JP2698264B2 - コンバインの車速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷検出手段によって
検出されるエンジンの負荷が目標負荷範囲に維持される
ように、且つ、車速検出手段によって検出される車速が
上限車速設定手段で設定された上限車速を越えないよう
に、走行用の無段変速装置を所定の速さで変速操作する
車速制御手段が設けられたコンバインの車速制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】刈取り作業中コンバインにかかる負荷に
応じてエンジンの能力が最大に発揮されるよう、車速を
自動的に制御することが従来から行われている。つま
り、エンジンの負荷が目標負荷範囲より小さければ車速
を上げることにより単位時間当たりの刈取り（脱穀）処
理物量を増加させ、エンジンの負荷が目標負荷範囲より
大きければ車速を下げて、単位時間当たりの刈取（脱
穀）処理物量を減少させる。

【０００３】但し、たとえエンジンの能力に余裕があっ
ても圃場のぬかるみ具合等の他の条件より最高車速（上
限車速）を制限すべき場合がある。そこで、上限車速を
設定するための上限車速設定手段（例えば、可変抵抗）
が設けられ、設定された上限車速を越えないように車速
制御が行われる。

【０００４】車速の変更は、例えば油圧トランスミッシ
ョンを用いた無段変速装置によって行われる。そして無
段変速装置を変速操作する速さを、現在負荷と目標負荷
との偏差に応じて変えることにより速く、且つ、滑らか
に現在負荷が目標負荷範囲に落ち着くように制御してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
現在負荷と目標負荷との偏差に応じて無段変速装置を変
速操作する速さを制御していたので、例えば、増速時
に、現在負荷と目標負荷との偏差が大きければ、たとえ
上限車速が低く設定されていても変速操作が速く行われ
る。このため現在車速がすぐに上限車速に達し、さらに
オーバシュートが大きくなり、車速のいわゆるハンチン
グが生じてしまうことがある。又、急激な減速は、刈取
（脱穀）処理物の一時的な減少を招来し、脱穀・選別性
能に悪影響を及ぼす。

【０００６】本発明は、かかる実情に鑑みて為されたも
のであって、その目的は、エンジン負荷に基づく車速制
御において、上限車速を中心とするハンチングが発生す
ることを回避し、又、急激な減速が脱穀・選別性能に及
ぼす悪影響をできるだけ少なくすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のコンバインの車
速制御装置は、負荷検出手段によって検出されるエンジ
ンの負荷が目標負荷範囲に維持されるように、且つ、車
速検出手段によって検出される車速が上限車速設定手段
で設定された上限車速を越えないように、走行用の無段
変速装置を所定の速さで変速操作する車速制御手段が設
けられたものであって、第１の特徴構成は、前記車速制
御手段が、増速時に、前記上限車速が遅いほど、前記無
段変速装置を変速操作する速さを遅くするように構成さ
れている点にある。第２の特徴構成は、前記車速制御手
段が、減速時に、前記上限車速が速いほど、前記無段変
速装置を変速操作する速さを遅くするように構成されて
いる点にある。

【０００８】

【作用】第１の特徴構成によれば、無段変速装置を増速
側に変速操作する速さが上限車速設定手段にて設定され
た上限車速に応じて決められ、上限車速が遅いほど変速
操作する速さも遅くなるので、現在車速の上限車速に対
するオーバシュートが抑えられ、ハンチングが発生しに
くくなる。又、減速に伴う処理物の減少は上限車速が速
いほど急激になりやすいが、第２の特徴構成によれば、
減速側に変速操作する場合は、上限車速が速いほど変速
操作する速さが遅くなる。つまり、脱穀・選別性能に悪
影響を及ぼす急激な処理物の減少が発生しやすいほど減
速をゆっくりしてその影響を緩和していることになる。

【０００９】

【発明の効果】従って、第１の特徴構成によれば、車速
のハンチングの発生が抑えられ、第２の特徴構成によれ
ば、急激な減速が脱穀・選別性能に及ぼす悪影響を少な
くすることができるものとなった。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。先ず、図８にコンバイン全体の側面図を示す。左
右一対のクローラ走行装置１を備える機体Ｖに操縦室
２、脱穀装置３等が搭載され、機体Ｖの前方には刈取装
置４が昇降自在に設けられている。刈取装置４は、分草
具５、掻き込み装置６、刈り刃７、刈り取った作物を機
体左右方向の中央部に寄せ集めるオーガー８、寄せ集め
た作物を脱穀装置３に搬送するコンベア９を備えてい
る。

