JPH10262423A - 作業車の走行変速用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速操作系に動作異常が発生した場合であっ
ても、迅速に対処することが可能となる作業車の走行変
速用制御装置を提供する。 【解決手段】 車体走行変速用のベルト式無段変速装置
を変速操作する電動シリンダ３３と、この電動シリンダ
３３による実作動状態を検出する変速センサ３６と、こ
の変速センサ３６により検出される実作動状態が目標作
動状態になるように、電動シリンダ３３の作動を制御す
る制御装置３８とが備えられ、電動シリンダ３３を作動
させる制御を実行している状態において、変速センサ３
６の検出情報に基づいて電動シリンダ３３の作動速度を
検出し、検出された作動速度が設定許容値を下回ってい
れば、警報ランプ４２を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体走行変速用の
ベルト式無段変速装置を変速操作するアクチュエータ
と、このアクチュエータによる実作動状態を検出する作
動状態検出手段と、この作動状態検出手段により検出さ
れる実作動状態が目標作動状態になるように、前記アク
チュエータの作動を制御する制御手段とが備えられてい
る作業車の走行変速用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成の作業車の走行変速用制御装置
は、大きな変速操作力を必要とするベルト式無段変速装
置をアクチュエータにより変速操作させるようにして、
人為操作による変速操作を軽く行えるようにしたり、あ
るいは、目標車速になるように自動変速操作を行えるよ
うにしたものである。ところで、このような作業車の走
行変速用制御装置において、従来では、乗用型田植機に
適用したものとして、例えば特開平４‐１３１００６号
公報に示されるように、前記アクチュエータとしての電
動シリンダと、ベルト式無段変速装置とを、押し引きリ
ンク等の連係機構を介して連動連係させる構成として、
操作レバーの人為操作により設定される第１ポテンショ
メータの設定値と、前記作動状態検出手段としての第２
ポテンショメータの検出値（電動シリンダの作動量に対
応）とが合致するように電動シリンダを駆動させる手動
変速操作や、予め設定された速度（最低速度）になるよ
うに、又は、エンジン負荷が設定範囲になるように、自
動で変速操作させる自動変速操作等を行うように構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、田植機
等の作業車にあっては、例えば泥土等が飛散して前記連
係機構途中の接続箇所等に付着して、アクチュエータは
正常な動作を実行できるにもかかわらず連係機構が、拗
れやロック状態等機械的な動作異常に起因して円滑に作
動せずに、ベルト式無段変速装置の変速操作が良好に行
えなくなるおそれがある。

【０００４】ところで、上記従来構成においては、この
ような動作異常が発生した場合であっても、操作レバー
による速度設定は、アクチュエータの作動状態にかかわ
らず任意の位置まで自由に行えるので、上述したような
連係機構での動作異常が発生していることを操縦者が認
識するまでに時間がかかる場合がある。又、自動変速操
作中において、このような連係機構の機械的な動作異常
に起因して、アクチュエータとしての電動シリンダの駆
動を継続して、電動シリンダへの駆動電流が過大にな
り、電気駆動系が断線したり、アクチュエータ自身が動
作不能に陥る等のおそれがあり、このような点で未だ改
善の余地があった。

【０００５】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、アクチュエータによる変速操作系
に動作異常が発生した場合であっても、そのような異常
状態でアクチュエータの作動が長く継続する不利を未然
に回避して、迅速に対処することが可能となる作業車の
走行変速用制御装置を提供する点にある。

【０００６】

【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、警報作動を実行する警報手段が備えられ、
制御手段は、アクチュエータを作動させる制御を実行し
ている状態において、作動状態検出手段の検出情報に基
づいてアクチュエータの作動速度を検出するとともに、
その検出された作動速度が設定許容値を下回っていれ
ば、警報手段を作動させるように構成されている。

【０００７】従って、アクチュエータに対して作動すべ
き制御を実行しているにもかかわらず、アクチュエータ
の作動速度が予め設定された設定許容値を下回るよう
な、低速の状態か、あるいは、作動が停止しているよう
な状態であることが検出されると、アクチュエータによ
る変速操作系統のいずれかに異常があるものと判断して
警報手段を作動させることにより、異常があることを操
縦者に報知するのである。

【０００８】その結果、例えば、上述したような異常が
簡単な作業で修復可能な場合であれば、迅速に対策をと
ることで、その後の作業走行が継続可能となり、誤って
アクチュエータに対する作動制御を継続することに起因
してアクチュエータによる変速操作が動作不能の状態に
陥る等の不都合を未然に回避できるものとなる。

