JP2008086247A

JP2008086247A - コンバイン

Info

Publication number: JP2008086247A
Application number: JP2006270081A
Authority: JP
Inventors: Fumio Yoshimura; 文夫吉邨; Hidetaka Hirayama; 秀孝平山; Hiroki Matsuzawa; 宏樹松澤
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP5098277B2

Abstract

【課題】本発明では、燃料消費量からエンジンの負荷状態を検出して負荷を一定にすべく走行速度を変更し、コンバインの脱穀処理性能を低下させずに燃料消費量を少なくすることを課題とする。
【解決手段】機体の走行速度を制御する走行速度制御手段（２）と、負荷に応じて燃料供給量を調整してエンジン（３）の出力を制御するエンジン制御手段（４）と、リアルタイムで燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段（５）とを設ける。そして、燃料供給量検出手段（５）によって検出される燃料消費量が所定範囲内に収まるように、前記走行速度制御手段（２）によって走行速度を制御する燃費制御手段（６）を設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジンの出力を調整するエンジン出力制御装置を備えたコンバインに関するものである。

コンバインは、湿田や乾田を走行して刈取脱穀作業を行うので田圃の状況により走行負荷が大きく変化し、また穀稈の繁り具合によって脱穀機に供給される穀稈の量が変動しても脱穀負荷が大きく変化する。このために、エンジンに大きな負荷が加わった場合には、一定速度での刈取走行を維持するためにはガバナによって燃料供給量を増やして出力を増大しエンジン回転を増大している。このために、一定速度走行で行う刈取穫作業ではエンジンに多くの燃料を供給することになって燃料消費量が多くなる。
そこで、燃料消費量を少なくする技術として、特許文献１には、湿田状態を検出してその湿田状態によって作業モードを負荷の異なる三種類に変更することでエンジン負荷を軽減して燃料消費量を少なくしようとする技術が開示されている。また、特許文献２には、脱穀処理物の量を検出して脱穀処理量によって作業モードを負荷の異なる三種類に変更することでエンジン負荷を軽減して燃料消費量を少なくしようとする技術が開示されている。
特開２０００−２２０４８６号公報特開２０００−６４８５７号公報

上述の従来技術では、コンバインの負荷状態を湿田状態や脱穀処理量で判断するため、正確にエンジンの負荷状態を反映していない。従って、脱穀処理能力の低下を招き、燃料消費量を抑える効果も期待できない。

そこで、本発明では、燃料消費量からエンジンの負荷状態を検出して負荷を一定にすべく走行速度を変更し、脱穀処理性能を低下せずに燃料消費量を少なくしようとすることを課題とする。

この発明は、上述の如き課題を解決するために、以下のような技術的手段を講じる。即ち、請求項１記載の発明では、機体の走行速度を制御する走行速度制御手段（２）と、負荷に応じて燃料供給量を調整してエンジン（３）の出力を制御するエンジン制御手段（４）と、リアルタイムで燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段（５）とを設け、該燃料供給量検出手段（５）によって検出される燃料消費量が所定範囲内に収まるように、前記走行速度制御手段（２）によって走行速度を制御する燃費制御手段（６）を設けたことを特徴とするコンバインとした。

また、請求項２記載の発明では、エンジン回転数検出手段（７）を設け、該エンジン回転数検出手段（７）によって検出されるエンジン回転数を所定範囲内に収めるべく制御するエンジン回転数制御手段（８）を、前記燃費制御手段（６）に優先して作動するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンバインとした。

請求項１記載の発明によると、コンバインで刈取脱穀作業を行っている最中に、圃場が湿田で走行負荷が増大したり脱穀機へ多くの穀稈が供給されて脱穀負荷が増大すると、負荷制御によりエンジン３へ多くの燃料を供給しようとして燃料供給量が増大するが、この燃料供給量の増大を燃料供給量検出手段５で検出すると、燃費制御手段６で燃料消費量を所定範囲内に収まるよう走行速度制御手段２を減速制御して走行負荷を低減する。これによって、燃料消費量を増やすことなく、刈取脱穀作業に必要なエンジン出力を維持出来、刈取脱穀作業の能率を向上させることができる。