【００１１】脱穀装置３は、機体Ｖの前後方向の軸芯周
りに回転する扱胴１０と受け網１１を備える脱穀部（以
下、扱室という）Ａ、及び、扱室Ａからの漏下処理物か
ら穀粒を選別して回収する選別部Ｂからなる。選別部Ｂ
の詳細については図示しないが、穀粒と藁屑等とを分離
選別するための揺動選別板や藁屑等を吹き飛ばす風を発
生させるトウミ、選別された穀粒を回収する回収装置等
が設けられている。

【００１２】刈取装置４で刈り取られ、オーガー８及び
コンベア９により脱穀装置３に搬送される稲、麦、大豆
等の作物（穀稈）は、扱室Ａに供給されて扱胴１０の回
転により脱穀される。扱室Ａの前部には、穀稈が供給さ
れているか否かを検出するための穀稈感知スイッチＳ１
が設けられている。穀稈感知スイッチＳ１は、図６に示
すように、扱室Ａの天井カバー１２の内側に付設され、
扱胴１０の回転方向に揺動自在に垂下する接触片と、そ
の接触片が穀稈の接触によって揺動するとオンになるス
イッチからなる。従って、穀稈感知スイッチＳ１は、扱
室Ａに穀稈が供給されていない状態でオフ、供給されて
いる状態でオンになる。

【００１３】扱室Ａ内の穀稈（処理物）は、扱胴１０の
周囲に螺旋状に設けられた扱歯によって脱穀されながら
機体後方へ移送され、受け網１１の後端部から選別部Ｂ
に落下する。そして揺動選別板でささり粒等が回収され
た後、藁屑が機外に排出される。扱室内の処理物の後方
への移送を促進し、或いは抑制することにより処理物の
扱室内での滞留時間を調節し、もって脱穀具合を最適化
するための送塵弁１３が扱室の天井カバー１２の内面に
設けられている。

【００１４】図６及び図７に示すように、複数の板状の
送塵弁１３が、扱胴の回転軸芯方向に所定間隔で配設さ
れている。各送塵弁１３は、上下方向の軸芯周りで回動
自在に天井カバー１２に枢着され、天井カバー１２の外
側に設けられたリンク機構１４，１５により全送塵弁１
３が平行状態を維持しつつ同時に回動するように構成さ
れている。

【００１５】即ち、各送塵弁１３と共に回動するリンク
１４が一本のリンク１５で枢支連結され、モータＭによ
って各送塵弁１３の回動角度（開度）を所定範囲内で同
時に変更できるように構成されている。このモータＭ
は、後述する制御手段Ｈによって正逆転駆動される。
又、送塵弁１３の回動角度（開度）を検出するためのポ
テンショメータ式の送塵弁開度センサＳ２が設けられて
いる。

【００１６】送塵弁１３の回動範囲（開度調節範囲）
は、図７に破線で示す位置（＋２０°）から二点鎖線で
示す位置（−１０°）までに規制されている。破線で示
す位置は全開状態であってこの状態では処理物の後方へ
の移送が最も促進される。逆に、二点鎖線で示す全閉状
態では処理物の後方への移送が最も抑制される。

【００１７】次に、車速制御について説明する。図１に
示すように、エンジンＥの動力がベルトとプーリによる
伝動系によって走行用の無段変速装置１６に伝達され、
さらに機械ミッション１７を介してクローラ走行装置１
に伝達されている。無段変速装置１６は、可変容量型の
油圧ポンプと定容量油圧モータからなる静油圧トランス
ミッションであって、油圧ポンプ内の可変斜板の角度を
変えることにより吐出量と方向を変化させ、もって油圧
モータ出力軸の回転数と回転方向を変化させる。

【００１８】上記油圧ポンプ内の可変斜板は、車速変更
用の電動モータ１８により駆動され、その角度を変え
る。そして、この電動モータ１８は、マイクロコンピュ
ータを用いて構成された制御手段Ｈにより正逆転駆動さ
れる。従って、制御手段Ｈ内に設けられた車速制御手段
１９が、電動モータ１８を介して無段変速装置１６を操
作していることになる。

【００１９】車速制御手段１９は、電動モータ１８を正
逆転駆動することにより無段変速装置１６を増速側又は
減速側に操作し、且つ、駆動のデューティ比を変えるこ
とにより無段変速装置１６を操作する速さを変えること
ができる。又、無段変速装置１６は、操縦室２に設けら
れた変速レバー２０によって手動で変速操作することも
できるように構成され、変速レバー２０と電動モータ１
８とは摩擦式の伝動機構２１を介して連係されている。
従って、電動モータ１８による操作により変速レバー２
０も動く。

