のサーボ機構66の後進弁電流センサ158の断線故障、右側のサーボ機構66の前進弁電流センサ157の断線故障および右側のサーボ機構66の後進弁電流センサ158の断線故障が含まれる。
As an abnormality of the
左側または右側のサーボ機構66の少なくとも一方に異常が発生していない場合(ステップS11のNO)、フェイルセーフ制御は、これより先に進まない。 If no abnormality has occurred in at least one of the left or right servo mechanism 66 (NO in step S11), the fail-safe control does not proceed further.
左側または右側のサーボ機構66の少なくとも一方に異常が発生した場合(ステップS11のYES)、その異常の発生に応じて、左側HST33および右側HST34の駆動が停止される(ステップS12)。左側HST33および右側HST34の駆動の停止により、機体11が停止する。
When an abnormality occurs in at least one of the left side or right side servo mechanism 66 (YES in step S11), the driving of the left side HST33 and the right side HST34 is stopped according to the occurrence of the abnormality (step S12). When the drive of the left side HST33 and the right side HST34 is stopped, the
その後、通常モードから緊急モードへの遷移の指示が入力されたか否かが判別される(ステップS13)。通常モードは、通常の走行制御が実行されるモードであり、緊急モードは、異常発生時に機体11を一時的に走行可能にするモードである。緊急モードへの遷移の指示は、運転台13のメータパネル151に設けられた操作部(たとえば、表示器152に重ねて配置されるタッチパネル)または操作パネル18に設けられたスイッチの操作により、ECU142に入力される。緊急モードへの遷移の指示が入力されるまで、左側HST33および右側HST34の駆動停止が維持され、機体11の走行が不能である。
After that, it is determined whether or not the instruction for transition from the normal mode to the emergency mode has been input (step S13). The normal mode is a mode in which normal travel control is executed, and the emergency mode is a mode in which the
緊急モードへの遷移の指示が入力されると(ステップS13のYES)、発生した異常が機体11の正常な前進走行を不能にする前進異常のみであるか否かが判別される(ステップS14)。たとえば、前進弁電流センサ157の断線故障のみが生じている場合、前進異常のみが発生していると判別される。
When the instruction for transition to the emergency mode is input (YES in step S13), it is determined whether or not the only abnormality that has occurred is the forward abnormality that makes it impossible for the
前進異常のみが発生している場合(ステップS14のYES)、前進指令が入力されたか否かが判別される(ステップS15)。具体的には、主変速レバーセンサ153の検出信号から、主変速レバー21が前側に傾動されたか否かが判別される。
When only the forward abnormality has occurred (YES in step S14), it is determined whether or not the forward command has been input (step S15). Specifically, it is determined from the detection signal of the main
主変速レバー21が前側に傾動された場合(ステップS15のYES)、センタクラッチ131が係合される(ステップS16)。
When the
そして、左側または右側のサーボ機構66のうち、正常に動作可能な左側または右側のサーボ機構66が制御されて、そのサーボ機構66に対応する左側HST33または右側HST34の油圧モータ42が前進方向に駆動される(ステップS17)。たとえば、左側のサーボ機構66の前進弁電流センサ157の断線故障のみが生じている場合、右側HST34の油圧モータ42が前進方向に駆動される。センタクラッチ131が係合しているので、左側HST33または右側HST34の油圧モータ42から出力される動力により、走行装置12の左右の駆動輪123L,123Rが同速度で前進方向に回転する。その結果、機体11が前進する。
Then, among the left or
前進指令が入力されない場合(ステップS15のNO)、後進指令が入力されたか否かが判別される(ステップS18)。具体的には、主変速レバーセンサ153の検出信号から、主変速レバー21が後側に傾動されたか否かが判別される。
When the forward command is not input (NO in step S15), it is determined whether or not the reverse command is input (step S18). Specifically, it is determined from the detection signal of the main