請求項２記載の発明によると、エンジン３への負荷が増大すると、まず、燃費制御手段６が働いて走行速度を減速して所定範囲の燃料消費量で作業を続行しようとするが、それでもエンジン負荷が大きくてエンジン回転数が所定範囲よりも低下しようとすると、作業を続行するためにエンジン回転数制御手段８で燃費制御手段６の上限燃料消費量を越えた燃料の供給量に増加させて回転数を維持するので、刈取脱穀作業を続行でき、刈取脱穀作業の能率が低下しにくくなる。

次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明実施例のコンバインにおける制御ブロック図で、ＨＳＴレバーポジションセンサ１０から作業者が望む走行速度が入力インターフェース１５を介してマイクロコンピュータ１６へ入力する。また、マイクロコンピュータ１６へは、車速制御スイッチ１１から自動変速或いは手動変速の設定が、脱穀クラッチスイッチ１２から脱穀機の駆動入切信号が、エコノミーモードスイッチ１３から省燃費制御の入切信号が、エンジン回転センサからエンジンの回転数が、燃料供給量検出センサ５からエンジンへの供給燃料の量が、油圧アクチュエータスイッチ１４から籾排出オーガ駆動油圧シリンダの駆動信号がそれぞれ入力する。

マイクロコンピュータ１６からは、出力インターフェース１７を介して走行速度制御手段２へ増速或いは減速の信号が出力され、油圧ポンプ用クラッチ２０へ入切信号が出力される。走行速度制御手段２には、ＨＳＴ増速リレー１８とＨＳＴ減速リレー１９が含まれている。

さらに、マイクロコンピュータ１６からＣＡＮインターフェース２１を介して、エンジン制御装置４へ回転数の増減速信号が出力され、エンジン３を制御する。
図２は、省燃費制御のフローチャート図で、ステップＳ１でエコノニースイッチ１３の入切を判定し、入であればステップＳ２でＨＳＴレバーポジションセンサ１０が走行であるかの判定に移行し、切であればステップＳ７の通常負荷制御に移行する。

ステップＳ２で走行であれば、ステップＳ３の脱穀クラッチ入判定に移行し、入であればステップＳ４の刈取脱穀作業を開始する。
そして、ステップＳ５とステップＳ６の燃料消費量判定を行い、ステップＳ５で燃料消費量が制御上限を超えているとステップＳ８の走行速度減速を行い、ステップＳ６の制御下限より低下するとステップＳ９の走行速度増速を行う。

ステップＳ１０では、エンジン回転数を限界回転数と比較して、作業負荷が大きすぎて下限回転数より低下するようであれば、ステップＳ７の通常負荷制御に移行する。
なお、ステップＳ６で燃料消費量が制御下限より低下すると走行速度の増速変速かエンジンの回転増速によってステップＳ９の走行速度増速を行うが、エンジン回転の増速には制御上限を設けて燃費の悪化を防ぐ。

また、ステップＳ５で燃料消費量が制御上限超えると走行速度の減速変速かエンジンの回転減速によってステップＳ８の走行速度減速を行うが、エンジン回転の減速には制御下限を設けて脱穀性能を維持する。

なお、脱穀装置で収穫した籾はグレンタンクへ収納されて満杯になると、排出オーガをトラックの荷台上に伸ばして籾をトラックの籾タンクへ移すが、この時に排出オーガを駆動する油圧シリンダに圧油を送る油圧ポンプは通常はクラッチを切って駆動せず油圧アクチュエータスイッチ１４が入ると油圧ポンプ用クラッチ２０を入にして駆動することで、排出オーガ不使用時のエンジンの負荷を軽減し省燃費に出来る。なお、油圧アクチュエータスイッチ１４は手動で入切しても良いが、油圧シリンダ駆動の信号で自動的に入切出来るようにすれば良い。

図３は、前記ステップＳ７の通常負荷制御に用いられる制御ブロック図で、デジタル信号入力処理回路３０へ入る信号は、エンジンの標準回転域を使った制御にするＩＱアクセル標準スイッチ２１の入切信号、エンジンの低回転域を使った制御にするＩＱアクセル低回転スイッチ２２の入切信号、脱穀クラッチセンサ１２の入切信号、グレンタンクの排出クラッチセンサ２３の入切信号、グレンタンクの籾センサ最果断センサ２４の入切信号等である。