【００２０】エンジンＥの動力は、ベルトとプーリによ
る伝動系によって脱穀装置３及び刈取装置４にも伝達さ
れている。夫々の伝動経路にはベルトテンション式の脱
穀クラッチ２２及び刈取クラッチ２３が設けられ、それ
ぞれの操作レバー２２ａ，２３ａには、クラッチを接続
する操作状態のときにオンになる脱穀クラッチスイッチ
Ｓ３、及び刈取クラッチスイッチＳ４が設けられてい
る。両クラッチスイッチＳ３，Ｓ４の検出情報は、既述
の穀稈感知スイッチＳ１、送塵弁開度センサＳ２と共
に、制御手段Ｈに入力されている。

【００２１】その他、エンジンの回転数に比例する周波
数の正弦波を発生する電磁ピックアップＳ５、ミッショ
ン部に設けられた、クローラ走行装置１の駆動輪の回転
数に比例するパルス数の信号を発生する車速検出手段
（以下、車速センサという）Ｓ６、変速レバー２０が前
進増速側の限界位置に達したときにオンになる変速レバ
ー上限スイッチＳ７が設けられ、これらの検出情報も制
御手段Ｈに入力されている。

【００２２】又、操縦室２には、上限車速を設定するた
めの上限車速設定手段２４及び車速オートスイッチ２５
が設けられ、これらの設定情報も制御手段Ｈに入力され
ている。上限車速設定手段２４は、圃場の条件等に応じ
て上限車速（最高車速）を調節するための可変抵抗であ
り、つまみの回転角度に比例して上限車速が０．３ｍ／
ｓから２．０ｍ／ｓの範囲で設定される。又、車速オー
トスイッチ２５は、次に述べる（自動）車速制御を実行
するか否かを切換えるための照光式押釦スイッチであ
る。

【００２３】制御手段Ｈ（車速制御手段１９）は、上記
のような入力情報に基づいて、前述の車速変更用の電動
モータ１８を所定のデューティ比で正逆転駆動する車速
制御を行なう。以下、図２及び図３の流れ図に基づいて
説明する。先ず、処理（イ）において車速制御の起動条
件をチェックする。即ち、車速オートスイッチ２５、脱
穀クラッチスイッチＳ３、刈取クラッチスイッチＳ４、
及び穀稈感知スイッチＳ１がオン、バックスイッチがオ
フ、そして車速が０．１ｍ／ｓ以上であれば起動条件が
成立して（ロ）以下の処理に移るが、いずれかの条件を
満たしていなければ増減速停止処理に分岐する。尚、バ
ックスイッチは、図１で省略したが、変速レバー２０が
前進領域でオフ、後退領域でオンになるスイッチであ
る。

【００２４】処理（ロ）においては、刈取・脱穀作業中
のエンジンＥの回転数の低下からエンジンＥの負荷を検
出する。つまり、別の処理ルーチンで刈取クラッチスイ
ッチＳ４がオンで、且つ車速が０．１ｍ／ｓ未満のとき
のエンジン回転数の最大値を基準回転数（Ｒ）として記
憶しておき、ここの処理では、その基準回転数（Ｒ）と
現在回転数（ｒ）との差を負荷Ｌとして算出する。従っ
て、負荷検出手段２６が制御手段Ｈの内部に構成されて
いることになる。

【００２５】次に、処理（ハ）において送塵弁開度及び
上限車速に基づいて図４のテーブルより増減速モードを
設定する。送塵弁開度は、前述の送塵弁開度センサＳ２
によってフィードバックされる開度（−１０°〜２０
°）である。送塵弁開度は、操縦室２に設けられたパネ
ルに１〜５の数字で表示される。但し、例えば２と３の
中間レベルでは２の表示と３の表示が交互に現れる。従
って、９段階の表示レベルがあることになる。

【００２６】上限車速は上限車速設定手段２４によって
設定される値（０．３ｍ／ｓ〜２．０ｍ／ｓ）であっ
て、対応するＶＲ位置（１〜５）は、つまみの回動角度
を５段階に対応させたものである。増減速モードは、１
〜４の４段階の値が設定される。図４に示されるよう
に、送塵弁開度が小さいほど、又、上限車速が遅いほど
増減速モードが小さい値に設定される。

【００２７】続く処理（ニ）において、上記増減速モー
ドと前述のようにして求められた負荷Ｌとに基づいて図
５のテーブルより増減速出力を設定する。増減速出力
は、前述の車速変更用の電動モータ１８を駆動する際の
回転方向及びデューティ比であって、回転方向により出
力が増速又は減速となり、デューティ比は、オン時間及
びオフ時間で示されている。但し、オン時間を一定（４
０ｍｓ）として、オフ時間を変化させている。従って、
オフ時間が長いほど変速操作の速さが遅いことになる。