前進異常の発生時に主変速レバー21が後側に傾動された場合(ステップS18のYES)、機体11の正常な後進走行が可能であるから、通常モードでの走行制御と同じ制御により、左側HST33および右側HST34の油圧モータ42が後進方向に駆動される(ステップS19)。これにより、機体11が後進する。
When the
前進指令および後進指令のいずれも入力されない場合、つまり主変速レバー21が停止位置から傾動操作されない場合(ステップS18のNO)、操作パネル18に設けられているメインスイッチがエンジン31を停止させる「切」の位置に操作、つまりエンジン停止操作がなされたか否かが判別される(ステップS20)。
When neither the forward command nor the reverse command is input, that is, when the
エンジン停止操作がなされた場合(ステップS20のYES)、エンジン31が停止されて、フェイルセーフ制御が終了となる。エンジン停止操作がなされない場合(ステップS20のNO)、前進異常が発生しているか否かが再び判別される(ステップS14)。
When the engine stop operation is performed (YES in step S20), the
前進異常が発生していない場合(ステップS14のNO)、発生した異常が機体11の正常な後進走行を不能にする後進異常のみであるか否かが判別される(ステップS21)。たとえば、後進弁電流センサ158の断線故障のみが生じている場合、後進異常のみが発生していると判別される。
When no forward abnormality has occurred (NO in step S14), it is determined whether or not the generated abnormality is only the reverse abnormality that disables the normal reverse travel of the aircraft 11 (step S21). For example, when only the reverse valve
後進異常のみが発生している場合(ステップS21のYES)、後進指令が入力されたか否かが判別される(ステップS22)。具体的には、主変速レバーセンサ153の検出信号から、主変速レバー21が後側に傾動されたか否かが判別される。
When only the reverse movement abnormality has occurred (YES in step S21), it is determined whether or not the reverse movement command has been input (step S22). Specifically, it is determined from the detection signal of the main
主変速レバー21が後側に傾動された場合(ステップS22のYES)、センタクラッチ131が係合される(ステップS23)。
When the
そして、左側または右側のサーボ機構66のうち、正常に動作可能な左側または右側のサーボ機構66が制御されて、そのサーボ機構66に対応する左側HST33または右側HST34の油圧モータ42が後進方向に駆動される(ステップS24)。たとえば、右側のサーボ機構66の後進弁電流センサ158の断線故障のみが生じている場合、左側HST33の油圧モータ42が前進方向に駆動される。センタクラッチ131が係合しているので、左側HST33または右側HST34の油圧モータ42から出力される動力により、走行装置12の左右の駆動輪123L,123Rが同速度で前進方向に回転する。その結果、機体11が前進する。
Then, among the left or
後進指令が入力されない場合(ステップS22のNO)、前進指令が入力されたか否かが判別される(ステップS25)。具体的には、主変速レバーセンサ153の検出信号から、主変速レバー21が前側に傾動されたか否かが判別される。
When the reverse command is not input (NO in step S22), it is determined whether or not the forward command is input (step S25). Specifically, it is determined from the detection signal of the main
後進異常の発生時に主変速レバー21が前側に傾動された場合(ステップS25のYES)、機体11の正常な前進走行が可能であるから、通常モードでの走行制御と同じ制御により、左側HST33および右側HST34の油圧モータ42が前進方向に駆動される(ステップS26)。これにより、機体11が前進する。
When the
前進指令および後進指令のいずれも入力されない場合、つまり主変速レバー21が停止位置から傾動操作されない場合(ステップS25のNO)、エンジン停止操作がなされたか否かが判別される(ステップS20)。
When neither the forward command nor the reverse command is input, that is, when the
エンジン停止操作がなされた場合(ステップS20のYES)、エンジン31が停止されて、フェイルセーフ制御が終了となる。エンジン停止操作がなされない場合(ステップS20のNO)、前進異常が発生しているか否かが再び判別される(ステップS14)。
When the engine stop operation is performed (YES in step S20), the
なお、前進異常および後進異常の両方が生じている場合には(ステップS21のNO)、フェイルセーフ制御が終了される。 If both the forward abnormality and the reverse abnormality have occurred (NO in step S21), the fail-safe control is terminated.
