(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速操作体の変速位置を中立位置から増速側に操作することによってエンジンの出力を無段階に変速自在な無段変速装置と、前記変速操作体を操作するアクチュエータと、前記無段変速装置の出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段と、前記変速操作体の変速位置を検出する変速位置検出手段と、前記出力回転速度検出手段にて検出される出力回転速度が目標回転速度になるように前記アクチュエータを制御する回転速度制御を実行する変速制御手段とが備えられ、
前記変速制御手段が、前記回転速度制御において、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差、前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置、及び、制御ゲインに基づいて、前記変速操作体を操作すべき目標変速位置を求めて、前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置が前記目標変速位置になるように前記アクチュエータを制御するように構成されている作業機の変速制御装置であって、
前記変速操作体の変速位置が単位量変化したときの前記出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で前記制御ゲインを求める制御ゲイン算出手段が備えられ、
前記無段変速装置が旋回用の無段変速装置として備えられ、その旋回用の無段変速装置とは別に、変速操作体の変速位置を中立位置から増速側に操作することによって前記エンジンの出力を無段階に変速自在な直進用の無段変速装置が備えられ、
前記直進用の無段変速装置を変速操作する手動操作式の変速操作具と、前記直進用の無段変速装置の出力回転速度を検出する直進用出力回転速度検出手段と、前記直進用の無段変速装置における変速操作体の変速位置を検出する直進用変速位置検出手段と、直進、右方向への旋回、及び、左方向への旋回を指令する旋回指令手段と、左右一対の走行装置と、前記直進用の無段変速装置の変速出力を前記左右一対の走行装置の夫々に伝達する直進用伝動状態、前記直進用の無段変速装置の変速出力を右側の走行装置に伝達し且つ前記旋回用の無段変速装置の変速出力を左側の走行装置に伝達する左旋回用伝動状態、及び、前記直進用の無段変速装置の変速出力を左側の走行装置に伝達し且つ前記旋回用の無段変速装置の変速出力を右側の走行装置に伝達する右旋回用伝動状態に切り換え自在な伝動状態切換手段とが備えられ、
前記変速制御手段は、
前記旋回指令手段にて直進が指令されると、前記伝動状態切換手段を前記直進用伝動状態に切り換えて、前記直進用の無段変速装置の出力回転速度を前記旋回用の無段変速装置における前記目標回転速度として設定して、前記回転速度制御を実行するように構成され、
前記旋回指令手段にて右方向への旋回が指令されると前記伝動状態切換手段を前記右旋回用伝動状態に切り換え、前記旋回指令手段にて左方向への旋回が指令されると前記伝動状態切換手段を前記左旋回用伝動状態に切り換えるように構成され、且つ、
前記右方向への旋回又は左方向への旋回が指令されると、前記左右一対の走行装置の速度比率が旋回用の目標速度比率になるように前記旋回用の無段変速装置における前記目標回転速度を設定して、前記回転速度制御を実行するように構成されている作業機の変速制御装置。
【請求項２】
前記制御ゲイン算出手段が、前記出力回転速度検出手段にて検出される出力回転速度及び前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置に基づいて、前記制御ゲインを求めるように構成されている請求項１記載の作業機の変速制御装置。
【請求項３】
前記制御ゲイン算出手段が、前記直進用出力回転速度検出手段にて検出される前記直進用の無段変速装置における前記出力回転速度、及び、前記直進用変速位置検出手段にて検出される前記直進用の無段変速装置における前記変速操作体の変速位置に基づいて、前記制御ゲインを求めるように構成されている請求項１記載の作業機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速操作体の変速位置を中立位置から増速側に操作することによってエンジンの出力を無段階に変速自在な無段変速装置と、前記変速操作体を操作するアクチュエータと、前記無段変速装置の出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段と、前記変速操作体の変速位置を検出する変速位置検出手段と、前記出力回転速度検出手段にて検出される出力回転速度が目標回転速度になるように前記アクチュエータを制御する回転速度制御を実行する変速制御手段とが備えられ、前記変速制御手段が、前記回転速度制御において、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差、前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置、及び、制御ゲインに基づいて、前記変速操作体を操作すべき目標変速位置を求めて、前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置が前記目標変速位置になるように前記アクチュエータを制御するように構成されている作業機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記作業機の変速制御装置は、作業機の一例として例えばコンバインに搭載され、走行駆動用の無段変速装置として使用されるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。そして、従来では、前記偏差から前記目標変速位置を求めるために使用される制御ゲインは常に同じ値が用いられるものとなっていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６３２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来構成では、変速操作体の目標操作位置を求めるための制御ゲインが常に同じ値であることから、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差が同じであれば、変速操作体を目標操作位置へ移動させるためのアクチュエータによる目標操作量が常に同じ値になる。