【０００９】請求項２に記載の特徴構成によれば、制御
手段は、警報手段を作動させるに伴って、アクチュエー
タの作動を停止させるように構成されているので、例え
ば、警報作動に対して人為操作によりアクチュエータの
作動を停止させるように構成する場合に較べて、時間遅
れの少ない状態で確実に作動を停止させることができ、
動作異常がある状態で誤ってアクチュエータに対する作
動制御を継続する時間を極力短いものにして、変速操作
が不能になるおそれをより少ないものにできる。

【００１０】請求項３に記載の特徴構成によれば、制御
手段は、人為操作に基づいて指令される目標作動状態に
なるようにアクチュエータの作動を制御する手動変速状
態と、起動指令に基づいて、予め設定された目標作動状
態になるようにアクチュエータの作動を制御する自動変
速状態とに切り換え自在に構成されている。

【００１１】手動変速状態では、人為操作にて指令され
た目標作動状態になるようにアクチュエータが作動制御
されて、無段変速装置が人為操作に対応する速度に変速
操作される。自動変速状態では、人為操作による指令に
かかわらず、予め設定された目標作動状態（変速状態）
になるようにアクチュエータが制御される。このような
自動変速状態は、例えば、人為指令に対応する速度にて
走行中に、エンジンの負荷が適正範囲になるように自動
的に増減速させたり、あるいは、走行行程の終端部付近
にて作業用クラッチの切り操作により旋回操作の為に自
動的に減速させる場合等に利用することで、走行経路途
中での作動用走行時には人為操作による変速操作が行え
る利点を活かしながら、走行上の安全性や作業能率の向
上等を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る作業車の走行
変速用の制御装置について、乗用型田植機に適用した場
合について説明する。

【００１３】図１に示すように、ステアリング操作され
る駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２を備えた
走行機体３の前部のボンネット内に、エンジン４を搭載
するとともに、エンジン４からの動力が伝えられるベル
ト式無段変速装置Ｖとミッションケース５の夫々を配置
し、又、走行機体３の後部に運転座席６を備え、機体後
端部に対してリフトシリンダ７で駆動昇降するリンク機
構８を介して苗植付装置Ａを昇降操作自在に連結して乗
用型田植機を構成している。

【００１４】前記苗植付装置Ａは、苗載せ台９に載置し
たマット状苗の下端から植付爪を備えた植付機構１０に
より１株づつ切り出して圃場面に植えつけるように構成
され、この苗植付装置Ａの下部には複数の整地フロート
１１が設けられている。この整地フロート１１は、後部
側の横軸芯周りで設定範囲で上下揺動自在に支持されて
いる。

【００１５】運転座席６の右側部には、苗植付装置Ａの
昇降とミッションケース５に内装される植付クラッチＢ
の入切とを指令するための昇降レバー１２が備えられ、
この昇降レバー１２は、図３に示すように、ガイド孔１
３に形成された経路における「下降」位置より前方側に
操作することで苗植付装置Ａを下降させ、「上昇」位置
より後方側に操作することで苗植付装置Ａを上昇させ、
「中立」位置ではそのままのレベルに維持するように構
成され、又、「入」位置に操作すると、苗植付装置Ａを
下降させた状態で植付クラッチＢが入り操作されるとと
もに、後述するような自動昇降制御が行われる。「切」
位置に操作すると植付クラッチＢが切り操作され、「自
動」位置に操作すると、後述するような強制昇降レバー
１９の操作に基づく苗植付装置Ａの昇降が許容される共
に、苗植付装置Ａの上昇時には植付クラッチＢが自動的
に切り操作されるように構成されている。尚、この昇降
レバー１２の基端部には、図２に示すように、この昇降
レバー１２の操作位置を計測するポテンショメータ型の
昇降レバーセンサ１４が備えられ、この昇降レバーセン
サ１４の検出情報に基づいて上記したような苗植付装置
Ａの昇降操作並びに植付クラッチＢの入切操作が実行さ
れるようになっている。

【００１６】前記整地フロート１１の前部の上下方向の
変位量からその揺動量を、対泥面高さの情報として計測
するフロートセンサ１５が設けられ、苗植付装置Ａによ
る植付け作業時には、このフロートセンサ１５の出力と
制御感度設定器１６の設定値とが釣り合うようにリフト
シリンダ７を制御する自動昇降制御が実行されるように
構成されている。つまり、設定値に対応する整地フロー
ト１１の姿勢が前下がり状態であれば、泥面の凹凸に対
する上下揺動の検出感度が敏感になり、逆に前上がり状
態であれば鈍感になるのである。又、図１に示すよう
に、リンク機構８の基端部には苗植付装置Ａが上限まで
上昇したことを検出するリンクスイッチ１７が設けられ
ている。植付クラッチＢは電動モータ（図示せず）の作
動で入り切り操作されるように構成され、図４に示すよ
うに、植付クラッチＢの近傍位置にはクラッチの入り切
り状態を検出する植付クラッチスイッチ２６が設けられ
ている。