<作用効果>
この構成によれば、エンジン31と左右一対の走行装置12との間には、駆動伝達系32が介在されている。駆動伝達系32には、左右一対の走行装置12のそれぞれに対応して、左側HST33および右側HST34が設けられている。左側HST33および右側HST34はいずれも、エンジン31の動力で駆動される油圧ポンプ41および油圧ポンプ41が吐出する圧油によって駆動される油圧モータ42を含む構成である。また、駆動伝達系32には、左側HST33および右側HST34のそれぞれに対応して、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度を制御するサーボ機構66が設けられている。左側HST33および右側HST34のポンプ斜板の傾斜角度の制御により、油圧ポンプ41からの油の吐出方向および流量が制御され、油圧モータ42の回転方向および回転数が制御される。
<Effect>
According to this configuration, a
サーボ機構66に故障などの異常が発生し、その異常が検出されると、コンバイン1の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作が実行される。フェイルセーフ動作では、左右一対の走行装置12の一方に対応するサーボ機構66の異常が検出されたことに応じて、フェイルセーフ動作として、まず、左右一対の走行装置12のそれぞれに対応する左側HST33および右側HST34の両方からの出力が停止される。これにより、コンバイン1の機体11を停止させることができ、機体11の停止により、コンバイン1の挙動を安定させることができる。
When an abnormality such as a failure occurs in the
走行装置12は、駆動伝達系32から動力が伝達される車軸91L,91Rを備えている。そして、駆動伝達系32は、車軸91L,91Rの回転数を一致させるために係合されるセンタクラッチ131を備えている。フェイルセーフ動作では、左側HST33および右側HST34の出力の停止後、次に、センタクラッチ131を係合させて、正常に動作するサーボ機構66に対応する左側HST33または右側HST34からの出力が継続するよう、その正常に動作するサーボ機構66が制御される。これにより、正常に動作するサーボ機構66に対応する左側HST33または右側HST34の油圧モータ42を駆動させることができ、その油圧モータ42からの動力により、コンバイン1の挙動を安定させつつ、機体11を走行させることができる。
The traveling
<他の実施形態>
図6は、他の実施形態に係るフェイルセーフ制御の流れを示すフローチャートである。
<Other Embodiments>
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of fail-safe control according to another embodiment.
走行制御では、主変速レバーセンサ153の検出信号から取得される主変速レバー21の位置に応じて、油圧ポンプ41のポンプ斜板の傾斜角度の制御目標値である目標斜板角度が設定される。また、ポンプ斜板位置センサ159の検出信号から、油圧ポンプ41のポンプ斜板の実際の傾斜角度(実斜板角度)が取得される。そして、目標斜板角度と実斜板角度との偏差が0に近づくように、サーボ機構66に含まれる前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63が制御される。
In the traveling control, the target swash plate angle, which is the control target value of the inclination angle of the pump swash plate of the
図6に示されるフェイルセーフ制御では、ECU142により、走行制御で設定される目標斜板角度が参照される(ステップS31)。また、走行制御で取得される実斜板角度が参照される(ステップS32)。
In the fail-safe control shown in FIG. 6, the
そして、目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されているか否かが判別される(ステップS33)。 Then, it is determined whether or not the state in which the deviation between the target swash plate angle and the actual swash plate angle is equal to or greater than a certain value is maintained for a certain period of time (step S33).