【０００５】
しかし、上記したようなコンバイン等の作業機においては、搭載されるエンジンの回転速度は走行負荷や作業負荷の変動等に起因して変化するものであり、それに伴って前記無段変速装置に対する入力回転速度が変化することになる。そして、前記無段変速装置に対する入力回転速度が高速側に変化している場合と低速側に変化している場合とでは、前記アクチュエータによって前記変速操作体の変速位置が単位量変化するように操作されたときの出力回転速度の変化量は異なるものである。言い換えると、出力回転速度を一定量だけ変化させるのに必要となる変速操作体の操作量は異なる値となる。
【０００６】
図面を用いて説明を加えると、図９に、無段変速装置において、入力回転速度が変化したときにおける変速操作体の変速位置と出力回転速度との関係を示しているが、入力回転速度が高速側の値に変化している場合であれば、図９のラインＬ５で示すように、変速操作体の変速位置が単位量Δθ変化したときの出力回転速度の単位変化量Δｒｐｍは大きめの値になるが、入力回転速度が高速側の値より低下した中間的な値に変化している場合であれば、ラインＬ６で示すように変速操作体の変速位置が単位量Δθ変化したときの出力回転速度の単位変化量ΔｒｐｍはラインＬ５の時に比べて小さめの値になる。又、入力回転速度が更に低下して低速側の値に変化している場合であれば、ラインＬ７で示すように変速操作体の変速位置が単位量Δθ変化したときの出力回転速度の単位変化量ΔｒｐｍはラインＬ６の時よりも更に小さめの値になる。
【０００７】
その結果、上記従来構成のように、入力回転速度の変化にかかわらず、出力回転速度と目標回転速度との偏差が同じときには常に同じ値の目標操作量でアクチュエータが制御される構成では、例えば、制御ゲインとして中間的な値の入力回転速度において適切な制御が行えるようにしている場合であれば、入力回転速度が高速側に変化しているときに、変速操作体の操作量が回転速度の偏差に対して大き過ぎてオーバーシュートしたり、入力回転速度が低速側に変化しているときに変速操作体の操作量が不足して制御遅れが発生する等、回転速度制御を適正に行うことができないおそれがあるという不利な面があった。
【０００８】
本発明の目的は、入力回転速度の変化にかかわらず、回転速度制御を適正に行うことが可能となる作業機の変速制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る作業機の変速制御装置は、変速操作体の変速位置を中立位置から増速側に操作することによってエンジンの出力を無段階に変速自在な無段変速装置と、前記変速操作体を操作するアクチュエータと、前記無段変速装置の出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段と、前記変速操作体の変速位置を検出する変速位置検出手段と、前記出力回転速度検出手段にて検出される出力回転速度が目標回転速度になるように前記アクチュエータを制御する回転速度制御を実行する変速制御手段とが備えられ、
前記変速制御手段が、前記回転速度制御において、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差、前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置、及び、制御ゲインに基づいて、前記変速操作体を操作すべき目標変速位置を求めて、前記変速操作体が前記目標変速位置になるように前記アクチュエータを制御するように構成されているものであって、その第１特徴構成は、前記変速操作体の変速位置が単位量変化したときの前記出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で前記制御ゲインを求める制御ゲイン算出手段が備えられ、前記無段変速装置が旋回用の無段変速装置として備えられ、その旋回用の無段変速装置とは別に、変速操作体の変速位置を中立位置から増速側に操作することによって前記エンジンの出力を無段階に変速自在な直進用の無段変速装置が備えられ、前記直進用の無段変速装置を変速操作する手動操作式の変速操作具と、前記直進用の無段変速装置の出力回転速度を検出する直進用出力回転速度検出手段と、前記直進用の無段変速装置における変速操作体の変速位置を検出する直進用変速位置検出手段と、直進、右方向への旋回、及び、左方向への旋回を指令する旋回指令手段と、左右一対の走行装置と、前記直進用の無段変速装置の変速出力を前記左右一対の走行装置の夫々に伝達する直進用伝動状態、前記直進用の無段変速装置の変速出力を右側の走行装置に伝達し且つ前記旋回用の無段変速装置の変速出力を左側の走行装置に伝達する左旋回用伝動状態、及び、前記直進用の無段変速装置の変速出力を左側の走行装置に伝達し且つ前記旋回用の無段変速装置の変速出力を右側の走行装置に伝達する右旋回用伝動状態に切り換え自在な伝動状態切換手段とが備えられ、前記変速制御手段は、前記旋回指令手段にて直進が指令されると、前記伝動状態切換手段を前記直進用伝動状態に切り換えて、前記直進用の無段変速装置の出力回転速度を前記旋回用の無段変速装置における前記目標回転速度として設定して、前記回転速度制御を実行するように構成され、前記旋回指令手段にて右方向への旋回が指令されると前記伝動状態切換手段を前記右旋回用伝動状態に切り換え、前記旋回指令手段にて左方向への旋回が指令されると前記伝動状態切換手段を前記左旋回用伝動状態に切り換えるように構成され、且つ、前記右方向への旋回又は左方向への旋回が指令されると、前記左右一対の走行装置の速度比率が旋回用の目標速度比率になるように前記旋回用の無段変速装置における前記目標回転速度を設定して、前記回転速度制御を実行するように構成されている点にある。
【００１０】