【００１７】図２に示すように、ステアリングハンドル
１８のポスト部の右側面には、略水平姿勢となる中立位
置Ｎに向けて図示しないバネより復帰付勢されるととも
に、苗植付装置Ａを上限位置まで上昇させる上昇位置Ｕ
と、苗植付装置Ａを苗植付け用の自動昇降制御を行うレ
ベルまで下降させる下降位置Ｄとに操作自在な強制昇降
レバー１９が設けられ、この強制昇降レバー１９の基端
部に該レバー１９の操作位置を検出する強制昇降スイッ
チ２０が備えられている。この強制昇降スイッチ２０
は、苗植付装置Ａを自動昇降制御を行うレベルまで下降
させた後に、再度、強制昇降レバー１９を下降位置Ｄに
操作することで植付クラッチＢを入り操作させる機能も
持たせている。

【００１８】ステアリングハンドル１８の左側部には、
図４に示すように、ミッションケース５に内装されたギ
ア式の変速機構２１を変速操作させる主変速レバー２２
が備えられ、この主変速レバー２２は、走行系の動力を
遮断する中立位置Ｎ、苗植付作業に適した比較的低い走
行速度に設定する前進１速位置Ｆ１、この作業用走行速
度よりも高速の路上走行用の走行速度に設定する前進２
速位置Ｆ２、及び、後進走行用の後進位置Ｒの夫々に操
作自在に構成されている。尚、この主変速レバー２２の
基端部には、この主変速レバー２２が前進１速位置Ｆ１
に操作されていることを検出する変速スイッチ２４が設
けられている。ステアリングハンドル１８のポスト部の
下方側の運転座席６側には、ミッションケース５に内装
される主クラッチＣを入り切り操作する主クラッチペダ
ル３７が設けられ、この主クラッチペダル３７はクラッ
チ入り位置に復帰付勢され、この付勢力に抗して踏み操
作することでクラッチ切り位置に操作されるように構成
されている。そして、この主クラッチペダル３７の近く
には、クラッチ切り操作されたことを検出する主クラッ
チスイッチ４１（図５参照）が設けられている。そし
て、運転座席６前方の操縦パネル部には前記無段変速装
置Ｖを最低速度Ｍｉｎから最大速度Ｍａｘまで無段階に
変速操作する副変速レバー２３が備えられ、この副変速
レバー２３の基端部には、この副変速レバー２３の操作
位置を検出するポテンショメータ型の速度設定器２５が
設けられている。

【００１９】図４に示すように、前記無段変速装置Ｖ
は、エンジン４の出力軸４ａに備えた駆動プーリ２８
と、ミッションケース５の入力軸５ａに備えた従動プー
リ２９とにわたって伝動ベルト３０が巻回され、この伝
動ベルト３０に張力を作用させるテンションプーリ３１
が設けられている。駆動プーリ２８及び従動プーリ２９
は夫々回転軸芯方向に沿うプーリ間隔、即ち、伝動ベル
ト３０の巻回径を可変調節自在な割りプーリ形式で構成
されるとともに、夫々のプーリ２８，２９のベルト巻回
径を同時に且つ背反的に変更する操作機構３２が設けら
れている。この操作機構３２は、図示はしないが、前記
各プーリ２８，２９の横側に、各軸４ａ，５ａの軸芯周
りで回動操作させることでプーリ間隔を変更させるカム
機構３２ａ，３２ｂが備えられ、それらを連結ロッド３
２ｃで一体的に同方向に回動するように連係され、回動
することにより各プーリ２８，２９のベルト巻回径が背
反的に、即ち、いずれか一方のプーリのプーリ巻回径が
大になるときは他方のプーリのプーリ巻回径が小さくな
るように変更されて無段階に変速操作されるようになっ
ている。

【００２０】この無段変速装置Ｖを変速操作するアクチ
ュエータとしての電動シリンダ３３が運転座席６の下方
側に位置させて設けられている。この電動シリンダ３３
は、電動モータとネジ送り機構等が内装されて、例え
ば、電動モータによりネジ送り機構における回転のみ自
在に支持された雌ネジを回転させることにより、この雌
ネジに螺合したロッドがネジ送り作用によりスライド操
作されるようになっている。