目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定未満である場合、または、目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上であって、その一定以上である状態が継続している時間が一定時間に満たない場合(ステップS33のNO)、目標斜板角度および実斜板角度が再び参照される(ステップS31,S32)。そして、それらの偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されているか否かが再び判別される(ステップS33)。 When the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle is less than a certain value, or when the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle is more than a certain value and is more than a certain value, the state continues. If the time spent is less than a certain time (NO in step S33), the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle are referred to again (steps S31 and S32). Then, it is determined again whether or not the state in which the deviations are equal to or higher than a certain value is maintained for a certain period of time (step S33).
目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されている場合(ステップS33のYES)、前進圧力制御弁61および後進圧力制御弁63の故障や前進弁電流センサ157および後進弁電流センサ158の信号線が断線する故障などの異常がサーボ機構66に発生していると判断される。この場合、エンジン31が停止される(ステップS34)。
When the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle is maintained for a certain period of time (YES in step S33), the forward
<作用効果>
このように、サーボ機構66に故障などの異常が発生して、その異常が検出された場合、エンジン31が停止される。エンジン31の停止により、油圧ポンプ41の駆動が停止されるので、コンバイン1の機体11を停止させることができる。機体11の停止により、コンバイン1の挙動を安定させることができる。
<Effect>
In this way, when an abnormality such as a failure occurs in the
<第3の実施形態>
図7は、第3の実施形態に係るフェイルセーフ制御の流れを示すフローチャートである。
<Third embodiment>
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of fail-safe control according to the third embodiment.
図7に示されるフェイルセーフ制御では、ECU142により、走行制御で設定される目標斜板角度が参照される(ステップS41)。また、走行制御で取得される実斜板角度が参照される(ステップS42)。
In the fail-safe control shown in FIG. 7, the
そして、目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されているか否かが判別される(ステップS43)。 Then, it is determined whether or not the state in which the deviation between the target swash plate angle and the actual swash plate angle is equal to or greater than a certain value is maintained for a certain period of time (step S43).
目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定未満である場合、または、目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上であって、その一定以上である状態が継続している時間が一定時間に満たない場合(ステップS43のNO)、目標斜板角度および実斜板角度が再び参照される(ステップS41,S42)。そして、それらの偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されているか否かが再び判別される(ステップS43)。 When the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle is less than a certain value, or when the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle is more than a certain value and is more than a certain value, the state continues. If the time spent is less than a certain time (NO in step S43), the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle are referred to again (steps S41 and S42). Then, it is determined again whether or not the state in which the deviations are equal to or higher than a certain value is maintained for a certain period of time (step S43).
目標斜板角度と実斜板角度との偏差が一定以上である状態が一定時間にわたって維持されている場合(ステップS43のYES)、サーボ機構66に異常が発生していると判断される。この場合、油圧モータ42のモータ斜板74が低速側に位置するよう、油圧モータ42に対応して設けられている低速切替弁76がオンにされ、高速切替弁77がオフにされる(ステップS44)。また、エンジン31がアイドリング状態にされる(ステップS45)。
When the deviation between the target swash plate angle and the actual swash plate angle is maintained for a certain period of time (YES in step S43), it is determined that an abnormality has occurred in the
その後、主変速レバー21が停止位置に戻されると(ステップS46のYES)、エンジン31が停止される(ステップS47)。
After that, when the
また、サーボ機構66に発生した異常(エラー)の状態(たとえば、目標斜板角度と実斜板角度との偏差の大きさなど)がECU142内の不揮発性メモリに記憶される(ステップS48)。 Further, the state of abnormality (error) generated in the servo mechanism 66 (for example, the magnitude of the deviation between the target sloping plate angle and the actual sloping plate angle) is stored in the non-volatile memory in the ECU 142 (step S48).