第１特徴構成によれば、前記制御ゲイン算出手段は、前記変速操作体の変速位置が単位量変化したときの前記出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で、変速操作体を操作すべき目標変速位置を求めるときの前記制御ゲインを求めることになる。そして、変速制御手段は、そのようにして求めた制御ゲイン、出力回転速度と目標回転速度との偏差、及び、変速位置検出手段にて検出される変速操作体の変速位置に基づいて、変速操作体を操作すべき目標変速位置を求めて、変速操作体が目標変速位置になるようにアクチュエータを制御することになる。
【００１１】
ところで、前記エンジンの出力における回転速度が変化して、無段変速装置に対する入力回転速度が低めに変化すると、変速操作体の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の単位変化量も小さめの値になる。言い換えると、出力回転速度を一定量だけ変化させるのに必要となる変速操作体の操作量は大きめの値となる。一方、入力回転速度が高めに変化したときには、変速操作体の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の単位変化量が大きめの値になる。言い換えると、出力回転速度を一定量だけ変化させるのに必要となる変速操作体の操作量は小さめの値となる。
【００１２】
そこで、上記したように、変速操作体の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で前記制御ゲインを求めることから、入力回転速度が低めに変化すると制御ゲインが大きめの値として求められ、入力回転速度が高めに変化すると制御ゲインが小さめの値として求められることになる。つまり、入力回転速度が変化した場合であっても、回転速度の偏差が同じであれば、変速操作体に対する目標操作量を同じか又はほぼ同じ量にすることが可能となる。その結果、変速操作体の操作量が回転速度の偏差に対して大き過ぎてオーバーシュートしたり、変速操作体の操作量が不足して制御遅れが発生する等の不利の生じない状態で、適正に回転速度制御を行うことが可能となるのである。
【００１３】
従って、入力回転速度の変化にかかわらず、回転速度制御を適正に行うことが可能となる作業車の変速制御装置を提供できるに至った。
【００１４】
第１特徴構成によれば、前記旋回指令手段にて直進が指令されて直進走行する状態においては、手動操作式の変速操作具の指令に応じて変速される直進用の無段変速装置の変速出力を左右一対の走行装置の夫々に伝達することで左右の走行装置を同じ速度で駆動して直進性を確保するようにしながら、前記旋回指令手段にて旋回が指令されて旋回走行する状態においては、旋回方向とは反対側に位置する走行装置を直進用の無段変速装置にて駆動し、旋回側に位置する走行装置を旋回用の無段変速装置にて駆動する状態に切り換えて、左右一対の走行装置の速度比率が旋回用の目標速度比率になるように旋回用の無段変速装置における目標回転速度を設定して回転速度制御を実行することにより、所望の旋回走行を行うことができる。
【００１５】
又、旋回指令手段にて直進が指令されている状態においては、直進用の無段変速装置の出力回転速度を旋回用の無段変速装置における目標回転速度として設定して、回転速度制御を実行することによって、直進が指令される状態から旋回が指令される状態に切り換わり、直進用伝動状態から右旋回用状態伝動あるいは左旋回用伝動状態に切り換わったときに、旋回用の無段変速装置と直進用の無段変速装置との回転速度差に起因したショックが発生することを防止して滑らかな切り換えが行えるとともに、旋回状態に切り換わった後においても、左右一対の走行装置の速度比率を旋回用の目標速度比率に変更させることにより所望の旋回走行を行うことができる。
【００１６】
そして、直進走行を行う場合及び旋回走行を行う場合のいずれの場合においても、回転速度制御を実行するときに、変速操作体の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で制御ゲインを求めることから、回転速度制御を適正に行うことが可能となり、直進するときの直進性を向上することができ、旋回走行時には左右一対の走行装置の速度比率を旋回用の目標速度比率にして適正に旋回走行を行うことができる。
【００１７】
【００１８】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記制御ゲイン算出手段が、前記出力回転速度検出手段にて検出される出力回転速度と前記変速位置検出手段にて検出される前記変速操作体の変速位置に基づいて、前記制御ゲインを求めるように構成されている点にある。
【００１９】
第２特徴構成によれば、出力回転速度検出手段の検出情報と変速位置検出手段の検出情報とを利用して、前記変速操作体の変速位置が単位量変化したときの前記出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で前記制御ゲインを求めるようにしている。すなわち、前記変速操作体の変速位置が同じであれば、入力回転速度が大きいほど無段変速装置の出力回転速度は大きいものになる。そこで、それらの情報を用いることで、変速操作体の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で制御ゲインを求めることができるのである。
【００２０】
このように出力回転速度検出手段の検出情報と変速位置検出手段の検出情報とを利用することで、無段変速装置の入力回転速度を検出するための専用の入力回転速度検出手段を設ける必要がなく、構成の複雑化を回避できる利点がある。
【００２１】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記制御ゲイン算出手段が、前記直進用出力回転速度検出手段にて検出される前記直進用の無段変速装置における前記出力回転速度、及び、前記直進用変速位置検出手段にて検出される前記直進用の無段変速装置における前記変速操作体の変速位置に基づいて、前記制御ゲインを求めるように構成されている点にある。
【００２２】
