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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、刈取フレーム25Fに支持されている。刈取フレーム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(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。
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。
<操向レバー>
図2は、操向レバー22の左側面図である。
操向レバー22の上端部27は、作業者が操向レバー22を操作する際に手で握りやすいように、前側に凸湾曲した半球状に形成されている。
その半球状面から前側に突出するように、旋回比変更トリガー28が設けられている。旋回比変更トリガー28は、操向レバー22の中立状態で左右方向に延びる軸線を中心に中立位置から前側および後側に回動操作可能であり、中立位置に向けて常に付勢力が作用するモーメンタリ動作式に構成されている。また、旋回比変更トリガー28は、側面視略C字状に形成されており、作業者が操向レバー22の上端部27を手で握った状態で手指(たとえば、中指または薬指)を引っ掛けることができる。これにより、作業者は、旋回比変更トリガー28に引っ掛けた手指を前後に動かして、旋回比変更トリガー28を前後に回動操作することができる。
旋回比変更トリガー28の機能については、後述する。
<無段変速装置>
図3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3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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、モータ回転軸71の回転数が相対的に大きくなる高速段と、モータ回転軸71の回転数が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。
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。
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。
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。
図4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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、駆動伝達系32には、クラッチ131が備えられている。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、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。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。
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。
<電気的構成>
図5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。
コンバイン1には、個別の具体的な制御のための複数のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)と、全体の統括的な制御のための単一のメインECU141とが搭載されている。個別の具体的な制御のためのECUには、たとえば、機体11の走行/旋回制御のための走行/旋回ECU(T/M)142、旋回比の変更制御のための旋回比変更ECU143および機体11の姿勢制御のための姿勢ECU(4PC)144などが含まれる。メインECU141、走行/旋回ECU142、旋回比変更ECU143および姿勢ECU144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。
メインECU141は、個別の具体的な制御のための各ECU、つまり走行/旋回ECU142、旋回比変更ECU143および姿勢ECU144などと通信可能に接続されている。メインECU141は、個別の具体的な制御のための各ECU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ECUが制御に必要とする指令や情報を各ECU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。
走行/旋回ECU142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。
なお、図示されていないが、左側HST33および右側HST34には、油圧ポンプ41の斜板の傾斜角度を検出するために、サーボピストン58の位置に応じた検出信号を出力するピストン位置センサが設けられている。走行/旋回ECU142には、各ピストン位置センサが接続されており、各ピストン位置センサの検出信号が入力される。
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、スピン旋回モードおよびリニア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157が設けられている。旋回モードスイッチ157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、スピン位置およびリニア位置が設定されている。旋回モードスイッチ157は、作業者の手指で摘ままれて回動操作されるノブ158を有し、ノブ158がソフト位置、ブレーキ位置、スピン位置およびリニア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。
旋回モードスイッチ157の出力信号は、旋回比変更ECU143に入力される。旋回比変更ECU143には、旋回モードスイッチ157のほか、旋回比変更トリガー28の操作位置に応じた検出信号を出力する旋回比変更センサ159が接続されており、その旋回比変更センサ159の検出信号が入力される。また、旋回比変更ECU143は、走行/旋回ECU142と通信可能に接続されている。
姿勢ECU144には、機体11の水平に対する傾きを検出するローリングセンサ161が接続されており、そのローリングセンサ161の検出信号が入力される。姿勢ECU144は、機体11の前後左右の4つの位置の高さを調節することにより、機体11の姿勢を制御する。
そして、走行/旋回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および右側車速センサ156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および旋回比変更ECU143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、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の動作を制御する。
<走行制御>
機体11の走行は、走行/旋回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の位置が判定される。