そして、エンジン31の始動が禁止されて(ステップS49)、フェイルセーフ制御が終了される。
Then, the start of the
<作用効果>
このように、サーボ機構66に故障などの異常が発生して、その異常が検出された場合、油圧モータ42のモータ斜板74が低速側にされて、エンジン31がアイドリング状態にされる。これにより、機体11を低速で走行させることができる。コンバイン1の挙動を安定させつつ、機体11の走行を確保することができ、コンバイン1を安全な位置まで移動させることができる。
<Effect>
In this way, when an abnormality such as a failure occurs in the
その後、主変速レバー21が停止位置(中立位置)に戻されると、エンジン31が停止される。また、エラー状態が不揮発性メモリに記憶されて、以降はそのエラー状態が解消されるまでエンジン31の始動が禁止される。これにより、コンバイン1の不安定な挙動を抑制することができる。
After that, when the
<変形例>
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することも可能であり、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
<Modification example>
Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments, and the above-described configuration is limited to the matters described in the claims. It is possible to make various design changes.
1:コンバイン(作業車両)
12:走行装置
21:主変速レバー(操作部材)
31:エンジン
32:駆動伝達系(動力伝達装置)
41:油圧ポンプ(ポンプ)
42:油圧モータ(モータ)
58:サーボピストン
61:前進圧力制御弁(前進制御弁)
63:後進圧力制御弁(後進制御弁)
66:サーボ機構
76:低速切替弁(制御弁)
77:高速切替弁(制御弁)
131:センタクラッチ(クラッチ)
142:ECU(制御装置、異常検出手段、フェイルセーフ手段、制御手段、記憶手段)
153 :主変速レバーセンサ(位置検出手段)
159 :ポンプ斜板位置センサ(斜板角度検出手段)
1: Combine (work vehicle)
12: Traveling device 21: Main speed change lever (operating member)
31: Engine 32: Drive transmission system (power transmission device)
41: Hydraulic pump (pump)
42: Hydraulic motor (motor)
58: Servo piston 61: Forward pressure control valve (forward control valve)
63: Reverse pressure control valve (reverse control valve)
66: Servo mechanism 76: Low speed switching valve (control valve)
77: High-speed switching valve (control valve)
131: Center clutch (clutch)
142: ECU (control device, abnormality detecting means, fail-safe means, control means, storage means)
153: Main speed change lever sensor (position detecting means)
159: Pump swash plate position sensor (swash plate angle detecting means)
Claims (7)
前記サーボ機構の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常の検出に応じて、前記作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作を実行するフェイルセーフ手段とを含み、
前記無段変速機および前記サーボ機構は、前記左右一対の走行装置のそれぞれに対応して設けられており、
前記フェイルセーフ手段は、前記異常検出手段により前記左右一対の走行装置の一方に対応する前記サーボ機構の異常が検出されたことに応じて、前記フェイルセーフ動作として、前記左右一対の走行装置のそれぞれに対応する前記無段変速機の両方からの出力が停止するよう、前記左右一対の走行装置のそれぞれに対応する前記サーボ機構を制御する、制御装置。 Controls the angle of an engine, a pair of left and right traveling devices, a stepless transmission including a pump driven by the power of the engine and a motor driven by pressure oil discharged from the pump, and a pump diagonal plate of the pump. A control device used for a work vehicle equipped with a servo mechanism and a power transmission device for transmitting the power of the motor to the pair of left and right traveling devices.
An abnormality detecting means for detecting an abnormality in the servo mechanism and
Including a fail-safe means for executing a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle in response to the detection of the abnormality by the abnormality detecting means.
The continuously variable transmission and the servo mechanism are provided corresponding to each of the pair of left and right traveling devices.
The fail-safe means performs the fail-safe operation of each of the pair of left and right traveling devices in response to the detection of an abnormality of the servo mechanism corresponding to one of the pair of left and right traveling devices by the abnormality detecting means. corresponding to the so that the output from both of the continuously variable transmission is stopped, controls the servo mechanism corresponding to each of the pair of left and right traveling devices, control devices.