第３特徴構成によれば、旋回用の無段変速装置の変速用の変速操作体を制御するときに、直進用の無段変速装置における前記出力回転速度及び前記直進用の無段変速装置における前記変速操作体の変速位置の検出情報に基づいて制御ゲインを求めることになる。直進用の無段変速装置は、旋回用の無段変速装置のようにアクチュエータによって変速するものではなく、手動操作式の変速操作具によって変速操作されるものであるから、出力回転速度及び変速操作体の変速位置は変動が少なく安定した状態になっている。
【００２３】
旋回用の無段変速装置の出力回転速度の情報を用いて制御ゲインを求める構成であれば、アクチュエータによって変速操作されることにより変動するおそれが大であるから出力回転速度が不安定になり易く検出誤差が発生しやすいが、このような構成に比べて、上記構成であれば、検出誤差の少ない適正な出力回転速度の情報を用いて制御ゲインを求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る作業機車の変速制御装置を作業車の一例である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１に作業車の一例であるコンバインの全体側面が示されており、このコンバインは、左右一対のクローラ式の走行装置１Ｒ、１Ｌの駆動で走行する走行機体２の前部に、植立穀稈を刈り取って後方に向けて搬送する刈取搬送装置３を昇降可能に連結し、走行機体２に、刈取搬送装置３からの刈取穀稈を受け取って脱穀・選別処理を実行する脱穀装置４と、脱穀装置４からの穀粒を貯留する穀粒タンク５とを搭載するとともに、穀粒タンク５の前方箇所に搭乗運転部６を備えて構成されている。
【００２５】
次に、このコンバインの伝動構造について説明する。
図２に示すように、直進走行状態における走行速度を高低変速自在な直進用の無段変速装置７と、旋回走行時において旋回中心側に位置する走行装置の走行速度を高低変速自在な旋回操作用の無段変速装置８と、それらの無段変速装置７、８からの動力が入力され、左右の走行装置１Ｒ、１Ｌへの動力が出力されるミッションケース９とを備えて伝動系が構成されている。前記直進用の無段変速装置７と旋回用の無段変速装置８は夫々、コンバインの車体に搭載されているエンジンＥから伝動ベルト１０及び伝動プーリ１１を介して駆動される伝動軸１２によって駆動される可変油圧ポンプ７Ａ、８Ａと、その可変油圧ポンプ７Ａ、８Ａからの供給油で回転駆動される油圧モータ７Ｂ、８Ｂとの対で構成された周知構造の静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）によって構成されている。
【００２６】
そして、直進用の無段変速装置７の変速出力を左右一対の走行装置１Ｒ，１Ｌの夫々に伝達する直進用伝動状態、直進用の無段変速装置７の変速出力を右側の走行装置１Ｒに伝達し且つ旋回用の無段変速装置８の変速出力を左側の走行装置１Ｌに伝達する左旋回用伝動状態、及び、直進用の無段変速装置７の変速出力を左側の走行装置１Ｌに伝達し且つ旋回用の無段変速装置８の変速出力を右側の走行装置１Ｒに伝達する右旋回用伝動状態に切り換え自在な伝動状態切換手段としての伝動状態切換機構Ａが備えられている。
【００２７】
具体的に説明すると、前記ミッションケース９は、その内部に、直進用の無段変速装置７の出力軸２０と、旋回用の無段変速装置８の出力軸２１との夫々が内挿され、これら両出力軸２０、２１からの動力が左右一対の走行装置１Ｒ、１Ｌに伝達される一方、直進用の無段変速装置７の動力が刈取搬送装置３に伝達される構成となっている。前記直進用の無段変速装置７の出力軸２０には、副変速用の大小一対の出力ギヤ２０ａ、２０ｂ及び刈取部駆動用の出力ギア２０ｃが固着されている。
副変速軸２２には、前記出力ギヤ２０ａ、２０ｂが常時噛合する副変速用の小径ギヤ２２ａと大径ギヤ２２ｂとが相対回転自在に支持され、その両ギヤ２２ａ、２２ｂの中間位置に、副変速軸２２と一体回転する副変速用シフトギヤ２２ｄが軸芯方向で摺動自在に外嵌されている。この副変速用シフトギヤ２２ｄを摺動操作することで高低二段に変速操作自在な副変速装置が構成されている。又、副変速軸２２には出力ギア２２ｅが固着されており、この出力ギア２２ｅに対して、支持軸２３に一体に設けたセンターギヤ２４が常時噛合する状態で設けられている。
【００２８】
前記支持軸２３には、センターギヤ２４を通して伝えられる動力を前記各無段変速装置７、８のうちの何れの駆動系から入力させるかを左右各別に切り換え自在な前記伝動状態切換機構Ａが設けられている。この伝動状態切り換え機構Ａは、外周部に旋回用の無段変速装置８の伝動系に連係された外周ギヤ部２５ａを備える左右一対の多板式の摩擦クラッチ２５、２５と、前記センターギヤ２４の両側面とこれに対向するシフトギア２６との間に形成された左右一対の噛み合いクラッチ２７、２７とで構成されている。
【００２９】
前記左右のシフトギア２６は、回転軸芯方向にシフト操作自在であって、噛み合いクラッチ２７が噛み合う状態と、噛み合いクラッチ２７が噛み合わない状態とに切り換え自在に構成され、噛み合いクラッチ２７、２７が夫々噛み合い左右のシフトギア２６が共にセンターギヤ２４に係合している状態では、シフトギア２６を介して、左右の走行装置１Ｒ、１Ｌが同方向に同速駆動される機体直進状態となる。
【００３０】
さらに説明を加えると、前記左右のシフトギヤ２６、２６は夫々、押圧スプリング２９、２９による押圧力にて噛み合いクラッチ２７、２７が噛み合う伝動入り状態に付勢されており、左右のシフトギヤ２６、２６の夫々を押圧スプリング２９、２９による押圧力に抗して遮断用油圧シリンダ３１Ｌ、３１Ｒでシフト操作することにより、噛み合いクラッチ２７、２７が噛み合わない伝動遮断状態に切り換え操作可能に構成されている。この遮断用油圧シリンダ３１Ｌ、３１Ｒの操作は、図３に示すように、遮断用電磁弁６３、６４を切り換え操作することにより行うように構成されている。
【００３１】