【００２１】前記電動シリンダ３３は、略くの字型に形
成されて機体固定部分に枢支された揺動リンク３４と、
押し引きロッド３５を介して無段変速装置Ｖの操作機構
３２に連動連係され、電動シリンダ３３の駆動によって
無段変速装置Ｖを変速操作できるように構成されてい
る。尚、揺動リンク３４の固定部分に対する揺動支点部
には、揺動リンク３４の揺動量に基づいて、電動シリン
ダ３３の実操作量（実作動状態）を検出する作動状態検
出手段としてのポテンショメータ型の変速センサ３６が
設けられている。

【００２２】図５に示すように、マイクロコンピュータ
を利用した制御手段としての制御装置３８が設けられ、
この制御装置３８は、前記昇降レバーセンサ１４、強制
昇降スイッチ２０、植付クラッチスイッチ２６、リンク
スイッチ１７、制御感度設定器１６、フロートセンサ１
５等の検出情報に基づいて、リフトシリンダ７に対する
電磁操作式の油圧制御弁３９を切り換え操作して、上述
したような苗植付装置Ａの昇降動作や自動昇降制御を実
行するように構成されている。又、この制御装置３８
は、速度設定器２５、変速センサ３６、主クラッチスイ
ッチ４１、強制昇降スイッチ２０等の検出情報に基づい
て、無段変速装置Ｖを変速する制御を実行するように構
成されている。つまり、苗植付け作業を行う場合に、通
常の走行状態では、副変速レバー２３にて設定された走
行速度になるように、電力トランジスタを有するドライ
バ４０を介して電動シリンダ３３を制御する手動変速制
御を実行し、植付行程の終端付近にて強制昇降レバー１
９の切り換え操作により苗植付装置Ａが強制上昇された
場合や、主クラッチＣが切り操作された場合等におい
て、予め設定された設定速度まで自動的に減速操作する
ように前記ドライバ４０を介して電動シリンダ３３を制
御する自動減速制御を実行するように構成されている。

【００２３】又、この制御装置３８は、電動シリンダ３
３を作動させる制御を実行している状態において、変速
センサ３６の検出情報に基づいて電動シリンダ３３の作
動速度を検出するとともに、その検出された作動速度が
設定許容値を下回っていれば、操縦部パネルに設けられ
た警報手段としての警報ランプ４２を作動させるように
構成されている。

【００２４】以下、制御装置３８の変速制御動作につい
て図６に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、
この制御が実行されるときは、昇降レバー１２が「自
動」位置に操作されていることが条件となる。先ず、後
述するような警報作動が実行されずに、主クラッチスイ
ッチ４１の検出情報に基づいて主クラッチＣが切り操作
状態であれば、無段変速装置Ｖが最低速状態になるよう
に電動シリンダ３３を操作させて、その状態を保持する
（ステップ１，２，３）。そして、主クラッチＣが入り
操作されると、無段変速装置Ｖが最低速状態からゆっく
りと徐々に高速側に操作され、副変速レバー２３の操作
に基づいて速度設定器２５にて設定された設定車速にな
るまで増速するように、電動シリンダ３３を操作させ
（ステップ４，５）、その後はその設定車速に保持する
（ステップ６）。このようにして、車体の発進時にゆっ
くりと車体が発進するようにしている。尚、設定車速に
なるように制御する場合には、具体的には、副変速レバ
ー２３の操作に基づいて設定される速度設定器２５の出
力（電圧値）と、変速センサ３６にて検出される電動シ
リンダ３３の実操作量の出力（電圧値）とが合致するよ
うに電動シリンダ３３を操作させることになる。

【００２５】その後、強制昇降レバー１９の操作（即
ち、強制昇降スイッチ２０の検出情報）に基づいて苗植
付装置Ａを下降させる操作及びそれに付随して植付クラ
ッチＢの入操作が実行されると、後述するような自動減
速操作が実行されていれば前記増速操作させて設定車速
になるように制御する（ステップ７，８，９）。このよ
うにして設定車速で植付け走行が実行される。そして、
植付け条（走行行程）の終端部に達して強制昇降レバー
１９の操作に基づく強制昇降スイッチ２０の検出情報に
基づいて苗植付装置Ａの上昇操作（植付クラッチＢの切
り操作も含む）が行われると、そのとき主変速レバー２
２が前進１速位置Ｆ１にあれば、電動シリンダ３３を操
作して、無段変速装置Ｖが設定車速に対応する操作状態
から予め設定されている低速状態（例えば最低速状態）
になるように自動的に減速操作させる（ステップ１０，
１１，１２）。このようにして、低速状態で車体を次回
の植付け条（走行行程）の始端位置に向けて旋回走行さ
せることができる。尚、次回植付け条での植付け開始の
為に苗植付装置Ａを下降させると、ステップ７〜９の制
御により設定車速での植付け作業走行が開始されること
になる。又、途中で主クラッチＣの切り操作により走行
停止させた後は、ステップ２〜６の制御により常に最低
速からゆっくりと発進することになる。