前記サーボ機構の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常の検出に応じて、前記作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作を実行するフェイルセーフ手段とを含み、
前記走行装置は、前記動力伝達装置から動力が伝達される車軸を備え、
前記無段変速機および前記サーボ機構は、前記左右一対の走行装置のそれぞれに対応して設けられ、
前記動力伝達装置は、前記左右一対の走行装置のそれぞれに備えられる前記車軸の回転数を一致させるために係合されるクラッチを備えており、
前記フェイルセーフ手段は、前記異常検出手段により前記左右一対の走行装置の一方に対応する前記サーボ機構の異常が検出されたことに応じて、前記フェイルセーフ動作として、前記クラッチを係合させて、前記左右一対の走行装置の他方に対応する前記無段変速機からの出力が継続するよう、前記左右一対の走行装置の他方に対応する前記サーボ機構を制御する、制御装置。 Controls the angle of an engine, a pair of left and right traveling devices, a stepless transmission including a pump driven by the power of the engine and a motor driven by pressure oil discharged from the pump, and a pump diagonal plate of the pump. A control device used for a work vehicle equipped with a servo mechanism and a power transmission device for transmitting the power of the motor to the pair of left and right traveling devices.
An abnormality detecting means for detecting an abnormality in the servo mechanism and
Including a fail-safe means for executing a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle in response to the detection of the abnormality by the abnormality detecting means.
The traveling device includes an axle in which power is transmitted from the power transmission device.
The continuously variable transmission and the servo mechanism are provided corresponding to each of the pair of left and right traveling devices.
The power transmission device includes a clutch provided in each of the pair of left and right traveling devices and engaged to match the rotation speeds of the axles.
The fail-safe means engages the clutch as the fail-safe operation in response to the detection of an abnormality in the servo mechanism corresponding to one of the pair of left and right traveling devices by the abnormality detecting means. so that the output from the continuously variable transmission corresponding to the other of the pair of left and right traveling devices continues to control the servo mechanism corresponding to the other of the pair of left and right traveling devices, control devices.
前記サーボ機構の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常の検出に応じて、前記作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作を実行するフェイルセーフ手段とを含み、
前記サーボ機構は、前記ポンプ斜板と連動するサーボピストンと、前記サーボピストンに前記サーボピストンを所定の前進範囲内に位置させるための油圧を供給する前進制御弁と、前記サーボピストンに前記サーボピストンを所定の後進範囲内に位置させるための油圧を供給する後進制御弁とを備え、前記サーボピストンが前記前進範囲内に位置するときに、前記ポンプ斜板が前記ポンプから前進方向の圧油が吐出される角度をなし、前記サーボピストンが前記後進範囲内に位置するときに、前記ポンプ斜板が前記ポンプから後進方向の圧油が吐出される角度をなすように設けられており、
前記ポンプは、前記前進方向の圧油の供給により前記作業車両が前進する方向の動力を出力し、前記後進方向の圧油の供給により前記作業車両が後進する方向の動力を出力し、
前記フェイルセーフ手段は、前記異常検出手段により前記前進制御弁の異常が検出された場合には、前記フェイルセーフ動作として、前記後進制御弁の制御を許容し、前記異常検出手段により前記後進制御弁の異常が検出された場合には、前記フェイルセーフ動作として、前記前進制御弁の制御を許容する、制御装置。 Controls the angle of an engine, a pair of left and right traveling devices, a stepless transmission including a pump driven by the power of the engine and a motor driven by pressure oil discharged from the pump, and a pump diagonal plate of the pump. A control device used for a work vehicle equipped with a servo mechanism and a power transmission device for transmitting the power of the motor to the pair of left and right traveling devices.
An abnormality detecting means for detecting an abnormality in the servo mechanism and
Including a fail-safe means for executing a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle in response to the detection of the abnormality by the abnormality detecting means.