そして、噛み合いクラッチ２７、２７が噛み合わない伝動遮断状態において、操向用油圧シリンダ３０Ｌ、３０Ｒでシフトギヤ２６における摩擦板をシフト操作することにより、摩擦クラッチ２５、２５が圧接する伝動入り状態に切り換え操作可能に構成されている。シフトギヤ２６からはファイナルギア３５を介して左右一対の走行装置１Ｒ，１Ｌに伝達される。このシフトギヤ２６は、噛み合いクラッチ２７が噛み合いしているときも噛み合いしていないときも常時走行装置１Ｒ，１Ｌへの伝動系の中継ギヤ３４に噛合するように構成されている。
【００３２】
つまり、左右の噛み合いクラッチ２７、２７が噛み合う状態として、左右の摩擦クラッチ２５、２５を伝動切り状態にすると直進用伝動状態となり、その直進用伝動状態から左側の噛み合いクラッチ２７を切にして左側の摩擦クラッチ２５を伝動状態にすると左旋回用伝動状態となり、前記直進用伝動状態から右側の噛み合いクラッチ２７を切にして右側の摩擦クラッチ２５を伝動状態にすると右旋回用伝動状態となる。
説明を加えると、前記旋回用の無段変速装置８の出力軸２１には、その両端部に伝動ギヤ２１ａ、２１ｂが固着され、両伝動ギヤ２１ａ、２１ｂのそれぞれに前記各摩擦クラッチ２５、２５の外周ギヤ部２５ａ、２５ａが噛合されている。前記左右のシフトギア２６、２６のうちの一方を、センターギヤ２４との噛み合いを外す側にシフト操作すると、そのシフトギア２６の移動した側の摩擦クラッチ２５が圧接されて入り状態となり、その摩擦クラッチ２５を介して旋回用の無段変速装置８の動力がシフトギア２６に伝達され、シフトギア２６から中継ギア３４及びファイナルギア３５を介して一方の走行装置に伝達され、機体旋回状態となる。このシフトギア２６はセンターギヤ２４に噛合しているとき、及び、摩擦クラッチ２５の入り側に操作されているときのいずれのときにおいても、走行装置への伝動系の中継ギヤ３４に噛合するように構成されている。
【００３３】
前記直進用の無段変速装置７は、中立位置から正転方向並びに逆転方向夫々について無段階に変速操作可能な構成となっており、又、搭乗運転部６には前後方向に沿って所定の前後操作範囲にわたり手動操作によって揺動可能な変速操作具としての主変速レバー１４が設けられている。そして、図３に示すように、可変油圧ポンプ７Ａの斜板１３が油圧サーボ機構ＳＶを介して主変速レバー１４に連係され、主変速レバー１４の操作指令に基づいて斜板１３の角度を変更することにより油圧モータ７Ｂ側の出力状態を無段階に変更するように構成されている。つまり、主変速レバー１４が手動操作にて操作されると、その操作に対して油圧サーボ機構ＳＶの作用により油圧操作力にてアシスト操作を行うことにより変速操作を軽く操作することができる構成となっている。尚、油圧サーボ機構ＳＶは周知構成のものであるから詳細な説明はここでは省略する。
【００３４】
次に、直進用の無段変速装置７の変速操作構成について説明する。
図４に示すように、主変速レバー１４が中立域にあり中立状態が指令されていると、前記斜板１３が中立状態となり油圧モータ７Ｂは回転せず停止状態に維持され、主変速レバー１４からの指令が前進増速側もしくは後進増速側への変速指令であると、主変速レバー１４の操作指令に応じて上述したような油圧サーボ機構ＳＶによって斜板１３の角度が正転方向（前進増速方向）もしく逆転方向（後進増速方向）に油圧操作力のアシスト力によって操作され、油圧モータ７Ｂが指令位置に応じた速度で正転方向又は逆転方向に回転駆動されるように変速操作される構成となっている。
【００３５】
一方、旋回用の無段変速装置８も直進用の無段変速装置７と同様に、正転方向並びに逆転方向夫々について無段階に変速操作可能な構成となっている。この旋回用の無段変速装置８は手動操作で変速を行うのではなく、可変油圧ポンプ８Ａの斜板１５（変速操作体の一例）が油圧式の旋回用操作機構１６に連係され、この旋回用操作機構１６により斜板角を変更することにより油圧モータ８Ｂ側の出力状態を変更するように構成されている。この旋回用操作機構１６は、図３に示すように、旋回用の無段変速装置８における斜板１５に連動連結されたアクチュエータとしての複動型の変速用油圧シリンダ１７と、この変速用油圧シリンダ１７に対する油圧制御を行う油圧制御ユニットＶＵとを備えて構成されている。前記変速用油圧シリンダ１７は、内装される左右一対のバネ１７ａ、１７ｂの付勢力により中立位置に復帰付勢される構成となっている。
【００３６】
前記油圧制御ユニットＶＵは、詳述はしないが、制御装置Ｈからの制御指令に基づいて、旋回用の無段変速装置８における斜板１５を前進側増速方向並びに後進側増速方向夫々に移動操作し、且つ、任意の変速位置で斜板１５を位置保持するように変速用油圧シリンダ１７を制御するように構成されている。
【００３７】
上記したような無段変速装置７、８の変速動作について説明を加えると、図４に示すように、斜板１３、１５の変速位置が中立位置Ｎを含む所定幅を有する中立域にあれば変速出力（出力回転速度）は零となり、斜板１３、１５の変速位置がその中立域から所定方向に回動操作されると前進方向への変速出力が無段階に増速操作され、斜板１３、１５が中立域から所定方向と反対方向に操作されると後進方向への変速出力が無段階に増速操作される構成となっている。これらの無段変速装置７、８は、斜板１３、１５の変速位置に対する変速比の変化特性は略同じ特性を有するように調整が行われることになる。
【００３８】
そして、搭乗運転部６には、主変速レバー１４の揺動操作量を直接検出することにより変速指令位置を検出するポテンショメータ式の変速レバー検出センサ６５が設けられている。又、主変速レバー１４の他に、中立位置Ｎを含む所定幅を有する直進指令用の中立操作域、その中立操作域から正方向に操作される左旋回指令用の左旋回操作域、及び、前記中立操作域から逆方向に操作される右旋回指令用の右旋回操作域の夫々にわたり移動操作自在な旋回指令手段としての旋回レバー５６が備えられ、この旋回レバー５６が、前記左旋回用操作域及び前記右旋回用操作域の夫々において所定の操作領域の全範囲にわたり移動操作自在で、且つ、前記中立操作域から離れる方向への移動量が大きいほど小となるように前記指令情報としての旋回用の目標速度比率を指令するように構成されている。説明を加えると、前記旋回レバー５６の操作位置を検出する回転式のポテンショメータからなる旋回レバーセンサ５７が設けられて、旋回指令操作領域において中立域から離れる方向への移動量が大きいほど、言い換えると、中立位置Ｎからの左右いずれかへの倒し角が大きいほど、大きな旋回力となるような指令情報を指令する構成となっている。