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。
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。
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。
機体11の前進時および後進時には、クラッチ131が係合される。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。
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。
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。
<旋回制御>
図6は、旋回制御の流れを示すフローチャートである。
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(ステップS11のYES)、走行/旋回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。
旋回制御では、旋回比変更ECU143から走行/旋回ECU142に、旋回モードスイッチ157のノブ158の位置(以下、単に「旋回モードスイッチ157の位置」という。)の情報が送信される。具体的には、旋回モードスイッチ157の位置がソフト位置、ブレーキ位置、スピン位置またはリニア位置のいずれであるかは、たとえば、旋回比変更ECU143により、旋回モードスイッチ157の出力信号から判定される。走行/旋回ECU142から旋回比変更ECU143に旋回モードスイッチ157の位置の情報の送信要求が送信されると、その送信要求に応じて、旋回モードスイッチ157の位置がソフト位置、ブレーキ位置、スピン位置またはリニア位置のいずれであるかを示す情報が旋回比変更ECU143から走行/旋回ECU142に送信される。旋回モードスイッチ157の位置の情報を受信した走行/旋回ECU142では、旋回モードスイッチ157の位置がリニア位置であるか否かを判定する(ステップS12)。
旋回モードスイッチ157の位置がリニア位置ではない場合、つまり旋回モードスイッチ157の位置がソフト位置、ブレーキ位置またはスピン位置である場合(ステップS12のNO)、走行/旋回ECU142により、通常旋回制御が実行される(ステップS13)。
通常旋回制御は、旋回モードスイッチ157の位置に応じてその内容(旋回制御モード)が異なる。
旋回モードスイッチ157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。
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、実際の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、実際の旋回比を算出することができる。
旋回モードスイッチ157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、実際の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157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。
旋回モードスイッチ157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、実際の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。
一方、旋回モードスイッチ157の位置がリニア位置である場合(ステップS12のYES)、走行/旋回ECU142により、旋回制御モードがリニア旋回モードに設定される。リニア旋回モードでの旋回制御では、目標旋回比の初期値が0に設定される(ステップS14)。目標旋回比が0に設定されることにより、ブレーキ旋回モードでの通常旋回制御と同様に、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。これにより、機体11が旋回し始める。
その後、現在の旋回比が求められて、その旋回比の情報が走行/旋回ECU142からメインECU141に送信される。そして、旋回比の情報を受信したメインECU141により、メータパネル151の表示器152が制御されて、表示器152に現在の旋回比が表示される(ステップS15)。
機体11の旋回の開始後、走行/旋回ECU142により、旋回比変更トリガー28が前側または後側に操作されたか否かが判別される(ステップS16)。旋回比変更トリガー28が操作されて、旋回比変更センサ159の検出信号が変化すると、旋回比変更ECU143により、その変化後の旋回比変更センサ159の検出信号から旋回比変更トリガー28が前側または後側のどちら側に操作されたかが判別される。この判別結果に応じて、旋回比変更ECU143から走行/旋回ECU142に、旋回比変更トリガー28が前側に操作されたことを表す前操作情報または旋回比変更トリガー28が後側に操作されたことを表す後操作情報が送信される。
旋回比変更トリガー28が前側または後側に操作されたか否かの判別の時点までに、走行/旋回ECU142が前操作情報または後操作情報を受信していなければ、走行/旋回ECU142により、旋回比変更トリガー28が操作されていないと判別される(ステップS16のNO)。この場合、旋回比変更トリガー28が操作されたか否かの判別に続いて、操向レバーセンサ154の検出信号が確認されて、操向レバー22が左側または右側の旋回位置から中央の直進位置に戻されたか否かが判別される(ステップS17)。
旋回比変更トリガー28が操作されておらず、かつ、操向レバー22が旋回位置から直進位置に戻されていない場合には(ステップS17のNO)、現在の旋回比が再び求められて、その旋回比がメータパネル151の表示器152に表示される(ステップS15)。このようにして、リニア旋回モードでの旋回制御による機体11の旋回中は、旋回比変更トリガー28の操作の有無の判別、操向レバー22が旋回位置から直進位置に戻されたか否かの判別、ならびに、現在の旋回比の算出および表示が繰り返される。
機体11の旋回中に旋回比変更トリガー28が後側(作業者側)に操作されて、旋回比変更ECU143から走行/旋回ECU142に後操作情報が送信された場合、走行/旋回ECU142により、その後操作情報を受信したことに応じて、旋回比変更トリガー28が後側に操作されたと判別される(ステップS16のYES)。
この場合、走行/旋回ECU142により、目標旋回比が現在の値からその値に所定値−α(α:自然数)を加えた値に変更される(ステップS18)。
その後、旋回外側の走行装置12の最高速度が変更される(ステップS19)。機体11の旋回の際には、その旋回比が小さいほど、旋回半径が小さいので、機体11に生じる遠心力が大きくなる。そのため、旋回比が小さいほど、機体11の傾きが大きくなり、機体11が不安定な姿勢となる。そこで、旋回比変更トリガー28の操作に応じた目標旋回比の変更により、目標旋回比が小さくなるにつれて、旋回外側の走行装置12の最高速度が小さい値に制限される。具体的には、旋回半径の変化に対して、旋回外側の走行装置12の最高速度が二次関数的に小さくなるように変更される。