The servo mechanism includes a servo piston that interlocks with the pump diagonal plate, a forward control valve that supplies hydraulic pressure to the servo piston to position the servo piston within a predetermined forward range, and the servo piston to the servo piston. The servo piston is provided with a reverse control valve for supplying hydraulic pressure to position the servo piston within the forward range, and when the servo piston is located within the forward range, the pump swash plate is pressed from the pump in the forward direction. The servo piston is provided at an angle of discharge, and the pump diagonal plate is provided at an angle at which pressure oil in the reverse direction is discharged from the pump when the servo piston is located within the reverse range.
The pump outputs the power in the direction in which the work vehicle moves forward by supplying the pressure oil in the forward direction, and outputs the power in the direction in which the work vehicle moves backward by supplying the pressure oil in the reverse direction.
When an abnormality of the forward control valve is detected by the abnormality detecting means, the fail-safe means allows the reverse control valve to be controlled as the fail-safe operation, and the reverse control valve is allowed to be controlled by the abnormality detecting means. If the abnormality is detected, as the fail-safe operation, allowing control of the forward control valve, the control apparatus.
前記サーボ機構の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による異常の検出に応じて、前記作業車両の挙動を安定させるためのフェイルセーフ動作を実行するフェイルセーフ手段と、
前記操作部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記ポンプ斜板の角度を検出する斜板角度検出手段と、
前記ポンプ斜板の角度が前記位置検出手段により検出される前記操作部材の位置に応じた目標角度に一致するように、前記サーボ機構を制御する制御手段とを含み、
前記異常検出手段は、前記目標角度と前記斜板角度検出手段により検出される角度との偏差が一定以上である状態が一定時間維持された場合、前記サーボ機構が異常であることを検出し、
前記フェイルセーフ手段は、前記フェイルセーフ動作として、前記エンジンをアイドリング状態にする、制御装置。 Controls the angle of the engine, a pair of left and right traveling devices, a stepless transmission including a pump driven by the power of the engine and a motor driven by the pressure oil discharged from the pump, and a pump diagonal plate of the pump. A power transmission device provided with a servo mechanism and transmitting the power of the motor to the pair of left and right traveling devices, and an operating member operably provided between a forward position on one side and a reverse position on the other side with respect to a neutral position. It is a control device used for work vehicles equipped with
An abnormality detecting means for detecting an abnormality in the servo mechanism and
A fail-safe means that executes a fail-safe operation for stabilizing the behavior of the work vehicle in response to the detection of the abnormality by the abnormality detecting means.
A position detecting means for detecting the position of the operating member and
A swash plate angle detecting means for detecting the angle of the pump swash plate,
It includes a control means for controlling the servo mechanism so that the angle of the pump swash plate matches the target angle corresponding to the position of the operating member detected by the position detecting means.
When the deviation between the target angle and the angle detected by the swash plate angle detecting means is maintained for a certain period of time, the abnormality detecting means detects that the servo mechanism is abnormal.
The fail-safe means, as the fail-safe operation, the engine idling, the control apparatus.
前記フェイルセーフ手段は、前記フェイルセーフ動作として、前記制御弁を制御して、前記モータの斜板を前記第1角度にする、請求項4または5に記載の制御装置。 The power transmission device provides a control valve that switches the angle of the motor slop plate of the motor between a first angle at which the rotation of the motor is relatively low and a second angle at which the rotation of the motor is relatively high. Further prepare
The control device according to claim 4 or 5 , wherein the fail-safe means controls the control valve to make the swash plate of the motor the first angle as the fail-safe operation.
前記フェイルセーフ手段は、前記記憶手段に前記サーボ機構の異常が検出されたことが記憶されている間、前記エンジンの始動を禁止する、請求項4〜6のいずれか一項に記載の制御装置。 Further including a storage means for storing the detection of the abnormality when the abnormality of the servo mechanism is detected by the abnormality detecting means.
The control device according to any one of claims 4 to 6 , wherein the fail-safe means prohibits the start of the engine while the storage means stores that an abnormality of the servo mechanism has been detected. ..
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