【００３９】
前記サーボ機構ＳＶによって操作される直進用の無段変速装置７における変速操作体としての斜板１３の変速位置を検出する直進用変速位置検出手段としての直進用の変速位置検出センサ６０が設けられ、前記旋回用の無段変速装置８における変速操作体としての斜板１５の変速位置を検出する旋回用の変速位置検出手段としてポテンショメータ式の旋回用の変速位置検出センサ６１が設けられている。一方、前記出力ギア２２ｅの歯数をカウントすることにより前記直進用の無段変速装置７の出力回転速度を検出する直進用出力回転速度検出手段としての回転センサ５８と、前記伝動ギア２１ａの歯数をカウントすることにより旋回用の無段変速装置８の出力回転速度を検出する出力回転速度検出手段としての回転センサ５９が設けられている。
【００４０】
そして、上記したような各種のセンサ類の入力情報に基づいて、変速用油圧シリンダ１７、操向用油圧シリンダ３０Ｒ、３０Ｌ、遮断用油圧シリンダ３１Ｌ、３１Ｒの動作を制御するマイクロコンピュータ利用の制御装置Ｈが備えられている。
【００４１】
前記制御装置Ｈは、旋回レバー５６の操作にて直進が指令されると、伝動状態切換機構Ａを前記直進用伝動状態に切り換えて、旋回用の無段変速装置８が直進用の無段変速装置７と同じ又は略同じ速度になるように変速用油圧シリンダ１７の作動を制御し、前記旋回レバー５６にて右方向への旋回が指令されると伝動状態切換機構Ａを右旋回用伝動状態に切り換え、旋回レバー５６にて左方向への旋回が指令されると伝動状態切換機構Ａを左旋回用伝動状態に切り換えるように構成され、且つ、前記右方向への旋回又は左方向への旋回が指令されると、前記左右一対の走行装置１Ｒ，１Ｌの速度比率が旋回用の目標速度比率になるように旋回用の無段変速装置８における目標回転速度を設定して、前記回転センサ５９にて検出される出力回転速度が目標回転速度になるように変速用油圧シリンダ１７を制御する回転速度制御を実行するように構成されている。
従って、制御装置Ｈを利用して、前記出力回転速度検出手段としての回転センサ５９にて検出される旋回用の無段変速装置８の出力回転速度が目標回転速度になるようにアクチュエータとしての変速用油圧シリンダ１７を制御する回転速度制御を実行する変速制御手段１００が構成されている。
【００４２】
又、前記制御装置Ｈは、前記回転速度制御において、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差、変速位置検出センサ６１にて検出される斜板１５の変速位置、及び、制御ゲインに基づいて、斜板１５を操作すべき目標変速位置を求めて、変速位置検出センサ６１にて検出される斜板１５の変速位置が目標変速位置になるように変速用油圧シリンダ１７を制御するように構成されている。
【００４３】
そして、前記回転速度制御を行うときの制御ゲインについて、旋回用の無段変速装置８の斜板１５の変速位置が単位量変化したときの出力回転速度の変化量が小さいほど大きくする形態で前記制御ゲインを求める制御ゲイン算出手段１０１が備えられている。
【００４４】
この実施形態では、制御装置Ｈを利用して制御ゲイン算出手段１０１が構成され、制御装置Ｈが直進用の無段変速装置７における出力回転速度及び直進用の無段変速装置６における斜板１３の変速位置に基づいて、前記制御ゲインを求めるように構成されている。
【００４５】
又、前記制御装置Ｈは、旋回用の無段変速装置８における斜板１５の変速位置が、旋回レバー５６の指令情報並びに直進用の無段変速装置７における斜板１３の変速位置の情報に基づいて設定された目標変速位置になるように変速用油圧シリンダ１７の作動を制御する変速位置制御も実行するように構成されている。
【００４６】
次に、図６〜図８のフローチャートに基づいて制御装置Ｈによる制御について説明する。
旋回レバー５６が中立操作域に操作されていると、後述するような直進用制御を実行し（ステップ１、２）、旋回レバー５６が右旋回用操作域に操作されると、旋回中心側つまり右側の操向用油圧シリンダ３０Ｒ及び遮断用油圧シリンダ３１Ｒを作動させて右側の走行装置１Ｒに旋回用の無段変速装置８の変速動力を伝達させる右旋回用伝動状態に切り換える（ステップ３、４）。一方、旋回レバー５６が左旋回用操作域に操作されると、左側の操向用油圧シリンダ３０Ｌ及び遮断用油圧シリンダ３１Ｌを作動させて左側の走行装置１Ｌに旋回用の無段変速装置８の変速動力を伝達させる左旋回用伝動状態に切り換える（ステップ５）。つまり、旋回中心側の走行装置が旋回用の無段変速装置８にて駆動され、旋回中心側とは反対側の走行装置が直進用の無段変速装置７にて駆動される伝動状態に切り換わる。
【００４７】
そして、前記直進用の変速位置検出センサ６０の検出値が設定単位時間あたりに設定量以上変化した否かによって主変速レバー１４の操作により増減速が指令された否かを判断し、主変速レバー１４の操作により増減速が指令されていると判断した場合には、次のような変速位置制御を実行する（ステップ６）。
【００４８】
左右の走行装置１Ｒ、１Ｌが回転方向が同じであって、旋回用の無段変速装置８の変速出力と直進用の無段変速装置７の変速出力の速度比率が旋回レバー５６にて指令される旋回半径に対応する速度比率となるように、旋回用の無段変速装置８における斜板１５の目標変速位置を演算にて求める（ステップ７）。
【００４９】
その目標変速位置を求める処理について説明を加えると、旋回レバー５６の右旋回用操作域又は左旋回用操作域における中立操作域から離れる方向への移動量と旋回半径に対応する速度比率との関係が図５に示すように二次関数に対応する関係として定めて記憶されている。一方、直進用の変速位置検出センサ６０によって検出される直進用の無段変速装置７の変速位置と、図５に示すような関係の関数とから、旋回用の無段変速装置８の目標変速位置を求めるのである。
【００５０】
そして、旋回用の変速位置検出センサ６１によって検出される旋回用の無段変速装置８の変速位置が目標変速位置になるように変速用油圧シリンダ１７の作動を制御して変速操作を行う（ステップ８、９、１０）。ちなみに、直進用の無段変速装置７は変速レバー１４に対する手動操作にて変速位置が調整されることになる。