アナログ信号入力処理回路３１へ入る信号は、エンジンの回転数を設定するアクセルレバーセンサ２５の回転数設定信号、コンバインの運転席近傍に作業者が搭乗しているのを感知する赤外線センサ２６からの感知信号、ＨＳＴレバーセンサ１０からの走行変速信号、エンジン冷却水温センサ２７からの冷却水温度、油圧オイル温度センサ２８からのオイル温度等である。

外部割込カウント処理回路３２へ入る信号は、車速センサ２９からの走行速度信号とエンジン回転センサ７からのエンジン回転数である。
デジタル信号入力処理回路３０とアナログ信号入力処理回路３１と外部割込カウント処理回路３２に入った信号はコンピュータ（アクセル制御手段）３３へ送り込まれる。

コンピュータ３３からは、車速検出主変速減速手段３４へ減速信号が出力されて、主変速モータ３６を動かして主変速モータ減速出力３９され、さらに、エンジン回転制御手段３５へエンジン回転数制御信号が出力され、エンジン回転高出力３７或いはエンジン回転低出力３８となる。

図４は、走行速度を標準より低速にして省燃費を図る車速減速制御のフローチャート図である。
ステップＳ２０でアクセル低回転スイッチ２２の入を判定し、入であればステップＳ２１脱穀クラッチセンサ２３の入判定し、これも入であればステップＳ２２のＨＳＴ変速ラバーセンサ１０での変速操作判定に移り、変速操作が無ければ、ステップＳ２３のエンジン回転目標を低回転にセットし、ステップＳ２４の走行車速目標を低速度に設定する。ステップＳ２５で車速判定が目標値より速くてもステップＳ２６でエンジン回転数が目標値よりも早くてもステップＳ３２の主変速モータ３６を減速に出力し、ステップＳ３３主変速を減速したとの記憶を行って車速減速制御から抜け出る。

ステップＳ２２で変速操作があれば、ステップＳ２７で主変速の増速判定を行い、増速であればステップＳ３０のエンジン回転目標値を標準回転数にセットし、ステップＳ３１のエンジン回転目標値位置ずけ制御を行う。ステップＳ２７で増速が無ければステップＳ２８で再度主変速レバーの増速操作の有無を判定し、ＹＥＳであればステップＳ２９で主変速の増速を記憶して車速減速制御から抜け出る。

グレンタンク４０内には、籾の溜り具合を操縦席の表示パネルに表すために、図６に示す如く、下から籾センサ最下段２４、籾センサ２段４１、籾センサ３段４２、籾センサ４段４３、籾センサ最上段４４と設けられて、各センサ２４，４１，４２，４３，４４が籾の存在を感知するとＯＮするようにしている。

図５は、グレンタンク４０内に設ける籾最下段センサ２４のＯＮ・ＯＦＦ信号でエンジンの回転数を変更制御する制御のフローチャート図である。
ステップＳ４０でアクセル標準スイッチ２１が入っていてステップＳ４１で排出クラッチセンサ２３が入っていてステップＳ４２で籾最下段センサ２４が籾を感知しないと籾が残り少なくなっているのでステップＳ４３のエンジン回転目標値に高回転をセットし、ステップＳ４４でエンジン回転数が目標値より速ければステップＳ４７のエンジン回転を低下するよう制御し、ステップＳ４５でエンジン回転数が目標値より遅ければステップＳ４８のエンジン回転を上昇するよう制御してエンジン回転数が目標値になるようにして籾を排出ラセンの高回転で残らず排出する。ステップＳ４２で籾最下段センサ２４が籾を感知するとステップＳ４６でエンジン回転目標値に低回転をセットしてステップＳ４４に移行しエンジン回転数が目標値になるようにして籾をゆっくりとしたする排出ラセンの回転で排出し、籾を傷つけなく省燃費で排出できる。

図７は、アクセル低回転スイッチ２２をＯＮした場合の籾排出制御で、ステップＳ５０でアクセル低回転スイッチ２２のＯＮを感知し、ステップＳ５１で排出クラッチセンサ２３が入っていれば、ステップＳ５２ででエンジン回転目標値に低回転をセットして、ステップＳ５３でエンジン回転数が目標値より速ければステップＳ５５のエンジン回転を低下するよう制御し、ステップＳ５４でエンジン回転数が目標値より遅ければステップＳ５６のエンジン回転を上昇するよう制御してエンジン回転数が目標値になるようにしてグレンタンク４０から籾を傷つけないようにゆっくりと排出し省燃費になる。