【００２８】図５からわかるように、負荷Ｌが所定範囲
（目標負荷範囲）内にあれば、出力は中立となり電動モ
ータ１８のオン時間はゼロである。つまり増速も減速も
しない。負荷Ｌが目標負荷範囲より小さければ出力は増
速出力となり、目標負荷範囲から離れるほど変速操作の
速さが速くなる。逆に負荷Ｌが目標負荷範囲より大きけ
れば出力は減速出力となり、目標負荷範囲から離れるほ
ど変速操作の速さが速くなる。そして、この目標負荷範
囲は増減速モードの値が小さいほど、即ち、送塵弁開度
が小さいほど、又は、上限車速が遅いほど、小さい値に
設定されている。

【００２９】そして、同じ負荷範囲に対する増速出力
は、増減速モードの値が小さいほど遅い。即ち、送塵弁
開度が小さいほど、又、上限車速が遅いほど変速操作の
速さを遅くするように設定されている。逆に、減速出力
は、同じ負荷範囲に対して、増減速モードの値が大きい
ほど遅い。即ち、送塵弁開度が大きいほど、又、上限車
速が速いほど変速操作の速さを遅くするように設定され
ている。尚、減速出力は全体的に増速出力よりも変速操
作の速さを速くしている。

【００３０】次に処理（ホ）で上限車速と現在車速との
偏差を求めた後、上記の図５で設定した増減速出力が増
速出力、中立、減速出力のいずれであるかによって分岐
する。中立であれば増減速停止、即ち電動モータ１８の
通電停止を実行し、減速出力であれば図５で設定した減
速出力を実行する。但し、現在車速が０．３ｍ／ｓ以下
の場合は増減速停止に分岐する。

【００３１】図５で設定した増減速出力が増速出力の場
合は、先ず前述の変速レバー上限スイッチＳ７がオンか
否かをチェックし、オンであれば増減速停止に分岐す
る。オフであれば、処理（ホ）で求めた上限車速と現在
車速との偏差に応じて分岐する。偏差が０．１ｍ／ｓ以
上であれば、即ち、現在車速が上限車速より０．１ｍ／
ｓ以上遅ければ、図５で設定した増速出力を実行し、偏
差が０．０２ｍ／ｓ〜０．１ｍ／ｓの場合は図５のラン
ク＋１で増速出力を実行する。

【００３２】偏差が−０．０２ｍ／ｓ〜０．０２ｍ／ｓ
の場合は不感帯として中立出力（増減速停止）を実行す
る。偏差が−０．１ｍ／ｓ〜−０．０２ｍ／ｓの場合は
図５のランク−１で減速出力、−０．１ｍ／ｓ以下の場
合は図５のランク−３で減速出力を実行し、現在車速が
上限車速を（定常的に）越えないようにしている。

【００３３】以下、別実施例を列記する。 上記の実施例では、刈取・脱穀作業中のエンジンの
回転数の低下からエンジン負荷を検出するように構成し
たが、例えばエンジンから脱穀装置等への伝動経路にト
ルクセンサを設ける等、負荷検出手段については種々の
構成が考えられる。

【００３４】 無段変速装置は、実施例の静油圧トラ
ンスミッションに限らず種々の無段変速装置を用いるこ
とができ、変速操作の速さを変える方法についても電動
モータをデューティ制御する方法に限らず、電磁ソレノ
イドをデューティ制御する等、種々の方法を用いること
ができる。

【００３５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る脱穀装置の車速制御装置
のブロック図

【図２】車速制御の流れ図

【図３】車速制御の流れ図

【図４】増減速モードを設定するためのテーブル

【図５】増減速出力（変速操作の方向及び速さ）を設定
するためのテーブル

【図６】脱穀装置の部分断面図

【図７】送塵弁を示す脱穀装置の平面図

【図８】コンバインの側面図

【符号の説明】

１６ 無段変速装置 １９ 車速制御手段 ２４ 上限車速設定手段 ２６ 負荷検出手段 Ｅ エンジン Ｓ６ 車速検出手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷検出手段（２６）によって検出され
   るエンジン（Ｅ）の負荷が目標負荷範囲に維持されるよ
   うに、且つ、車速検出手段（Ｓ６）によって検出される
   車速が上限車速設定手段（２４）で設定された上限車速
   を越えないように、走行用の無段変速装置（１６）を所
   定の速さで変速操作する車速制御手段（１９）が設けら
   れたコンバインの車速制御装置であって、前記車速制御
   手段（１９）は、増速時に、前記上限車速が遅いほど、
   前記無段変速装置（１６）を変速操作する速さを遅くす
   るように構成されているコンバインの車速制御装置。
2. 【請求項２】 前記車速制御手段（１９）は、減速時
   に、前記上限車速が速いほど、前記無段変速装置（１
   ６）を変速操作する速さを遅くするように構成されてい
   る請求項１記載のコンバインの車速制御装置。