【００５１】
図５に示す関係について説明を加えると、図５のラインＬ１は基準となる直進側の無段変速装置の速度を示している。ラインＬ２は緩旋回モードにおける目標回転速度の変化を示し、ラインＬ３は信地旋回モードにおける目標回転速度の変化を示し、ラインＬ４は超信地旋回モードにおける目標回転速度の変化を示しており、ダイヤル操作により旋回モードを３段階に切り換える旋回モード切換え具６２にて指定された旋回モードが選択されることになる。ラインＬ２にて示す緩旋回モードでは、旋回レバー５６が最大操作位置にまで操作されると、旋回側の走行装置が反対側の走行装置の走行速度Ｖの約１／３の速度にまで減速されるように、旋回レバー５６の操作位置に対する、左右の走行装置１Ｒ、１Ｌの速度比率の変化特性が予め設定されている。ラインＬ３で示す信地旋回モードにおいては、旋回レバー５６が最大操作位置にまで操作されると、旋回側の走行装置の走行速度が零となるまで減速されるように、旋回レバー５６の操作位置に対する左右の走行装置１Ｒ、１Ｌの速度比率が予め設定されている。又、ラインＬ４に示す超信地旋回モードにおいては、旋回レバー５６が最大操作位置にまで操作されると、旋回側の走行装置の走行速度が反対側の走行装置の駆動回転方向とは逆回転方向で、反対側の走行装置の速度と同速度になるように、旋回レバー５６の操作位置に対する左右の走行装置１Ｒ、１Ｌの速度比率が予め設定されている。
【００５２】
前記旋回レバー５６にて旋回が指令されており、主変速レバー１４の操作により増減速が指令されていない場合、言い換えると、主変速レバー１４にて同じ速度が指令されている場合には、左右の走行装置１Ｒ、１Ｌが回転方向が同じであって、旋回用の無段変速装置８の出力回転速度と直進用の無段変速装置７の出力回転速度の速度比率が旋回レバー５６にて指令される旋回半径に対応する目標速度比率となるように、旋回用の無段変速装置８に対する目標回転速度を演算にて求める（ステップ１１）。
【００５３】
前記目標回転速度を演算にて求める処理について説明を加えると、前記回転センサ５８によって検出される直進用の無段変速装置７の出力回転速度と、上述した如く図５に示すように二次関数に対応する関係として定められている関数とから、旋回用の無段変速装置８の目標回転速度を求めるのである。
次に、前記回転センサ５９にて検出される出力回転速度が前記目標回転速度になるように、変速用油圧シリンダ１７を制御する回転速度制御を実行する（ステップ１２）。
【００５４】
図８を参照しながら、この回転速度制御について説明する。
先ず、前記回転センサ５９にて検出される出力回転速度と前記目標回転速度との偏差を算出して（ステップ３１）、その偏差が予め設定している不感帯よりも大であれば、そのときの入力回転速度に応じて適切な値になるように制御ゲイン、具体的には、ＰＩＤ制御を実行するときにおけるＰ（比例）項における比例用制御ゲインを算出する（ステップ３２、３３）。
【００５５】
この制御ゲインの算出について説明を加えると、
そして、予め高速側に設定された基準回転速度の動力を旋回用の無段変速装置８に入力したときにおける制御ゲインとして適切な値を予め実験等により求めておく。この基準回転速度が入力されているときにおける適正な制御ゲインを基準制御ゲインＫｒｅｆとし、高速回転が入力されているときの斜板１５が任意の変速位置θｒｅｆにあるときの出力回転速度をＲｒｅｆとする。このような基準状態における計測結果を図示しないメモリに記憶しておく。
【００５６】
そして、前記ステップ３３においては、旋回用の無段変速装置８に対して任意の入力回転速度が入力されているときの制御ゲインＫｎを次のようにして求める。
直進用の変速位置検出センサ６０にて検出される直進用の無段変速装置７における斜板１３の変速位置θｎ、及び、そのときの回転センサ５８にて検出される直進用の無段変速装置７の出力回転速度Ｒｎとを読み込み、数１により制御ゲインＫｎを算出する。
【００５７】
【数１】
0004537923.tif 000002
【００５８】
説明を加えると、図９に示すように、斜板１５の変速位置が単位量Δθ変化したときの出力回転速度の単位変化量Δｒｐｍは、入力回転速度が変化するとそれに伴って変化するので、そのような入力回転速度の変化に応じて、回転速度の偏差に対応する斜板１５の制御操作量が適切な値になるように、入力回転速度が低いほど制御ゲインが大きくなるようにしているのである。尚、図９には、旋回用の無段変速装置８における斜板１５の変速位置と出力回転速度との相関関係を示しているが、直進用の無段変速装置７もこの旋回用の無段変速装置８と略同じ特性を有することになる。
【００５９】
次に、前記出力回転速度と前記目標回転速度との偏差及び前記制御ゲインＫｎに基づいて斜板１５を操作すべき目標操作量を算出する（ステップ３４）。つまり、ＰＩＤ制御におけるＰ（比例）項、Ｉ（積分）項、Ｄ（微分）項の夫々の演算量を求めてそれらを加算して目標操作量を算出する。因みに、積分項、微分項の制御ゲインは予め設定した一定の値が用いられることになる。そして、その目標操作量と、変速位置センサ６１により検出される現在の斜板１５の変速位置とから斜板１５の目標変速位置を求めて、斜板１５の変速位置が目標変速位置になるように変速用油圧シリンダ１７を変速操作して、斜板１５の変速位置が目標変速位置になると変速用油圧シリンダ１７の操作を停止する（ステップ３５〜３８）。このような処理を単位時間毎に繰り返し実行することで、出力回転速度が前記目標回転速度になるように制御されることになる。
【００６０】
前記旋回レバー５６が中立位置にあるときは直進用制御を実行するが、次に、図７のフローチャートに基づいて直進用制御について説明する。
この直進用制御では、先ず、一対の操向用油圧シリンダ３０Ｌ、３０Ｒ及び遮断用油圧シリンダ３１Ｌ，３１Ｒを夫々切にして伝動状態切換機構Ａを直進用伝動状態に切り換える（ステップ１３）。そして、直進用の変速位置検出センサ６０の検出値に基づいて直進用の無段変速装置７に対する増減速が指令されているか否かが判別される（ステップ１４）。
【００６１】