図８は、アクセル低回転スイッチ２２をＯＮした場合の脱穀制御で、ステップＳ６０でアクセル低回転スイッチ２２のＯＮを感知し、ステップＳ６１で脱穀クラッチセンサ１２が入っていれば、ステップＳ６２でエンジン回転目標値に低回転をセットして、ステップＳ６３でエンジン回転数が目標値より速ければステップＳ６５のエンジン回転を低下するよう制御し、ステップＳ６４でエンジン回転数が目標値より遅ければステップＳ６６のエンジン回転を上昇するよう制御してエンジン回転数が目標値になるようにして、脱穀装置の駆動をゆっくりしたものとすることで選別精度を向上し省燃費になる。

図９は、アクセル低回転スイッチを選択した場合に負荷の増大によりエンジン回転が低下するようであれば走行速度を遅くしてエンジン回転を復帰するようにした制御のフローチャート図である。

ステップＳ７０でアクセル低回転スイッチ２２のＯＮを感知し、ステップＳ７１で脱穀クラッチセンサ１２が入っていれば、ステップＳ７２で主変速減速ありを判定し、ＮＯであればステップＳ７３のエンジン回転目標に低回転値をセットし、ステップＳ７４で目標走行車速を低速度値にセットし、ステップＳ７５で車速が目標値より速いかステップＳ７６でエンジン回転が目標値より低ければステップＳ７７で主変速モータ３６に減速を出力しステップＳ７８で主変速の減速指令を記憶する。

ステップＳ７２で主変速減速ありの判定がＹＥＳであれば、ステップＳ７９の「主変速減速あり」を判定し、ＮＯであればさらにステップＳ８２主変速増速操作の有無を判定し、ＮＯであればステップＳ７３のエンジン回転目標値セットに移行し、ＹＥＳであればステップＳ８３で主変速の増速指令を記憶してこの車速減速制御から抜け出し手動変速に切り換わる。

ステップＳ７９の主変速減速あり判定でＹＥＳであればステップＳ８０エンジン回転目標値を標準回転値にセットしステップＳ８１でエンジン回転を目標値に近づける制御を行う。すなわち、この車速減速制御から抜け出し手動変速に切り換わるのである。

運転席或いはその近傍に作業者がいるかどうかを検出する赤外線センサ２６を使った制御は、フローチャート図を省略するが、脱穀クラッチを切り、走行クラッチを切り或いは中立で、さらに籾排出クラッチを切った状態が所定時間続いたらエンジンの駆動を停止するようにして省燃費を図っている。この際にエンジン冷却水温センサ２７が異常に高温を示している場合にはエンジンのオーバーヒートを防ぐためにエンジン停止までの時間を長くする。また、油圧オイル温度センサ２８が高温を示している場合にも油圧機器の冷却を図るためにエンジン停止までの時間を長くする。

省燃費制御の制御ブロック図省燃費制御の制御フローチャート図制御ブロック図制御フローチャート図制御フローチャート図コンバインの模式図制御フローチャート図制御フローチャート図制御フローチャート図

符号の説明

２走行速度制御手段
３エンジン
４燃料供給制御手段
５燃料供給量検出手段
６燃費制御手段
７エンジン回転数検出手段
８エンジン回転数制御手段

Claims

機体の走行速度を制御する走行速度制御手段（２）と、負荷に応じて燃料供給量を調整してエンジン（３）の出力を制御するエンジン制御手段（４）と、リアルタイムで燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段（５）とを設け、該燃料供給量検出手段（５）によって検出される燃料消費量が所定範囲内に収まるように、前記走行速度制御手段（２）によって走行速度を制御する燃費制御手段（６）を設けたことを特徴とするコンバイン。
エンジン回転数検出手段（７）を設け、該エンジン回転数検出手段（７）によって検出されるエンジン回転数を所定範囲内に収めるべく制御するエンジン回転数制御手段（８）を、前記燃費制御手段（６）に優先して作動するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。