【００２６】そして、制御装置３８は、上述したような
電動シリンダ３３による無段変速装置Ｖの変速操作を実
行すべき制御状態において、前記変速センサ３６の検出
情報に基づいて、電動シリンダ３３の作動速度を検出す
るとともに、その検出された作動速度が設定許容値を下
回っているか否かを判別するようにして（ステップ１
３）、電動シリンダ３３の作動が適正な状態で実行され
ているか否かを監視するようにしている。つまり、前記
変速センサ３６の検出値を設定単位時間毎に読み込み、
それらの情報から単位時間当たりの電動シリンダ３３の
作動量、即ち、作動速度を検出するようにしている。そ
して、作動速度が許容下限値以下になったことが検出さ
れるとすぐに操縦部パネルに設けられた警報ランプ４２
を点灯作動させて、動作異常であることを操縦者に報知
するとともに、それ以後の電動シリンダ３３の作動を停
止させる（ステップ１４，１５）。このような警報作動
状態が実行されていれば、上述したような変速操作は実
行されないようにしている（ステップ１）。

【００２７】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、警報作動が実行されるに伴っ
て電動シリンダ３３の作動を停止させる構成としたが、
このような構成に限らず、警報作動のみを実行する構成
としてもよく、又、このような構成とした場合に、電動
シリンダ３３の作動状態を強制的に切り操作させる人為
操作具を別に備えて、警報作動に伴ってこの人為操作具
を人為操作させて電動シリンダ３３の作動を停止させる
構成を併用するようにしてもよい。

【００２８】（２）上記実施形態では、副変速レバー２
３による設定車速になるように操作する手動変速状態
と、予め設定された車速になるように自動減速させる自
動減速状態とに切り換えられる構成としたが、いずれか
一方の制御のみを実行する制御形態で実施する構成とし
てもよい。

【００２９】（３）上記実施形態では、警報手段とし
て、警報ランプを点灯させる構成としたが、警報ランプ
による警報作動に加えてブザーを鳴らしたり、合成音に
て動作異常であることを操縦者に報知する構成等、各種
の方法で警報することもできる。

【００３０】（４）上記実施形態では、アクチュエータ
として電動シリンダを例示したが、油圧式アクチュエー
タ等の他のアクチュエータでもよく、又、作業車として
乗用型田植機の場合を例示したが、トラクター等の田植
機以外の作業車にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図

【図２】操縦部の側面図

【図３】昇降レバーの操作状態を示す図

【図４】変速操作構成を示す側面図

【図５】制御ブロック図

【図６】制御動作のフローチャート

【符号の説明】

３３ アクチュエータ ３６ 作動状態検出手段 ３８ 制御手段 ４２ 警報手段 Ｖ 無段変速装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:44

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体走行変速用のベルト式無段変速装置
   を変速操作するアクチュエータと、このアクチュエータ
   による実作動状態を検出する作動状態検出手段と、この
   作動状態検出手段により検出される実作動状態が目標作
   動状態になるように、前記アクチュエータの作動を制御
   する制御手段とが備えられている作業車の走行変速用制
   御装置であって、 警報作動を実行する警報手段が備えられ、 前記制御手段は、 前記アクチュエータを作動させる制御を実行している状
   態において、前記作動状態検出手段の検出情報に基づい
   て前記アクチュエータの作動速度を検出するとともに、
   その検出された作動速度が設定許容値を下回っていれ
   ば、前記警報手段を作動させるように構成されている作
   業車の走行変速用制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、 前記警報手段を作動させるに伴って、前記アクチュエー
   タの作動を停止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用制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、 人為操作に基づいて指令される目標作動状態になるよう
   に前記アクチュエータの作動を制御する手動変速状態
   と、 起動指令に基づいて、予め設定された目標作動状態にな
   るように前記アクチュエータの作動を制御する自動変速
   状態とに切り換え自在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用制御装置。