そして、主変速レバー１４により増減速が指令されているときは、直進用の無段変速装置７における斜板１３の変速位置を直進用の変速状態に対応する目標変速位置として設定する（ステップ１５）。次に、旋回用の無段変速装置８における斜板１５の変速位置が上記したようにして設定された目標変速位置になるように、変速用油圧シリンダ１７の作動を制御する（ステップ１６、１７、１８）。
【００６２】
ステップ１４において、直進用の無段変速装置７に対する増減速が指令されていないことが判別されると、回転センサ５８にて検出される直進用の無段変速装置７の出力回転速度と同じ値を、旋回用の無段変速装置８の目標回転速度として設定する（ステップ１９）。そして、回転センサ５９にて検出される旋回用の無段変速装置８の出力回転速度が前記目標出力回転速度になるように変速用油圧シリンダ１７の作動を制御する回転速度制御を実行する（ステップ２０）。この回転速度制御は、旋回走行のときに図８を用いて説明した内容と同じであるから、ここでは説明は省略する。
【００６３】
尚、直進用制御を実行するときは、旋回用の無段変速装置８はいずれの走行装置にも動力を伝動しないので走行装置の走行速度を自動制御によって変速させる機能はないが、手動の変速操作によって変速される直進用の無段変速装置７の回転方向と同じ方向に向けて上記したような目標変速位置又は目標出力回転速度になるように回転させることにより、旋回レバー５６により旋回操作が指令されて旋回用伝動状態に切り換わったときに、直進用の無段変速装置７と旋回用の無段変速装置８の速度差に起因したショックが発生しないようにしている。しかも、増減速操作が行われているときには、変速位置制御を実行することにより追従遅れに起因した左右の走行装置の速度差を少なくしながら、定速又はほぼ定速で走行しているときには、回転速度制御を実行することで走行負荷の違いに起因した左右の走行装置の速度差を少なくするようにしている。
【００６４】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００６５】
（１）上記実施形態では、前記制御装置Ｈを利用して前記制御ゲイン算出手段１０１が構成され、直進用の無段変速装置７における出力回転速度及び変速操作体としての斜板１３の変速位置に基づいて制御ゲインを求めるように構成したが、このような構成に代えて、旋回用の無段変速装置８における出力回転速度及び変速操作体としての斜板１５の変速位置に基づいて制御ゲインを求める構成としてもよい。
【００６６】
前記制御ゲイン算出手段として次のように構成するものでもよい。つまり、旋回用の無段変速装置における入力回転速度を検出する入力回転速度センサを備えて、その入力回転速度センサの検出結果に基づいて制御装置が入力回転速度が低いほど大きくするように制御ゲインを求める構成として、制御装置による演算処理の構成と入力回転速度センサとにより前記制御ゲイン算出手段を構成するものでもよい。
【００６７】
（２）上記実施形態では、前記変速操作体の変速位置が単位量変化したときの前記出力回転速度の変化量が小さいときの方が大きいときよりも大きくする形態で求める制御ゲインとして、ＰＩＤ制御を実行するときにおけるＰ（比例）項における比例ゲインを対象としたが、比例ゲインに限らず、Ｉ（積分）項における積分用制御ゲイン及びＤ（微分）項における微分用制御ゲインを対象として制御を行うものでもよい。又、回転速度制御としては、ＰＩＤ制御に限らず、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＤ制御等の各種の制御で実行することが可能である。
【００６８】
【００６９】
（３）上記実施形態では、アクチュエータとして油圧シリンダを用いたが、電動モータ等の他の構成のアクチュエータを用いてもよい。
【００７０】
（４）上記実施形態では、旋回指令手段としての旋回レバーの移動操作量をポテンショメータにて検出して、旋回レバーの操作に伴って旋回用の無段変速装置を無段階に変速操作させる構成としたが、このような構成に限らず、例えば、旋回レバーの移動操作量の変位を複数のスイッチで段階的に検出するようにしたり、旋回指令用のスイッチを押し操作する時間で旋回半径を異ならせるように指令する構成等、各種の形態で実施してもよい。
【００７１】
（５）上記実施形態では、作業機としてコンバインを例示したが、コンバインに限らずトラクターやその他の農作業機でもよく建設用作業車等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】コンバインの全体側面図
【図２】伝動構造を示す概略構成図
【図３】制御ブロック図
【図４】変速位置と変速出力との関係を示す図
【図５】旋回レバーの操作位置と速度比率との関係を示す図
【図６】制御動作のフローチャート
【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】変速位置と出力回転速度との関係を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１Ｒ，１Ｌ      走行装置
７，８          無段変速装置
１３，１５      変速操作体
１４            変速操作具
１７            アクチュエータ
５６            旋回指令手段
５８            直進用回転速度検出手段
５９            回転速度検出手段
６０            直進用変速位置検出手段
６１            変速位置検出手段
１００          変速制御手段
１０１          制御ゲイン算出手段
Ａ              伝動状態切換手段
【図１】
0004537923.tif 000003
【図２】
0004537923.tif 000004
【図３】
0004537923.tif 000005
【図４】
0004537923.tif 000006
【図５】
0004537923.tif 000007
【図６】
0004537923.tif 000008
【図７】
0004537923.tif 000009
【図８】
0004537923.tif 000010
【図９】
0004537923.tif 000011