機体11の旋回中に旋回比変更トリガー28が前側に操作されて、旋回比変更ECU143から走行/旋回ECU142に前操作情報が送信された場合、走行/旋回ECU142により、その前操作情報を受信したことに応じて、旋回比変更トリガー28が前側に操作されたと判別される(ステップS16のYES)。
この場合、走行/旋回ECU142により、目標旋回比が現在の値からその値に所定値+αを加えた値に変更される(ステップS18)。
その後、旋回外側の走行装置12の最高速度が変更される(ステップS19)。この場合、目標旋回比が大きくなる側に変更されるので、旋回外側の走行装置12の最高速度が大きな値に変更される。
旋回外側の走行装置12の最高速度の変更後は、操向レバー22が左側または右側の旋回位置から中央の直進位置に戻されたか否かが判別される(ステップS17)。
操向レバー22が旋回位置から直進位置に戻されていない場合には(ステップS17のNO)、現在の旋回比が再び求められて表示された後(ステップS15)、旋回比変更トリガー28が前側または後側に操作されたか否かが再び判別される(ステップS16)。
こうして処理が繰り返されることにより、旋回比変更トリガー28が操作される度に、その操作に応じて目標旋回比が変更され、目標旋回比が変更される度に、旋回外側の走行装置12の最高速度が変更される。そして、操向レバー22が左側または右側の旋回位置から中央の直進位置に戻されると(ステップS17:YES)、この一連の旋回制御が終了される。
<作用効果>
以上のように、左右の走行装置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、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を備えている。各左側HST33および右側HST34から対応する走行装置12に動力が伝達されることにより、走行装置12に支持される機体11が直進および旋回する。機体11の直進と旋回とを切り替えるために、操向レバー22が直進位置とその左側および右側の旋回位置との間で操作可能に設けられている。また、操向レバー22には、機体11の旋回時の旋回比を調整するために操作される旋回比変更トリガー28が設けられている。
操向レバー22が直進位置から旋回位置に操作されると、左側HST33および右側HST34が制御されて、旋回内側の走行装置12と旋回内側の走行装置12との間に旋回比が生じて、その旋回比に応じた旋回半径で機体11が旋回する。旋回モードスイッチ157の位置がリニア位置にされている状態では、旋回比変更トリガー28が有効化されて、機体11の旋回中に旋回比変更トリガー28が操作されると、旋回比が当該操作に応じた値に変更される。そのため、作業者が旋回比変更トリガー28を操作することにより、圃場における旋回場所の広さや旋回後の機体11位置に応じた旋回半径で機体11を旋回させることができる。その結果、旋回場所の広さに応じた旋回や旋回後の機体11位置の調整のために、機体11の前後進および旋回による切り返しなどが不要となり、作業車両による作業の効率を向上させることができる。
機体11の旋回の際には、旋回内側の走行装置12の速度が旋回外側の走行装置12の速度よりも低くなるように、左側HST33および右側HST34が制御される。これにより、機体11の旋回速度が大きくなり過ぎることを抑制できる。
また、旋回比変更トリガー28が後側に操作される度に、目標旋回比が小さい値に変更される。これにより、機体11の旋回半径の変更のために、作業者が旋回比変更トリガー28を直感的に操作することができる。
目標旋回比が小さくなるにつれて、旋回半径が小さくなり、機体11に作用する遠心力が大きくなる。そのため、目標旋回比が小さくなるにつれて、旋回外側の走行装置12の最高速度が小さい値に制限される。具体的には、旋回半径の変化に対して、旋回外側の走行装置12の最高速度が二次関数的に小さくなるように変更される。これにより、機体11に作用する遠心力の増大を効果的に抑制することができ、遠心力による機体11のふらつきを抑制できる。
旋回比変更トリガー28は、操向レバー22に設けられている。そのため、作業者が操向レバー22を操作している手で、操向レバー22を操作しながら、旋回比変更トリガー28を操作することができる。
また、現在の旋回比がメータパネル151の表示器152に表示されるので、作業者が表示器152を見て現在の旋回比を把握することができる。
なお、旋回比変更トリガー28が前側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値−αを加えた値に変更され、旋回比変更トリガー28が後側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値+αを加えた値に変更されるとしたが、旋回比変更トリガー28の前側の1回の操作と後側の1回の操作とで目標旋回比の変更量が異なっていてもよい。
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。
たとえば、旋回比を調整するために操作される調整操作部材として、旋回比変更トリガー28を例に挙げたが、調整操作部材は、図7に示されるように、ジョイスティック171であってもよい。ジョイスティック171は、操向レバー22から左側に突出し、少なくとも前後に操作可能に構成されている。この場合、たとえば、ジョイスティック171が後側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値−αを加えた値に変更され、ジョイスティック171が前側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値+αを加えた値に変更される。
また、調整操作部材は、図8に示されるように、ダイヤル181であってもよい。ダイヤル181は、操向レバー22に回動操作可能に設けられて、操向レバー22の左側にその一部が突出している。この構成では、ダイヤル181が後側に回動操作されたときには、その回動操作量に比例して目標旋回比が下げられ、ダイヤル181が前側に回動操作されたときには、その回動操作量に比例して目標旋回比が上げられてもよい。
さらには、調整操作部材は、主変速レバー21に設けられていてもよく、たとえば、図9および図10に示されるように、主変速レバー21に設けられた旋回比変更トリガー191であってもよい。旋回比変更トリガー191は、左右方向に延びる軸線を中心に中立位置から前側および後側に回動操作可能であり、中立位置に向けて常に付勢力が作用するモーメンタリ動作式に構成されている。また、旋回比変更トリガー191は、円板状に形成され、その一部が主変速レバー21から上側に突出している。そして、その突出した部分には、手指を引っ掛けることができる突起192が形成されている。
この構成では、旋回比変更トリガー191が後側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値−αを加えた値に変更され、旋回比変更トリガー191が後側に1回操作される度に、目標旋回比が現在の値からその値に所定値+αを加えた値に変更される。旋回比変更トリガー191が主変速レバー21に設けられているので、主変速レバー21を操作している手で、主変速レバー21を操作しながら、旋回比変更トリガー191を操作することができる。
調整操作部材は、それ単独で操作パネル18などに設けられていてもよい。
また、作業車両の一例として、コンバイン1を取り上げたが、本発明は、トラクタや田植機などであってもよい。
その他、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。